빛으로 무선 통신하는 Li-Fi 기술소개

LiFi-기술소개-대문글

 

Li-Fi의 발견

알렉산더 그레이험 벨이 “실질적인” 전화를 발명한 사람으로 잘 알려져 있습니다. 그의 많은 발명품 중 PhotoPhone이 있었는데 일종의 무선전화로 빛을 통해 전달하면서 음성으로 듣기 말하기가 가능한 발명품입니다. 벨은 PhotoPhone을 일생의 업적 중 가장 가치 있게 평가한 것으로 알려져 있으며 유명해지진 않았지만 역사의 기록으로 남아있습니다.

알렉산더-그레이험-벨

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1. LiFi 원리

기존 셀룰러 및 Wi-Fi 네트워크가 전파를 사용하는 반면, Li-Fi는 고속 데이터 통신을 위해 적외선 및 가시 광선 스펙트럼을 사용하는 무선 통신 기술입니다. 별도의 통신장비 없이 LED 전등을 그대로 활용하거나, 눈으로 식별 불가능한 빛의 점멸로 데이터를 전송하는 것이 가능합니다. VLC는 가시광선을 사용하는 모든 통신 기술을 포괄하는 포괄적인 용어로 LiFi는 VLC의 기본 원칙을 사용하지만 양방향 네트워크 프로토콜을 사용하여 고속 네트워크 연결을 제공합니다. 이 기술은 빛 역시 전자파 스펙트럼의 일부라는 점에서 착안한 것으로 전구가 일종의 중계기 역할을 합니다. D-Light란 모듈을 탑재해 전구각 발산하는 빛 주파수를 변형시켜 데이터를 저장하고 송수신할 수 있게 하는 것입니다. 처음에는 LED 전구의 조도를 조절하기 위한 것으로 개발됐다가 LED 자체가 반도체 소자이기 때문에 통신기술로 발전할 수 있음을 깨달은 것에서 시작하였습니다.

 

빛의-잔상

 

LiFi는 LED전구의 깜빡임을 이용합니다. 모든 디지털 신호는 0과 1의 조합으로 이루어진 이진법을 통해 데이터 송수신이 가능한데 LED 전구의 ON, OFF가 이진법의 1, 0이 되어 초당 200회 이상 깜빡이며 데이터를 디지털 신호로 전송하는 것이 라이파이의 원리입니다. 사람의 눈은 초당 100번 이상 빠르게 깜빡이면 ‘깜빡이지 않는다＇고 인식하기 때문에 통신 기능이 조명에 통합될 수 있는 것입니다. Server로부터 스트리밍 콘텐츠가 Lamp Driver로 수용되면 Lamp Driver가 플리커 현상을 이용하여 빛의 깜빡임을 조절합니다. 그러면 Photo Detector(광검출기)는 빛을 인식하며 인식된 정보를 전기신호로 변환하고 이 신호를 다시 2진수 데이터 스트림으로 다시 재변환되어 (켜지면 1, 꺼지면 0) 우리가 가진 Device에 전달됩니다.

꺼진전구와-켜진전구

 

 

2. LiFi 이해하기

통신 연결을 유지하기 위해서는 항상 조명을 켜야 합니다. 하지만 매우 민감한 통신 링크를 가지고 있기 때문에 사람의 가시성보다 어두워져도 데이터를 송출하기 충분합니다. 현재는 최소 60lux 조도에서도 통신을 제공한다고 하며, 참고로 독서를 위한 최소 조도는 영국 표준 400 lux라고 합니다. 송수신기 사이에 존재하는 반사빛 또한 Li-Fi 지원이 가능합니다. 최근에는 벽에서 반사된 신호가 최대 70 Mbps 전송 속도 달성했다고 합니다. Li-Fi는 빛의 절대적인 양이 아닌 빛의 강도의 빠른 변화를 감지하는데 의존합니다. 이는 일정하거나 느리게 변화하는 광원을 걸러 낼 수 있음을 의미합니다. 실제로 Li-Fi수신기는 77,000 lux 햇빛에 노출되는 실외에서도 테스트되었습니다. Li-Fi는 통신용 가시광선에만 국한되지 않으므로 적외선 스펙트럼을 사용하여 Uplink communication이 가능합니다.

밤하늘과-빛