빛으로 무선 통신하는 Li-Fi 장단점

LiFi-장단점-대문글

WiFi 문제점과 LiFi 장점

와이파이는 전파를 사용하여 무선 네트워크 연결을 생성하고 인터넷 액세스를 제공하거나 데이터를 전송하는 무선 네트워킹 기술입니다. 사용자가 장치와 송신기 사이에 물리적인 와이어 없이 네트워크에 액세스 할 수 있는 큰 장점을 가지고 있습니다. 전파가 안테나에 공급되면 전자기장이 생성되어 모든 공간을 통해 전파된다고 합니다. 액세스 포인트에 연결하려면 사용자가 액세스 장치에 무선 네트워크 어댑터를 설치해야 하는데 전파를 송신하기 위해서는 전파탑이 필요하며 다른 장애물에 의해 전파가 방해받으면 안 되기 때문에 보통 산과 같은 높은 지대에 설치하며 이 전파탑은 설치비용이 높다고 합니다. 현재 사용 가능한 전파의 주파수 한정되어 있으며 포화상태이며 사용자가 여러 명 몰리면 전파의 간섭현상이 일어나 속도 저하 등의 품질 문제가 발생합니다. 대역폭이 넓으면 이 안에 채널을 여러 개 만들어서 많은 데이터를 한 번에 보낼 수 있는데 대역폭 안에 채널을 무제한으로 마구 만들면 인접 영역에서 서로 혼선을 일으키기 때문에 마구 만들지 못하기 때문에 대역폭이 무선통신에서 굉장히 중요합니다. 그렇기 때문에 통신사업자는 정부로부터 비싼 값에 이용권 사야 합니다. 2018년 SKT, KT, LG U+ 는 5G 주파수 경매 참가하여 좋은` 주파수 대역폭 확보를 위하여 3조 6천억 원 금액 지불했다고 합니다.

 

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1. 주파수 영역

와이파이의 경우 20~50미터 내에서 액세스 가능할 정도로 넓은 신호범위를 가집니다. 파장이기 때문에 벽을 통과할 수 도 있으며 다른 사용자가 범위 내에 있는 한 네트워크에 액세스가 가능합니다. 하지만 암호로 보호가 되었더라도 해킹이 가능하기 때문에 보안상 취약하다는 단점이 있습니다. 반면 라이파이는 가시광선을 이용하기 때문에 주파수가 385THz~ 750 THz이며 이는 무선 통신 전체 주파수보다 1만 배 이상 넓은 폭이며 가시광의 주파수 영역은 정부에서 사용 허가를 받을 필요가 없습니다. 이에 따른 주파수 사용 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있습니다. 전자기 간섭 현상이 없어 간섭현상에 민감한 병원, 군사시설, 항공기 등에 많은 잠재수요가 있습니다.

가시광선-무지개빛

 

 

 

2. 통신 속도

넓은 주파수 영역 덕분에 빠른 송수신이 가능합니다. 현재 최대 속도는 10 Gbps를 옥스 퍼디, 케임브리지 영국 대학 연구팀에서 데이터 전송에 성공을 한 바 있습니다. 수신기에서 파란색 필터를 사용하여 느린 노란색 구성요소를 제거하면 1 Gbps, RGB LED의 백색광에서 최대 5 Gbps, 단일 마이크로 LED를 사용한 8 Gbps 기록했다고 합니다. 또한 실험실 조건(백색 레이저 기반 조명으로) 100 Gpbs, 순간 최고속도 224G까지 기록이 있습니다. 현재 포화상태라고 불릴 정도인 2.4 Ghz 주파수를 쓰지 않기 때문에 속도의 불리함이 없으며 애초에 빛을 체크하는 것이기 때문에 주파수처럼 누군가 통신을 많이 쓰더라도 속도가 떨어지지 않는 장점을 가지고 있습니다. 라이파이는 빛에 기반하므로 벽을 통과할 수 없기 때문에 그 공간 안에 있는 사람만 이 라이파이를 사용할 수 있어 보안에 더 유리하고 다른 외부환경의 간섭에서도 더 자유로롭지만, 이는 장애물에 의해 제약을 받고 조명이 꺼지거나 어두운 곳에서는 사용할 수 없다는 단점도 동시에 가집니다.

 

전구

 

 

3. 설치 가격 및 한계

기본적으로 장치 개수가 적고 높은 에너지 효율의 LED조명을 사용하기 때문에 저전력 저비용 또한 큰 장점입니다. 여기에 끼우는 전구에 통신 모듈을 달아주고 사용자의 통신기기에 송,수신기를 설치하면 하면 손쉽게 라이파이 기기가 됩니다. 하지만 많은 라이파이 송수신기가 필요한데 많이 보급되지 않아 값이 비싸며 고속 통신에 사용되는 LED 부품값도 높습니다. 또한 아직까지는 기술 자체가 가지는 한계가 있는데 반사광으로도 인터넷을 쓸 수 있다지만 아직 라이파이 송신기와 수신기 사이에 빛을 막는 장애물이 없어야 하며 또한 빛에 의존하여 데이터를 전송하기 때문에 햇빛 등의 외부 간섭에 취약합니다. Li-Fi보급화에서 선행되어야 할 점은 LED의 보급화입니다. 현재 세계 각국은 에너지를 낭비하는 백열등 등을 에너지 효율이 높은 LED 전등을 바꾸고 있습니다. 또한 단순 조명에서 벗어나서 미래지향적인 능동 조명으로서 LED조명의 품질을 유지하면서 기능성 조명융합 시스템으로 발전하고 있습니다.

현재 LED조명은 연평균 13.5% 성장하여 25년은 1350억달러로 예상됩니다.