LED 빛으로 데이터를 전송하는 라이파이(Li-fi)란?

빛으로도 무선통신을 할 수 있다는 사실 알고 계신가요? 빛을 활용해 와이파이가 가진 통신거리와 속도의 한계를 극복하고 차세대 무선통신 기술로 주목 받고 있는 ‘라이파이(Li-Fi)’에 대해 알아보겠습니다.

LED 빛의 파장을 이용한 라이파이의 발견

라이파이는 2011년 영국 에든버러 대학교의 헤럴드 하스(Harald Haas) 교수가 처음으로 제안한 개념으로, 빛을 의미하는 영단어 라이트(Light)와 와이파이(Wi-Fi)의 합성어입니다. 이는 와이파이를 이을 새로운 근거리 통신기술로써 잠재력을 가졌다는 의미에서 붙여진 이름인데요. 와이파이가 전파를 사용하는 방식이라면, 라이파이는 가시광선을 사용해 정보를 전송하는 기술입니다.

라이파이는 무선 통신 기술 연구가 아닌, LED 전구의 밝기를 조절하는 연구를 하던 중 나온 개념인데요. LED는 일반 조명과는 달리 반도체 부품으로 이뤄진 광원이기 때문에 육안으로 확인할 수 없을 정도로 빠른 속도의 깜빡임을 줄 수 있고, 이를 통신기술로 활용할 수 있다는 점이 우연히 발견됐습니다.

빛을 활용한 데이터 전송의 원리

라이파이는 LED 전구의 깜빡임을 이용해 데이터를 전송합니다. 모든 디지털 데이터는 0과 1의 조합으로 이루어진 이진법을 통해 송수신되는데요. LED 전구는 ON/OFF를 통해 0과 1 조합을 만들어내 무선 라우터 역할을 하고, 이를 읽어낸 수신기에 의해 데이터가 전기 신호로 변환되는 원리입니다.

이처럼 빛의 영역대의 주파수를 이용하는 라이파이는 한정된 주파수를 사용하는 기존의 무선 통신 기술 대비 훨씬 더 넓은 영역의 주파수를 사용할 수 있다고 하는데요. 가시광선의 주파수 영역은 380THz~750THz(테라헤르츠, 1THz=1,000GHz)로 무선통신 전체 주파수보다도 무려 1만 배 이상 넓습니다. 광활한 대역에서 통신을 할 수 있는 가능성을 가진 것이죠.

빛을 이용한 통신의 장단점

라이파이의 가장 큰 장점은 빠른 속도인데요. 영국 옥스퍼드대와 케임브리지대가 합작한 ‘초병렬 가시광통신 프로젝트팀’은 2013년 10월 말, 라이파이를 이용해 무려 1초에 10GB(기가바이트) 속도로 데이터를 주고받는 데 성공했습니다. 이는 와이파이(초속 100MB 기준)보다 100배, LTE-A(초속 150MB 기준)보다 66배 빠른 속도인데요. 이런 빠른 속도를 이미 일상 곳곳에서 사용되고 있는 LED로 구현할 수 있기 때문에 라이파이는 지속 가능한 이동 통신 솔루션이 될 수 있습니다.

하지만 벽과 같은 장애물을 통과하지 못하는 빛의 특성상, 라이파이를 이용하기 위해서는 곳곳에 LED를 배치해야 하고, 낮 시간에도 조명을 켜둬야 한다는 제약이 있는데요. 이러한 한계를 극복하고자 라이파이를 상용화하기 위한 연구는 지금도 계속되고 있습니다.

조명과 통신을 융합한 지속 가능한 이동통신 기술, 라이파이! LED 불빛 아래에 서면 영화 한 편을 메시지 보내듯 빠르게 전송할 수 있는 미래의 모습이 더욱 궁금해집니다.