무선 통신기술 라이파이(Li-Fi), 빛의 속도에 도전하다!

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인간의 문명은 ‘빠른 것에 대한 욕망’을 바탕으로 발전해왔습니다. 그리고 지금도 그런 욕망을 통해 끊임없이 발전하는 분야가 있습니다. 바로 ‘근거리 무선 통신 기술’인데요. 모바일 중심으로 라이프 스타일이 변하면서 근거리 무선 통신 기술은 블루투스, NFC 그리고 Wi-Fi까지 빠르게 발전해 왔습니다. 그리고 지금, “와이파이(Wi-Fi)를 뛰어넘을 새로운 무선통신기술”이라며 당찬 포부로 개발된 차세대 무선통신기술로 주목받는 ‘라이파이(Li-Fi)’가 탄생하기에 이르렀는데요. 과연 새로움으로 또 한 번 우리를 놀라게 할 라이파이에 대해 지금부터 알아보도록 하겠습니다.




빛을 이용하는 무선 통신 기술, 라이파이(Li-Fi)



눈에 보이지 않을 만큼 빠른 속도를 우리는 보통 ‘빛의 속도’라고 표현하곤 합니다. 이러한 빛의 속도를 현실화하는 것에 도전한 기술이 바로 새로운 근거리 통신 기술, 라이파이인데요. 라이파이(Li-Fi)는 Light Fidelity의 줄임말로 LED 전구에서 나오는 빛의 가시광선을 이용해 정보를 전달하는 기술입니다. 말 그대로 ‘빛의 속도’인 라이파이는 우리가 기존에 사용하던 무선 근거리 통신인 와이파이보다 100배 이상, LTE보다 66배 더 빠른 속도로 데이터 송수신이 가능할 정도로 빠르다고 하는데요. 이는 초당 최대 3.5GB의 속도로 데이터 송수신이 가능한 수준으로, 눈 깜박할 사이면 초고화질 영화 한 편을 내려받을 수 있다는 속도라고 하니 정말이지 엄청난 속도입니다.





라이파이는 영국의 교수 헤럴드 하스에 의해 2011년에 개발되어 ‘빛의 혁명’이라는 칭호를 받으며 주목받던 기술인데요. 여러 기업에서 상용화를 하기 위해 많은 투자를 했지만 계속해서 상용화가 늦어지면서 라이파이에 대한 관심은 줄어드는 듯했습니다. 그러나 최근에 애플의 새로운 스마트폰에 라이파이가 지원될 수 있다는 소식이 전해지면서 라이파이에 대한 관심이 또다시 뜨거워졌습니다. 매번 새로운 기술을 활용해 스마트폰의 새로운 패러다임을 제시해 왔던 애플이기에 같은 맥락의 혁신적인 기술인 라이파이와 애플의 만남에 많은 사람이 이들의 만남이 어떻게 결론이 날지 기대하고 있는 상황인 것이죠.



유레카, 라이파이! 우연한 깨달음이 만든 기술





▲ 라이파이 기술 개발자인 헤럴드 하스(Harald Haas).
출처 : TED 홈페이지



아르키메데스가 부력의 원리를 발견하며 외친 한 마디, “유레카!”처럼 라이파이 또한 다른 실험 도중 우연한 깨달음을 통해 개발된 기술이었습니다. 라이파이 기술은 처음엔 통신기술 개발을 목표로 진행된 연구가 아닌 LED 전구의 밝기, 즉 조도를 조절하기 위한 연구에서 개발된 기술이었는데요. LED(발광 다이오드)가 반도체로 이뤄진 부품이기 때문에 데이터를 송수신할 수 있는 통신기술로 발전할 수 있다는 사실을 우연히 깨닫게 되면서 빛을 이용한 라이파이라는 새로운 기술의 시작이 되었습니다. 그렇다면 새로운 근거리 무선통신 기술, 라이파이는 과연 어떤 원리를 이용한 건지 좀 더 자세히 알아볼까요?


라이파이는 LED 전구의 깜박임을 이용하는 기술입니다. 모든 디지털 신호는 0과 1의 조합으로 이뤄진 이진법을 통해 데이터의 송수신이 가능한데요. LED 전구의 ON, OFF가 이진법의 0과 1이 되어 데이터를 디지털 신호로 전송하는 것이 바로 라이파이의 원리입니다. 그럼 라이파이를 사용할 땐 깜박이는 형광등처럼 LED 조명이 깜박거려 눈에 무리가 오는 것은 아닐까 하는 의문이 들 법도 한데요. 보통 LED 전구의 깜빡이는 속도는 사람의 눈에는 인식되지 않는 매우 빠른 속도이기 때문에 전혀 눈에 무리를 주지 않는다고 합니다. 하지만 2011년에 개발된 이 기술은 많은 기업의 상용화를 위한 투자와 연구에도 불구하고 아직까지는 개선해야 할 여러 사항들을 안고 있기도 합니다.




장점, 혹은 단점? 빛과 함께하는 라이파이의 딜레마


라이파이에 쓰이는 빛은 LED 조명의 ‘가시광선’입니다. 가시광선이란 우리 눈이 지각할 수 있는 파장의 범위 안에 있는 광선인데요. 라이파이의 장단점은 이 가시광선이라는 특성이 가진 한계와 가능성 사이에서 연결됩니다. 우선 라이파이의 가장 큰 장점으로 손꼽히는 것은 넓은 주파수를 사용할 수 있다는 점인데요. 한정된 주파수를 사용하는 기존의 기술들과는 달리 라이파이는 와이파이보다 1만 배 정도 더 넓은 주파수 범위를 사용하기 때문에 더 빠른 속도를 낼 수 있습니다.

 



기존의 와이파이는 좁은 주파수 영역으로 데이터가 이동해야 하므로 트래픽이 자주 발생했습니다. 좁은 길에 사람들이 이동할 때 정체현상이 발생하는 것과 비슷한 것이지요. 이에 반해, 라이파이는 넓은 주파수 영역 덕분에 데이터가 멈추지 않고 빠르게 지나갈 수 있게 되어 빠른 송수신 속도가 가능해졌습니다. 이러한 가시광선의 주파수 영역은 전 세계 공통 주파수이므로 충분한 거리가 있다면 간섭 없이 사용할 수 있답니다. 스마트폰에 라이파이가 있다면 주파수 혼선 걱정 없이 비행기 안에서도 통신할 수 있게 되어 ‘비행기 모드’가 라이파이의 등장과 함께 사라질지도 모르는 일이죠. 현재 우리가 사용하는 위치표시기능인 GPS보다 더 정확한 위치를 파악할 수 있다는 장점 또한 갖고 있습니다.

하지만 이러한 라이파이의 장점은, 역으로 빛이 공급되지 않는다면 단점으로 변하게 됩니다. 빛을 가리는 벽을 통과하지 못한다는 점, LED 전구를 켜놔야 통신 사용이 가능하다는 점, 가시광선을 덮는 직사광선 때문에 야외에서는 활용할 수 없다는 점 등은 라이파이가 앞으로 풀어나가야 할 과제로 남아있습니다.




가까운 미래에 라이파이가 가져올 변화





▲ 라이파이를 사용하는 환경에서의 변화를 예상한 그림.
출처 : 위키미디어



라이파이의 상용화가 이뤄지면 어떤 변화들이 일어날까요? 우선 조명산업 및 LED 조명 속 반도체 소자 산업이 큰 성장을 이룰 것으로 보입니다. 보안과 주파수 혼선 문제, 그리고 인체에 해로운 전자기파에 대한 논쟁 때문에 와이파이 사용에 어려움을 겪었던 병원∙군사시설 및 비행기에서도 빠른 데이터 송수신이 가능해지는 것 또한 큰 기대를 받고 있는 부분이지요. 또한 LED 조명이 있는 곳, 빛이 있는 곳이라면 언제 어디에서나 정확한 위치 정보 송수신이 가능해지는 시대가 올 것입니다.

또한, 안전한 운행을 자동차 구매의 주요 요인으로 꼽는 요즘의 드라이버들을 겨냥해 개발되고 있는 인텔리전트 기술, 즉 지능형 드라이버 시스템이 더욱 발전될 전망입니다. 라이파이가 상용화된다면 차량의 LED 헤드라이트를 이용해 정확한 위치 측정이 가능해져 앞 차량과의 안전한 거리를 유지해주는 기능이 좀 더 완성도 있게 발전할 수 있게 되는 것이죠. 라이파이 덕분에 교통사고 위험이 줄어들 수 있을지도 모르는 일입니다. 이 외에도 라이파이는 다른 새로운 기술들이 그렇듯 또 다른 기술과의 결합 등 예측 불가한 수많을 가능성을 가진 기술입니다.


 


 

“더 이상의 놀랍도록 빠른 속도는 없을 것”이라는 예상을 깨고 매번 더 빠른 속도에 도전하는 통신기술의 변화는 문득 ‘기술의 한계’에 대해 생각해 보게 합니다. 모든 기술이 그렇듯 기존의 불편함을 감수하고 그저 만족했다면 아마 ‘라이파이’ 같은 새로운 기술들은 나오지 않았을 텐데요. 끝을 모르고 끊임없이 발전하는 기술처럼 여러분도 현실에 만족하고 자신에게 한계의 선을 긋기보다는 더 나은 나를 위해 노력해보는 건 어떨까요?

 




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