[김윤선 기자] - 와이파이보다 100배는 빠른 속도를 낼 수 있으며, 인체에 친환경적이기까지 하다는 라이파이(li-fi)가 화두다. 최근 각국에선 라이파이 상용화를 위해 기업과 학계가 박차를 가하고 있다. 신기술들이 빠르게 생겼다가 사라지는 시대에서 라이파이는 주도권을 잡을 수 있을까? 라이파이에 대해서 알아봤다.

천장 위에 달린 흔한 LED조명만으로 와이파이(wi-fi)보다 100배나 빠른 무선통신이 가능하다면 어떨까? 눈에 보이는 빛을 통해서 데이터를 전송할 수 있는 라이파이(light-fidelity)의 상용화가 머지않았다고 한다. 우리에겐 다소 생소한 용어인 li-fi는 스코틀랜드의 수도인 에든버러에 소재한 에든버러 대학(Edinburgh University)의 해럴드 하스(Harald Haas)교수가 처음 이름을 붙였다. 그는 2011년 TED TALKS의 강연자로 나서 wi-fi의 단점을 보완하고 속도는 더 높인 li-fi가 차세대 무선정보통신기술이 될 것임을 예견했다. 신기술들이 빠르게 생겼다가 사라지는 시대에서 li-fi는 주도권을 잡을 수 있을까? 각국의 학계와 기업들이 주목하고 있다.

주변에 있는 LED를 인프라로 사용

li-fi의 장점 중 하나는 주변에 인프라로 사용할 수 있는 LED전구가 흔하다는 점이다. 전파(radio waves)를 이용해서 데이터를 전송하는 wi-fi의 경우엔 전파를 송신하기 위한 전파탑이 필요하다. 산등성이에 설치된 탑이 바로 그 전파탑인데, 다른 장애물에 의해 전파가 방해받으면 안 되기 때문에 보통 산과 같은 높은 지대에 설치한다.

전파탑은 설치비가 많이 든다. 이 외에도 고출력의 전파를 방출해서 주변에 전파방해가 일어날 수 있을 뿐 아니라 에너지도 많이 사용한다. 전파탑이 사용하는 에너지는 데이터를 송신하기 위해서 사용된다기보다는 대체로 탑의 열기를 식히기 위해서 사용되기 때문에 효율성도 떨어진다. 이에 반해 LED는 우리 주변 어디에서나 볼 수 있다는 것이 가장 큰 장점이다. 형광등이나 백열등을 최근 들어 LED전등으로 바뀌는 추세라서 일반 가정집에서도 LED를 찾는 것이 어렵지 않을 정도로 흔하다.

넓은 스펙트럼, 빠른 속도

li-fi는 가시광선(visible light)를 사용하는데 이 가시광선은 wi-fi가 사용하는 전파보다 그 스펙트럼이 10,000배 이상 넓다. 또한 그 속도도 빠르다. wi-fi는 전송속도가 100Mbps 이하지만 li-fi는 10Gbps의 속도를 낼 수 있다. 이론상 현재 가정에 보급되는 인터넷보다는 100배 빠르고 최신 LTE기술인 LTE-A보다는 66배 이상 빠르다.

우리가 주변에서 흔히 볼 수 있는 리모콘은 적외선LED를 사용해서 TV에 데이터를 전송한다. li-fi와 비슷한 원리지만 그 속도와 데이터를 전송할 수 있는 폭에서 큰 차이가 난다. 적외선LED는 초당 10,000비트에서 20,000비트의 속도를 내고 단일의 데이터를 느리게 전송할 수 있다. 해럴드 하스 교수에 따르면 가시광을 사용하는 LED는 초당 1,000,000,000비트의 속도를 낼 수 있고 단일 데이터 전송 뿐 아니라 수 천 개의 데이터 스트림을 병렬적으로 전송할 수 있다.

인체에 무해하고 친환경적

늘 우리 주변에 있었던 빛이기 때문에 인체에 무해하고 친환경적이라는 것도 li-fi의 장점으로 꼽을 수 있다. 전자기 스펙트럼에는 가시광선 외에도 감마광선, 엑스레이, 자외선, 적외선, 전파 등이 있는데, 이 중 감마광선은 인체에 위험할 수 있다. 엑스레이는 병원에서 쓰이지만 역시 장기간 노출됐을 땐 인체에 좋지 않은 영향을 끼칠 수 있다. 자외선은 장기간 강하게 노출됐을 시 피부에 악영향을 끼친다. 적외선은 의료기기나 찜질방 등에 두루 사용되지만 눈에 좋지 않기 때문에 낮은 전력으로만 사용할 수 있다. 전파에 대한 유해성은 의견이 분분하지만, 유해성을 제외하고라도 가시광선보다 그 속도가 느리고 효율성이 떨어지는 단점이 있다. 이에 반해 li-fi는 친환경적이다.

보안도 강해

병원이나 비행장에서는 전파의 방해를 받으면 안 되고, 보안 때문에 원칙적으로 무든 무선통신을 차단하고 있다. 이는 병원이나 비행장에서 사용하는 각종 기기가 전파의 영향을 받아 혼선을 빚을 수 있고, 벽을 뚫고 나가는 전파의 성질로 인해 누군가가 정보를 가로채려고 마음을 먹는다면 막기 힘들기 때문이다. 그러나 빛은 직진성을 갖고 있기 때문에 벽을 통과할 수 없으며, 빛이기 때문에 다른 라디오 신호를 방해하지도 않는다. 정보를 가진 파장이 벽을 통과할 수 없으므로 차단된 공간 밖에 있는 누군가가 정보를 가로챌 수 없다. 이 때문에 벽을 뚫고 갈 수 없는 빛의 특성은 라이파이의 단점인 동시에 장점이 된다.

각국 상용화 노력 중

차세대 신기술인 라이파이를 실현하기 위해 각국의 기업과 학계가 고군분투하고 있다. 한국에서는 한국전자통신연구원과 삼성전자가 기술을 개발 중이며 LG이노텍과 유양디앤유는 가시광무선통신(VLC=LiFi) 사업 협력에 관한 양해각서(MOU)를 2014년7월에 교환했다고 밝혔다. 전문가들은 3, 4년 안에 상용화가 가능할 것으로 내다보고 있다.

빠른 속도, 친환경성, 보안성 등 여러 가지 장점을 갖고 있는 li-fi는 정보를 전송하기 위해서는 항상 빛을 켜놔야 한다는 점과 빛이 장애물에 막힐 수 있다는 점은 취약한 부분으로 지적받고 있다. 이에 대해 해럴드 하스 교수는 “빛을 사람의 눈에서 꺼졌다고 인식할 정도로 어둡게 할 수 있다”고 전했다. 빛의 직진성 때문에 벽을 통과하지 못하는 점만 해결한다면 머지않아 li-fi는 wi-fi를 뛰어넘는 신기술로 각광 받을 전망이다. 책상 위의 LED전등 하나 켜면 책을 읽을 수 있는 동시에 빠른 무선 통신을 할 수 있는 시대가 올지 기대된다.

MeCONOMY Magazine January 2016