Li-Fi는 LED 조명의 빠른 광 세기 변조를 이용해 데이터를 전송하는 빛 무선 통신 기술입니다. 전파 대신 가시광·근적외선을 쓰기 때문에 전파 혼잡과 간섭에서 자유로우며, 실내 조명 인프라를 네트워크로 확장할 수 있습니다. 2025년 현재 초고속 무선 통신의 보완재로 병원, 항공기, 산업 현장, 교육 공간에서 상용 도입이 진행 중입니다.
문제 제기: 포화되는 전파 대역과 밀집 환경의 병목
와이파이·셀룰러 사용량이 급증하면서 2.4/5/6GHz 대역은 혼잡해지고, 전자기 간섭(EMI) 민감 구역에서는 사용 제한이 뒤따릅니다. 또한 실내 초밀집 환경에서 동일 채널 간섭과 지연이 늘어나 서비스 품질을 떨어뜨립니다. 이 한계를 보완하기 위한 대안으로 Li-Fi가 주목됩니다.
작동 원리: LED 변조·포토디텍터·밴드 외 채널
Li-Fi 송신기는 LED 드라이버로 광 세기를 고속 변조합니다. 인간의 눈에는 연속적인 빛으로 보이지만 수MHz~수백MHz 대역의 신호가 얹힙니다. 수신부 포토다이오드는 광을 전류로 바꾸고, 전치 증폭과 등화, 오류정정(FEC)을 거쳐 비트를 복원합니다. OOK, OFDM, 색 분할(CSMA 아님) 등 변조가 쓰이며, 가시광 외에 적외선 다운링크/업링크 분리도 가능합니다.
표준 동향: IEEE 802.11bb와 상호운용성
광 무선의 상호운용을 목표로 한 IEEE 802.11bb는 물리계층·MAC을 규정해 Li-Fi를 Wi-Fi 계열과 동일한 상위 프로토콜로 다룰 수 있게 합니다. 이 표준은 광 채널에서의 연결 설정, 핸드오버, 보안 프레임을 정의해 기존 네트워크에 자연스럽게 통합되도록 설계되었습니다.
장점: 속도, 보안, 간섭 회피
- 초고속 무선 통신: 넓은 광 대역폭으로 고해상 스트리밍과 대용량 파일 전송에 유리.
- 보안성: 빛은 벽을 통과하지 않아 물리적 범위가 제한, 에어갭 보완 효과.
- EMI 친화: 전자 장비 간섭이 치명적인 병원·항공기·공장에서도 활용 가능.
- 공존성: 빛 무선 통신은 RF와 대역을 공유하지 않아 혼잡 완화.
제약: 가시성, 음영, 업링크 설계
광 경로가 차단되면 성능이 급격히 떨어집니다. 확산 반사로 어느 정도 보완되지만, 조명 배치와 반사율 설계가 중요합니다. 또 모바일 업링크는 적외선/와이파이 하이브리드 구성이 흔하며, 직접 광 업링크 채택 시 눈 안전(IEC 60825) 기준을 준수해야 합니다.
네트워크 아키텍처: 라이트셀과 백홀
Li-Fi는 실내에 다수의 ‘라이트셀’(조명 AP)을 설치하고, 이더넷/PoE 혹은 무선 백홀로 연결합니다. 컨트롤러는 스케줄링과 핸드오버, 전력/밝기 제어를 통합 관리합니다. 조명 제어(디밍, 센서)와 데이터 전송을 동시 고려하는 것이 설계 포인트입니다.
성능 최적화: 광학·전기 설계 팁
- 광학 확산기와 렌즈로 빔 패턴을 균일화해 셀 내 속도 편차 축소.
- 포토다이오드 면적·대역폭 트레이드오프를 고려해 목표 SNR 확보.
- OFDM 톤 수·피크 대 평균 전력비(PAPR) 관리로 LED 비선형 왜곡 최소화.
- 화이트 LED의 청색 칩+형광체 지연을 보상하는 등화/프리코딩 적용.
보안·인증: 물리적 범위 + 표준 암호화
물리적 방호에 더해 WPA3 등 상위 보안 스택과 802.1X 인증을 결합합니다. 라이트셀 간 유선 구간은 VLAN/마이크로세그멘테이션으로 격리하고, 로깅/위치기반 접근 제어로 도청 리스크를 낮춥니다. 이는 Li-Fi의 내재적 보안성과 상호 보완적입니다.
주요 활용 분야: 2025년 실전 사례
- 병원·연구소: EMI 민감 장비 주변 데이터 링크, 실내 정밀 위치결정과 결합.
- 항공·선박: 차폐 공간의 엔터테인먼트·운항 데이터 전송.
- 스마트팩토리: 전파 소음이 심한 라인에서의 안정 통신, 안전 구역 분리.
- 교육·오피스: 조명 인프라 재활용으로 총비용 절감, 고밀도 접속 품질 확보.
Li-Fi와 Wi-Fi의 공존 전략
Li-Fi는 초고속 무선 통신의 주력이라기보다 ‘혼잡 회피·보안 존’ 역할에 적합합니다. 코어 트래픽은 광 채널로 오프로드하고, 음영/모빌리티는 Wi-Fi 6/7로 백업합니다. SD-LAN 정책으로 SSID·로밍을 통합하면 사용자 경험을 끊김 없이 유지할 수 있습니다.
설계·도입 체크리스트(2025)
- 조명 계획: 조도 규격(사무 500lx 등)과 데이터 커버리지 동시 충족.
- 눈 안전: 레이저·LED 방사 안전 등급 검토, 사용자 시야 노출 제한.
- 백홀 용량: PoE 예산, 스위치 업링크, 컨트롤러 스루풋 검증.
- 앱 적합성: 대용량 다운로드·AR/VR·정밀 위치 서비스 우선 적용.
- 하이브리드 운영: RF 금지 구역에는 빛 무선 통신 우선, 이동성 구간은 Wi-Fi 보완.
자주 묻는 질문: 가시광 통신과 차이, 실내 위치정확도
‘가시광 통신’은 광 대역 전반을 포괄하는 개념이고, Li-Fi는 네트워크 스택·상호운용까지 정의한 구현 지향 용어입니다. 조명 ID를 비콘처럼 활용하면 실내 수십 cm 수준의 위치 정확도를 달성할 수 있어 자산 추적과 내비게이션에 유용합니다.
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