LED(발광다이오드) 불빛 아래 서면 영화 한 편을 모바일 메신저 한 글자처럼 빠르게 보낼 수 있는 세상이 온다.

영국 옥스퍼드대와 케임브리지대의 합작 벤처인 '초병렬 가시광통신 프로젝트팀'은 지난해 10월 말, 새로운 무선통신기술 '라이파이(Li-Fi)'의 놀라운 속도를 선보였다. LED에서 나오는 가시광선을 이용, 무려 1초에 10기가바이트 속도로 데이터를 주고받는 데 성공한 것이다. 현재 일상적으로 쓰고 있는 무선랜인 '와이파이'(Wi-Fi·초속 100Mb)의 100배이고, 무선통신 중 가장 빠른 LTE-A(초속 150Mb)의 66배에 이른다.

'라이파이'는 2011년 영국 에든버러대 해럴드 하스 교수가 와이파이를 꺾을 새 근거리 통신기술이라는 뜻으로 지은 이름이다. 라이(Li)는 빛(Light)에서 따왔고, 파이(Fi)는 충실도를 의미하는 'fidelity'의 약자다.

그런데 가시광선으로 어떻게 통신을 한다는 걸까? LED도 빛을 깜빡거려서 정보를 전달한다는 점에서 신호등과 같다. LED는 초당 200번 이상 깜빡거린다. 사람의 눈은 1초에 100번 이상 깜빡거리면 인식할 수 없지만 컴퓨터는 인식할 수 있다. 불이 들어오면 1, 들어오지 않으면 0으로 해석한다. 반대로 0과 1로 이뤄진 디지털 신호를 LED의 깜빡거림으로 전환할 수도 있다.

라이파이가 대량의 정보를 빠르게 보낼 수 있는 비결은 LTE-A에도 사용된 직교주파수 분할다중 발신기법(OFDM) 덕분이다. 하나의 주파수를 여러 개 대역으로 나눠 정보를 각각 쪼개 보낸 뒤 수신지에서 다시 하나로 합치는 방법이다. 차가 마구 뒤섞여 달리던 넓은 도로에 차선을 그어 줄을 맞춰 달리게 하면 더 빨리 달릴 수 있는 것과 같다.

그렇다면, 같은 기술을 사용했는데 왜 LTE-A보다 66배나 빠른 걸까. 주파수 대역, 즉 정보가 다니는 도로의 넓이가 확연히 다르기 때문이다. 이동통신과 무선랜은 대략 300MHz~30GHz 사이 영역의 주파수를 사용한다. LTE-A를 개통하기 위해 한 통신사가 20MHz 대역의 주파수 이용권을 사는데 낸 비용은 무려 1조 원이다.

이에 비해 라이파이는 정보고속도로를 거의 무한대로 넓힐 수 있다. 가시광선의 주파수 영역은 380THz~750THz(테라헤르츠, 1THz=1,000GHz)로 무선통신 전체 주파수보다 무려 1만 배 이상 넓다.

물론 가시광통신에도 단점은 있다. 빛이 닿는 곳에서만 통신이 가능하다는 점이다. 가시광선은 벽을 통과할 수 없고, 심지어 손바닥으로 수신기만 가려도 통신이 되지 않는다. 원거리 통신용으로는 당연히 탈락이다. 태양에서 오는 가시광선이 간섭을 일으켜 낮에는 야외에서 사용하기도 어렵다.

라이파이가 상용화되기까지는 시간이 필요하다. 건물 등 장애물로 인해 빛이 차단되면 신호가 끊길 수 있고, 빛을 직접 받아야 하는 특성상 장비를 작게 만들기 어려운 한계도 있기 때문이다. 이런 단점을 극복할 수 있는 추가적인 개발이 이뤄진다면 조명과 통신이 융합된 새로운 세상이 열릴 것이다. 변지민 과학칼럼니스트

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