【브레이크뉴스 포항】박희경 기자=라이파이(Li-fi)는 가시광(빛)을 사용해 데이터를 전송하는 통신 기술로 전파를 사용하는 와이파이(Wi-fi)보다 속도가 100배 이상 빠르며, 대역폭이 높아 많은 정보를 동시에 전달할 수 있다.
 ▲ OLED로 제작된 혼합 백색광 조명과 색 선택성 OPD 기반의 유기 가시광통신 시스템다채널로 구성된 가시광통신 시스템에서 각 채널 간의 간섭을 최소화하도록 파장이 서로 겹치지 않는 빨강, 초록, 파랑 OLED로 혼합 백색광을 만들고, 이를 선택적으로 흡광하는 OPD로 시스템을 구성함 (C) 포스텍 |
특히 빛이 도달하는 영역에만 데이터를 보내기 때문에 보안도 좋은 편이며, 무엇보다 LED 등 이미 설치된 실내 조명을 활용하면 별도 인프라도 필요하지 않다.
하지만 실제 조명에 가시광 통신 시스템을 적용했을 때, 데이터 전송의 안정성과 정확성이 떨어진다는 문제점이 있었다.
POSTECH(포항공과대학교)은 화학공학과 정대성 교수 · 김도완 연구원, 아주대 지능형반도체공학과 지동우 교수 · 박형준 씨, 인하대 신소재공학과 이정환 교수 공동 연구팀이 새로운 광원으로 빛의 간섭을 줄여 실내 조명을 활용한 무선 통신에 성공했다고 8일 밝혔다.
동일한 파장이 만나면 진폭이 합쳐지거나 상쇄되는 간섭이 일어나는데, LED는 단일 색상 광원으로 가시광 통신 기술에 적용했을 때 이러한 현상이 발생한다.
이를 해결하기 위해 연구팀은 기존 광원을 대체할 새로운 광원을 개발했다. 빨강(Red), 초록(Green), 파랑(Blue) OLED(유기발광다이오드)를 혼합해 일반 조명처럼 백색광으로 보이지만 서로 간섭되는 영역이 적은 광원을 만든 것이다.
또, 연구팀은 OLED가 각 파장의 색상을 더욱 선명하게 표현할 수 있도록 캐비티(cavity) 구조를 도입하고, 빛을 흡수하는 OPD(유기포토다이드)에는 파브리-페로(Fabry-Perot) 구조를 적용해 특정 파장의 빛만 잘 받아들일 수 있도록 했다.
그 결과, 연구팀이 만든 혼합 백색광은 기존 광원에 비해 BER(Bit Error Rate)이 매우 낮았다. 전송된 총 비트(bit) 수에 대한 오류 발생 비율을 나타내는 BER은 디지털 신호 품질을 측정하는 지표로 이는 광원 간 간섭 현상이 효과적으로 억제되어 정보를 정확하게 전달했음을 보여주는 결과다.
정대성 교수는 “기존 광원과 달리 세 종류의 파장이 혼합된 광원으로 간섭현상을 막아 데이터 전송에 있어 안정성과 정확성을 높였다”며, “기존 조명 시스템을 활용한 미래 무선 통신 기술로서 여러 산업 분야에 큰 도움이 되길 바란다”는 말을 전했다.
이번 연구는 한국연구재단과 과학기술정보통신부의 나노·소재기술개발사업의 지원으로 수행됐으며 재료 분야 국제 학술지인 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)’에 게재됐다.
<구글 번역으로 번역한 영문 기사의 전문 입니다. 번역에 오류가 있을 수 있음을 밝힙니다.>
POSTECH, Ajou University, and Inha University research teams develop customized light source for visible light wireless communication
Li-fi is a communication technology that transmits data using visible light. It is more than 100 times faster than Wi-fi, which uses radio waves, and has a high bandwidth, allowing a lot of information to be transmitted simultaneously.
In particular, security is good because data is only sent to the area where the light reaches, and above all, if you use already installed indoor lighting such as LED, no separate infrastructure is needed.
However, when the visible light communication system was applied to actual lighting, there was a problem that the stability and accuracy of data transmission were poor.
POSTECH (Pohang University of Science and Technology) is a joint research team led by Professor Dae-seong Jeong and Researcher Do-wan Kim of the Department of Chemical Engineering, Professors Dong-woo Ji and Hyeong-jun Park of the Department of Intelligent Semiconductor Engineering at Ajou University, and Professor Jeong-hwan Lee of the Department of Materials Science and Engineering at Inha University, using wireless communication using indoor lighting by reducing light interference with a new light source. It was announced on the 8th that it was successful.
When identical wavelengths meet, interference occurs in which amplitudes are combined or cancelled, and this phenomenon occurs when LED is applied to visible light communication technology as a single color light source.
To solve this, the research team developed a new light source to replace the existing light source. By mixing red, green, and blue OLED (organic light emitting diode), a light source that appears as white light like general lighting but has little interference with each other was created.
In addition, the research team introduced a cavity structure so that OLED can express the colors of each wavelength more clearly, and applied the Fabry-Perot structure to OPD (organic photodide), which absorbs light. It was designed so that only light of a certain wavelength can be accepted well.
As a result, the mixed white light created by the research team had a very low BER (Bit Error Rate) compared to existing light sources. BER, which represents the error rate relative to the total number of transmitted bits, is an indicator that measures digital signal quality. This result shows that information was accurately transmitted by effectively suppressing interference between light sources.
Professor Dae-seong Jeong said, “Unlike existing light sources, we have improved stability and accuracy in data transmission by preventing interference with a light source that mixes three types of wavelengths.” He added, “As a future wireless communication technology using existing lighting systems, it can be used in various industrial fields. “I hope this will be of great help.”
This research was conducted with the support of the National Research Foundation of Korea and the Nano and Materials Technology Development Project of the Ministry of Science and ICT and was published in ‘Advanced Materials’, an international academic journal in the materials field.
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