Li-Fi

Li-Fi
Wi-Fi와 혼동하지 말 것.
Li-Fi 테크놀로지
소개했다2011년 3월, 11년 전(2011-03)
산업디지털 통신
커넥터 타입가시광선 통신
물리 범위가시광선 스펙트럼, 자외선 및 적외선 복사

Li-Fi(Li-Fi라고도 함)는 빛을 이용하여 데이터를 전송하고 장치 간의 위치를 지정하는 무선 통신 기술입니다.이 용어는 Harald Haas가 [1]에든버러에서 열린 2011년 TED Global 강연에서 처음 소개했습니다.

Li-Fi는 가시광선, 자외선, 적외선 스펙트럼을 통해 고속으로 데이터를 전송할 수 있는 광통신 시스템이다.현재 상태에서는 [2]가시광선에서의 데이터 전송에는 LED 램프만 사용할 수 있습니다.

최종 사용자의 관점에서 이 테크놀로지는 Wi-Fi와 유사합니다.주요 기술적 차이는 Wi-Fi는 무선 주파수를 사용하여 안테나에 전압을 유도하는 반면 Li-Fi는 빛의 강도를 변조하여 데이터를 전송하는 것입니다.Li-Fi는 전자파 간섭의 영향을 받기 쉬운 지역(예: 항공기 객실, 병원 또는 군대)[3]에서 작동할 수 있다.

Bg-Fi는 모바일 기기용 애플리케이션과 IoT(Internet of Things) 기기와 같은 간단한 소비자 제품으로 구성된 Li-Fi 시스템이며 색 센서, 마이크로 컨트롤러, 임베디드 소프트웨어가 포함되어 있습니다.모바일 장치 디스플레이의 빛은 소비자 제품의 색상 센서와 통신하여 빛을 디지털 정보로 변환합니다.발광 다이오드를 사용하면 소비자 제품이 [4][5]모바일 장치와 동기화할 수 있습니다.

테크놀로지 상세

Li-Fi 모듈

Li-Fi는 발광다이오드(LED)의 빛을 매체로 사용하여 Wi-Fi와 [6]유사한 방식으로 네트워크, 모바일, 고속 통신을 제공하는 OWC(광무선통신) 기술의 파생 모델입니다.Li-Fi 시장은 2013년부터 2018년까지 연평균 82%의 복합 성장률을 보이며 [7]2018년까지 연간 60억 달러 이상 성장할 것으로 예측되었습니다.그러나 시장은 그렇게 발전하지 않았고 Li-Fi는 틈새 시장에 [8]머물러 있다.

장점이라고 생각되는 것

가시광선통신(VLC)은 LED의 전류를 사람의 눈으로 [9]인식할 수 없는 매우 빠른 속도로 껐다가 켜짐으로써 작동합니다.핸드오버라고도 불리는 다양한 Li-Fi 셀 간의 로밍을 가능하게 하는 기술은 Li-Fi 간의 원활한 전환을 가능하게 할 수 있습니다.이 광파는 벽을 통과할 수 없기 때문에 와이파이에 [10][11]비해 훨씬 짧은 범위와 낮은 해킹 가능성이 있습니다.이것에 의해,[12] 네트워크로의 액세스를 보다 안전하고 간단하게 제어할 수 있습니다.창문과 같은 투명한 재료가 가려져 있는 한,[13] Li-Fi 채널로의 접근은 실내 장치로 제한됩니다.Li-Fi가 신호를 전송하기 위해 직접 시선이 필요하지 않으며 벽에서 반사되는 빛은 70 Mbit/[14][15]s를 달성할 수 있습니다.

Li-Fi는 항공기 객실, 병원 및 원자력발전소와 같은 전자파 민감 영역에서 전자파 [10][16][11]간섭을 일으키지 않고 유용하게 사용할 수 있는 장점이 있다.Wi-Fi와 Li-Fi는 모두 전자파 스펙트럼을 통해 데이터를 전송하지만 Wi-Fi는 전파를 사용하는 반면 Li-Fi는 가시광선, 자외선, 적외선을 사용합니다.이는 Li-Fi가 스펙트럼 [17]용량에 거의 제한이 없음을 의미합니다.[18] 연구자들은 224기가비트/[19]초 이상의 데이터 전송 속도에 도달했으며,[20][21] 이는 2013년의 일반적인 고속 광대역보다 훨씬 더 빨랐다.Li-Fi는 [22]Wi-Fi보다 10배 저렴할 것으로 예상됩니다.상용화된 최초의 Li-Fi 시스템은 바르셀로나에서 [23]열린 2014 모바일 월드 콩그레스에서 발표되었습니다.

발생할 수 있는 단점

데이터를 전송하려면 Li-Fi LED를 계속 켜야 하지만 [22]데이터를 전송하기에 충분한 빛을 방출하면서 사람의 가시성 이하로 어두워질 수 있습니다.이는 가시 스펙트럼을 기반으로 할 때 기술의 주요 병목 현상이다. 이는 다른 광원(예: 태양)이 [24]신호를 방해한다는 점을 고려할 때 조명 목적에 제한되고 이동통신 목적에 이상적으로 조정되지 않기 때문이다.

Li-Fi의 단파 범위는 벽을 통과할 수 없기 때문에, 송신기는 Li-Fi 분배를 보장하기 위해 건물의 모든 방에 설치해야 한다.기술의 실용성 수준을 달성하기 위한 이 요건과 관련된 높은 설치 비용은 잠재적인 [7][9][25]단점 중 하나입니다.

역사

에든버러 대학의 모바일 커뮤니케이션 교수인 Harald Haas는 2011년 TED Global Talk에서 "모든 [26]빛에서 무선 데이터"라는 아이디어를 소개하면서 "Li-Fi"라는 용어를 만들었습니다.

1880년대까지 거슬러 올라가는 일반적인 용어인 "가시광 통신"(VLC)은 정보를 전송하기 위해 전자기 스펙트럼의 가시광선 부분을 사용하는 것을 포함한다.에든버러 디지털 커뮤니케이션 연구소의 D-Light 프로젝트는 2010년 1월부터 2012년 [27]1월까지 자금 지원을 받았습니다.Haas는 그것을 [28]마케팅하기 위해 회사를 설립하는 것을 도왔다.

2011년 10월, 조사 기관인 Fraunhofer IPMS and Industry Companies는 Li-Fi Consortium을 결성하여 고속 광무선 시스템을 촉진하고 전자파 [29]스펙트럼의 전혀 다른 부분을 이용하여 이용 가능한 무선 기반 스펙트럼의 제한된 양을 극복하였다.

Li-Fi를 이용한 [30]VLC 기술은 2012년에 전시되었습니다.2013년 8월까지 단일 색상 [31]LED에서 1.6Gbit/s 이상의 데이터 전송률이 입증되었습니다.2013년 9월, 보도 자료에서 Li-Fi, 즉 VLC 시스템은 일반적으로 가시거리 [32]조건을 필요로 하지 않는다고 밝혔습니다.2013년 10월에는 중국 제조사가 Li-Fi 개발 [33]키트를 개발하고 있다고 보고되었습니다.

2014년 4월, 러시아 회사인 Stins Coman은 Li-Fi 무선 로컬 네트워크인 BeamCaster의 개발을 발표했습니다.현재 모듈은 초당 1.25기가바이트(GB/s)의 속도로 데이터를 전송하지만, 가까운 장래에 속도가 [34]최대 5GB/s까지 증가할 것으로 예상됩니다.2014년 시소프트(멕시코 기업)는 LED 램프가 [35]방출하는 광스펙트럼을 통해 최대 10GB/s의 속도로 데이터를 전송할 수 있는 신기록을 수립했다.

2015년 7월 IEEE는 에너지 사용 효율을 높이고 수신기를 더욱 [36]민감하게 만들기 위해 가이거 모드에서 단일 광자 눈사태 다이오드(SPAD)로 APD를 운영했습니다.이 연산은 수신기가 [37]먼 거리에서 약한 신호를 감지할 수 있도록 하는 양자 제한 감도로도 수행될 수 있다.

2018년 6월, Li-Fi는 뮌헨의 BMW 공장에서 산업 [38]환경에서 작동하는 테스트를 통과했습니다.

2018년 8월, 스코틀랜드의 중등학교인 카일 아카데미는 학교 내에서 Li-Fi 사용을 시범적으로 시행했다.학생들은 노트북 컴퓨터와 천장 LED의 빠른 온오프 전류를 [39]데이터로 변환할 수 있는 USB 장치 간의 연결을 통해 데이터를 수신할 수 있습니다.

2019년 6월 프랑스 올레드콤은 2019 파리 에어쇼에서 [40]Li-Fi 기술을 테스트했다.

표준

Wi-Fi와 마찬가지로 Li-Fi는 무선으로 802.11 프로토콜을 사용하지만 자외선, 적외선 및 가시광선 통신도 사용합니다.

VLC의 일부는 IEEE 802 워크그룹에 의해 확립된 통신 프로토콜을 본뜬 것입니다.단, IEEE 802.15.7 규격은 구식입니다.특히 데이터 레이트, 멀티 액세스 및 에너지 EF용으로 최적화된 광직교 주파수 분할 다중(O-OFDM) 변조 방식의 도입과 같은 광무선 통신 분야의 최신 기술 발전을 고려하지 않습니다.기능성[41]O-OFDM의 도입은 광무선통신의 표준화를 위한 새로운 드라이브가 [citation needed]필요하다는 것을 의미합니다.

단, IEEE 802.15.7 규격에서는 Physical Layer(PHY; 물리층) 및 Media Access Control(MAC; 미디어 액세스컨트롤) 레이어가 정의되어 있습니다.이 규격은 오디오, 비디오 및 멀티미디어 서비스를 전송하기에 충분한 데이터 레이트를 제공할 수 있습니다.광전송 이동성, 인프라에 존재하는 인공 조명과의 호환성 및 주변 조명에 의해 발생할 수 있는 간섭을 고려합니다.MAC 계층은 TCP/IP [citation needed]프로토콜과 마찬가지로 다른 계층과의 링크 사용을 허용합니다.

표준에서는 레이트가 다른3개의 PHY 레이어를 정의하고 있습니다.

  • PHY 1은 옥외 어플리케이션용으로 확립되어 11.67 kbit/s에서 267.6 kbit/s까지 동작합니다.
  • PHY 2 레이어에서는 1.25 Mbit/s ~96 Mbit/s의 데이터 레이트에 도달할 수 있습니다.
  • PHY 3은 CSK(Color Shift Keying)라고 불리는 특정 변조 방법을 사용하여 많은 배출원에 사용됩니다.PHY III는 12 Mbit/s에서 96 Mbit/[42]s까지의 레이트를 제공할 수 있습니다.

PHY I 및 PHY II에 대해 인식되는 변조 형식은 On-off Keying(OOK) 및 VPPM(Variable Pulse-Position Modulation)입니다.PHY I 및 PHY II 레이어에 사용되는 맨체스터 부호화는 OOK 기호 "01" 로직과 "10" 로직으로 표현하여 전송 데이터 내부의 클럭을 포함합니다.DC 컴포넌트는 로직0의 [citation needed]장시간 실행 시 소광을 회피합니다.

적용들

홈 및 빌딩 자동화

많은 전문가들은 Li-Fi가 더 빠른 속도를 낼 수 있는 잠재력과 기술이 작동하는 방식에 따른 보안상의 이점을 가지고 있기 때문에 가정에서 Li-Fi로의 이동을 예상한다.빛이 데이터를 전송하기 때문에 네트워크를 하나의 물리적인 방이나 건물에 포함할 수 있기 때문에 리모트네트워크 공격의 가능성을 줄일 수 있습니다.이는 기업 및 기타 부문에서 더 많은 영향을 미치지만, [43]로컬 네트워크를 통해 대량의 데이터를 전송해야 하는 홈 오토메이션의 증가에 따라 가정에서의 사용이 촉진될 수 있습니다.

수중 응용

대부분의 원격 작동 수중 차량(ROV)은 유선 연결을 통해 제어됩니다.케이블의 길이에 따라 동작범위가 엄격히 제한되며 케이블의 중량이나 파괴한도 등의 기타 잠재적 요인이 제한될 수 있습니다.빛이 물을 통해 이동할 수 있기 때문에, Li-Fi 기반의 통신은 훨씬 더 큰 [44][unreliable source]이동성을 제공할 수 있다.Li-Fi의 효용은 빛이 물을 투과할 수 있는 거리에 의해 제한된다.상당한 양의 빛이 200미터 이상 투과하지 않는다.1000미터가 넘어도 빛이 [45]안 들어와요

항공

Li-Fi를 이용한 상용 여객기 등 항공 환경에서 효율적인 데이터 통신이 가능합니다.이 광기반 데이터 전송을 사용하면 [46]레이더와 같은 전파에 의존하는 항공기의 장비를 방해하지 않는다.

병원.

점점 더 많은 의료 시설들이 원격 검사와 심지어 시술을 사용하고 있다.Li-Fi 시스템은 네트워크를 [citation needed]통해 저지연, 대용량 데이터를 전송하기 위한 더 나은 시스템을 제공할 수 있습니다.광파는 더 빠른 속도를 제공할 뿐만 아니라 의료 기구에 미치는 영향도 감소합니다.예를 들어 무선 디바이스가 MRI와 유사한 무선 감응 [46]절차에서 사용될 가능성이 있습니다.병원에서 LiFi를 적용하는 또 다른 방법은 자산과 [47]인력의 현지화입니다.

차량

차량들은 도로 안전을 높이기 위해 앞과 뒤 신호를 통해 서로 통신할 수 있었다.가로등과 교통신호는 또한 현재의 도로 [48]상황에 대한 정보를 제공할 수 있다.

산업 자동화

Li-Fi는 산업 영역 어디에서나 데이터를 전송할 수 있으며, 슬립 링, 슬라이딩 접점 및 산업 이더넷과 같은 짧은 케이블을 교체할 수 있습니다.Li-Fi(자동화 프로세스에 자주 필요)의 실시간 때문에 일반적인 산업용 무선 LAN 규격의 대체 수단이기도 합니다.독일의 연구 기관인 Fraunhofer IPMS는 시간에 민감한 데이터 [49]전송이 가능한 산업 애플리케이션에 매우 적합한 부품을 개발했다고 밝혔습니다.

광고

가로등은 개인이 통과할 때 휴대전화 기기에 주변 기업이나 명소를 광고하는 데 사용할 수 있다.고객이 매장 안으로 걸어 들어가 매장 정면의 조명을 통과하면 고객의 휴대폰 [50]장치에 현재 판매 및 프로모션을 표시할 수 있습니다.

입고

웨어하우징에서는 실내 위치 결정과 내비게이션이 매우 중요합니다. 3D 위치 결정으로 로봇이 보다 세밀하고 사실적인 시각적 경험을 할 수 있습니다.LED 전구의 가시광선은 로봇 및 기타 수신기에 메시지를 보내는 데 사용되므로 [51]물체의 위치를 계산하는 데 사용할 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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외부 링크