LI-FI
컴퓨터 네트워크를 공부하면서 정리를 한 내용들 입니다.
-참고 K-mooc 부산 대학교 유영환 교수님 : 컴퓨터 네트워크 강의
Li-Fi(Light Fidelity)
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Li-Fi는 light-fidelity의 줄인 말로 Wi-Fi와 어원이 비슷합니다.
fidelity : 구글 번역기와 파파고에서 찾아보면 “충실도”, “정확도” 등으로 나오는데, 음악의 입장에서는 “음질”, 이미지에서는 “화질”을 의미하는 것으로 보입니다. 따라서 “품질”과 같은 정도로 생각하고 있습니다.
Li-Fi는 기술적으로 visible light communication 입니다.
visible light, 가시광선을 이용해서 통신을 하는 것으로,
건물에서 LED 조명을 쓴다라고 하면 LED 조명이 엑세스 포인트 역할을 해서,
여러 디바이스들이 통신 하는 것을 할 수 있는 기술 입니다.
그래서 조명, 전광판, 가로등, 차량 브레이크등도 통신 AP로 사용가능 합니다.
원활한 연결
Li-Fi도 여러 개의 전구를 통해서 네트워크를 하나 이룰수가 있는데
그림에서처럼 바깥에서는 무선 망을 통해서 통신을 하다가
건물 출입구 근처에서는 Wi-Fi로 통신을 하다가
조명이 잘 되어 있는 네트워크에서는 Li-Fi를 통해서 통신을 할 수 있습니다.
동작 원리
일단 LED 조명을 예로 들어서,
- LED 전구
- Photo-detector
- Lamp Driver
- 적외선 Transmitter
LED 전구가 빛의 입자(광자)를 발생 시킵니다.
그리고 광자를 감지하기 위해 photo-detector라는 장치가 필요합니다.
이 photo-detector는 휴대폰과 노트북 같은곳에 설치 된다면
광자를 이용해서 통신이 가능하게 됩니다.
반대로 업로드를 할 때는 적외선 트랜스미터를 이용해서,
전송이 가능합니다.
LED 전구가 AP 역할을 하기 위해서는
어떤 데이터를 전송하느냐에 따라서
램프의 밝기를 좀 다르게 한다던가, 여러 가지 방식이 쓰이게 되는데
램프를 조절하기 위한 램프 드라이버가 있습니다.
이것은 전기 신호를 광자로 바꾸거나 광자를 전기신호로 바꿔줍니다.
Modulation
Li-Fi는 어떤 방식으로 모듈레이션 하는가 보면
가장 간단하게는 OOK라는게 있습니다.
OOK(On-Off Keying)
영화를 보면 끊어지지 않고 이어진 것 처럼 보입니다.
그런데 그 영상들을 보면 초 당 얼마의 프레임의 그림이
빠르게 바뀌는거고 우리 눈은 바뀌는 것을 잘 인지하지 못합니다.
LED 전구도 초 당 30번 이상 깜빡이게 되면 우리 눈에 보이지 않습니다.
그래서 그런 원리를 이용 해서 On-Off Keying을 합니다.
문제는 어떤 경우에 연속으로 같은 값이 나오는 경우 입니다.
너무 오랜 시간 꺼져 있거나 그럴 수 있기 때문에 조명의 역할을
제대로 하지 못할 수 있습니다.
VPPM
VPPM(variable pulse position modulation)는
어떤 시간 타임슬롯이 딱딱 정해져 있습니다.
그래서 그 타임슬롯을 구별해서
앞에서부터 조명이 켜지면 0이고
뒷 부분에 켜지면 1로 진행하는 방식 입니다.
이렇게 하면 아무리 0이 연속으로 나오거나 1이 연속으로 나와도
조명은 일정하게 켜질 수 있기 때문에 OOK의 단점이 보완됩니다.
또 다른 좋은 점은 조도를 변화 시킬 수 있다는 점입니다.
어둡게 하고 싶다 하면 켜져 있는 구간을 짧게 만들고,
더 밝게 하고 싶다 하면 켜져있는 구간을 더 길게 만들 수 있습니다.
CSK
CSK(color shift keying)는 빛의 삼원색을 이용하는 겁니다.
빨간색, 초록색, 파란색 이 세 가지를 적절히 섞으면
그 색 하나만 전송해도 3bit를 전송할 수 있습니다.