LED 조명을 송신기로 이용한 가시광통신(VLC) 시스템은 지난 2004년 최초로 연구가 시작돼 2011년 11월 우리나라 주도로 IEEE 802.15.7 표준규격을 완성했다.
이후 관련 R&D 및 표준화에 많은 진전이 있었지만 스마트폰 등 스마트 디바이스를 기반으로 한 VLC시스템을 상용화하기에는 추가적 하드웨어 변경이나 VLC 동글을 사용해야 하는 문제에 걸려 상용서비스는 지연돼 왔다.
이를 해결하기 위해 2012년 5월부터 IEEE 802.15 IG-LED를 운영했으며, 지난해 1월부터 IEEE 802.15.7a OCC(Optical Camera Communications) 스터디그룹으로 발전돼 논의가 진행돼 왔다. 이는 주로 광검출기(PD)를 다루는 IEEE 802.15.7 보다는 스마트 디바이스 카메라(이미지 센서)를 이용해 LED 스크린, LED 디스플레이, LED 디지털사이니지 또는 LED 조명에서 발생하는 신호 및 패턴을 수신하는 시스템에 집중해 표준화를 다뤘다. 지난해 11월 회의에서 1만 나노미터(㎚)에서 190㎚ 파장을 포함하는 OWC(Optical Wireless Communications)로 표준화하기 위한 프로젝트승인요구서(PAR)를 채택 한데 이어 지난해 12월 IEEE 802 EC 최종승인으로, 2015년 1월에 열린 IEEE 802.15 임시회의부터 OWC 태스크그룹(TG)이 공식 가동됐다. 이 OWC TG는 주로 OCC 기술에 집중하고 추가적으로 LED-ID 및 LiFi 기반의 고속 OWC 기술을 표준화할 계획이다.
OCC는 데이터 수신을 위해 스마트 기기에 설치된 카메라 이미지 센서를 사용해 데이터를 수신할 수 있는 영상처리 기반의 혁신적 통신기술이다. 다시 말해 OCC는 카메라를 비디오 모드로 설정한 후 LED 조명 또는 디스플레이에 카메라 초점을 맞추기만 하면 데이터 수신이 가능하다.
OCC는 데이터 전송 시 비주얼 MIMO 개념의 변조된 LED를 사용한다. LED 조명뿐 아니라 LED를 이용한 광고판, 스크린, 디지털 사이니지 및 디스플레이를 이용해 빛이나 패턴만 보낼 수 있으면 OCC에 활용할 수 있다. 따라서 디지털사이니지 사업자 입장에선 같은 광고판만 갖고 여러 가지 정보를 제공할 수 있으며, 디스플레이-카메라, 스크린-카메라처럼 D2D 서비스를 제공할 수 있다. 또 LED-ID나 LiFi 기술도 표준화에 포함될 예정이다.
최종 버전의 PAR는 변조된 빛과 이미지 센서 사이의 데이터 전송을 지원하는 무선 인터페이스까지 표준화하는 것을 목표로 한다. 외국에선 이미 다양한 OCC 기술이 제안되고 기업·대학 차원의 활발한 연구를 진행 중이다. 일본 카시오는 카메라의 이미지 센서를 이용해 빛의 파형을 검출하는 아이폰용 애플리케이션까지 개발했다. 이 앱의 작동원리는 수신용 아이폰 카메라가 다른 아이폰의 화면에서 나오는 변조된 다양한 색깔의 빛 신호를 검출해 데이터를 수신하는 방식이다. 이 기술은 데이터 검색과 복조를 위해 나이퀴스트(Nyquist) 샘플링을 사용했다. 인텔은 UFSOOK(Under Sampled Frequency Shift On-Off Keying)를 제안했다.
스마트기기 기반의 새로운 상용서비스를 창출하려면 OCC에 관한 정부·연구소·기업 차원의 창의적이고 혁신적인 R&D가 활발해져야 한다. 기존 IEEE 802.15.7 표준화를 ETRI와 삼성전자가 주도했듯 이번 IEEE 802.15.7r1의 OCC, LED-ID 및 LiFi 기술도 우리 LED·디스플레이 관련 업계, 출연연·대학이 주도적으로 참여해 사실표준에 기여하고 창조경제를 진작하길 기대해 본다.
장영민 국민대 교수(IEEE 802.15.7r1 OWC TG 의장) yjang@kookmin.ac.kr
