빛과 카메라 이미지센서(CMOS)만 있으면 별도의 통신망 없이 통신이 가능한 시대가 열렸다. 발광다이오드(LED) 조명이 있는 곳이라면 스마트폰 등으로 위치기반서비스(LBS)와 사물인터넷(IoT) 서비스를 구현할 수 있을 전망이다.
한상국 연세대 교수 연구팀은 LED 조명과 카메라 이미지센서를 이용해 9kbps 속도로 데이터를 주고받는 `옵티컬 카메라 통신`을 구현했다고 11일 밝혔다. 현재로는 세계에서 가장 빠른 속도다. 영국 등 일부 연구기관에서는 2~3kbps 수준으로 통신하는데 그쳤다.
옵티컬 카메라 통신은 LED 조명을 통신으로 활용하는 라이파이(LiFi)와 유사한 방식이다. 라이파이는 LED 조명의 가시광선을 이용, 데이터를 주고받는다. LED 빛은 우리 눈에 계속 이어진다고 느껴지지만 100만분의 1초 간격으로 깜빡인다. 깜빡임을 디지털 신호 `0`과 `1`처럼 인식, 주파수 대신 파장을 통해 통신할 수 있다. 이론상으로 와이파이(WiFi)보다 100배 빠른 속도로 데이터를 전송할 수 있다.
라이파이 통신에는 포토다이오드(PD) 등 송수신 장치가 필요하다. 통신 인프라를 구축하기 위해서는 LED 조명뿐만 아니라 광통신용 수신기가 있어야 한다. 고가인 데다 스마트폰에 달기에는 적합하지 않다는 것이 한 교수팀의 의견이다. 이동성이 떨어진다는 의미다.
한 교수팀이 개발한 옵티컬 카메라 통신은 추가 장치 없이 카메라 이미지 센서를 송수신 장치로 활용한다. 작고 가벼운 정보기술(IT) 기기에서도 통신이 가능하다. 최근에는 삼성 갤럭시 스마트폰에 들어간 이미지센서로 데이터를 송·수신하는 실험에도 성공했다.
한 교수팀은 특허 출원한 `이미지센서 데이터를 고속으로 뽑을 수 있는 알고리즘`을 적용, 통신 속도를 높이는 연구를 진행하고 있다. 한 교수는 “현재 기술 개발 상황을 감안하면 2018년께에는 수메가(Mbps)급 통신 속도의 상용 서비스를 구현할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 지금은 텍스트 데이터 전송 수준이지만 메가(Mbps)급 속도가 나오면 이미지와 소용량 동영상 파일도 이미지센서로 주고받을 수 있다.
기술이 상용화되면 LED 조명이 설치된 지역에서 LBS를 구현할 수 있다. 자동차 블랙박스 이미지센서 등에 적용하면 LED 가로등과 통신하거나 LED 자동차 백라이트를 통해 데이터를 송·수신하는 `커넥티드 카`도 만들 수 있다. 한 교수는 “여러 가시광선의 깜빡임으로 이미지센서 기반 증강현실(AR) 서비스를 개발하는 연구도 진행하고 있다”면서 “다양한 적용 분야를 검토하고 있다”고 덧붙였다.
한편 한 교수팀의 연구 결과는 과학기술논문인용색인(SCI)급 저널 2곳에 투고된 상태다. 최근 일본에서 열린 `광전자 및 광통신 학술회의(OECC) 2016`에서 기술을 발표하기도 했다.
권동준기자 djkwon@etnews.com
