와이파이보다 100배 빠른 '라이파이(Li-Fi)', KAIST가 차세대 보안 광통신 기술 개발!
라이파이(Li-Fi) 기술이 기존의 한계를 넘어서 한 단계 더 진화했습니다. KAIST 조힘찬 교수 연구팀이 한국표준과학연구원 임경근 박사와 함께 개발한 ‘온-디바이스 암호화 광통신 소자’는 놀라운 통신 속도는 물론, 한층 강화된 보안성까지 갖춘 차세대 무선통신 플랫폼으로 주목받고 있습니다.
라이파이(Li-Fi)란?
‘Light Fidelity’의 약자인 Li-Fi는 LED 조명과 같은 가시광선(400~800THz) 을 이용한 무선통신 기술입니다. 기존 Wi-Fi가 사용하는 전파 대신, 눈에 보이는 빛을 사용하기 때문에 최대 224Gbps의 속도를 구현할 수 있습니다. 이는 기존 와이파이보다 최대 100배 빠른 전송 속도를 자랑합니다.
또한 전파 간섭이 적고, 주파수 할당의 제약도 없어 사물인터넷(IoT), 스마트 공장, 자율주행, 실내 통신 등 다양한 분야에서 활용이 기대되고 있습니다. 하지만 빛을 이용한 특성상 접근성이 높아 보안에 취약하다는 한계가 있었습니다.
보안까지 해결한 ‘온-디바이스 암호화 광통신 소자’
이번에 KAIST 연구팀이 개발한 기술의 핵심은 **'빛으로 정보를 전송하면서 동시에 암호화하는 기능'**입니다. 복잡한 암호화 장비나 외부 보안 시스템 없이, 기기 자체에서 보안을 처리하는 것이 이 기술의 가장 큰 장점입니다.
연구팀은 독성이 낮고 친환경적인 양자점 소재를 활용하여, 고효율의 발광 트라이오드 소자를 제작했습니다. 이 소자는 빛을 발생시키는 장치로, 특히 전극에 존재하는 핀홀(pinhole) 영역에서 전기장이 집중되어 두 개의 입력 데이터를 동시에 처리할 수 있게 합니다.
이로써 하드웨어 수준에서의 데이터 암호화 및 광 송신이 동시에 가능해졌고, 기술적 보안성과 실시간 송신 속도 모두를 향상시킬 수 있었습니다.
성능은? 상용화에 한 발 더 가까워지다
연구팀이 개발한 이 광통신 소자는 외부양자효율(EQE) **17.4%**를 기록했습니다. 상용화를 위한 기준이 보통 20% 수준임을 감안하면, 매우 높은 수치입니다.
또한 휘도는 무려 2만9000nit로, 일반 스마트폰 OLED 화면 밝기(2000nit)보다 10배 이상 밝습니다. 이는 실내는 물론 다양한 산업 환경에서도 충분히 사용할 수 있는 스펙입니다.
작동 원리는?
이 기술의 작동 원리를 더 깊이 이해하기 위해, 연구팀은 **‘과도 전계 발광 분석’**이라는 기법을 사용했습니다. 수백 나노초(10억 분의 1초) 단위의 매우 짧은 시간 동안 전압을 인가하고, 그에 따라 발생하는 발광 특성을 분석했습니다.
이를 통해 소자 내에서 전하들이 어떻게 이동하며, 이중채널 광변조가 어떻게 작동하는지를 밝혀냈습니다. 이 분석은 향후 소자 구조 개선 및 상용화 기술 발전에 중요한 기초 자료가 됩니다.
향후 기대 효과 및 활용 분야
조힘찬 교수는 “암호화와 송신을 동시에 구현하는 온-디바이스 소자 기술은 보안이 중요한 국방, 의료, 금융, 스마트 시티 등 다양한 분야에서 폭넓게 활용될 수 있다”고 밝혔습니다. 예를 들어...
- 병원 내 환자 정보 무선 송신 시 해킹 방지
- 스마트 공장에서 기계 간 실시간 안전 통신
- 자율주행 차량 간의 고속/보안 데이터 교환
- 고보안이 요구되는 국가기관 내부 통신
이처럼 해당 기술은 차세대 통신 기술로서의 잠재력을 이미 증명하고 있습니다.
마무리 및 요약
| 기술명 | 온-디바이스 암호화 광통신 소자 |
| 개발 기관 | KAIST & 한국표준과학연구원 |
| 기반 기술 | Li-Fi (가시광선 통신), 양자점, 발광 트라이오드 |
| 속도 | 최대 224Gbps (Wi-Fi 대비 100배 빠름) |
| 보안 | 기기 내 실시간 암호화 가능 |
| 활용 분야 | IoT, 국방, 의료, 금융, 스마트시티 등 |
차세대 광통신 시대, 속도만 빠른 기술은 의미 없습니다. 속도 + 보안을 동시에 만족시키는 KAIST의 이번 기술은 한국의 연구 역량을 다시 한번 증명하며, 글로벌 통신 시장의 패러다임을 바꾸는 계기가 될 것으로 기대됩니다.