와이파이보다 100배 빠른 `라이파이`…속도·보안 다 잡았다

KAIST, 온디바이스 암호화 광통신 소자 개발
친환경 양자점 이용해 송신속도, 보안 향상

조힘찬(앞줄 오른쪽) KAIST 교수와 연구진. KAIST 제공

KAIST는 와이파이보다 최대 100배 빠른 라이파이의 속도와 보안을 높일 수 있는 '온디바이스 암호화 광통신 소자'를 개발했다. 사진은 광통신 소자 구조 및 암호화 통신 개념도. KAIST 제공

국내 연구진이 와이파이보다 100배 빠른 라이파이의 송신 속도와 보안을 동시에 향상시킨 기술을 구현했다. KAIST는 조힘찬 신소재공학과 교수팀이 임경근 한국표준과학연구원 박사팀과 공동으로 친환경 양자점을 이용해 차세대 초고속 데이터 통신으로 주목받는 '라이파이(Li-Fi)'의 속도와 보안을 높일 수 있는 '온디바이스 암호화 광통신 소자' 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.

'빛'(Light)과 '와이파이'(Wi-Fi)의 합성어인 라이파이는 LED 불빛처럼 눈에 보이는 가시광선 대역(400∼800㎔)을 활용한 무선통신 기술로, 와이파이보다 최대 100배 빠른 224Gbps급 속도를 제공한다. 사용할 수 있는 주파수 할당의 제약이 없고 전파 혼신 문제도 적지만, 누구나 접근이 가능해 상대적으로 보안에 취약하다.

연구팀은 독성이 적은 친환경 양자점(QD·수 나노미터 크기 반도체 입자) 소재를 기반으로 전기장을 이용해 빛을 발생시키는 온디바이스 암호화 광송신 소자를 개발했다. 투과 전극에 존재하는 아주 작은 구멍에 전기장이 집중되고 전극 너머로 투과되는데, 이 소자는 이를 이용해 두 가지 입력 데이터를 동시에 처리할 수 있다.

이 소자는 기기 자체에서 정보를 빛으로 바꾸면서 동시에 암호화까지 가능해 별도의 복잡한 장비 없이도 보안이 강화된 데이터 전송이 가능하다고 연구팀은 설명했다.

이 소자의 외부양자효율은 17.4%에 달해 상용화 수준 20%에 근접했다. 외부양자효율은 전기를 얼마나 효율적으로 빛으로 변환하는지를 나타내는 지표를 의미한다. 또한 이 소자의 휘도는 스마트폰 OLED 화면의 최대 밝기인 200nit를 크게 웃도는 2만9000nit로, 10배 이상 밝은 것으로 나타났다.

조힘찬 KAIST 교수는 "이번 연구는 기존의 광통신 소자의 한계를 뛰어넘어 송신 속도를 높이면서도 보안능력을 향상할 수 있는 새로운 라이파이 통신 플랫폼을 제시했다는데 의미가 있다"며 "추가 장비 없이 보안을 강화하면서 암호화와 송신을 동시에 구현할 수 있어 앞으로 보안이 중요한 다양한 분야에 폭넓게 응용할 수 있을 것"이라고 말했다.

이 연구성과는 국제 학술지 '어드밴스드 머터리얼즈(지난달 30일자)'에 실렸다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr