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LED 조명 기반 가시광 통신기술의 기술 동향 분석
A Survey of Visible Light Communication (VLC) Technology Based on LED Light 원문보기

한국정보처리학회 2013년도 제40회 추계학술발표대회, 2013 Nov. 08, 2013년, pp.218 - 221  

이종혁 (선문대학교 컴퓨터공학과) ,  양승훈 (선문대학교 컴퓨터공학과) ,  김병규 (선문대학교 컴퓨터공학과) ,  신승철 ((주)솔미테크)

초록
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본 논문에서는 최근 각광받고 있는 융합기술 중의 하나인 가시광 통신 기술에 대한 동향을 살펴보고 발전 방향을 고찰해 본다. 먼저 세계 각국에서 개발 중인 내용 등을 살펴보고 이를 토대로 세부 기술적 요소를 먼저 살펴본다. 이를 통해 현재 국제 표준화가 진행되고 있으며 기술적 파급 효과를 확대하기 위해 각국에서 응용 기술을 개발 중이다. 본 논문에서는 무엇보다도 표준 기술의 개발을 통한 다양한 응용 및 산업 적용 분야 등을 살펴봄으로써 융합 조명 기술의 확산 방안을 살펴보도록 한다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 이러한 융합조명 기술에 대한 기술적 발전 동향 및 핵심 기술 요소들을 살펴보고 또한 국제 표준화 등에 대한 다양한 여건을 분석함으로써 국내 융합조명 기술 수준을 살펴본다. 국내의 조명을 통한 다양한 통신 기술 및 응용 분야를 분석하고, 또한 세계 융합조명 시장을 분석함으로써 기술 개발의 필요성을 살펴본다.
  • LED조명 기반의 가시광 통신 기술을 상용화하기 위한 세계 각국에서 개발 중인 내용 통하여 국내 기술 개발의 필요성을 언급하였으며, 세부 기술항목을 분류하여 기술적 개발 사양 및 여러 해결해야 할 문제점을 살펴보았다. 본 논문에서는 무엇보다도 표준 기술의 개발을 통한 다양한 응용 및 산업 적용 분야 등을 살펴봄으로써 융합 조명 기술의 확산 방안도 언급하였다. 이러한 기술적 부분 및 다양한 응용서비스 분야에 적용된다면 VLC-LED 기술은 앞으로 조명 기반의 다양한 실내 통신 서비스 및 무선 랜을 대체할 수 있는 융합 기술로서 가까운 미래에 일상화 될 전망이다.
  • 본 논문에서는 이러한 융합조명 기술에 대한 기술적 발전 동향 및 핵심 기술 요소들을 살펴보고 또한 국제 표준화 등에 대한 다양한 여건을 분석함으로써 국내 융합조명 기술 수준을 살펴본다. 국내의 조명을 통한 다양한 통신 기술 및 응용 분야를 분석하고, 또한 세계 융합조명 시장을 분석함으로써 기술 개발의 필요성을 살펴본다.
  • 본 논문에서는 최근 각광받고 있는 융합기술 중의 하나인 가시광 통신 기술에 대한 동향을 살펴보고 발전 방향을 고찰해 보았다. LED조명 기반의 가시광 통신 기술을 상용화하기 위한 세계 각국에서 개발 중인 내용 통하여 국내 기술 개발의 필요성을 언급하였으며, 세부 기술항목을 분류하여 기술적 개발 사양 및 여러 해결해야 할 문제점을 살펴보았다.
  • 그림 3은 글로벌 환경 변화에 따른 VLC 기술 개발의 3대 요인을 보여주고 있다. 이러한 환경적 요인을 자세히 살펴봄으로서 국내에서 기술 개발의 시급성을 살펴본다. 해외 VLC 연구와 스마트 조명 연구 경쟁 심화에 따른 IPR 선점을 위해 시급히 MCP 기술개발이 요구되는 상황이며 미국 NSC (National Science Foundation)의 지원으로 차세대 LED를 이용하여 VLC에 초점을 맞춘 공학연구센터(ERC, Engineering Research Center)를 설립하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
LED 융합조명 기술은 무엇인가? 최근의 고효율 조명 기술의 발전으로 LED 조명의 보급 확대와 가시광통신 기능을 결합한 고부가가치 융합조명의 개발의 필요성이 매우 고조되고 있는 상황이다. 조명 환경과 무선통신 기능을 동시에 제공하는 LED 융합조명 기술은 LED 조명 광원에서 발산되는 빛을 이용하여 본질적인 조명 환경을 제공함과 동시에 무선으로 디지털 정보를 전달할 수 있는 통신 환경을 제공할 수 있는 기술로서 LED 조명 산업의 부가가치와 경쟁력을 배가시킬 수 있고, 이를 기반으로 한 다양한 신규 서비스 시장을 창출할 수 있는 융합산업으로서 각광받고 있다[1]-[3]. 그림 1은 통신과 조명의 기능을 동시에 제공 가능한 LED 융합 조명의 개념도를 보여 주고 있다.
LED조명의 발광부를 제어하는 기존의 PWM 방식은 어떠한 문제를 지니고 있는가? 기존 LED조명은 전류제어방식이나 PWM 방식으로 LED조명의 발광부를 제어하여 밝기 및 수명을 제어하고 있으며 기존 PWM 방식 제어는 200 ~ 300Hz이상이 사용되어 가청주파수 (audio frequency band)의 20Hz ~ 20kHz 범위 내에 있으므로 고주파발생과 함께 미세소음발생이 되는 문제를 지니고 있다.
원활한 데이터 통신을 위한 LED 조명 기반의 근거리 무선 가시광통신(VLC) 융합기술 개발에 있어서 요구되는 기술적 개발 사양에는 어떤 것들이 존재하는가? - LED 조명을 사용함과 동시에 LED 조명의 가시광을 이용하는 근거리 무선통신 기술을 개발함 - 근거리 무선광통신(VLC, Visible Light Communication) 기술은 IEEE 802.15.7 국제표준에 따라 설계하고, 최종적으로 96Mbps(Optical Clock Rate = 120MHz)까지 데이터를 전송할 수 있도록 설계하며, 동시에 LED 조명으로 사용 가능하도록 개발 - 96Mbps급 VLC 데이터 전송 기능과 25W급 LED 조명 드라이버 기술을 개발하며, VLC 통신에 따른 조명의 깜박임을 제거하는 기술(Flicker-Free)과 밝기 조절에 따른 변조 처리기술(Dimming Control)을 개발 - 기존의 연구개발에서는 단수광원에 대하여 전송속도를 높이는 연구를 주로 수행하고 있으나, 본 개발과제에서는 전송속도뿐만 아니라 복수광원에 따른 동기화 기술을 개발 - 또한 VLC-LED 조명 통합모듈에서의 핵심적인 통신모듈과 스위칭 구동모듈에 대한 MCP(Multi Chip Package) 기술을 적용하여 패키지 칩을 개발 - VLC-LED 조명 통합모듈에서는 인터넷을 VLC 통신으로 대처할 수 있도록 하는 네트워크 인터페이스 기능을 구현하고, VLC 통신의 실효성과 상용화를 위하여 IrDA 적외선 송수신 기능을 구현하여 양방향 통신이 가능하도록 개발
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