[지디넷코리아]지금 이 순간, 여러분도 모르는 사이 실세계에서 접촉하는 모든 전자 장비들을 사용하고 제어할 수 있는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경이 서서히 다가오고 있습니다. 이러한 유비쿼터스 환경에서는 서부 개척시대에 사용했던 깃발 대신 RFID 칩을 얼마나 많이 수용하느냐에 따라 비즈니스의 성패가 좌우될 것입니다.

RFID 시스템의 개념은 1940년대에 적기(enemy aircraft)와 아군 비행기를 구별하기 위한 수단에서 출생의 비밀을 찾아볼 수 있습니다. 외형적으로 아주 큰 RFID 태그 또는 트랜스폰더(transponder)는 아군 비행기에 부착되고, 레이더는 아군과 적기를 구별하기 위해 신호를 비행기에 보내게 됩니다.

이때 아군 비행체의 태그 또는 트랜스폰더는 아군이라는 사실을 적절한 신호로 레이더에게 보내서 적기가 아니라는 사실을 알려주기 위해 사용됐습니다. 이러한 개념은 여전히 항공관제 시스템에 적용되고 있으며, 유비쿼터스 시대의 도래로 RFID는 각종 서비스 산업은 물론 물류, 산업 현장, 제조 공장과 같이 물품의 흐름이 있는 곳이면 언제 어디서나 사용가능합니다. 뿐만 아니라 많은 비즈니스 분야에서 관심을 갖고 있습니다.

제도적으로는 ISO/IEC의 전문위원회를 중심으로 RFID 기술의 글로벌 표준화가 진행되고 있으며, 국내에서는 13.56MHz와 2.45GHz 대역의 RFID에 대한 기술 기준을 확립했습니다. 또한 세계적으로 대두되고 있는 UHF 대역의 RFID 기술을 적용하기 위해 2004년 4월 산업자원부를 주관으로 실증 작업을 필드에서 수행했습니다.

라디오 주파수 대역을 사용하는 RFID
RFID 태그들은 자신이 임베드된 매개체(콜라 캔, 핸드폰, 신용카드 등)의 정보를 통신하기 위해 저대역의 라디오 주파수를 이용하게 됩니다. 라디오 주파수 식별 칩이란 칩에 라디오 주파수 대역의 전파를 보내면 특정한 주파수가 발생하는 조그마한 장치를 의미합니다. 예를 들어 칩에서 외부로부터 에너지(전원)와 명령을 특정 라디오 주파수로 받아서 발생시키는 신호를 몇 개의 숫자로 재해석해 사용하는 것으로, <그림 1>과 같이 주파수 대역에 따라 인식 범위가 다르며 적용 분야 또한 다르게 됩니다.


<그림 1> RFID 시스템의 일반적인 분류
RFID 시스템의 장점
RFID 시스템은 크게 응용 분야와 다른 인식 시스템과의 장단점에서 찾아 볼 수 있습니다. 첫 번째 응용 분야(물류관리)에서는 기업의 물류비 절감과 효율화를 위해 데이터의 수집과 확인 작업을 개선할 수 있습니다. 인적 자원의 투입 없이 자동으로 데이터를 인식하고, 집계, 분류, 추적이 가능합니다. 또한 물류상의 전 작업 공정의 자동화를 기할 수 있으며 상품 제조 과정에서 운영비와 생산비의 감소를 기대할 수 있습니다.

두 번째, 다른 인식 시스템(바코드 시스템)보다 여러 각도에서 비접촉 방식에 의한 인식이 가능하며 RFID 태그는 재사용 가능, 여유 있는 데이터 저장 능력, 그리고 한번에 여러 태그를 인식할 수 있는 장점을 가지고 있습니다. <그림 2>는 RFID 시스템의 장점을 나타낸 것입니다.


<그림 2> RFID 시스템의 장점
RFID 시스템을 위한 구성 요소
라디오 주파수 대역을 사용하는 RFID 시스템의 구성 요소는 광학 레이저 스캐너로 판독하는 바코드 시스템과 비교해서 설명하면 이해가 쉽게 될 것입니다. 바코드 시스템에서 바코드가 인쇄된 라벨과 스캐너는 RFID 시스템에서 트랜스폰더(RF 태그와 RF 카드, 칩이 접착된 스마트 라벨 등)와 안테나로 대칭됩니다. <그림 3>은 두 시스템을 구성하는 요소를 비교하여 나타낸 것입니다.


<그림 3> RFID 시스템의 구성 요소
이처럼 주파수를 이용한 RFID 시스템은 크게 트랜스폰더, 안테나, 리더로 구분할 수 있으며, 트랜스폰더는 다시 수동형과 능동형으로 구분됩니다(<표 1>). 수동형 트랜스폰더의 경우 안테나의 인식 영역에 진입하게 되면 안테나 주위의 자계로 인해 트랜스폰더에 전원이 공급되며 트랜스폰더는 그 전원을 이용하여 자신의 데이터를 리더에게 송신하게 됩니다. 이때 리더는 수신된 데이터를 판독함으로써 응용 목적에 따라 연결된 컴퓨터의 소프트웨어에 의해 RFID 시스템을 제어하게 됩니다.


<그림 4> RFID 시스템을 구성하기 위한 전체 구성도

<표 1> 트랜스폰더의 구분

수동(passive)형 태그 능동(active)형 태그 리더의 유도전류에 의해 전원 공급 태그 내부에 포함된 전원 EH는 전지 사용 소형이며 비용 저렴하고 단거리 전송에 적합 배터리의 가격으로 인하여 고비용 교통 분야, 전자물체감시시스템(EAS) 분야, 물류관리 분야, 전자상거래 분야 장거리 전송에 적합 문류관리분야, 전자상거래 분야 의료 분야, 건축 분야, 시설관리 분야

자동인식 시스템의 발전 과정
이번에는 자동인식 기술의 발전을 살펴봄으로써 RFID 시스템의 장단점과 경쟁자를 알아보도록 하겠습니다.


지금까지 자동인식 시스템에서 RFID 시스템을 제외한 나머지 시스템에 대해 알아보았습니다. 정리하면, 바코드 시스템의 바코드 라벨은 매우 저렴하지만 저장 능력이 적고 재프로그램이 불가능하며, 더 복잡하고 자동화가 요구되는 분야에서 적당하지 않습니다. 또한 스마트카드와 같은 인식 방법은 기계적인 접촉으로 사용하기에 실용적이지 못한 단점을 가지고 있습니다. <그림 5>는 자동인식 시스템의 분류를 나타내고 있습니다.


<그림 5>자동인식 시스템의 분류
RFID의 약점
RFID 시스템은 비접촉 방식으로 여러 각도에서 여러 태그들을 인식할 수 있는 강력한 장점을 가지고 있습니다. 장점이 많고 기대가 높은 RFID 시스템이라고는 하지만 약점이 없는 절대강자일까요? 여기서는 RFID 시스템의 약점에 대해 살펴보겠습니다.

주파수 대역의 한계
RFID는 태생적으로 주파수 대역을 사용하기 때문에 주파수 제한을 갖고 있습니다. 주파수를 이용하여 태그와 접촉하지 않고 인식이 가능하다는 장점이 있는 반면, 사용하는 주파수와의 간섭 또는 먼저 시장을 점유하고 있는 주파수 대역과의 마찰 문제를 갖고 있습니다. 이것은 RFID 태그와 관련하여 주파수 분배를 담당하는 정보통신부가 910~914MHz 외에 433MHz 대역의 분배 여부를 결정하지 못한 이유도 여기에 있습니다.

이것은 과거 CT-2용으로 사용됐던 910~914MHz 대역의 경우 RFID용 주파수로 분배하기로 한 상황이지만, 현재 쓰이고 있는 433MHz 대역의 아마추어용과 RFID용을 어떻게 사용할 지 긴 논의에 들어가 있다고 합니다.

인식 능력
RFID 태그가 부착되거나 임베드된 매개체가 액체 또는 금속을 통해 인식하기에는 기술적인 문제가 발생할 수 있습니다. 이것은 2004년 4월 산업자원부 주관으로 실시한 RFID 시스템 현장 적용 시스템(유통물류)의 실증 단계에서 안테나를 통과하는 제품이 액체일 경우 전파가 교란되기 때문에 태그에 입력된 정보의 판독력이 떨어지는 것으로 확인됐습니다.

보안 기능
유무선 환경과 마찬가지로 RFID 시스템 역시 보안과 관련해 여러 가지 문제점이 발생할 수 있습니다. RFID 시스템은 출입 관제 시스템과 발권, 지불 등 점차 높은 수준의 보안이 요구되는 분야에서 사용이 증가하고 있습니다. 따라서 RFID 시스템을 도입하고자 할 때 보안 기능을 고려해야 합니다. 보안 기능을 필요로 하지 않는 자동화, 장비인식 분야에서 보안 기능을 추가할 경우 불필요한 보안 로직으로 인하여 운용 효율이 저하되고 비용이 상승하게 됩니다.

그러나 높은 수준의 보안 기능이 필요한 발권, 지불 시스템에서 보안 기능이 없다면 악의적인 행동으로 트랜스폰더를 조작하여 RFID 시스템에 접속할 수 있기 때문에 차후 발생할 금전적인 손해는 감수해야 할 것입니다. Klaus Finkenzeller의 『RFID Handbook』에서 말하듯이 RFID 시스템은 다음과 같은 외부 공격으로부터 방어 능력을 가지고 있어야 합니다.



<그림 6>트랜스폰더와 리더 간의 상호인증 과정
프라이버시 보호
RFID 시스템으로 인한 프라이버시 침해 가능성을 최소화하기 위한 여러 방안들이 고안되고 있습니다. 특히 미국의 경우 캘리포니아주 의원들은 소비자들이 쇼핑을 마치고 매장을 떠날 경우 RFID 태그를 떼거나 파괴하는 것을 의무화했고, 가까운 일본의 경우 경제산업성이 발표한 ‘가이드라인(안)’ 에 따르면 RFID 태그가 장착된 물품을 소비자에게 판매, 교부하는 경우 태그 장착 사실을 사전에 소비자가 알 수 있도록 물품에 표시하도록 했습니다. 마지막으로 우리나라에서는 정보통신부가 ‘유비쿼터스 센서 네트워크(USN) 기본계획’에 프라이버시 보호 관점에서 국제적인 동향과 개인 정보 및 프라이버시 보호 관점을 포함시킬 계획이라고 합니다.

실제 응용 사례
화신이라는 회사의 SI사업본부에서 근무하는 필자는 핸드폰, PDA 등 무선 단말기에 제한받지 않고 하나의 컨텐츠를 여러 단말기에 맞는 컨텐츠로 자동 생성할 수 있는 시스템을 진화, 연구 개발함에 있어 이 기술을 IBS와 홈네트워크 사업에 접목하고자 끊임없는 노력을 하고 있습니다. 이번에는 RFID 시스템의 기술로 이룰 수 있는 것들을 상상해 보고 실제 응용 사례에 대해 알아보도록 하겠습니다.

공상 만화 영화의 장면들이 현실로
달도 없는 저녁 도곡동 타워팰리스 근처를 지나다 보면 공상 만화 영화에 나오는 도시 같이 느껴지면서, 저 건물은 어느 수준의 자동화를 실현했을까 궁금해 집니다. RFID 시스템이 일상 생활에 보편화되어 있다고 가정한다면 세상은 어떻게 달려져 있을까요?

대형 할인매장의 회원으로 가입한 필자는 RFID 칩으로 만든 고객 카드를 카트에 부착된 안테나의 유효 범위로 다가가 필자임을 확인하고 쇼핑을 시작합니다. 쇼핑하면 손에 쥔 물품이 카트에 담는 순간 자동으로 POS에게 데이터를 전송합니다. 할인매장은 RFID 시스템을 이용함으로써 더 자동적이고 정밀한 고객의 구매 데이터를 확인하고 이용할 수 있으며 방문자는 더 편리하게 쇼핑의 즐거움을 느낄 수 있습니다. 여기서 프라이버시 문제가 발생할 수도 있겠지요.

또한 필자는 주말에 친구들과 함께 놀이 공원을 가게 됩니다. 정성껏 준비한 누드 김밥을 맛있게 나누어 먹은 필자와 친구들은 함께 놀이 시설로 향하게 됩니다. 이때 놀이 시설을 타기 위해 티켓팅은 하지 않습니다. 이유는 RFID 칩이 접착되어 있는 핸드폰이나 카드를 이용하여 놀이 시설을 타게 되기 때문입니다.

이렇게 생활 깊숙이 RFID 시스템이 정착되면 통장과 지폐, 동전, 영수증이 설 자리는 점점 줄어들 것 같습니다. 왜냐면 필자가 사용한 모든 내역을 ‘개인 식별 통제센터(가칭)’라는 곳에 접속하여 아주 자세한 사용 내역을 확인할 수 있기 때문입니다. RFID 시스템은 정부, 기업, 사용자 모두 투명하고 편리한 생활을 영위해 나갈 수 있게 지원해 주는 중요한 수단이 될 것입니다. 다음은 이러한 RFID 시스템을 도입할 수 있는 비즈니스 분야에 대해 필자가 생각해본 분야입니다.


적용 예와 시범 서비스 소개
이번에는 상상의 세계가 아닌 현실로 돌아와 어떤 일이 우리도 모르게 일상 생활에 스며들어 있는지 살펴 보겠습니다. SK텔레콤의 경우 택배 기사와 고객의 휴대폰에 전파식별(RFID) 리더기를 부착하고, 물품에 RFID 태그를 삽입해 배송 오류를 줄이고 고객 편의를 높이는 ‘모바일 기반 RFID 서비스’를 2005년에 서비스할 계획입니다. 또한 한국RFID협회에서 아주 중요한 내부 문서를 공개했습니다. 그것은 ‘국내외 RFID 적용가능 모델 및 응용 사례’에 대한 보고서로서 내용을 요약하면 다음과 같습니다.


이외에도 다양한 분야에 대한 내용을 담고 있습니다. 그 특별한 예로 물류분야에서도 유통과 우편물류 분야에 대해 살펴보겠습니다.

유통물류 - 산업자원부
RFID 태그가 부착된 파렛트에 제조회사에서 만든 제품(화장지, 음료수)이 실려 대형마트의 게이트웨이를 지나면 컴퓨터 화면에 해당 제품의 정보가 자동으로 표시됨으로서 물류 관리가 효율적으로 이루어져 재고가 줄고 비용이 감소하게 됩니다. 산업자원부는 2004년 4월 삼성 테스코 부천상동점에서 RFID 시범사업을 최초 개시하여 유통물류 현장에서 RFID 기술 검증과 RFID 활용 비즈니스 프로세스를 구현하기 위해 실증 작업을 마쳤습니다.

그 결과 두 가지 기술적으로 보완해야 할 사항을 발견했습니다. 첫 번째, RFID 태그가 부착된 매개체가 액체일 경우 전파가 교란되기 때문에 태그에 입력된 정보의 판독력이 떨어지는 것과 두 번째, 파렛트가 아닌 개별 단위나 박스 단위인 경우 인식에 기술적 보완이 필요한 것으로 나타났습니다.

<화면4> 우편물류를 위한 RFID시스템의 구성 요소 그림을 클릭 하시면 큰 그림을 보실 수 있습니다.

우편물류 - 정보통신부 우정사업본부
코리아센서는 한국전자통신연구원(ETRI) 유포스트(u-post) 연구팀과 공동으로 우편집중국 운용 용기 관리를 위한 RFID 시스템을 구축했습니다. 이 RFID 시스템은 우체국 물류에 있어서 화물을 자동으로 검수할 수 있는 시스템으로서 13.56MHz의 주파수를 사용하여 우편물의 출발·도착시 파렛트 단위 관리를 위한 바닥형 안테나와 컨베이어 상의 우편물 정보를 파악하기 위한 터널형 안테나를 구축하여 우편 물류를 총괄 제어할 수 있는 시스템입니다. <화면 4>는 우편물류를 위한 RFID 시스템의 구성 요소를 나타내고 있습니다. @