amplengine님의 이글루

RFID(Radio Frequency IDentification)에 대해서는 이미 많이 알려져 있다. 그간 몇 년 동안 각 언론에서는 RFID에 대한 얘기들이 빠지지 않고 나왔고, 유비쿼터스를 얘기할 때면 빠지지 않는 주 메뉴였다.
RFID는 초소형 반도체인 태그에 식별정보를 입력하고, 무선주파수를 이용해 이 칩을 지닌 물체나 동물, 사람 등을 판독, 추적, 관리할 수 있는 유비쿼터스 컴퓨팅 기반기술의 하나다. 이 기술은 USN(Ubiquitous Sensor Network)의 기초 기술로 활용돼, 앞으로 인간의 생활 방식과 기존 산업구조를 혁신적으로 변화시키는 분야로 인식된다.
RFID 기술은 사실 최근에 개발된 기술은 아니다. 이 기술은 이미 2차 세계대전 당시 영국에서 상대편 전투기의 적군과 아군 여부를 파악하는데서 시작했다. 1970년대에는 미사일 탄도 추적을 위해 개발했으며 1980년대에 태그 크기가 작아지고 가격이 낮아지면서 가축관리, 상품의 유통관리 등 기타 산업 분야에 적용됐다. 1990년대 들어서면서 고주파 기술이 발전함에 따라 저가격, 고기술의 태그가 개발되고 카드, 라벨, 동전 등의 다양한 형태의 제품이 출현하게 됐다.
2000년대에 와서는 무선 인식 기술의 중요성이 부각되면서 다양한 솔루션이 개발되고 전자화폐, 물류관리, 보안시스템 등의 핵심 기술로 적용, 발전하고 있다.
IDTechEx에 따르면, 2016년에 들어서는 기존의 바코드 생산비용인 0.1센트에서부터 군대 혹은 항공기 부속 등에 사용될 박막 필름 전송회로가 포함된 8달러짜리의 상품용 RFID에 이르기까지 다양한 가격대의 태그가 상용화될 전망이다. 한편 가트너의 최근 RFID 보고서는 향후 10년이 지난 2016년에는 RFID를 전략적으로 이용한 기업 중 하나는 이를 통해 포춘 50대 기업에까지 성장할 것이라고 예상했다.

여기에서는 RFID의 기초적인 내용이나 의의가 아니라 디바이스 계층에서 태그 데이터 수집을 위한 커뮤니케이션 무선 기술이라는 데 초점을 맞추기로 하자.
RFID 구성에서 무선 부문은 리더기와 태그간 거리를 연결해주는 역할이라고 격하할지도 모른다. 하지만 RFID의 물리적인 경쟁력이 원격 자동 인식이 가능하다는 점에 기인한 것이기에 무선이라는 특징이야말로 숨은 공로자라 할 수 있다. 리더기가 무선 주파수를 통해 멀지않은 거리의 태그를 인식하기 때문에 RFID는 근거리무선 통신으로 분류된다. 최근에는 비교적 짧은 송신 거리가 제약 조건으로 받아들여지는데, 이는 안테나에 공급되는 전력, 태그의 동작 주파수 등 다양한 조건에 따라 달라진다.

리더-안테나-태그, 구성은 단순, 그러나 시스템은 복잡
RFID는 리더(Interrogator), 안테나, 태그(Transponder) 등으로 구성된다. 일반적으로 많이 사용되는 수동형 태그 RFID 시스템은 RFID 리더/라이터가 무선 주파수를 태그에 송신하고, 태그는 무선 신호가 들어오면 진폭 또는 위상 변조해 태그에 저장된 데이터를 전송 주파수 신호로 리더에 되돌려 주고, 되돌려 받은 변조신호는 리더에서 복호화돼 태그 데이터가 해독되는 것이 기본 원리이다.
이렇게 RFID 기본 원리는 간단하다. 하지만 RFID 시스템은 그렇게 단순하지 않다. RFID 시스템은 고유 데이터를 담고 있는 태그와 태그 데이터를 읽어들이기 위한 리더, 그리고 이렇게 모여진 데이터를 처리하기 위한 일련의 컴퓨팅 시스템으로, 데이터 수집 기술의 하나다. 또한 미들웨어를 비롯한 몇 가지 기술요소의 결합을 통해 솔루션으로 구현돼 활용되는 것이 일반적이다.
RFID 시스템의 구성 요소 중 디바이스 계층은 태그 데이터 수집 기능을 가지며, 일반적으로 코드라 불리는 고유 정보를 저장하는 태그와 무선 주파수를 통해 태그 데이터를 판독하고 식별 기능을 하는 리더로 구성된다.
RFID 미들웨어 계층은 디바이스 계층으로부터 수집된 상품코드 데이터를 애플리케이션 계층에서 효과적으로 사용할 수 있도록 처리하며, 대규모 데이터 환경에서 실시간 지원 등의 서비스를 제공한다. 최근 이런 기능을 애플리케이션 계층이나 디바이스 계층에서 흡수하는 모습을 보이면서 미들웨어의 역할이 차츰 약화되고 있다.
또한 애플리케이션 계층과 리더를 제어하는 하위 디바이스 계층간의 프로그래밍 API(Application Programming Interface) 등을 제공한다. 마지막으로 애플리케이션 계층은 물류(Logistics), 공급망관리(SCM)와 같은 애플리케이션으로 구성된다.
RFID 태그에 대해 좀더 살펴보면, RFID 태그는 아주 작은 수mm에서 신용카드 크기까지 크기와 모양이 다양하며, 전원공급의 유무에 따라 전원을 필요로 하는 능동형과 내부나 외부로부터 직접적인 전원의 공급없이 리더기의 전자기장에 의해 작동되는 수동형으로 구분된다.
능동형은 리더기의 필요전력을 줄이고 리더와의 인식거리를 멀리할 수 있다는 장점이 있으나, 전원공급장치를 필요로 하기 때문에 작동 시간의 제한을 받으며 수동형에 비해 고가라는 점이 단점이다. 수동형은 능동형에 비해 매우 가볍고 가격도 저렴하면서 반영구적으로 사용할 수 있지만, 인식거리가 짧고 리더기에서 더 많은 전력을 소모한다는 단점이 있다.

ISO 18000 5종 시리즈, RFID의 국제표준
ISO(국제표준화기구)는 135KHz이하, 13.56MHz, 2.45GHz, 860~960MHz, 433MHz의 5개 주파수 대역에 대해 ISO/IEC 18000 시리즈로 명명한 5종의 국제 표준을 세웠다.
특히 433MHz, 900MHz의 UHF 대역에서는 EPC글로벌과 ISO 등 여러 단체에서 표준화 경쟁이 진행됐지만, 월마트, 베스트바이 등 선도 기업에서 도입한 EPC 코드인 EPC C1 Gen2를 ISO 표준으로 채택함에 따라 표준화 경쟁은 일단락됐다. EPC글로벌은 RFID 미들웨어를 포함한 글로벌 RFID 네트워크 모델인 EPC 네트워크를 제시하고 있다. 
EPC글로벌은 기존 MIT Auto-ID 센터에서 개발한 주파수 기반의 자동인식 시스템 기술을 표준화하고 상용화하기 위해 2003년 10월에 설립된 비영리기구로 Auto-ID 센터에서 개발한 기술의 표준화, 상용화, 그리고 EPC 코드의 보급과 관리 등을 목적으로 활동하고 있다.
EPC글로벌은 개별 물체의 유일 식별자인 EPC 기반의 '물리 객체의 인터넷(Internet of Physical Objects)'를 구성하기 위해 기술집합을 EPC 네트워크라 정의하고, EPC 네트워크의 구현에 따른 기술요소 분야를 하드웨어, 소프트웨어, 비즈니스 분야로 구분해 각 분야별 활동 그룹을 구성, EPC글로벌 가입 업체 중심으로 기술 규격과 표준 제정을 추진하고 있다.

RFID 주파수, ISM 대역 이용
RFID는 꽤 많은 주파수 대역에서 이용돼 오고 있는데, 전송 주파수에 따라 저주파수 대역(100~500KHz), 중간 주파수 대역(10~15MHz), 고주파수 대역(850~950MHz, 2.4~5.8GHz)으로 구분된다.
전파는 본래 ITU-R(국제전기통신연합 무선통신부문)에서의 합의에 따라 각국이 이용할 수 있게 돼있다. 그러나 전파법 제4조 (전파에 관한 조약) 전파에 관한 조약에 따로 규정이 있는 때에는 각국 법의 규정에 불구하고 그 규정에 의한다고 정해놓았다.
전파는 TV, 라디오, 이동통신, 항공, 위성 등에 다양하게 이용되며, 각국의 전파법에 의해 엄격한 이용권 통제가 이뤄지고 있다. 이용권의 통제라는 것은 특정 전파를 누구나 사용할 수 있는 것이 아니라 특정기준에 따라 면허와 이용권을 법으로 규정하는 것을 의미한다.
ITU는 ISM(Industrial Scientific and Medical) 주파수 대역을 두고 국가의 허가 없이 또는 규제의 폭이 적은 일종의 공공영역을 할당해 놓고 있다. ITU의 전파규칙(Radio Regulation)에서는 산업, 과학, 의료 영역에서 이용되는 주파수는 통신서비스를 전제하지 않고 있다. 즉 화장실의 자동 세척 시스템과 같은 소규모 전파 이용 등의 영역인 것이다. RFID는 이 ISM 대역을 이용하고 있어 주파수 간섭에 있어서 각국마다 독자적인 해결책을 강구하고 있다.

현재 실제 환경에서 사용되는 활용 사례를 살펴보면 125~135KHz(ISO 18000-2)는 축산물 유통, 출입카드 등에 활용되고 13.56MHz(ISO 18000-3)는 신용카드, 교통카드 등 작은 단위에서 사용하고 있다. 433.92MHz(ISO 18000-7)부터는 능동형 태그가 적용될 수 있기 때문에 보통 컨테이너 등에 적용되고, 860~960MHz(ISO 18000-6)는 물류 유통분야에서 도입을 검토 중인 주파수로 글로벌 TAG(Global TAG) 등에서 글로벌 네트워크 구축 작업을 진행 중이다. 2.45GHz(ISO 18000-4)는 전자문서나 여권 방지 등에 적합한 주파수 대역이다.

산재된 문제점으로 갈 길 험난
현재 RFID 도입과 관련해 위협 요소는 관련 기술이 완전히 성숙하지 않았다는 점과 RFID의 미래와 투자계획이 아직 불확실하다는 점이다. RFID를 둘러싼 문제점들은 기술 측면, 시장 측면, 사회적인 측면으로 나눠볼 수 있다. 특히 RFID 도입과 관련해 개인 정보보호 등 예기치 못했던 사회 문제들이 야기되면서 성장의 발목을 잡고 있으며, 이에 대한 대비책을 시급한 실정이다.
RFID는 전파를 사용하는 인식기술이기 때문에 전파의 특성상 금속물질, 일부 액체와 물체 표면의 성격에 따라 인식물의 차이를 보일 수 있다. 실제 사례에서 금속캔이나 샴푸, 맥주와 같은 일부 액체 상품 등에 RFID 태그를 사용할 경우 인식률이 현저하게 떨어진다는 결과가 나왔다.
소매 상품관리, 특히 창고관리의 경우 한꺼번에 수백개의 태그를 읽어내는 경우나, 특히 저가 또는 소매제품에 사용될 수동형 태그의 경우 자율적인 발신 기능이 없기 때문에 수 m까지 정보를 전달하는 것은 어려울 것으로 보인다.
건물 내에서 건물 외부에 있는 태그를 인식하는 경우나, 주위에 금속 등 전파 반사물이 있는 경우, 형광등이나 네온등 등 노이즈 발생원이 있는 경우, 또는 부착물의 재질이 어떠한지 등, 우리 주위에서 흔히 접할 수 있는 상황에서 RFID가 주파수를 사용한다는 특성상 인식률의 수준에 상당한 차이를 나타낼 수 있다. 이와 함께 태그를 쉽게 복제할 수 있는 등 RFID 보안 문제 또한 대두되고 있는 실정이다. 그래서 많은 기업들이 RFID 도입을 주저하고 있으며, 앞으로도 많은 보완작업이 필요하다.

새로운 비즈니스 모델 개발 급선무
시장 측면에서도 RFID는 해결해야할 과제가 산적해있다. 태크 가격과 맞물려 바코드와의 가격 경쟁력에서 뒤떨어지는 것은 사실이다. 일부 선도 업체와 정부, 공공기관들이 RFID 프로젝트가 진행하면서 시장을 이끌고 있지만, 성공 사례에 의한 명확한 비즈니스 모델이 주어지지 않는 한 고도 성장은 어려울 것이라는 관측이다.
RFID가 바코드와 대체제로서 바코드를 당분간은 완전히 대체하지 못할 것이라는 게 전문가들의 예상이다. 바코드가 오늘날 대표적인 식별정보로 인식되기까지 걸린 기간만큼은 아니지만, 적어도 10년이상 상품박스나 제품 언저리에 붙어 있는 바코드를 보게 될 것이다.
이에 대해 가트너 그룹은 현재 RFID가 그간 언론이 과장해 온 효과에 대한 거품들이 꺼져가면서 실체와 극복 과제들이 드러나게 되는데, 이를 빨리 극복하기 위해서는 하루빨리 성공 사례를 넘어 RFID를 통한 새로운 비즈니스 모델이 나와야 할 것이라고 주장했다.
이에 대한 비즈니스 모델 중 하나가 모바일 RFID다. 모바일 RFID 서비스는 대부분의 일반인들이 갖고 있는 휴대폰에 RFID 리더기를 장착, 휴대폰으로 RFID 태그를 읽어 사용자들이 화면을 통해 제품의 진위나 출처 등 다양한 정보를 파악할 수 있게 하는 것이다. 한국전산원은 이동통신 업체들과 함께 올해 7월부터 정보통신부의 RFID/USN 수요 활성화 정책에 따라 모바일 RFID 시범사업을 주관하고 있다. 월간 온더넷 2006년 12월호