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RFID 도입을 위한 표준화와 기술 동향

RFID 도입을 위한 표준화와 기술 동향

 

 

유비쿼터스 환경을 완성하기 위한 핵심기술이 바로 RFID다. 이미 50년 전의 기술이 차세대 네트워크 세상을 여는 첨병 역할을 맡고 있다. 1990년 중반부터 진행된 RFID의 표준화는 이제 그 결실을 맺어가면서, 각 주파수별로 유통/물류, 교통, 우편, 조달 등에서의 활용에 큰 혁신을 가져올 것으로 기대하고 있다.

 

 

RFID 태그를 리더를 통해서 판독하고 정보를 가져오는 RFID 기술로만 따진다면 바코드 업그레이드 수준에 지나지 않지만, 상품 정보가 EPCIS에 등록돼 RFID/USN이라고 불리우는 네트워크를 형성할 때, 제대로 차세대 네트워크 환경의 초석으로 자리잡게 된다.

 

RFID/USN은 모든 사물에 부착된 RFID 또는 센서를 초소형 무선장치에 접목해 이들 간의 네트워킹과 통신으로 실시간 정보를 획득, 처리, 활용하는 네트워크 시스템이다. RFID 기술은 90년대 중반부터 일부 응용분야에 대해 국제표준화기구(ISO)에서 표준화가 논의되기 시작했으며, 실생활에서 사용하고 있는 교통카드, 도어 개폐 장치 등의 비 접촉식 IC 표준이 이미 제정됐다. 한편 전파를 사용하는 RFID의 표준화는 ISO/IEC JTC1 SC31(자동인식기술분야)에서 국제표준화을 진행했으며, 2004년 9월에 5개 주파수에 대한 표준이 확정됐다.

 

 

 

국제표준 현황
ISO/IEC 18000의 표준의 주파수별 표준규격은 5개의 주파수대로 구성돼 있다. 18000-2는 저주파대역(135kHz 이하), 18000-3은 단파대역(13.56MHz), 18000-7(433MHz)과 18000-6(860∼960MHz), 18000-4(2.45GHz)는 UHF 대역의 주파수대에서 동작하는 시스템의 표준이다.

 

저주파대역의 국제표준인 18000-2는 사용주파수 대역이 135kHz이하를 사용하는 RFID로 상호유도(Inductively coupled) 방식을 이용하는 근거리용으로 주로 사용된다. 또한 데이터의 전송속도가 낮으므로 출입통제, 보안, 동물 인식과 추적, 재고자산추적과 같은 분야에서 사용되고 있는 표준이다. 단파대역의 국제표준인 18000-3은 13.56MHz 대역의 주파수를 사용하는 RFID 시스템은 10Cm이내의 근거리 접근성을 갖는 서비스 영역인 출입통제, 보안, 물류시스템에서 주로 사용되고 있다. 이 대역은 NFC(Near Field Communication)포럼이 노키아와 필립스, 소니의 주도하에 결성되면서 860~960MHz 대역의 UHF RFID와 많은 부분에서 경쟁하고 있다.

 

13.56MHz 대역의 RFID 태그는 보안 인증의 주요 장점을 갖고 있으나, 안테나와 칩의 복잡성이 UHF 대역보다 높고 생산의 정교성을 요구하고 있다. 이 대역의 RFID 태그 가격이 높아 버스 카드와 같은 스마트 카드 영역에 한정돼 발전할 것으로 보인다. RFID 관계자들은 13.56MHz의 문제점을 해결할 수 있는 기술이 바로 860∼960MHz 대역의 UHF RFID 태그가 될 것이라고 보고 있다. 이 대역의 태그는 안테나 구조가 간단하고 생산 방식이 다양해 비용 대비 성능이 좋다는 것이 가장 큰 장점이다. 또한 인식 거리도 휴대폰에 리더기를 내장할 경우, 1m에서 수cm까지 조절이 가능하기 때문에 응용 분야가 다양하다는 것이다. 현재까지 RFID 기술은 단방향으로 리더기가 RFID 태그를 읽어들이는 기술에서 읽고 쓸 수 있는 양방향의 NFC 기술까지 13.56MHz 대역을 중심으로 발전되어 왔다.

 

UHF대역을 이용한 433MHz 대역의 국제표준인 18000-7은 미국 등에서 컨테이너 관리용으로 사용되고 있다. 이 대역은 수출입 수하물인 컨테이너의 전자봉인과 유통 중 환경의 변화, 즉 온도, 습도와 충격 등의 추적에 사용해 테러방지를 위해 강제적으로 사용하려는 움직임이 있다. 최대 인식거리는 100m내외로 수출입 항만, 공항, 내륙컨테이너 기지 등에서 주로 이용된다.

 

 

시장논리 적용한 EPC글로벌 Gen2 표준 확실시

860∼960MHz 대역을 이용하는 18000-6 국제표준은 통상인식거리가 3-4m이며 5개의 국제표준 중 RF출력을 가장 크게 사용하는 방식의 RFID이다. 최대 4W EIRP(Effective Isotropic Radiated Power) 전력을 사용하며 최대인식거리는 10m까지로 알려져 있다.

 

18000-6 국제표준은 전세계 유통/물류를 위해 주파수 대역도 100MHz나 되며, 각 나라에서는 860~960MHz의 범위에서 각국의 국내 환경에 알맞게 사용할 수 있도록 했다. 이렇게 전세계 시장에서 유통되면서 100MHz 대역의 넓은 주파수 범위에서 동작하도록 설계해야 하므로, 태그 설계와 태그 안테나에 대한 기술이 큰 이슈로 부각되고 있다. 그런데 이 표준에도 불구하고 EPC글로벌(global)에서 작업하고 있는 규격이 세계 유통/물류 시장에서 더 크게 확산될 전망이다. EPC글로벌은 기존의 MIT Auto-ID 센터에서 개발한 기술을 표준화하고 상용화를 추진하기 위해 2003년 10월에 설립된 기관으로 EPC(Electronic Product Code)를 기반으로 EPC 네트워크를 구성하기 위한 기술을 개발하고 표준화를 추진 중에 있다. EPC 코드는 기존의 바코드 관리 기관에서 제안한 RFID용 코드체계로서 64비트, 96비트, 256비트의 상품번호 체계에 기반을 두고 있으며, EPC글로벌은 여러 종류의 표준을 개발 중에 있고, 이 중에서도 EPC글로벌 5, 즉 UHF Gen2 규격은 월마트, 메트로 등 세계 유수 유통업체와 DoD, FDA 등이 규격채택을 선언해 900MHz대역의 사실상 표준으로 자리잡고 있다.

 

 

 

RFID/USN 기술 개념
RFID/USN은 모든 사물에 부착된 RFID 또는 센서를 초소형 무선장치에 접목해 이들 간의 네트워킹과 통신으로 실시간 정보를 획득, 처리, 활용하는 네트워크 시스템이다. RFID/USN에서는 사물의 이력정보뿐만 아니라 사물을 둘러싸고 변화하는 물리 환경계의 다양한 정보를 획득해 생산성, 안전성과 인간 생활 수준의 고도화를 실현한다.

 

RFID/USN은 먼저 인식정보를 제공하는 RFID를 중심으로 발전하고 이에 센싱 기능이 추가돼 이들 간의 네트워크가 구축되는 USN 형태로 발전할 것이라는 게 전문가들의 예상이다. 현재의 사람 중심에서 사물 중심으로 정보화를 확대하고 궁극적으로는 광대역망(BcN)과 통합해 유비쿼터스 네트워크가 가능한 환경을 구현하기 위한 것이다.

 

RFID/USN 산업은 RFID 태그, RFID 리더, 센서, 센서노드, 싱크노드, USN 게이트웨이를 개발하는 하드웨어 산업과 네트워크, 보안, 미들웨어, 소프트웨어를 개발하는 소프트웨어 산업, 시스템 통합과 서비스를 제공하는 서비스 산업 등으로 구성된다.

 

USN 하드웨어 산업은 센서와 RFID 태그/리더 공급업체, 센서노드와 싱크노드 공급업체, USN 게이트웨이 공급업체로 구성되며, USN 소프트웨어 산업은 네트워킹 및 보안 소프트웨어, 미들웨어와 각종 응용 소프트웨어를 개발 공급하는 업체, USN 서비스 산업은 SI 업체와 각종 응용 서비스 업체로 구성된다.

 

 

 

RFID 태그, Chipless Sensor로 진화
정보통신부는 'USN은 어느 곳에나 부착된 태그와 센서노드로부터 사물과 환경 정보를 감지, 저장, 가공, 통합하고 상황인식 정보와 지식 컨텐츠 생성을 통해 언제, 어디서, 누구나 원하는 맞춤형 지식 서비스를 자유로이 이용할 수 있는 첨단 지능형 사회의 기반 인프라'로 정의하고 있다. 이 개념에 따르면, RFID/USN을 정보통신의 획득과 유통을 위한 기본 인프라로 인식하고 있다는 점이며, 이를 통해 RFID는 다양한 응용 분야에서 적용할 수 있다.

 

USN은 초기에 RFID를 통해 개체를 식별하는 단계에서 센싱 기능을 부과해 환경 정보를 동시에 취득하는 단계를 거쳐 태그 상호간 통신으로 애드 혹(Ad hoc) 네트워크를 구축하고 기능이 적은 다른 태그를 제어하는 것으로 발전할 것으로 보인다.

 

이는 RFID 시스템의 특성인 네트워크 효과를 발휘하는 부가가치 창출의 기대 때문에 태그인식(Read) → 이력관리(Read/Write) → 환경정보 센싱(Sensing) → RFID 태그간 통신(Ad-hoc Network) → RFID 태그제어(Control) 순으로 발전하는 것이다. 태그를 발전단계에 따라 구분하면 수동형, 이력관리형, 센서/능동형, 네트워크형, 제어관리형의 5단계로 발전할 것으로 정의되고 있다.

 

또한 태그의 기능도 수동형(Passive) → 반 능동형(Semi-Active) → 능동형(Active) → Chipless Sensor 태그로 진화되고 있다. 초기에는 태그만을 인식하는 단계였으나 그 후에는 쓰기가 가능하고 주변 환경에 적응할 온도, 습도, 오염정보, 균열정보의 환경정보까지 탐지하는 등 유비쿼터스 네트워크가 가능하게끔 발전을 거듭하고 있다. 또한 주파수 대역별로 다른 국제 표준화 문제를 해결하기 위해서는 태그에 에너지가 필요하며, 주변환경별 인식률 에러 문제, 즉 제품별 재질, 포장 재질, 적재상태, 속도에 따른 리더로부터의 정보 수집문제가 최우선 과제다.

 

하지만 RFID/USN 기술의 발전에 비해 기술 이용에 따른 개인 프라이버시 침해, 개인의 환경, 안전, 보건과 관련한 유해, 노동생활과 고용변화, 사회 문화적 변화에 대비한 요구 또한 커지고 있다. RFID/USN 산업의 활성화를 위해서는 이런 사회적 요구에 따른 기술과 응용 서비스 개발이 적극적으로 추진해야 한다.

 

현재 국내 RFID 관련 기술개발은 정부와 국책연구기관의 주도로 추진되고 있으며, 국제 공동연구를 통해 기술력 차이를 극복하고, 상용화를 위해 산업체와 공동개발을 추진한다는 체계를 갖고 있다. 특히, 세계 IT시장에서 선구적인 위치를 확보하기 위해 2006년 u-IT 839 전략의 하나로, RFID/USN 기술개발을 선정해 신성장 동력으로 육성하고 있다. 센서 네트워크란 필요한 모든 사물과 위치에 RFID를 부착해 이를 통해 기본적인 사물의 인식정보는 물론 주변의 환경정보까지 탐지해 이를 실시간으로 네트워크에 연결하고, 그 정보를 관리하는 네트워크이며, 전자태그 기술의 연구개발, 표준화, 보급, 활성화 등을 중심으로 연구가 진행되고 있다.

 

 

작성자 :이대영 기자

작성일 : 2006년 4월호

 

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원   문 :http://www.ionthenet.co.kr/newspaper/view.php?idx=10989

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