2008. 7. 23. 13:32

RFID의 이해 (2006년 기준)

2006년 9월 마이크로소프트웨어 잡지에 기고했던 글 중에 하나로 RFID 의 기본 개념에 대해 소개했던 글을 정리한다. 이 역시도 저작권이 나한테 있는지 마소에 있는지는 모르겠지만 나로서는 원고료를 따로 받았거나 계약서를 따로 쓰지도 않았기 때문에 그냥 나한테 있다고 생각하기로 하였다. 그리고 글의 내용 중 상세한 부분중에는 현재와 조금 다른 부분이 있을 수도 있는데 이 부분에 대해서는 나중에 수정할 부분이 있으면 수정하도록 하겠다.


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RFID, 유비쿼터스 시대의 기린아

 

최근의 IT 분야에서는 여러가지 새로운 기술들이 새로운 시장을 이끌고 있다. 특히 RFID는 기업환경의 자동화 시스템 분야 뿐 아니라 물류 유통 조달 군사 식품 안전 등 모든 분야에서 널리 응용되고 있으며 유비쿼터스 컴퓨팅 환경의 핵심 기술로 각광받고 있다. 이에 따라 RFID 란 기술의 진정한 의미를 살펴보고 관련 기술들을 살펴보기로 한다.

 

필자는 전자공학을 전공하고 잘못(?) 발을 헛디뎌 디바이스와 사람 그리고 애플리케이션 소프트웨어를 연결하는 일을 지금까지 업으로 삼게되어 살고 있다. 어려서부터 공상을 좋아하고 SF 만화보는 것을 대단한 즐거움으로 알고 있는데 최근의 유비쿼터스를 부르짖는 세상이 결국 매트릭스와 공각기동대의 현실화를 보는 것 같아 무척 즐겁기도 하고 두렵기도 하다.

스마트 콜라회사는 콜라를 캔에 담은 후에 자동으로 메모리 칩이 탑재된 작은 깨알 크기의 소자를 표면에 붙인다. 이 메모리 소자에는 전세계적으로 유일한 번호가 담겨 있다. 이 회사의 현장 생산관리 시스템은 이 번호를 자동으로 읽은 후 데이터베이스에 관련 정보를 기록한다. 생산 라인의 마지막에서는 포장 박스에 콜라캔들이 실리게 되고 애플리케이터(Applicator)라고 불리는 자동 라벨 부착 시스템이 박스에 바코드 라벨을 붙인다. 이 바코드 라벨 안쪽에는 콜라 캔에 붙어 있는 같은 종류의 메모리 칩이 내장되어 있다. 포장이 완료되어 컨베이어 벨트로 흘러가는 박스와 안에 실려 있는 콜라캔 정보들이 한꺼번에 주변에 설치되어 있는 안테너를 통해 전송되어 데이터베이스에 기록된다. 컨베이어 끝에는 포장 박스들이 겹겹이 쌓여서 팔레트에 실리고 지게차로 실어서 이동된다. 팔레트에도 역시 보이지 않는 메모리 칩이 내장되어 있어서 지게차가 출하 지역에서 대기하고 있는 트럭에 실을 자동으로 정보를 읽게 되고 트럭에 실리는 제품이 잘못해서 다른 트럭에 실리는 경우는 경광등이나 모니터 장치를 통해 작업자에게 경고하여 실수를 막아준다. 트럭의 부분에도 특수한 형태의 메모리 칩이 박혀 있어서 트럭에 대한 자동 인식이 가능하며 트럭 운전석에도 메모리 칩이 내장된 카드가 붙어 있어서 트럭이 회사의 정문을 통과할 4m 정도 떨어진 지역에서 트럭을 인식하여 게이트를 개방하여 정차없이 지나갈 있도록 해준다.

트럭은 물류 창고 정문을 통과하게 되는데 곳에서도 트럭을 미리 인식하여 통과할 있도록 하고 트럭의 도착 정보는 스마트 콜라 회사에 자동으로 알려 준다. 도착되는 제품에 대한 정보는 미리 전자 문서를 통해 받아 상태였다. 트럭에서 내려진 제품들은 지게차가 팔레트에 실린 제품을 들어서 안테너가 설치된 게이트를 통과하면 제품 정보들이 한꺼번에 인식되고 창고 관리 시스템은 도착 정보와 비교하여 제품 수량이나 대상 품목 등을 검사하여 이상이 있으면 다시 지게차 운전자에게 경광등이나 모니터를 통해 알려 주고 이상이 없으면 정보를 기록해 둔다. 지게차는 창고 저장 선반에 제품을 적치한다. 선반은 내부에 안테너 장치가 있어서 새로운 제품이 적치되었음을 자동으로 인식하고 이를 창고 관리 시스템에 알린다. 예전에는 일정 주기 마다 창고 재고 조사를 위해 밤늦게까지 작업을 하였지만 이제는 전혀 그럴 필요가 없게 되었다. 창고 출고를 위해서는 창고 관리 시스템을 통해 원하는 제품과 수량만 선택하면 정확한 제품의 위치를 알려주는데 짧은 거리만 이동해도 되도록 매우 효율적인 방법으로 지시를 해준다. 출고를 위해 빠진 제품 정보도 역시 정확하게 인식되고 출고 시에도 게이트를 통과하기만 하면 된다.

 유통 매장으로 납품된 제품은 물류 창고와 마찬가지로 입고 적치를 하게 되고 필요 수량은 매장에 진열되어 판매된다. 매장의 입구에는 홍보 제품들이 선반에 전시되어 있는데 관심있는 제품을 들면 정보가 자동으로 대형 모니터를 통해 정보를 알려주고 할인이나 쿠폰 증정 이벤트가 나타난다. 옆에 있는 키오스크에 제품을 가까이 가져가면 좀더 상세한 정보가 표시되고 제품 판매 위치를 알려준다. 쇼핑 카트에는 스마트 단말기가 부착이 되어 있어서 언제라도 제품 정보와 위치 정보를 있다. 또한 미리 지급된 포인트 카드에도 메모리 칩이 내장되어 있고 카드 발급시에 고객 정보 수집에 동의하였더니 (물론 나의 허락없이 다른 용도의 사용은 하지 않겠단 법적 약속을 받아 상태이다) 매장마다 설치되어 있는 안테너를 통해 나의 제품 선호도와 매장내 동선 경로를 파악하여 내가 필요로 하는 제품에 대한 안내를 미리 편리하게 제공하고 관심 있는 제품에 대한 신상품 소개와 더불어 할인 쿠폰을 미리미리 제공해 주고 있다. 선반에 진열된 제품들이 일정 수량 이하로 줄어 들게 되면 매장 관리 시스템에 자동으로 보충 요구를 하게 되어 언제라도 재고 부족으로 판매하지 못하는 상황은 발생하지 않는다. 구매가 모두 끝나고 쇼핑 카트에 물건들을 담고 매장 출구를 지나가면 카트내에 담겨 있는 모든 제품 정보들을 한꺼번에 읽어서 모니터에 표시해 주고 확인 후에 신용카드에 내장된 메모리 칩을 가까이 대어서 결재를 하고 통과하게 되어 사람들이 아무리 많더라도 거의 기다릴 필요가 없게 되었다. 물론 계산되지 않은 가지고 나가는 제품은 출구에서 인식하여 경고를 하게 되고 자동으로 보안 감시 시스템으로 알리게 되어 녹화 기록 된다.

 

지금까지 기술한 이야기는 RFID 설명하기 위해서 각종 언론 매체에서 흔히 소개되는 시나리오 일부이다. 그야말로 유비쿼터스(Ubiquitous) 컴퓨팅의 시대가 눈앞에 있는 하다. 가까운 시일 내에 실현이 된다면 매우 편리한 시대가 하고 또한 영화 마이너리티 리포트에서 보여 주듯 어디서든지 감시당하는 빅브라더의 세상이 도래할 것만 같다. 하지만 이것이 정말 가능한 일일까? 지금부터 필자는 RFID 개념과 현재 이슈가 되고 있는 사항들을 통해 가능성을 살펴 보도록 하겠다.

 

자동인식 (Auto-Identification) 기술

유사 이래 우리는 수많은 정보를 인식하여 이를 기반으로 새로운 정보를 유추하고 활용하였으며 문화의 발전이란 곧 정보 체계의 발전이라 해도 과언이 아닐 것이다. 이때 정보에 대한 인식은 개체 인식(Identification)과 상황 인식(Awareness)으로 나누어 생각해 볼 수 있다. 개체 인식이란 사물 자체의 존재 유무에 대한 인식과 그 사물이 무엇인지 다른 사물과 어떻게 다른지를 구별해 냄을 뜻한다. 이때의 정보량은 개체 자체에 대한 이름표 정도로 표현이 가능하므로 상대적으로 적은 정보량으로 처리가 가능하다. 반면에 상황인식이라 하면 상태에 대한 인식과 그것이 어떤 의미를 갖는지 하는 판단이 필요하며 이를 처리하기 위해 필요로 하는 정보량은 꽤 많은 양이 필요하게 된다. 초기에 개체에 대한 인식의 정보량이 많이 축적되면 이를 활용하여 그의 의미를 부가하게 되고 또한 서로 다른 개체 인식 정보들이 결합되어 점점 상황 인식이 필요하는 단계로 발전하게 되는 것이 보통이다. 컴퓨터와 기계를 활용하여 자동화 시스템을 구성할 때도 역시 같은 과정을 거치게 되는데 앞으로 필자는 개체 인식을 자동으로 하기 위한 방법에 대해 이야기 할 것이다.

<그림 1> 인식 분야의 발전 단계

 

사용자 삽입 이미지

초기에 수기 인식으로 이루어지던 인식방법은 점차 자동 인식 체계로 진화하게 된다. 현재 널리 쓰이고 있는 자동 인식 방법으로 대표적인 것은 바코드(Barcode) 시스템을 들 수 있겠다. 바코드 시스템은 1973년 미국에 도입되어 전세계적으로 널리 쓰이게 되었다. 바코드 시스템은 굵거나 가는 막대 바(검은 막대)와 스페이스(흰 막대)를 패턴 방식으로 배열하여 지정된 기호로 된 Data 형식의 이진 코드를 광학 레이저 스캐너로 판독하는 시스템이다. 바코드 시스템은 UPC (Universal Product Code) EAN (European Article Number) 등의 표준 코드 방식을 사용하고 인코딩하는 방법에 따라 Code Codabar, Code 2/5 Interleaved, Code 39, Code 128 등이 사용되고 있다. 바코드 인식 기술은 제조, 물류, 유통 분야 및 의료, 출판, 도서관 등 거의 모든 분야에서 쓰이지 않는 곳이 없을 정도이다. 하지만 한번에 하나 밖에 인식하지 못할 뿐 아니라 바코드를 인식하기 위해서는 스캐너를 조준하여야만 한다는 단점이 있다.

1980년대 중반에 기존의 1차원 바코드가 많은 데이터를 표현하지 못하는 한계를 극복하기 위해 X, Y축 양 방향으로 데이터를 배열시켜 평면화하여 약 2,000 바이트 이상의 대용량 데이터를 저장할 수 있는 2차원 바코드가 개발되었다. 많은 데이터가 사용 가능함에 따라 영문, 숫자 등의 텍스트 뿐 아니라 기호, 사진, 지문, 전자 서명 등의 표현이 가능하여 보안 분야에서도 사용이 되고 있다. 하지만 정보 처리 속도가 상대적으로 느리다는 단점이 있다. PDF417, DataMatrix, MaxiCode, QR Code 등의 인코딩 방법이 사용되고 있으며 특허로 인해 모든 인코딩 방법을 자유롭게 사용할 수 있는 것은 아니다.

1960년대에 규격화된 문자는 일반적인 방법으로 사람도 읽을 수 있고 기계로도 읽을 수 있다는 생각으로 최초 개발된 OCR (Optical Character Recognition) 시스템도 사용되고 있다. OCR 시스템은 정보의 고밀도, 긴급상황 및 단순 확인 시 데이터를 시각적으로 확인이 가능하다는 장점이 있는 반면에 카메라 인식 기술을 바탕으로 하기 때문에 고가이고 다른 인식절차와 비쿄시 리더가 복잡하고 보편화 되지 않았다는 단점이 있다. OCR은 제조, 서비스 및 행정적인 분야에서 주로 사용된다.

출입통제 등 개인에 대한 인식이 필요한 분야에서 제 3의 물리적 매체를 통한 인식은 무엇인가를 항상 지니고 다녀야 한다는 불편함과 다른 사람에게 도용될 수 있다는 보안상의 문제로 인해 생체의 기관을 이용해 극복하고자 하는 기술이 개발되어져 왔다. 이러한 생체 인식 기술로서는 지문인식(fingerprint), 장문인식(handprint), 음성인식(voice recognition), 홍채인식(iris recognition), 망막인식(retina recognition), 정맥인식(vein recognition), 얼굴인식(face recognition) 등이 있다. 생체 인식의 역사는 생각보다 길어서 지문인식의 경우 1968년 미국 월스트리트의 한 증권회사에서 최초로 상업적 용도로 사용이 되었고 최근에 기술적 발전과 더불어 다시금 각광 받고 있는 기술 중의 하나이다. 문제는 인식의 정확성이며 높은 정확성을 위해서 주로 방대한 양의 데이터베이스를 요구하기 때문에 처리 속도가 상대적으로 느리다는 단점이 있다.

보안이나 금융 지불 분야 등에서 사용되는 스마트 카드는 신용카드 크기의 플라스틱 카드에 마이크로프로세서(CPU), 메모리, 보안모듈이 탑재되어 있는 IC 칩을 부착하고 정보의 저장 및 처리 시 스마트카드 터미널과 연계되는 일종의 소형 컴퓨터라 할 수 있는 장치이다. 프로세서 없이 EEEPROM 메모리 만으로 구성된 것은 메모리 카드라고 하는데 엄밀한 의미에서 스마트 카드와는 구분된다. 1984년 선불 전화카드 형태로 최초 출시되었으며 주로 금융권 등과 같이 돈과 관련된 부분이나 보안에 관련된 부분에 사용되고 있다. 스마트 카드는 카드 판독기로부터 접촉식 또는 비접촉식으로 칩의 동작을 위한 전원과 클럭 신호를 얻어서 구동된다.

전기적 접촉을 요구하는 스마트 카드와는 달리 자계 또는 전자계 영역을 이용하여 동작하는 RFID 시스템이 있는데 이것은 다음 절에서 좀더 자세히 알아 보도록 한다. < 1>은 각 자동인식 기술에 대한 대략적인 비교를 보이고 있다. 이 외에도 각종 환경 정보를 수집하는 센서와 카메라 등이 자동인식 기술 중의 하나이다.

 

< 1> 자동인식 기술 특성 비교

System Parameters

 

 

Barcode

 

OCR

 

Voice Recog.

 

Biometry

 

Smart Card

 

RFID

 

Typical data quantity (bytes)

 

1-100

1-100

-

-

16-64K

16-64K

Data density

 

Low

Low

High

High

Very High

Very High

Machine Readability

 

Good

Good

Expensive

Expensive

Good

Good

Readability by people

 

Limited

Simple

Simple

Difficult

Impossible

Impossible

Influence of dirt/damp

 

Very high

Very high

-

-

Possible (contacts)

Little Influence

Influence of (opt.) covering

 

Total failure

Total failure

-

Possible

-

Little Influence

Influence of direction and position

 

Low

Low

-

-

Unidirectional

Little Influence

Degradation/wear

 

Limited

Limited

-

-

Contacts

No Influence

Purchase cost/reading electronics

 

Very Low

Medium

Very high

Very high

Low

Medium

Operating costs (e.g. printer)

 

Low

Low

None

None

Medium (contacts)

None

Unauthorized copying/modification

 

Slight

Slight

Possible (audio type)

Impossible

Impossible

Impossible

Reading speed (including handling of data carrier)

 

Low

~4s

Low

~3s

Very Low

> 5s

Very Low

>5-10s

Low

~4s

Very Fast

~0.5s

 

Maximum distance between data carrier and reader

 

0-50 cm

< 1 cm scanner

0-50 cm

Direct contact

Direct contact

0-100 m microwave

 

 

RFID의 개요

RFID Radio Frequency Identification의 약자로서 초소형 반도체에 식별정보를 입력하고 무선주파수를 이용하여 이 칩을 지닌 물체나 동물, 사람 등을 판독, 추적, 관리할 수 있는 기술로서 유비쿼터스 컴퓨팅의 기반기술의 하나로 중요성을 인정받고 있다. 하지만 RFID 기술이 오늘날에서야 개발된 가장 최근의 자동인식 기술이라고 이해하고 있다면 오해다. 실제로 RFID 기술의 개발과 상용화는 바코드보다 먼저 2차대전 때 아군기와 적군기를 원격에서 판별하는 용도로 실용화 되었고 1960년대도 미국 국립연구소에서 출입통제, 도난방지, 항공기 화물 관리에 사용되었다. 우리 주변에서도 RFID 기술을 응용한 사례는 도서관에서 도서 관리나 매장에서의 도난방지 (EAS 기술), 교통카드 등에 쓰이고 있음을 알 수 있다. 그렇다면 그러한 RFID 기술이 최근에야 두각을 나타내고 또한 바로 상용화 되지 못하는 이유가 무었일까?

그 이유를 살펴보기 전에 RFID의 기술적인 요소들을 먼저 이해하도록 하자. RFID <그림 2>에서 보는 바와 같이 반도체 칩과 주변에 안테너를 결합한 태그(RFID Tag)와 태그와 통신하기 위한 안테너와 연결된 RFID 리더(RFID Reader), 그리고 이러한 시스템을 제어하고 수신된 데이터를 처리하는 서버(Server) 군으로 이루어져 있다.

 

<그림 2> RFID 시스템 구성

사용자 삽입 이미지


RFID 태그 안에 내장된 안테너가 리더의 안테너에서 발산된 전파를 수신하면 RFID 태그의 칩(Chip)이 안테너로부터 공급되는 미세 전류로 기능하여 칩안의 정보를 신호화하여 태그의 안테너로부터 리더의 안테너에게 다시 재전송한다. RFID 태그가 자체 전원으로서 배터리를 요구하는 형태를 능동형(Active), 그렇지 않은 형태를 수동형(Passive) 으로 구분하며 능동형은 자체 전원으로 인해 매우 먼 거리에서도 인식이 가능하고 환경적인 영향을 적게 받는다. 하지만 자체 전원으로 인한 태그의 사용 수명이 있으며 개별 태그 가격이 매우 비싸며 작은 크기의 태그를 제조하는데도 한계가 있게 된다. 반면에 수동형 태그는 가격이 싸고 어떠한 형태로도 제조가 가능하며 수명도 반영구적인 장점이 있지만 인식 거리가 짧고 주변 환경의 영향을 많이 받게 된다. 또한 능동형 태그처럼 배터리를 내장하였지만 리더로부터 동작 명령을 받았을 때만 동작하는 반능동형(Semi-Active) 형태도 있다.

RFID는 여러 대역의 주파수에서 사용이 되고 있는데 < 2>에서 보는 바와 같이 주파수 대역에 따라 RFID 특성은 매우 달라진다. 일반적으로 주파수 대역이 낮을수록 인식 속도가 느리고 짧은 거리에서 동작하지만 환경의 영향을 적게 받으며 고주파가 될수록 그 반대의 특성을 갖는다.

 

사용자 삽입 이미지

< 2> 주파수 대역별 RFID 특성

 

주로 저주파 대역의 태그는 Faraday의 자기유도 원리로 동작하는 Near-field RFID 방식을 사용하고 100 MHz 이상의 고주파 대역에서는 전자기파 에너지를 사용하는 Far-field RFID 방식을 사용한다. 현재 Near-field RFID의 경우는 표준화가 잘 이루어져 있고 사용하기 가장 손쉬운 형태이긴 하지만 주파수 또는 통신 속도가 증가하게 되면 작동 거리가 짧아지는 단점 때문에 태그 ID가 크고 한 장소에서 많은 수의 태그를 읽을 경우는 고속을 요하므로 Far-field RFID를 필요로 한다. RFID는 응용 분야별 특성에 따라 적절한 주파수 대역을 선택하여 사용하여야만 하지만 근래에 화두가 되고 있는 RFID 900 MHz 에 해당하는 UHF 대역에 모든 초점이 모아져 있다. 그 이유에 대해서는 뒤에 따로 언급이 되겠지만 앞으로 필자가 이야기하는 RFID UHF를 중심으로 설명할 것임을 밝혀 둔다.

RFID 태그에 있어서 또하나의 중요한 사항은 바로 RFID 칩에 어떤 정보를 담을 것이며 그 정보의 양은 얼마 정도가 적당한 것이가 하는 문제가 될 것이다. 이 부분에 대해서는 이후에 RFID 표준에서 다루도록 하겠다.

RFID 리더는 수동형 RFID 태그에 RF 에너지를 공급하여 활성화하고 태그로부터 정보를 받아 들이는 역할을 하며 RF 전송부는 안테너 회로와 동조 회로, RF carrier generator를 포함한다. RF 수신부는 신호를 받아 들여 디코딩을 수행하고 호스트 컴퓨터와 직렬 통신 또는 TCP/IP 등의 인터페이스로 통신을 수행한다. 보편적으로 RFID 리더는 단지 읽기 기능만을 제공하며 읽기와 쓰기 기능이 모두 제공되는 것을 Interrogator라고 하지만, 실제로 Interrogator를 그냥 리더라고 부르고 있다. RFID 리더는 일정한 장소에 설치하여 사용하는 고정형 리더와 PDA 등에 탑재하여 이동하면서 사용하는 이동형 리더 또는 Hand-held 리더로 나뉜다. 고정형 리더는 안테너를 내장하는 경우도 있지만 주로 패치형으로 1, 2 포트 또는 4 포트의 안테너를 제공하고 있다. 고정형 리더는 UHF의 경우 태그 종류나 주변  환경에 따라 다르긴 하지만, 보통 3~7 m 정도의 인식 거리를 보이고 있으며 초당 인식할 수 있는 태그 수도 리더 제조사 마다 큰 성능 차이를 보이고 있지만 50개 이상의 속도를 보여 준다. 반면에 이동형 리더는 PDA 형태로 이루어져 주로 작업자가 UI를 기반으로 동작하고 원하는 경우에만 태그를 읽을 수 있도록 사용하고 있으며 이동형 장비의 특성상 배터리 용량의 한계를 보이며 특히 UHF 리더의 경우는 배터리 소모량이 많고 만일 무선랜과 동시에 사용을 한다면 연속 가동 시간이 훨씬 줄어 드는 것이 보통이다. 또한 인식 거리도 일반적으로 1.5 m 이내에 불과하고 초당 동시 인식 수도 15개 미만으로 알려져 있다. 하지만 고정형이동형 리더는 사용하는 방법이나 응용 용도가 매우 달라서 단순한 성능적 차이로만 비교하기는 힘들다. 일반적으로 고정형 리더는 일정한 장소에서 감시의 용도로 쓰이고 있고 실제 많은 업무 프로세스에 있어서 이동형의 요구가 크기 때문에 최근에 들어서는 이동형이 가능하면서 고정형의 성능을 보이는 이동이 가능한 고정형 리더 (Fixed Mobile Reader)라는 신조어가 탄생하고 있다.

리더에 부착되는 안테너는 리더에서 보내온 신호를 공간으로 방사하는 역할 및 태그에서 보내 온 신호를 수신하여 리더에 보내는 역할을 수행하는데 일반적으로 저주파 및 고주파용 안테너는 원형 코일 또는 원형 형태의 동박 에칭 패턴으로 제작되며 초고주파 및 마이크로파의 안테너는 일반적으로 특정한 판넬 모양의 동박 패치의 Tx/Rx 부로 나누어져 만들어 진다. 안테너는 전파를 방사하는 패턴에 따라 선형(Linear) 안테너와 원형(Circular) 안테너로 나뉘고 제조 당시의 형태에 따라 다이폴 안테너, 야기우다 안테너, 평판 안테너, 슬롯 안테너, 터널형 안테너 등의 많은 종류가 있다. 실제로 RFID를 적용하여 성공을 하기 위해서는 안테너 기술의 중요성이 매우 큰 비중을 차지하고 있다.

RFID 리더에서 데이터를 읽어 들일 때 매우 중요한 기술적 요소로서는 Anti-Collision 이란 기술을 들 수 있겠다. Anti-Collision이란 리더가 수많은 태그들을 구분하여 인식하는 기술을 말하는데 쉽게 이야기 하자면 깜깜한 방안에서 여러 사람들이 앉아 있고 내가 그 사람들을 한명 한명 인식하는 것에 비유할 수 있겠다. 깜깜한 방에서 여러 사람들을 향해서 이 곳에 누가 있는가? 라고 소리 치면 이를 들은 사람들이 저마다 자기 이름을 대답할 것이고 이렇게 되면 한꺼번에 많은 사람들이 대답하게 되므로 내가 알아 듣는 사람들은 몇 사람 밖에 안될 것이다. 또한 멀리 있는 사람들은 나의 질문 조차 듣지 못한 사람도 있게 된다. 이때 충돌이 발생한다고 하고 이러한 충돌을 방지하기 위해서 질문을 하는 사람이 이 중에 김씨 성 가진 사람만 대답하시오. 등 동시 대답 수를 줄일 수 있도록 질문을 하고 각 개별 질문을 시간차를 두어서 하게 된다면 개별 인식이 가능할 것이다. 이때 중요한 것은 바로 속도가 된다. 많은 사람을 한명 한명 인식할 수 있으면서도 매우 빨리 처리할 수 있는 방법이 Anti-Collision 알고리즘의 핵심이 된다.

지금까지 언급한 기본적인 RFID 구성 요소의 응용 요소로서 스마트라벨(Smart Label)이란 것이 있다. 스마트라벨이란 기존의 바코드 라벨 뒷면에 RFID 태그가 내장된 형태를 말하며 겉으로 봐서는 일반 바코드 라벨인 듯 하지만 RFID가 제공하는 스마트(?)한 기능을 제공한다고 해서 붙여진 이름이다. 스마트라벨에 부착되기 전의 RFID 태그를 인레이(Inlay) 라고 부른다. 스마트 라벨이 필요한 이유는 명백하다. 어떤 물건에 RFID 태그를 부착한 후 리더를 통해 데이터 처리를 아무리 잘 해낸다고 하더라도 기하학적인 패턴만을 지니고 있는 RFID 태그만을 사람이 육안으로 판별한다는 것은 불가능한 일일 것이고 현장에 널려 있는 어떤 제품이 무엇인지 판별하기 위해 RFID 리더를 갖다 대어야만 한다는 것도 불합리해 보인다. 따라서 자연스럽게 육안으로 판별이 가능한 문자를 쓰고자 할 것이다. 또한 RFID가 부착된 물건은 여러 협력 업체 또는 조직들을 거쳐 이동되고 그 정보를 공유하게 되는데 예상컨데 적어도 하나 이상의 연결 고리에 있어서는 RFID를 도입하지 못하거나 사용하지 못하는 곳도 있을 것이다. (실제로 아직까지 바코드 시스템도 도입하지 못한 영세 업체가 많다.)  이러한 이유로 인해 실제 RFID를 적용하는 곳에서는 수기, 바코드 기능을 동시에 만족하기를 원하며 대부분의 경우 스마트라벨이 사용되고 있다. 스마트라벨의 표면에 글자와 바코드를 출력하고 RFID 태그에 데이터를 동시에 쓸 수 있는 기능을 제공하는 장치를 RFID 프린터/인코더 라고 하며 통칭하여 RFID 프린터라고 부른다. RFID 프린터는 기존의 바코드 프린터에 작은 크기의 RFID Interrogator를 내장하여 RFID 태그에 데이터를 쓰고 다시 읽어 검증하고 바코드 정보까지 출력하는 기능을 제공한다. 또한 RFID 프린터를 통해 출력된 스마트라벨을 자동으로 물체에 부착하는 장치를 애플리케이터(Applicator) 또는 오토라벨러(Auto-Labeler)라고 부른다.

 

RFID가 주목받는 이유

국내외 IT 관련 업체들과 IT 관련 언론 매개체를 살펴 보면 RFID를 빼고는 얘기할 수가 없을 정도이다. 일례로 RFID/USN 협회의 회원사 수를 살펴보면 2004 2월 출범할 당시에 51개사로 출발하였으나 2006 4월 말 기준으로 235개로 급증한 것만 봐도 알 수 있다. 정부에서도 정통부, 산자부, 과기처 등에서 RFID를 핵심 성장기술로 지원을 아끼지 않고 있으며 건교부, 조달청, 환경부, 문광부 등 다른 정부 부처에서도 그 수요처로서 매우 적극적이다. 외국의 사례만 봐도 유럽, 미국, 중국, 일본, 싱가폴 등 대부분의 나라들이 RFID와 관련한 핵심 기술을 차지하고 시장을 선도하기 위해 엄청난 노력과 함께 경쟁을 가속화하고 있다. 그렇다면 앞에서 이야기한 바와 같이 50년 이상되는 역사를 가지고 있는 RFID 기술이 왜 하필이면 이때에 이렇게 두각을 나타나고 있는 것일까?

필자의 개인적인 생각으로는 시대적 요구사항에 적절히 맞아 떨어진 이유라고 생각하고 있다. 무슨 말인고 하면 2000년대 초반 전세계적으로 특히 미국에서는 닷컴 붕괴에 따른 IT를 필두로 한 경제 성장 모티브가 필요한 상황이었고 이러한 해결책으로 RFID 란 기술이 어찌 보면 운좋게 접목이 되었고, 보다 절실한 상황으로 보면 1990년대 말부터 기업시장에서는 어떻게 하면 Supply Chain을 성공할 것인가를 두고 많은 고민을 하였지만 여러가지 기술적인 해결책과 노력에도 불구하고 그렇게 큰 성과를 보지 못한 것이 사실이다. 그것에 대한 원인으로는 여러가지가 있겠지만 SCE (Supply Chain Execution)의 핵심이 되는 물류 가시성과 투명성이 보장되지 않고 기업간 데이터 공유를 통한 협력이 어렵고 표준에 대한 준수가 잘 이루어지지 않은 것이 큰 이유가 되지 않았나 생각한다. 제조 현장의 제품 창고 현장이나 물류 유통 분야의 창고 현장을 방문해 본 사람은 잘 알 수 있겠지만, 창고내에서 하루에 이동되는 많은 물동량을 처리하는 데 있어 아무리 바코드 시스템이 잘 구축된 곳이라고 하더라도 작업자가 일일이 데이터를 입력하는 것은 매우 어려운 일이다. 실제로 창고 현장에서 작업자는 하루 처리한 물동량으로 비용을 청구하며 데이터 입력을 위해 소비되는 시간을 낭비라고 생각하는 것이 일반적이다. A.T. Kearney의 조사에 의하면 비효율적인 공급망에 의해서 생기는 영업손실이 연간 400억불 이상이라고 한다.

이러한 현실에 대한 타개책으로 고민을 하던 MIT Auto-Id Center 연구소에서는 RFID 기술을 이용하여 이러한 고민을 해결하고자 하였다. (이 연구소는 이후에 EAN UCC의 조인트 벤처로서 EPCglobal 이란 단체로 바뀌게 되는데, 이 단체의 홈페이지에서 우리의 임무는 공급망에서 개별 아이템에 대한 진정한 정보 가시성을 부여함으로써 좀더 효율적인 조직을 만드는 것이다. 라고 밝히고 있다.) Auto-Id Center RFID 기술에서 기대하는 바는 물류가 이동할 때 별도의 데이터 입력 작업이 없어도 현장 작업을 진행하기만 해도 한꺼번에 빠르고 정확한 데이터가 수집되는 특징이었다. 이를 위해 기존에 저주파나 고주파 중심으로 이루어지던 RFID 기술 시장을 초고주파(UHF) 대역으로 초점을 돌려 놓았으며 개별 아이템 단위로 태그를 부착하기 위해서는 비싼 가격이 큰 걸림돌이었으므로 이를 떨어뜨리기 위해 최소의 메모리 크기만을 요하면서도 전세계적으로 유일성을 보장하는 코드 체계를 제안하고 이를 통해 공통된 네트워크 인프라를 통해 전세계 어디에서도 접근이 가능한 방법을 제안하였다. 이러한 제안은 하나의 도화선이 되어 마침 RTE(Real-Time Enterprise)와 유비쿼터스(Ubiquitous) 가 화두가 되어 있는 IT 시장의 강력한 기폭제 역할을 하게 되었다. 그리고 이것은 나라들간의 경쟁으로 이어져 더욱 무게를 싣게 되었는데 미국은 언제나 하던 방식대로 표준화를 무기로 관련 업체들을 규합하여 세력을 키워 나갔고, 유럽에서는 이를 견제하는 세력으로 부상하였으며, 일본은 자체 내수 시장을 큰 무기로 미국과는 다른 표준을 제시하면서 (일본은 고주파을 중심으로 한 기술에 주력하였다.) 한국은 IT 강대국의 면모를 유감없이 발휘하던 저력을 바탕으로 좀 늦었지만 이를 만회하기 위해서 많은 노력을 기울였고 특히 기존의 네트워크 인프라 또는 통신 인프라를 통한 확장에 박차를 가하였으며 한국 IT의 독특한 접근법인 더 빨리, 새롭게 특성을 유감없이 발휘하여 전세계의 강력한 테스트베드의 역할과 새로운 비즈니스 모델 창출의 장이 되고 있다. 중국은 이후에 대규모 시장을 무기로 세력을 키워나가고 있는 상황이다.

여기에서 한가지 짚고 넘어갈 사실은 UHF 대역, 초고주파 대역은 각 나라와 지역 마다 사용할 수 있는 주파수 대역이 조금씩 틀리다는 것이다. 북미 지역의 경우는 902 ~ 928 MHz (ISM 대역 대역폭은 26 MHz), 유럽은 865 ~ 868 MHz (대역폭 3Hz), 일본은 950 ~ 956 MHz (대역폭 6 Mhz), 한국은 908.5 ~ 914 MHz (대역폭 5.5 MHz)가 사용되고 있다. 또한 출력이나 주파수 선택 방식 등이 지역마다 다르기 때문에 같은 UHF라고 하더라도 지역에 따라 인식률이 큰 차이를 보이고 있다. 이러한 면에서 미국이 가장 유리한 입장에 있으며 힘의 논리로 미국이 정한 표준을 따를 수 밖에 없는 것도 현실이다.

 

<그림 3> 860 ~ 960 MHz RFID 기술기준 제정 전망 (출처: 정통부 주파수분배 공청회 자료)

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하지만 필자가 생각하는 RFID의 진정한 철학이란 자동화(Automation), 혁신(Innovation), 표준화(Standardization) 이렇게 세가지라고 생각한다. RFID는 분명히 전통적인 자동인식 기술의 하나임에는 분명하지만 그 이상의 가치가 있다는 것은 자동인식과 디바이스, 사람, 애플리케이션 등 시스템 통합을 위한 자동화의 필요성을 일깨워 주고(Automation), RFID 도입을 계기로 전체 업무 프로세스에 대한 혁신 및 국가간 경쟁 뿐 아니라 신기술에 대한 한발 앞선 도입을 통해 기업 홍보 효과를 노리게 되어 경영자로부터의 Top-Down 방식으로 IT 기술의 필요성을 인식하게 되고(Innovation), 국제적인 표준의 요구사항과 이를 준수해야만 하는 힘이 발생함으로써 표준에 의한 상호 연동 인프라가 조성되는 기반이 된다(Standardization)는 것이다.

 

RFID의 시장 동향

한국 RFID/USN 협회의 2005 9RFID 산업 동향 및 전망이란 보고서에서 RFID는 세계적으로 도입 초기 단계에 있기 때문에 그 시장 규모를 전망하기가 매우 어려운 상태라고 발표하고 있다. 사실상 발표 자료마다 조금씩 차이를 보이고 있지만 대략적으로 2005 7조원대의 규모를 2010년에는 약 80조원 대의 시장규모를 전망하고 있다. 2004년도 VDC 조사에 따르면 2005년 약 21억 달러에서 2009년 약 71억 달러의 성장을 예상하였으며, 2005 IDTechEx의 자료에서는 2005년 약 18 2010년에는 107억 달러 수준을 내다 보았다. (<그림 4> 참조) 우리나라의 시장 규모는 보통 경제협력기구 (OECD) 자료를 토대로 세계 IT 시장의 국내시장 점유율 5.2 %를 근거로 산출하고 있다.

 

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<그림 4> 전세계 RFID 시장 규모 추정 (출처: IDTechEx, 2005)

 

2005 IDTechEx 사에 등록된 Knowlegebase 를 기준으로 2005 10월 현재 구축사례 수가 1,500 여건을 넘어섰으며 구축 국가별로는 미국이 전체 사례 건수 중 33.5%를 차지하는 520, 한국은 네덜란드에 이어 36건으로 8위를 기록하고 있다. (물론, 보고되지 않은 실제 사례가 훨씬 많을 것으로 생각된다.) 주파수 대역별로는 HF(13.56 MHz)가 가장 많은 사례로 314 (20.2%)를 차지하였으며 UHF(868~950 MHz) 81 (5.2%)를 기록하고 있다. 각 태그별 모양으로는 스마트라벨 형태가 총 221(14.2%)로 가장 많고 다음으로는 카드 형태가 127(8.2%)로 나타났다. 응용 분야별로는 소매 및 소비재 상품에 347건으로 나타났고, 그 다음으로 금융 및 안전 분야가 241, 자동차 및 수송분야에 230건으로 나타났다. 자세한 내용은 참고자료의 RFID 구축사례 심층분석 참조하기 바란다.

 


RFID 표준화 동향

앞에서도 이야기 한 바와 같이 MIT Auto-Id 연구소에서 독립한 EPCglobal은 상품코드의 국제표준 개발/관리 기구인 EAN UCC의 통합으로 탄생한 GS1 2003 11월에 설립한 자회사로서 EPC라는 코드 체계에 기반한 EPCglobal 네트워크의 전 세계 보급을 총괄하고 있는 국제 민간 기구이다. 이 기구가 현재 RFID, 특히 UHF RFID에 대한 사실상 표준 (de facto standards)을 이끌고 있다. 5개 액션 그룹과 31개 워킹그룹으로 이루어져 있으며, 우리나라에서는 유통물류 진흥원(GS1 Korea)이 이 역할을 담당하고 있다. <그림 5> EPCglobal이 추진하고 있는 표준의 내용과 EPCglobal Architecture Framework을 나타내고 있다.

 

 


<그림 5> EPCglobal Architecture Framework

 

EPCglobal이 제시하고 있는 주요한 구성요소들은 < 3>과 같다.

< 3> EPCglobal 주요 구성 요소

구성요소

기능

EPC

공급체인 상의 특정 물품의 고유 식별 번호

ID 시스템

ID 시스템은 EPC 태그와 리더로 구성된다. EPC 태그는 마이크로칩과 안테나로 구성되어 있으며 박막으로 덮여 있음. EPC 코드는 이 태그에 담겨 케이스 팔렛트 또는 단품에 부착. EPC 태그는 RFID를 이용하여 EPC 코드를 리더에 전송. 리더는 EPC 태그와 전파를 통해 교신하며 EPC 미들웨어를 이용, 기업 정보 시스템에 정보를 전달.

EPC 미들웨어

EPC 미들웨어는 실시간 판독 동작 및 정보를 관리하고 경고음을 발생하며 EPC IS와 기업의 기타 정보시스템에 전송할 기본 판독 정보를 관리. EPCglobal은 정보시스템과 판독기 단독 또는 네트워크 판독기 간의 데이터 교환을 위한 소프트웨어 인터페이스 표준을 개발 중.

디스커버리
서비스

사용자가 특정 EPC 코드에 대한 데이터를 찾아 그 데이터에 대한 접속 승인을 요청할 수 있도록 지원하는 종합 서비스를 의미. ONS는 디스커버리 서비스의 일부임.

EPC IS

EPC IS는 사용자가 EPC 코드 관련 데이터를 EPCglobal 네트워크를 통해 거래업체와 교환할 수 있게 함.

 

EPCglobalInternet of Things라는 개념을 표방하였다. 모든 사물에 전세계적으로 고유한 식별 체계를 부여하고 전세계 언제 어디서든 이 번호를 통해 조회하면 정보를 공유할 수 있는 구조이다. 마치 인터넷에서 URL 만 웹브라우저에 입력하면 전세계 어디에 있는 웹서버이든지 그 정보를 조회할 수 있는 형태이다. RFID에 들어 있는 EPC란 번호 체계를 인식하여 해당  EPC 정보 내용을 담고 있는 서버(이것을 EPCIS, 또는 EPC Information Service라고 부른다)의 주소를 알려 줄 수 있도록 ONS(Object Naming Service, DNS 체계와 유사하다)를 통해 질의하고 이 주소로 EPCIS에 접근하여 해당 EPC의 정보 내역을 얻어 오는 것이다. 또한 EPC 가 부착된 물체가 이동하는 경로를 추적하기 위해 DDNS 개념과 유사한 디스커버리 서비스 (Discovery Service)를 통해 이력 데이터의 접근도 가능하다.

EPCglobal에서 추진하고 있는 표준 내역은 Tag에 저장되는 코드체계인 EPC 정의, RFID 태그와 리더간의 인터페이스 프로토콜 (Air Interface라고 한다), 리더와 연결되는 컴퓨터간의 통신 프로토콜, RFID 태그 데이터를 수집하고 정제하는 프로그램(이를 RFID 미들웨어라고 한다)으로부터 데이터를 요청하는 인터페이스 방법(이것을 ALE, Application Level Events 라고 부른다), 그리고 EPCIS 데이터 저장소에 수집된 데이터를 넣어 주는 방법 (EPCIS capture Interface) 그리고 다른 응용프로그램에서 수집된 데이터를 조회할 수 있는 방법(EPCIS query Interface) 등의 인터페이스 방법에 대한 표준이다. 현재 표준 제정이 완료된 것도 있고 개정 작업 중이거나 개념만을 내놓고 준비 중인 항목 들도 있다. 가장 먼저 근본이 되는 코드체계인 EPC에 대한 제정이 공표되었고 이에 따라 RFID 태그의 Air Interface 표준(Class 1 Generation 2 라고 한다.)이 완료되었으며 ALE 표준도 발표되었다. 올 연말까지 EPCIS의 스펙도 완료될 것으로 예상된다.

공식적인 표준 이른바 De jure Standards 진영에는 국제 표준화 기구인 ISO(International Organization for Standardization)가 담당하고 있다. ISO는 저주파(LF), 고주파(HF) 대역에 대해 이미 많은 표준을 완료해 둔 상태이며 초고주파(UHF) 대역에 대해서 추가적인 표준 제정을 하고 있다. 흥미로운 사실은 실제적인 표준인 EPCglobal을 인정하여 RFID 태그의 Air Interface C1G2 (Class1 Generation2) 스펙에 대해 몇가지 사항만을 추가하여 ISO 18000-6C 라는 스펙으로 인정하였다는 것이다. 이로서 관련 업체들은 실제적 표준과 공식적 표준 사이에서 고민할 필요 없이 실용화에 박차를 가할 수 있는 결과를 낳게 되었다. <그림 6> ISO에서 제정하는 표준 내역에 대해 표시하였다.

 


 

<그림 6> ISO/IEC 표준과 스펙

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ISO 15961은 호스트 컴퓨터와 리더간의 명령에 대한 규약을 정의하고 있고, ISO 15962는 리더의 로지컬 메모리와 태그 드라이버의 데이터 구문을 규정하고, ISO 15963은 각 태그들이 고유한 식별체계를 가질 수 있도록 고유번호 제정 룰을 규정하고, Air Interface ISO 18000에서 정의하며, 특히 초고주파(UHF) 18000-6 이번에 새로 제정된 EPCglobal C1G2 스펙은 기존의 A,B 타입에 이어서 18000-6C로 정의하고 있다.

EPCglobal C1G2 ISO 18000-6C 가 같은 스펙이라고는 하나 세부 항목을 적용하는 데 있어서는 크고작은 차이를 보이고 있고, 아직까지는 태그와 리더를 공급하는 하드웨어 벤더들이 EPC를 기준으로 제공하고 있으며 ISO에서 요구하는 세부 규정은 미약한 편이다. 최근 국내에서는 EPC의 필요성을 강하게 강조하는 분야(주로 물류 유통 분야) ISO를 통한 표준 확산을 강조하는 분야가 공존하고 있는 실정이다. 국내에서 진행하고 있는 RFID 시범사업들도 이러한 맥락에서 이해를 할 필요가 있다.

 

RFID 미들웨어 개념

앞에서 EPCglobal의 시스템 구조를 설명하면서 RFID 미들웨어란 개념을 잠깐 언급한 적이 있는데 이 부분에 대해 조금 상세하게 살펴 볼 필요가 있을 것 같다. 여기에서 말하는 미들웨어란 개념은 무엇인가의 가운데에 존재하여 일을 처리하는 일반적인 용어로 이해하면 된다. 그렇다면 무엇의 가운데인가 하면 기업환경이 있어서 자동화를 통한 응용 애플리케이션 구축이란 관점에서 바로 기계 또는 자동 인식 기기들과 기업의 운영 애플리케이션 사이라고 보면 된다. <그림 7>에서 보는 바와 같이 기업환경에서는 조직이 크면 클수록 많은 응용 애플리케이션들이 존재하고 또한 이에 대한 데이터를 발생 시키는 근원들 또한 많으며 또한 이를 통해 처리해야 하는 업무 프로세스도 많게 된다. 좀더 자세히 보자면 기계들의 경우도 비정형화된 통신 방법과 구조를 가지고 있으며 애플리케이션간의 연동과 업무 프로세스 전개 역시 적용 대상과 상황에 따라 다르고 또 끊임없이 변화하는 속성을 가지고 있다.

 

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<그림 7> 기업환경에서의 미들웨어 개념

 

이때 미들웨어의 역할은 이러한 복잡한 기기들과 애플리케이션 사이에서 서로를 투명하게 연결해 줌으로써 복잡성을 완화시키고 굳이 상대방을 일일이 모르더라도 믿고 자기 일만을 열심히 수행하면 되도록 하는 기능을 제공한다. 또한 변화 요인에 대해 버퍼링 기능을 수행하여 새로운 장비가 추가, 변경되거나 업무 프로세스가 바뀌더라도 다른 부분에 영향을 주지 않도록 해야 한다.

이러한 기능을 원활히 수행하기 위해서는 어느 하나의 소프트웨어 만으로 처리하기는 사실상 어렵고 각각 전문화된 단위 기능을 수행하는 소프트웨어들이 분산되어 유기적으로 결합되어 동작되어야 한다. 기능적으로 살펴보면 <그림 7>에서 보는 바와 같이 기기들과 직접 연결되어 하위 레벨의 Raw Data를 실시간으로 처리하여 데이터의 정확한 수집과 처리를 담당하는 Device Interface 부분 (이를 최근에는 Edgeware 란 용어를 즐겨 사용하고 있으며, 전통적으로는 AIDC, Automatic Identification and Data Capture 컨트롤러란 용어를 사용하였다.)과 애플리케이션 간의 연결을 담당하는 EAI(Enterprise Application Integration) 부분, 그리고 이들을 연결하여 업무 프로세스를 전개하고 관리하는 BPM(Business Process Management) 부분이 그것이다. 아키텍처적인 측면에서 보면 Device Interface 부분은 데이터를 수집하여 생성하는 계층이며, 그 위로는 수집된 데이터를 소비하는 계층이라고 할 수 있다. 이러한 계층 구조를 명확히 하는 것이 시스템 안정성이나 확장성에 도움을 줄 것이다. 각 세부 기능들 하나 하나 만으로도 별도의 비즈니스 영역을 차지할 만큼 큰 부분이어서 여기에서 더 세부 내용을 전개할 수도 없지만, 일반적으로 RFID 미들웨어라 하면 RFID와 연결되는 Device Interface 부분을 이야기하는데 여기에서의 맹점이 바로 필자가 장황하게 미들웨어 개념을 늘어 놓는 이유가 된다. RFID 미들웨어라고 하더라도 RFID 만을 생각하면 실제 기업환경에서 적용하기는 극히 제한적이 된다. 실례로 창고 입출고 시에 RFID를 사용한다고 가정할 때 하나의 게이트를 통해 입고와 출고를 동시에 진행한다고 하면 RFID 데이터만으로 입출고 방향을 판별할 수 있을까? 이럴때는 다른 센서와 데이터를 결합해 사용하여야 하며 상위 애플리케이션과의 업무로직 처리에도 관여를 해야 할 것이다.

EPCglobal에서도 Auto-Id Center 시절부터 Savant란 이름으로 RFID 미들웨어 개념을 역설했는데 지금은 ALE (Application Level Events)란 이름으로 바뀌고 앞에서 설명한 바와 같이 수집된 RFID 데이터에 접근하는 공통된 스펙으로 정의된다. 이는 마치 여러 이기종 데이터베이스들이 ODBC를 통해 그 종류에 상관없이 투명하게 접근할 수 있는 기능을 제공하는 것 처럼 RFID를 사용하는 애플리케이션들이 수많은 RFID 리더나 태그의 종류에 상관없이 RFID 데이터에 접근할 수 있다는 것을 뜻한다. 여기에서 주의할 점은 프로그램에서 ODBC를 이용해 데이터를 호출한다는 것이다. , RFID를 염두에 둔 애플리케이션이 ALE란 표준 스펙을 알고 있어서 RFID 데이터에 접근이 가능하다는 것인데, 그렇다면 예전에 개발되어 소스 코드가 없거나 패키지 애플리케이션을 구매하여 소스 코드 없이 변경이 불가능한 레거시(Legacy)들은 어떻게 할 것인가? 따라서 ALE 스펙이 곧 RFID 미들웨어의 필요충분 조건이라고 생각하면 곤란하다. 또한 RFID 전문가들 중에서도 EPCglobal 네트워크를 곧 RFID 미들웨어라고 이야기하는 사람들도 있다. 하지만 필자의 생각으로는 EPCglobal 네트워크는 마치 웹서비스처럼 파트너끼리 서로 다른 시스템끼리 연동할 수 있는 표준과 인프라를 제공하는 것이지 그것 자체가 RFID 미들웨어라고 표현하는 것도 조금 무리가 있지 않을까 생각한다. (개념에 대한 표현 방법과 해석이 다를 수 있으므로 필자와 다른 의견이 얼마든지 있을 수 있다.)

 

국내외 RFID 적용 사례

전세계 RFID 수요는 미국과 EU가 주도하고 있다고 해도 과언이 아니다. 그러나 RFID가 적용된 국외사례를 살펴보면 크게 3지역으로 나눌 수 있다. 월마트와 미국 국방성으로 대표되는 미국, 매트로 그룹과 테스코가 주도하는 EU, 그리고 한국과 일본이 주도하는 아시아 지역이다.

미국은 세계 1위의 소매유통업체인 월마트가 2005년부터 납품 순위 100대 공급업체부터 상품 박스와 팔레트 단위 태그 부착을 의무화하였으며 2006년부터 C1G2 태그로 납품 업체 수를 확대하고 있다. 사실상 UHF RFID 의 관심을 증폭시킨 장본인이라 할 수 있으며 질레트, P&G 등 주요 공급 업체들이 이에 발맞추고 있고 이에 따라 EPCglobal을 중심으로 한 UHF 표준을 이끌고 있다.미국 국방부도 2004년부터 군수물자 재고관리 효율성 제고와 인력 절감을 꾀하고 주요인적 자원의 재배치를 통해 전투기능 강화와 업무프로세스의 유기화 도모를 목적으로 1차 상품을 제외한 모든 물품에 대해 특정 기지에 조달되는 물품의 포장 및 팔레트에 RFID 태그 부착을 의무화하고 있다. 유통 물류 분야 이외에도 식품점, 의약, 목축, 금융, 환경 분야 등에 맥도날드, FDA, 마스터카드 등의 업체 및 기관들이 적용을 추진하고 있다.

유럽 지역은 영국의 테스코와 Marks & Spencer 와 매트로 그룹이 주도하고 있다. 특히 각 지역 소매상의 RFID 접목이 활발하다. 세계 4위 유통 업체인 메트로는 2002 7 Auto-Id Center에 가입한 뒤 RFID 프로젝트를 수행해 왔으며 2004 4월에는 인텔, SAP, IBM, MS IT 업체들과 공동으로 세계 최초의 RFID 결합매장인 퓨처스토어를 개설하기도 했다. 이 회사는 향후 1~2년 내에 100여곳의 대형 공급사들로부터 독일 내 10개 창고 및 250여개 점포에 RFID를 부착한 상품을 공급받을 계획을 추진중이다.

일본은 미국과 유럽에 비해 RFID 보급이 늦은 편이나 최근 정부 주도로 급속도로 기술이 발전하고 있다. 아직까지 대규모로 적용된 사례가 적지만 135kHz 이하 중파 대역 RFID는 스키장 리프트 승차권이나 회전초밥 접시 등에서 활발히 쓰이고 있다는 것이다. 특히 일본은 동경대학을 중심으로 일본 독자 표준인 uID 센터를 운영하면서 향후 RFID시장의 기득권 확보를 위해 추진하고 있으나 최근 UHF 대역의 실증 실험도 병행하여 추진하고 있다. 2002년과 2003년 시행된 정부 시범사업으로 현재 2.45GHz 900MHz 대역 RFID에서는 상당한 기술축적이 이루어진 것으로 알려졌다. 최근 의류·식품·출판 가전 등 4개 분야에서 UHF 대역 RFID 실증실험이 이뤄졌으며, 현재는 7개의 새로운 시범사업을 추진하였다.
또한, 히비키 프로젝트를 시작하여 2006년에는 주파수 대역에 상관없이 RFID 태그를 인식하는 멀티프로토콜 리더, 2009년에는 태그 안테나 프린팅기술, 2010년에는 태그집적 칩 기술을 개발한다는 계획을 마련하고 의욕적으로 추진하고 있다. 또한, 정부와 기업이 공동으로 참여해 RFID 태그 가격을 낮추는데 박차를 가하고 있으며 저가 안테나와 태그 표면 장착 기술, 국제표준 UHF IC칩 제조 등을 2005년도에 개발하고 태그가격을 60, 2006년도에는 45원까지 낮추는 것을 목표로 하고 있다.

국내 RFID 도입 추진은 주로 현장 적용성을 사전 검증 과정으로 하였으며 실제 적용 보다는 정부 및 기술연구기관을 중심으로 실증 실험 위주의 사업으로 추진 되어왔다. 국내 IT시장의 활성화와 더불어 정부 및 민간 산업에 폭 넓게 RFID 확산 노력이 매우 빠른 속도로 진행 되고 있다. 이에 대한 가시적인 성과로 정부공공부문에서 산업자원부, 조달청, 국방부 등의 시범사업, 서울시의 요일제 차량관리 시스템 운영 등과 민간부문에서 도서관리, 자동차 생산공정관리, 반도체 생산라인, 철강생산라인 등에 폭넓게 추진되고 있다.

정통부 시범사업으로는 2004년에 정부 주도아래 RFID 기술 활성화를 위한 시범사업을 항공, 유통, 축산 등 여러 분야에 걸쳐 진행하였으며, 2005년에는 적용 및 구축사례를 확산하기 위한 노력들이 여러 부처 및 산업계로 확산하는 단계에 있으며 2006년도에는 u-IT 선도사업 과제로 RFID확산사업이 추진되고 있다. 2004년도 정보통신부는 정부공공기관의 RFID 적용 시범사업으로 조달청의 물품관리 시스템 구축, 국방부의 탄약관리 시스템 구축, 산업자원부 "수출입 국가물류 인프라 지원사업, 국립수의과학검역원의 수입쇠고기 추적 서비스 체계 구축, 한국공항공사의 항공수화물 추적통제시스템구축, 해양수산부의 항만물류 효율화 사업 등 6개 사업을 추진하였다. 2005년에도 2004년도 시범사업과 동일하게 공공기관을 대상으로 환경부의 감염성폐기물 관리시스템, 국방부 공군본부의 F-15K 부품관리 시스템구축, 통일부의 개성공단 기반 구축 사업, 강원도 "대관령 한우 시스템구축, 인천 광역시의 항공화물 RFID 시범사업, 국립현대미술관의 u-Museum 서비스 등 6개 사업을 추진하였다. 2006년도 확산사업은 약 150억원 예산으로 국방부의 RFID를 활용한 u-국방탄약관리 확산사업, 해양수산부의 RFID 기반 항만물류 효율화 사업, 환경부의 RFID 기반의 감염성폐기물 관리시스템 확산 구축, 통일부의 RFID기반기술을 이용한 개성공단 통행·통관시스템 및 물류 기반 구축 등을 추진하고 있다.
정보통신부 시범사업과 확산사업은 국내의 RFID 기술 수준이 선진국과 격차가 있었음에도 불구하고 이를 극복할 수 있는 계기와 RFID에 대한 확신을 심어 줬다는 성과와 정부공공분야의 RFID 본격 적용을 통한 업무 프로세스 혁신 및 대국민 서비스 개선과 사업 추진과정을 통해 RFID 상용화 촉진 및 관련 산업 육성을 위한 대규모 수요창출 실현코자 하는 의미가 있다.

산업자원부에서도 2004, 2005년도에 RFID를 적용하는 시범사업을 시행했다. 특히, 산업자원부의 시범사업은 정보통신부가 공공분야의 RFID 적용 부분에 대해 초점을 맞추었다면 민간 기업을 대상으로 유통/물류분야의 시범 사업을 전개했다는 차이점이 있다.
2004
년도 사업은 삼성테스코의 RFID 시범사업으로 유통물류상에서 RFID 도입의 예상 이익과 전제 조건 분석, 현재 기술수준 및 활용 가능성을 검토하는 사업이었고 CJ GLS 시범사업은 실제 물류현장에 RFID를 적용한 운영모델 개발 및 기존 시스템과의 연계를 통한 부가가치 서비스 검토하는 사업이었다
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2005
년도 사업은 삼성테스코의 유통매장 고객 동선파악 시범사업은 카트와 장바구니에 RFID 태그를 부착하여 고객의 이동에 따라 안테나에서 이동 관련 정보(태그 ID)를 감지, RFID 서버로 데이터를 전송 후 관련데이터를 가공, 분석, 파악 코자 하는 사업이고, CJ() 식품이력 적합성 검증 사업은 식품생산 공정에 RFID를 활용하여 원부재 관리를 통해 이력을 관리하는 시스템 구축사업이고, 제일모직의 의류관리 시스템 구축사업은 의류제조부터 매장관리까지 전 과정에 RFID 시스템을 도입 적용하는 시범사업으로 3개 사업이 추진되었다.

민간 분야에서도 각 업종의 선도업체들을 중심으로 자체적으로 시범사업과 현장 실증 사업과 적용사업을 추진하였다. 의류 매장의 매장 재고 관리 및 물류 관리, 자동차 생산라인의 물류관리와 협력업체 부품 생산 정보의 연계, 설비 자동화 라인 운영을 진행하였고 도서유통 물류에 RFID를 도입하여 효율화를 꾀하고 도서관에 RFID를 도입하여 무인 대출, 반납, 장서 관리, 분실 방지 등에 적용하였으며 반도체 생산 라인에 RFID를 도입하여 LOT 추적에 사용하였다. 철강 분야에서도 RFID 도입을 적극 추진하였으며 농림부 APC 건설에 산지 과수 물류에 RFID를 적용하고 유통 매장에서는 자사 PB 제품 홍보를 목적으로 미래 유통관을 선보이기도 하였다.

 

이제 계산대에서 기다릴 필요가 없겠지?

필자가 약 10년 정도 전에 어떤 TV에서 미래 기술을 소개하는 것을 본 적이 있다. 어떤 남자가 유통 매장에서 쇼핑할 물건을 마구 카트에 담고서 계산대를 통과하자 깨알 같은 것이 붙어 있는 각 상품들에서 정보를 방출하고 유유히 웃으면서 통과하던 장면이었다. 그리고 바코드 시스템을 대체할 미래의 기술이라고 소개하던 해설자의 멘트도 생각이 난다. 도대체 계산은 어떤 방식으로 했는지는 알 수 없지만 세월이 한참 지나서 RFID를 접하고 예전에 봤던 기억이 되살아 나면서 정말 편리한 세상이 되겠구나 하고 무척 흥분했었다. 하지만 현실은 언제나 그렇지만 무척 냉혹한 것이어서 그게 과연 가능은 한 것일까? 라는 생각이 들 정도다. 현재 UHF RFID 기술이 갖는 한계점도 많고 아무리 완벽한 시스템이라고 하더라도 항상 오류 상황은 발생할 수 있기 때문에 TV에서와 같은 단순한 프로세스로는 적용이 힘들 것으로 보인다.

몇 년전 UHF RFID가 소개될 때 모두 이러한 동영상이나 설명을 듣곤 했었다. 그리고 비용과 상관없이 적용을 시도하여 실체를 파악한 후로는 RFID는 쓸 수 없는 기술이란 섣부른 결론을 내린 사용자도 많다고 한다. 세상 모든 일이 그렇지만 어느날 갑자기 천지가 개벽하 듯이 완벽한 무언가가 갑자기 나타나는 일은 없는 듯 하다. RFID는 다른 자동인식 기술과 마찬가지로 성공적으로 적용해서 사용하려면 많은 준비와 노력이 필요할 것 같다. 서두에 예시한 RFID 적용 시나리오의 현실 가능성에 대한 대답은 필자로서는 아니오이다. 하지만 그것을 가능하게 하려는 노력이 꾸준히 진행되고 있기 때문에 어느날 갑자기 유유히 매장 계산대를 통과할 날이 와 있을 지도 모를 일이다. 물론 계산은 하고서 말이다. 그렇지 않으면 도난 방지 장치가 작동할 것이 때문에

 

 

 

참고자료

- EPCglobal 홈페이지, http://www.epcglobalinc.org

- 한국 RFID/USN 협회 홈페이지, http://www.karus.or.kr

- 한국유통물류진흥원 홈페이지, http://www.gs1kr.org/

- 2차원 바코드, http://www.saeyon.com/download/okgiro_session_01.pdf

- 스마트 카드, http://www-903.ibm.com/kr/ibm/webzine/archive/2004spring/pdf/03.pdf

- RFID 구축사례 심층분석, http://ettrends.etri.re.kr/PDFData/21-2_161_169.pdf

- ETRI 홈페이지, http://www.etri.re.kr

- 한국 전산원 홈페이지, http://www.nca.or.kr/

- 유비쿼터스 사회의 RFID, 유승화, 전자신문사

RFID 이론과 응용, 조대진, 홍릉출판사

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