900mhz대역 차세대 rfid의 통신 기술 동향 - itfind관리를 위한 전자봉인을 위한...
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IT 기획시리즈 – 지능형 홈네트워크 ⑨
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900MHz 역 차세 RFID 의 통신 기술 동향
1. 서론
900MHz 역의 RFID기술이 진화하고 있다. RFID 시스템은 태그, 리더, 그리고 태그로부터
읽어 들인 데이터를 처리할 수 있는 정보 처리 시스템(Host Computer, Server, Internet)으로
구성된다. 또한, 태그와 리더 사이의 데이터 통신은 무선 변복조(ASK, FSK) 기술과 채널접속할
당(FHSS, LBT) 방식에 의해서 이루어진다. 태그는 자체 전원이 없는 수동형(Passive) 태그와
자체 전원이 있는 반-능동형(Semi-active), 능동형(Active) 태그로 구분된다.
어느 형태든 하나의 태그 속에는 안테나, RFIC 칩, 전원공급장치(Battery, 박막전지, 태양전
지 등)가 인터페이스로 연결되어 있고, 그 RFIC칩은 ID정보를 저장하고 있는 메모리, 논리제어
회로, 암호/복호회로, 무선 변복조회로를 집적한 가로×세로 mm 단위의 초소형 크기이다. 물론,
무선 변복조회로의 RF 신호를 공기 중으로 전파하는 안테나의 크기와 모양은 주파수 역에 따
라서 900MHz 역의 주파수가 세계 국가들이 속해 있는 Region 1, 2, 3별로 다르다[1].
2008년 5월 16일, 한민국 정부의 방송통신위원회는 RFID시스템의 소요 전송속도가 증
가(40kbps→80kbps)됨에 따라, 채널간격확 (200kHz→600kHz)가 요구되므로 RFID 에 의무
실장하는 채널 수를 완화(15개 이상→6개 이상)하기로 하였고, 소출력을 사용하는 어린이 완구
용 무선조정기는 안전성 측면에서 문제가 없으며, 기기 상호간 혼신의 우려가 적으므로 규제완
화 차원에서 식별코드칩 탑재 의무를 삭제하기로 정하였다. 11 월에는 RFID 시스템용으로 배치
1. 서론
2. 기술의 조건들
3. 국내 동향
4. 국외 동향
5. 결론
박승창
㈜유오씨 부설Ubiquitous Media 연구실, 수석연구원
IT 기획시리즈 차세대 통신기술 ⑨
* 본 내용과 관련된 사항은 ㈜유오씨 박승창 수석연구원 (☎ 070-8291-9979)에게 문의하시기 바랍니다.
** 본 내용은 필자의 주관적인 의견이며 IITA의 공식적인 입장이 아님을 밝힙니다.
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된 국내 908.5∼914MHz 주파수 역을 오는 2011 년 6 월까지 915∼923.5MHz 로 재배치한
다는 계획을 RFID 업계에 통보하였다[2].
2007년 11월 27일 (그림 1)과 같이 삼성전자가 개발하여 발표한 ‘모바일 RFID 리더 칩’은
무선통신(RF) 신호처리 칩, 베이스밴드 모뎀, 프로세서, 메모리 등을 하나의 칩으로 구현한 원칩
솔루션(One Chip Solution)으로 900MHz 역의 UHF(극초단파) 주파수를 사용한다. 칩 크기가
업계 최소 크기인 6.5mm×6.5mm로 부품 면적을 줄일 수 있으며, 특히 동작시 전력 소모가 업
계 최저 수준인 850mW로 모바일 기기에 최적인 제품이다[3].
한편, 능동형 RFID 태그는 수동형 RFID 태그와는 달리 자체적으로 내부 배터리 및 송신 장
치도 내장하고 있어 스스로 송신할 수 있는 RF 단말 장치로 사용되고 있다. 433MHz 역의 능
동형 RFID 리더와 태그는 단일 주파수 역 FSK 신호를 이용하며, Half-duplexing 방식으로
상호 통신한다. 능동형 RFID 태그는 비교적 긴 인식거리를 가지므로 공항이나 항만의 파렛, 컨
테이너 관리, 공장의 부품 관리 등의 자산 추적 관리 시스템에 주로 활용된다.
UHF 역 능동형 RFID 태그는 일반 자산관리를 위한 컨테이너 관리 태그와 컨테이너 보안
관리를 위한 전자봉인을 위한 전자봉인(e-Seal) 태그로 구분할 수 있다. 컨테이너 관리에 활용
되는 능동형 태그는 배터리를 교체할 수 있는 것도 있으며, 재사용이 가능한 것이 부분이다.
배터리 수명은 수 년 이상이다. e-Seal은 기계적인 봉인장치와 능동형 RFID가 결합된 형태로
e-Seal의 파손유무 확인, 물리적인 보안, 데이터 정보 처리 등이 가능하다.
현재 e-Seal의 주파수로는 433MHz 이외에도 916.5MHz, 2.45GHz 등이 사용되고 있으며,
주요 제작 업체는 Savi, e-Logicity, AllSet, Hi-G-Tek 등이 있다. 최근에는 국내 기업들에서도
제작되고 있다. 433MHz 능동형 RFID의 국제 표준은 ISO/IEC JTC 1/SC31에서 무선 규격 및
적합성 관련 기술 표준들을 제정하고 있으며, 이의 응용 표준인 e-Seal은 ISO TC104에서 진
(그림 1) 삼성전자가 개발한 모바일 RFID 리더 칩
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행중이다[4].
또한, 미국은 FHWA의 Freight FOT, CCDoTT의 CHCP 프로그램을 통해 e-Seal의 구현
기술, 측정 기술, 인프라 구축 기술, 운용 기술, 활용 기술 등을 개발해 왔다. 국내에서는 433MHz
역의 RFID 주파수에 하여 433.67~434.17MHz(500kHz) 주파수 역과 미국 FCC 기술기
준[part15.240]에 준하는 내용에 한 검토를 수행하였으며 관련기관 및 업계의 의견을 수렴하
여 2005년 6월 기술 기준안이 확정되었다.
900MHz 역의 RFID의 고정식 리더, 휴 형 리더, 이동전화형 리더가 가지고 있는 안정된
전원장치 외에 수동형 태그들에 한 10m 미만의 근거리와 90% 내외의 인식률(%)의 문제를
완벽하게 해결하고, 태그가 물체에 내장되거나 부착되거나 묶여 매달리는 방식을 고려하여 물체
와 연관된 부가 서비스로서 온도정보, 산소농도정보, 식중독균정보 같은 물리, 화학, 생물 센서
들의 역할이 필요한 중용량 데이터를 태그→리더 전송을 해결하는 방향이 있다.
그와 반 로 리더→태그 전송을 해결하는 Forward Link 의 방향이 있다. 사용자의 필요에
따라서 물체와 연관된 태그의 감지 정보를 리더가 가져가는 명령어들인데, 정확하고 정밀한 정
보를 얻기 위해서는 센서가 검출하는 신호에 하여 더 정확하고 더 정밀한 규격이 요구된다.
또한, 사용자의 필요보다 먼저 사용자의 생존, 응급에 관련된 상황들을 능동적으로 리더에 태그
가 먼저 보고하는 서비스가 요구된다.
사용자가 만족할만한 실시간(Real-Time) 서비스의 내용에는 감지된 지점의 위치확인과 함
께 물체의 정체(ID) 확인이 필수적이기 때문에 사용자나 소비자에 한 시간-공간-정체를 기초
로 하여 정확하고 정밀한 정보를 가공하고 표현하는 기능을 리더가 수행하도록 태그는 사람과
리더가 닿을 수 없지만 인지해야만 하는 어떤 공간의 상황정보를 인공물이나 식물이나 동물에
이르기까지 거의 모든 물체에 적용할 수 있어서 900MHz RFID+USN이 결합한다.
또한, USN 의 센서노드가 mm 단위로 작아지게 되면서 RFID 칩을 내장하는 하나의 능동형
UOC(Ubiquitous computing on Chip)으로 되거나 아니면, 하나의 PCB(Printed Circuit Board)
내에 공존 회로로 조립되어 RFID 태그겸 ZigBee 의 센서노드로 존재하게 된다면, 리더의 응용
서비스 프로파일에 따라서 주파수 수율(%)이 크게 개선되고 2011년부터 IEEE 802.15.4의 북
미 915MHz(902~928MHz) 역 1.2MHz 역의 채널 10개를 국내에서 사용 가능하다.
<표 1>과 같이 FHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum)와 DSSS(Direct Sequence
Spread Spectrum) 방식에 해서 최 출력 전력은 1W 로 정의하고, DSSS 방식에 해서
6dB 를 가지는 역폭이 500kHz 이상이 되도록 규정하고 있는 WPAN 용 IEEE 802. 15.4 의
북미 규정을 따르는데, 캐나다의 규정은 간헐적인 시간 지연(Occasional Time Lag)에 한 규
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정과 직접 시퀀스(Direct Sequence) 프로세싱 이득에 따른 출력 규정만 차이가 있다[5].
이러한 기술기준규격에 따라서 900MHz 역의 RFID 태그의 개발 방향이 RFID+USN 을
추구할 수 있는, 북미 915MHz(902~928MHz)의 역에서 가장 먼저 UOC 가 탄생할 것으로
보이지만, RFID의 코드기술을 표준화 하였던 EPCglobal의 입장과 WPAN 기기의 모뎀 기술을
표준화 하였던 ZigBee Alliance 의 입장이 서로 협력할 수 있는 응용 서비스들이 최 한 많이
발굴되기를 바라고 있다.
또한, 응용 서비스들 중에서 피해자의 살인(자살, 독살, 타살), 강도, 절도, 교통사고, 폭력사
고, 사기, 마약, 테러 같은 인간의 윤리문제들이나 응급사태들을 조사, 발견, 추적, 분석, 통제하
기 위하여 사용되는 RFID+USN=UOC를 포함하여 예산이 투입되는 여러가지 물체의 훼손, 도
난, 파괴, 방화, 오염, 변성, 독극물피해, 병원균감염 같은 관리문제들이나 응습사태들을 해결하
기 위하여 RFID+USN =UOC의 실시간 정보(시, 공, 정체)+부가콘텐츠가 요구되고 있다.
특히, 기후재난을 비롯하여 지진, 화산폭발, 해일, 쓰나미, 지구온난화, 도시스모그, 먼지황사,
같은 초 형 사건사고들을 예방할 수 있는 첨병 역할을 UOC가 할 것으로 전망되기 때문에 관
련 산업원천기술들을 국내산업이 해외보다 먼저 개발해야 할 것으로 본다. 물론, 지재권 분쟁이
심한 요즈음 국제공동연구개발을 통해서 분쟁예방과 국제 표준화를 동시에 추진하는 해외파트
너를 얻도록 본 고에서는 900MHz 역 차세 RFID(UOC)의 통신기술 동향을 분석한다.
2. 기술의 조건들
지식경제부는 금년에도 RFID 의 확산보급을 추진하고 있고, 신성장동력원으로 RFID/USN
을 지정하여 투자를 집중하고 있다. 기준 변경과 함께 IEEE 802.15.4의 900MHz 역과 동일
주파수 역에서 2011년부터 사용이 가능한 RFID+USN=UOC 장치의 기술 기준 제정을 보완
<표 1> IEEE 802.15.4 주파수 대역 및 전송률
Spereading Parameters Data Parameters PHY (MHz)
Freq. Band (MHz) Chip rate
(kchip/s) Modulation
Bit rate(kb/s)
Symbol rate(ksymbols/s)
Symbols Ver.
868~868.6 300 BPSK 20 20 Binary 2003868/915
902~928 600 BPSK 40 40 Binary 2003
868~868.6 400 ASK 250 12.5 20bit PSSS 2006868/915 (Optional) 902~928 1,600 ASK 250 50 5bit PSSS 2006
868~868.6 400 O-QPSK 100 2.5 16-ary orthogonal 2006868/915 (Optional) 902~928 1,000 O-QPSK 250 625 16-ary orthogonal 2006
2450 2,400~2,483.5 2,000 O-QPSK 250 62.5 16-ary orthogonal 2006
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하고 있다. 채널 접속과 전송유지 측면에서 태그 안테나와 리더안테나 간에 설정된 에어 인터페
이스 규격을 결정하는 작업에는 물리적, 정보적, 통신적, 전기적, 환경적 조건들이 뒤따른다.
물리적 조건들은 태그와 리더 간의 최고 인식률(%)이 보장되는 유효 거리와 유효 방향에 우
선 관계한다. 또한, 리더의 고정방식별로 그 모양을 비롯하여 무게, 크기, 부피 등에 관계하고 박
막 초소형 태그의 물체 내장/부착 방식별로 그 보조물의 모양을 비롯하여 크기, 부피 등에 관계
한다. 더군다나, 태깅의 상 물체가 동물이나 사람인 경우에는 태그의 분실이나 훼손에 신경을
써야 하는 유의사항이 뒤따른다.
정보적 조건들은 태그 자체의 일련번호, 태그의 RFIC 메모리에 Read/Write 가능한 정체(ID)
번호, 그에 수반되는 암호/복호 회로와 암호알고리즘(S/W) 등에 관계하고, 전체적으로 현존하는
RFID, EPC(Electronic Product Code)보다도 크게 증가되는 정보량[Bits]과 전송을 위한 채널
변복조와 채널 인코더/디코더 등에 관계하며, 변복조기의 선택에 따라서 채널 역폭과 전송속도
kbps~Mbps가 결정되기 때문에 통신 기술을 좌우하게 된다.
통신적 조건들은 수동형 태그가 아닌 반-능동형이나 능동형의 태그 동작을 하는 RFID와 기
존에 능동형의 센서노드 동작을 하는 USN이 결합하여 정체(ID)정보와 부가 콘텐츠인 상태검출
(물리, 생물, 화학, 방사선, 광파, 전자기, 음파) 정보를 각기 다르게 전송하기 위해서 ① 하나의
단일채널과 순방향/역방향 링크를 사용하는 방식과 ② 둘의 복수채널과 순방향/역방향 링크를
사용하는 방식이 정보 기술과 타협하게 된다.
전기적 조건들은 반-능동형이나 능동형의 태그 동작을 하는 RFID 와 기존에 능동형의 센서
노드 동작을 하는 USN이 결합하는 차세 RFID 서비스가 요구하는 영구적 전원공급장치에 관
계한다. 즉, 요구소모전력에 여유전력(Margin)을 더하는 총공급 전력과 그것을 위한 고품질의
직류(D.C)와 직류공급시간이 중요하다. 여기에, 발전과 충전의 방식과 효율이 중요한 변수로 작
용하기때문에 Energy Scavenging 기술이나 Energy Harvesting 기술이 유용하게 된다.
환경적 조건들은 태그와 센서노드의 핵심인 RFIC, ZigBee Modem IC, Fusion Sensor IC를
어떻게 변성이나 변질시키지 않은 채 보관하고 유지보수하는 방식과 온도/습도/고도/진동/충격
파라미터와 수치에 관계한다. 사람을 비롯하여 동물, 식물, 물체 등에 내장되거나 부착되면서도
특히 생물센서나 화학센서들은 변성이나 변질이 되어버리면 효과가 사라져 버리기 때문에 1 회
용 센서인 경우가 많은데, 관리자나 운영자가 매번 교체하는 방법과 타협하게 된다.
이와 같은 5 가지의 조건들은 모두 RFID+USN=UOC 의 응용 서비스와 콘텐츠를 요구하는
사용자나 소비자에게 공간(거리, 위치, 방향), 정체(ID, EPC), 목표물명칭, 속도, 시간(시각) 같은
실시간 정보들이 결국 단말기(스마트폰, 노트북, PC, Hand-heeld Reader)를 통해서 전달되고
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표현되는 수준에 결부되고 있다. 이에 최근 국내외 연구소나 학이나 기업에서 이와 같은 노력
의 결과들을 고찰하고, 연구개발과 기술 사업화의 방향을 교정한다.
3. 국내 동향
2008년 2월 21일, 서울 코엑스 컨퍼런스센터에서 제1회 ‘RFID R&D 전략포럼’을 개최하
고, 전자부품연구원(KETI)이 (그림 3)과 같은 ‘RFID 기술개발 로드맵 및 세부프로젝트에 한
연구결과’를 발표하였다. RFID R&D 전략포럼은 관련 전문가들이 함께 모여 중장기 기술발전
방향을 전망하고 산업분야의 RFID 확산을 위한 수요자 중심의 응용기술 개발 등 체계적인
R&D 전략을 마련하기 위한 것이었다[6].
향후 USN 과 RFID 가 확산되는 경우 주파수 간섭이 빈번히 발생할 것을 우려한다면 미리
기술기준을 개정하는 노력이 필요하다. 지금은 RFID 태그가 리더에 반응해서 내보내는 주파수
출력이 USN 노드보다 낮지만, 반수동형 태그나 USN과 관련된 적절한 기술기준을 마련해 RFID
와 USN을 구분해 주지 않으면 간섭이 생길 수 있다는 것이다. 업계는 900MHz 역을 모바일
RFID, 고정형 RFID, USN이 함께 써야 하므로 주파수 배분폭을 넓혀야 한다는 주장도 내놨다.
<자료>: “지경부, RFID 기술로드맵 들고 본격 행보”, RFID Journal, 2008년 3 월 12 일
(그림 3) 전체 RFID 기술개발 로드맵
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그러나, 이러한 간섭을 제거할 수 있는 가장 좋은 방안은 RFID+USN=UOC이다. 즉, RFID
의 정체정보(ID)를 USN 의 센서노드의 감지정보 패킷 속에 집어넣어서 전송하는 것이다. 다만,
여기에서 EPCglobal 과 ZigBee Alliance 가 서로 표준기술의 보급과 확산 차원에서 서로 협력
하여 정보코드를 EPC로 통일하고, 무선전송 변복조기를 ZigBee로 통일하는 노력이 요구된다.
북미의 경우, RFID주파수를 ZigBee 주파수 902~928MHz의 역으로 단일화 된다.
그렇지만, 국내의 경우 현재 사용 중인 910~914MHz의 수동형 RFID시스템에서 다수의 태
그들이 리더에서 인지될 수 있는 북미식의 FHSS 방식이나 유럽식의 LBT(Listen Before Talk)
이 아닌 능동형 UOC 시스템으로 전환함에 따라 2010년까지 보급되어 사용 중인 태그들과 리
더들이 2011 년부터 개보수되거나 완전히 교체되어야 하는 작업이 요구된다. (그림 4)를 보면,
센서 태그를 비롯한 다양한 태그 기술의 발전 가능성을 볼 수 있다.
(그림 4)의 기술 로드 맵과에서 표기한 태그의 경우, 아이템 레벨용 저가 태그 기술, 국산 태
그용 IC 경쟁력 강화를 위한 IC와 인레이 패키징 기술, 태그 소형화를 위한 소재기술 등의 개발
에 중점을 둘 계획이고, 그 밖에도 산업 특화 환경용 저가 특수 태그 기술과 RTLS 핵심 기술,
유기반도체 기반의 칩리스(Chipless) 태그 기술 개발도 포함되어 있다. 따라서, 차세 RFID
(UOC)는 센서 태그+능동형 태그+Energy Scavenging(Energy Harvesting) 태그의 복합체로
<자료>: “지경부, RFID 기술로드맵 들고 본격 행보”, RFID Journal, 2008년 3 월 12 일
(그림 4) 태그부문 기술개발 세부 로드맵
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성장할 것과 그에 따른 나노 소재 및 반도체(NEMS) 공정이 활성화될 것이 전망된다.
2009년 3월 11일, 한국전자통신연구원(ETRI)는 국내 최초로 기존 수동형 RFID 태그에 암
호 인증 및 센서 인터페이스(회로)를 내장하여 보안 및 인증 기능, 재사용 방지 기능을 두루 갖
춘 ‘센서 인터페이스 내장형 유/무선 수동형 센서 태그 칩’ 두 종류를 (그림 5)와 같이 개발하였
다. 기존에 전자제품의 경우 전자 제품 조립에 비품 재료를 포함시켜 불량 제품을 양산하여 브
랜드 가치 손상을 입혀 왔으나 그것을 정확하게 규명하기가 어려웠던 점을 해결한다.
또한, 제품 조립 단계부터 센서 태그를 의무적으로 부착하여 불량 제품이 양산되지 않도록
할 때에도 다른 태그로 위변조하는 경우 제품의 정확한 진품 여부를 판별해 낼 수 없었다. 그러
나 ETRI에서 개발한 “센서 인터페이스 내장형 무선 RFID 칩 및 유선 보안 센서 태그 기술”은
물품을 위조, 변조의 목적으로 태그를 떼거나 조작할 경우 센서의 값이 변동되어 초기의 센서의
값과 일치하지 않는 원리를 이용하여 리더를 통해 문제를 실시간으로 감지할 수 있다.
예를 들어 최근의 휴 폰 배터리 폭발 사고의 경우 배터리에 센서 회로를 내장하여 불법 복
제되거나 불법 제작된 배터리를 휴 폰이나 노트북에 연결 시 진품이 아닌 경우에 기기 사용을
불가능하게 하는 조치를 취할 수 있다. 가짜 양주를 제조하려고 양주병과 병뚜껑을 재사용하려
하는 경우도 센서 태그의 재사용 방지 기능이 이를 막아 준다. 이와 같은 윤리기반 기술의 개발
은 2017년 미래 사회와 시장에서 사용자나 소비자들에게 가치와 효과를 제공할 것으로 보인다.
또한, 기존의 능동형 센서 노드는 배터리의 크기와 수명 제약 때문에 초소형화에 어려움이
있은 반면에 ETRI 는 배터리 없이 센서 인터페이스 모듈을 내장한 수동형 One 칩 RFID 센서
태그와 칩의 개발로 초소형화 1.2mm×1.2mm, 저전력화, 저가격화를 실현하여 상용화에 한 진
척을 달성하였다. 광센서, 온도센서, 습도센서, 압력센서, 바이오센서 같은 저항 특성을 가지는
모든 소자의 센서 변화를 인식하여, 센서 태그의 응용에 따라 다양한 구조로 제작할 수 있다.
ETRI는 본 기술을 주류 제품, 전자제품, 폐기물관리, 고가의 미술품 등 다양한 응용으로 활
(그림 5) 센서 인터페이스 내장형 무선 RFID 칩 및 유선 보안 센서 태그
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용 가능하며, 향후 다양한 센서를 적용하여 상품의 진품여부 식별, 안전 관리 등 USN 시스템과
연동하여 많은 응용에 활용할 수 있을 것으로 기 하고 있다[7].
지난해 먼저, ‘RFID R&D 전략포럼’은 리더 부문에서 다중 역, 다중 모드를 지원하는 Reader
Chip Set 및 RF Front-end 기술, 환경 적응형 인식률 제고 스마트 안테나, 다중 인식 속도 및
인식률 개선 알고리즘 등을 개발한다는 계획을 수립하였다. 또한, 모바일 RFID 용 멀티밴드 멀
티 프로토콜 리더 SoC와 능동형 RFID 기술도 개발할 방침을 발표하였다. 그에 따라 SiP/ SOP
(System in Package/System On Package) 공정 및 패키지 기술의 적용이 중요해졌다.
한편, 2009년 국내 USN 시장 규모는 약 2,759억 원을 형성할 것으로 예상되고 있으며, 전
년(前年) 비 96.1% 성장할 전망이다. 조사결과, 국내 USN 시장은 2007 년 1,149 억 500 만
원에서 2008년 1,407억 1,700만 원, 금년에는 2,759억 3,100만 원으로 증가할 것으로 예측
되었다. 이에 따라 1개 기업 평균 매출액은 2007년 26억 7,200 만 원, 2008년 29억 2,000
만 원, 2009년에는 50억 9,800만 원으로 증가할 것으로 나타났다.
75 개 USN 공급기업을 주요 사업군으로 분류하면, 센서와 시스템 분야가 각각 16 개 기업
(21.9%)로 가장 많았고, 다음으로 미들웨어가 8 개 기업, 콘텐츠 개발 5 개 기업, 통신 칩 4 개
기업으로 집계되었다. 또한, USN 관련 사업 계획 또는 기술력만 보유한 기업도 15개로 나타났
다. 이들 사업에 한 진출 기업 현황을 보면 2007년 비 시스템 분야는 5.2% 포인트, 콘텐츠
분야는 3.9% 포인트 증가하였고, 반면 센서분야는 4.6% 포인트 감소하였다.
전체 75 개 기업 중 35 개 사가 RFID 와 USN 에 공동으로 참여하고 있어 USN 에 한 기
업의 참여가 아직 낮은 수준이다. 특히, RFID 의 발전적 모델로서 USN 을 전개하고 있어 아직
본격적인 사업이 전개되기에는 미흡한 상태로 보인다. USN 사업별 매출액은 2007년 소프트웨
어 관련 매출이 890억 2,500만 원으로 가장 높았고, 센서노드가 159억 2,600만 원, 네트워크
가 43억 2,400만 원으로 나타났다.
2008 년에는 애플리케이션/ 서비스 관련 매출이 33 억 9,500 만 원, 2009 년에는 111 억
3,400만 원으로 급등하고, 소프트웨어 분야도 큰 폭으로 상승할 것으로 예상되고 있다. 여기에
는 시장 활성화에 한 기 감이 반영된 것으로 보인다.
USN 공급기업의 USN 수출액은 2007년 50억 2,000만 원에서 2008년에는 40억 5,500
만 원으로 감소하고, 2009 년에는 95 억 3,000 만 원으로 증가할 것으로 예상된다. USN 수출
비중은 2008 년 2.9%에 불과해 USN 관련 사업은 현재 내수시장 비중이 높음을 알 수 있다.
USN 공급기업의 USN 수입액은 2007 년 71 억 1,700 만 원에서 2008 년에는 83 억 4,300 만
원, 2009년에는 108억 5,300만 원으로 증가할 것으로 예측되고 있다[8].
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4. 국외 동향
가. 미국
최근 미국을 중심으로 OGR(Oil & Gas Group)과 금융 서비스기술협회(Financial Services
Technology Consortium)가 각자 관련 산업분야에서 RFID/USN 도입에 앞장서고 있다. 이들의
목적은 RFID 에 한 교육과 도입사례 교류, 통합 솔루션 제공을 통해 각 업계의 RFID 사용을
촉진하는 것이다.
OGR의 경우, BP, 다우 케미컬(Dow Chemical), 텍사스 인스트루먼트(TI), 아이덴텍 솔루션
즈(Identec Solutions), 메릭 시스템즈(Merrick Systems), 하이지텍(Hi-G-Tek), 액세스 인터내
셔널(Axcess International), 오라클(Oracle) 등이 참여하고 있다. OGR과 함께 미국의 금융 서
비스기술협회는 데이터센터에서 IT 자산 추적을 위해 RFID 기반 시스템을 도입하는데 필요한
표준을 제시하면서 RFID 도입 확산을 이끌고 있다[9].
2009 년 2 월 28 일, 유비센스(Ubisense)와 S3-ID 사는 최근 실시간 위치추적 시스템과 능
동형 RFID 태그를 이용한 통합 위치인식 및 점호(Muster) 시스템을 개발하였다. 이 시스템은
석유/가스 업계를 타겟으로 한 것으로 두 회사가 가진 위치인식 기술을 결합해 만들어진 것이다.
S3-ID는 지난 25년간 굴지의 석유기업에 관련 시스템을 공급해 온 경험을 바탕으로 유비센스
의 시스템을 탑재해 이번 시스템을 탄생시켰다.
이 시스템은 해상이나 연안에 위치한 석유시설에서 근무하는 인력의 안전관리를 위한 것으
로 현장에서 사고가 발생하는 경우 모든 근무 인력의 위치를 신속하게 파악할 수 있다. 지금까
지의 시스템은 지정된 지역에서의 직원의 출입여부만 확인할 수 있다. 정부, 방어시설, 기업 등
에 커뮤니케이션, 엔지니어링 솔루션과 시스템 통합 서비스를 제공하는 ‘ARINC’사와 자산 관리,
최적화 시스템 공급업체인 ‘Impeva Labs’는 기업 자산에 한 가시성 확보를 위해 새로운 실시
간 공급망 추적 솔루션 ‘어셋 어슈어(Asset Assure)’를 출시하였다.
어셋 어슈어 솔루션은 메쉬 네트워킹(Mesh networking)과 무선 센서를 포함한 다양한
RFID 기술을 통해 개발되었다. 특히, 이 솔루션은 기관차, 궤도차, 트럭, 트레일러, 선박과 같은
이동형 자산관리와 파이프라인, 석유생산 플랫폼과 같은 고정형 자산관리와 함께 제트 엔진과
같은 고가의 부품관리 용도로 활용할 수 있다. 이 솔루션은 이러한 단순한 자산 추적뿐만이 아
니라 추적, 모니터링, 보안, 수색 기능을 제공하는 것이 특징이다.
회사에 따르면, 이 솔루션은 두 개의 부분으로 구성된다. Global Sentinel Unit(GSU)은 RFID
리더와 통신 게이트웨이의 역할을 하고, Remote Sensor Units(RSUs)은 능동형 RFID 태그의
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기능을 한다. 배터리로 작동하는 GSU는 차량이나 컨테이너에 직접 설치할 수 있으며 궤도차나
트럭의 출입구에 설치할 수 있다.
GSU 에는 위치를 측정하는 GPS 수신기가 포함하고 있으며, 고객의 요구에 따라 통신 모뎀
도 포함할 수 있다. 각각의 RSU 는 ID 유무선 센서를 통해 얻어진 정보와 고유한 번호를 전송
하는 역할을 한다. RSU는 온도, 움직임 등을 측정하기 위해 RSU 자체에 통합된 다양한 센서들
과 함께 작동하며, 메시 네트워킹을 지원하는 무선 센서들과도 함께 작동할 수 있다. 미군의 물
류혁신기관(U.S. Army Logistics Innovation Agency: LIA)은 최근 이 솔루션 도입을 위한 테스
트를 완료하였으며, 미국 국방부의 정보인증을 받은 후 2010년부터 도입할 계획이다[10].
나. 유럽
2007년 8월 이후 유럽연합이 지원하는 RFID 기술을 적용하기 위한 파일럿, BRIDGE(Building
Radio frequency IDentification solutions for the Global Environment) 프로젝트가 1년 간의
연구개발 작업에 이어, EPC(Electronic Product Code)와 RFID(Radio Frequency Identification)
기술을 테스트하기 위한 5 차례의 시범 시험을 진행하고 있다. BRIDGE 프로젝트는 시범 시험
을 통해서 소매체인, 의약품, 제조, 유통-물류(Logistics), 서비스 등의 부문에서 RFID 기술을
테스트하고 있다.
2010년까지 750만 유로의 예산을 받게 될 BRIDGE 프로젝트는 유럽연합의 제6차 프레임
워크 프로그램 타이틀로 지원된다. 이 프로젝트는 30개 산학 파트너로 이루어진 컨소시엄에 의
해 진행된다. BRIDGE는 이중의 목표로 구상되었다. 첫째, RFID와 EPCglobal을 적용할 수 있
는 도구를 개발하고 발전시키며 시행하는 것이고, 둘째, 유럽에서 EPCglobal 규격을 채택할 수
있도록 입증하는 것이다.
다섯 가지의 시범 시험 중 표적인 두 가지로서, 첫째는 물류 체인을 따라 의약품의 제조부터
유통망을 거쳐 병원과 약국까지의 움직임을 추적하기 위한 2 세 EPC 기술 시험이다. BRIDGE
프로젝트의 코디네이터인 Henri Barthel 박사는, RFID 기술을 활용하여 물품의 산지를 파악하
고, 시간과 장소에 관계없이 물품의 위치를 알 수 있다고 설명한다. RFID 기술의 중심개념은 기
업들이 훨씬 정확하고 효율적으로 물류 체인을 관리할 수 있게 돕는 서비스다.
시범 시험을 통해서, EPC RFID 태그와 2 차원의 바코드 태그 사용 덕분에 상자(Carton)와
팔레트(Palette) 단위로 인식된 제품들을 추적한다. 이와 같이, RFID와 바코드를 결합한 하이브
리드 환경의 전개를 통해서 각 기술의 장단점이 비교 평가되고 있다. 시범 RFID 태그와 2차원
의 바코드 태그 이외에도 네트워크 시스템이 테스트된다. 네트워크를 활용하여 프로젝트 참여자
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들은 수집한 데이터를 저장하고, 이에 접근하고 분석하는 등의 작업이 가능하다. 또한, 환자의
안전을 강화한다는 취지에서, 의약품 추적(Traceability) 시스템을 강화하고, 최종 사용지를 향
해서 제조 장소를 떠날 때 확실성(Authenticity)이나 계통도(Pedigree)를 확인해 줄 수 있다.
두 번째는 소매 체인 부문에서의 시험이다. 의복의 제조순간부터 가게에 이르기까지 상자/
팔레트의 자취를 추적하는데 EPC Gen2 RFID의 사용을 시험하게 된다. 이외에도 의복에서의 RFID
태그 사용, 구입자들이 치수, 가격, 제고 여부 등 입어보는 제품에 한 상세 정보를 얻을 수 있
도록 ‘RFID 태그를 읽을 수 있는 장비(RFID Interrogator)’를 탈의실에 설치하는 등 새로운 응
용을 포함한다[11].
다. 일본, 중국
2008년 11월 중국RFID산업연맹, 일본자동인식시스템협회 등 한중일 RFID 민간단체와 전
문가 30여 명은 지능형 팔레트 관련 세부 추진 방안을 마련하여 2009년 시범 사업을 시작하기
로 결정하였다. 또 한중 해운물류 RFID 적용사업 등 현재 추진 중인 협력 사업도 확 하기로 결
정했다. 이번 회의는 지난 6월 체결된 ‘한중일 민간단체 상호 협력에 한 양해각서’ 이후 처음
개최하는 것이다. 3국 간 공동 협력사업을 추진하고 각국의 RFID 관련 시장 및 기술에 한 정
보도 교류하기로 하는 등 구체적인 민간협력의 토 를 놓았다[12].
2006 년 일본에서는 딸기 유통시 온도변화를 감지하기 위해 포장박스 내에 초소형 액티브
센서를 설치하였다. 그 후속으로 도로교통 정보, 기 및 하천오염 모니터링, 기계경비 서비스
같은 기존의 센서 네트워크 기술을 통한 보급사례가 북미보다 많으며, 일본총무성은 USN 애플
리케이션의 구체적인 향후 이미지를 ① 안전, 안심, ② 쾌적, 여유, 오락, ③ 최적, 효율의 총 3
가지 축으로 정리하고 13가지 응용 서비스를 목표로 선정하여 센서 네트워크의 향후 비전 실현
을 위하여 비즈니스 사례를 분석, 단일 주체, 공동 이용, 정보교환, 기술 우위, 패키지, 공공 지원
을 위한 6개의 구체적 비즈니스 모델을 예시하였고, 요소기술 연구개발을 진행 중이다.
한편, 유비쿼터스 시 에 요구되는 센서의 소형화, 고성능화를 충족시키기 위해 실리콘 표면
MEMS 기술과 신호처리 회로기술의 일괄 설계/공정을 통하여 일체화된 구조로 구현되는 센서
모듈 기술로서 RFID/USN용 센서는 사람 또는 사물에 부착하거나 실제 환경에 설치하여 부착.
설치된 곳의 사물 정보 또는 환경 정보를 검지하여 U-City, 스마트 빌딩, 방재, U-Health 등의
서비스가 가능하도록 하는 기반 정보의 획득에 이용된다.
환경센서 복합화 기술은 RFID/USN 서비스의 요구에 따라 CMOS 및 Micromachining 공정
기술을 이용하여 이종의 센서들을 하나의 칩으로 구현하는 것이고, 센서 및 CMOS 회로의 집적
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화 공정 기술은 서로 다른 공정기술로 제작되는 센서와 CMOS 회로를 하나의 칩으로 구현하는
복합공정기술이다.
복합센서 인터페이스 기술은 센서 검지값의 송출, 센서의 보정, 저전력 소모를 위한 sleep
모드, 센서소자의 자가 진단 등을 통신 및 제어 모듈의 명령에 따라 제어하며 복합센서 패키징
기술은 서로 다른 패키징 방식이 요구되는 센서들을 집적화한 복합 센서의 단일 칩 패키징 기술
이며 복합센서 성능 및 신뢰성 시험기술은 양산 적용을 위하여 필수적으로 요구되는 단위공정
사이의 복합센서 시험과 최종 제품으로서 품질 우위를 점유하기 위한 신뢰성 확보 기술이다[13].
그러나, 900MHz 역의 RFID 칩 가격이 계속 낮아지는 추세 속에서 ZigBee 칩은 100 만
개 생산 시 개당 4 달러 미만의 가격에 생산이 가능할 것으로 예상되기 때문에 본격적인 확산과
보급이 지속되면서 RFID와 USN의 통신기술이 단일 칩으로 개발되는 날까지 시장에서 가격의
차이를 좁히는 일이 쉽지 않을 전망이다. 공급자인 기업의 입장에서 보면, 채산성을 확보할 수
있는 이익금을 집어 넣을 수 있는 기술이 센서복합기술이다.
또한, YRP 유비쿼터스 네트워킹연구소(UNL)는 청과류의 포장ㆍ유통ㆍ판매까지 유통 과정상
의 온도 변화를 실시간 관리해서 최상의 상품을 제공하는 USN 기반의 청과류 유통환경 모니터
링 사업을 실시 중이다. 무라타제작소와 엡손은 충전기의 단자에 휴 폰을 연결하지 않고도 무
선으로 충전이 가능한 ‘비접촉 급속 충전 시스템’을 2010년 양산을 목표로 개발 중이고, NTT
도코모는 닛산의 인텔리전트 키 기술, 샤프가 보유한 제작 기술 등을 통해서 공동으로 개발한
휴 폰으로 사용자가 자동차의 시동을 걸거나 자동차 문 잠금 장치를 개폐할 수 있는 기능을 제
공하면서도 양방향 무선통신 기능을 내장하였다[14].
5. 결론
지금까지 본고는 900MHz 차세 RFID(UOC)의 통신 기술 동향과 국내외 관련 기술개발
및 응용 서비스 프로파일의 개발을 조사분석하였다. RFID가 센서의 일종으로서 USN이나 무선
센서 네트워크에서 수용이 된다면, 통신방식에서 주파수의 효율적인 사용이 가능해지고, 간섭문
제를 해결하며, 고질적인 채산성 악화와 무한경쟁과 특허분쟁의 기업활동기를 맞이한 국내외
RFID업계가 그 궤도에서 점차 벗어나서 활성화될 것으로 보인다.
때마침, 저탄소 녹색성장이라는 범 지구적 아젠다를 해결할 수 있는 표적인 주력기술로 부
상하고 있는 RFID, USN, UOC는 통신방식에 있어서도 태그가 900MHz 역에서 능동형 RFID
(UOC)로 진화하면서 리더→태그의 순방향 링크의 부담이 줄어들고, 동시에 전원공급의 유한성을
극복할 수 있는 무한발전과 충전의 기술로서 전기에너지 Harvesting 또는 전기에너지 Scavenging
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기술이 결합하여 USN의 센서노드 배터리 문제를 해결할 것으로 보인다.
그리고, 물류유통 코드 분야에서 바코드를 통일한 EPCglobal 의 EPC 가 ZigBee 변복조 기
술과 결합하여 하나의 칩 상에서 요구하는 각종 응용 서비스를 능동적으로 처리하기 위하여 상
황인지형 센서노드=UOC 로 진화하고 있기 때문에 표준기술의 확산 측면에서도 바람직한 현상
이 전개될 것으로 보이고, 기존의 능동형 태그가 Half-duplex 방식의 제한과 불편에서 벗어나
Full-duplex 방식의 태그↔리더 양방향이 고속데이터 전송하게 될 것으로 보인다.
이에, 국내의 ZigBee기업들과 RFID기업들이 국제 공동연구개발을 통해서 국제기술 경쟁력
과 표준 경쟁력을 통시에 확보하고, 미국의 OGR과 금융 서비스기술협회가 각자 관련 산업분야
에서 RFID/USN 도입에 앞장서 연구그룹을 결성한 바와 같이, 한국RFID/USN 협회의 내부 또
는 물류유통진흥원과 협력형태든 간에 국제적인 추세에 부응하는 것이 바람직하다. 앞서, 정부
와 ‘RFID R&D 전략포럼’이 발표한 바와 같이 차세 RFID통신기술 개발은 계속될 것이다.
특히, 우리나라에서도 환경 분야를 비롯하여 건설ㆍ교통ㆍ농림ㆍ보건ㆍ의료ㆍ영양 등의 분
야와 연계 발전하도록 u-IT 응용이 더욱 확산되면서 세심한 서비스와 콘텐츠의 설계가 필요하
며, 이를 위해 각 산업 분야별로 관계자들이 연구회를 결성하여 추진하도록 기술개발, 기술교류,
기술사업화, 산업활성화, 국제표준화의 5가지 측면에서 정책적 지원도 강화해야 한다. 바야흐로,
세계적인 유비쿼터스 산업 경쟁력의 확보에 한민국이 총역량을 결집할 시점이 왔다.
<참 고 문 헌>
[1] 장재득, 장문수, 최송인, “무선 주파수 인식(RFID) 시스템 기술 분석”, 전자통신동향분석 제19권 제2
호, 2004. 4, pp.111-116.
[2] “방통위, 무선설비 기술기준 제정 및 일부개정”, 전자신문, 2008년 5월 16일
[3] http://www.samsung.co.kr/tv/media_view.jsp?contentid=118379
[4] 최길영, 성낙선, 모희숙, 박찬원, 권성호, “RFID기술 및 표준화 동향”, 전자통신동향분석 제22권 제3
호, 2007년 6월, pp.29-37.
[5] 이철효, 기재영, 허재두, “900MHz 역 WPAN 주파수 활용현황”, TTA Journal N0. 121, January-
February 2009, pp.71-76.
[6] “지경부, RFID 기술로드맵 들고 본격 행보”, RFID Journal, 2008년 3월 12일
[7] “센서 인터페이스 내장형 유/무선 수동형 센서 태그 칩”, 베타뉴스, 2009년 3월 11일
[8] “국내 USN 시장 ‘꿈틀’…올해 2,759억원 전망”, IT Daily, 2009년 3월 9일
[9] “산업별 RFID/USN 연구그룹 필요하다”, IT Daily, 2009년 3월 22일
[10] “글로벌 RFID 시장 특화된 솔루션 개발 한창”, IT Daily, 2009년 02월 28일
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[11] “유럽, RFID 프로젝트 위한 5가지 테스트”, PackNet, 2007년 8월 29일
[12] “한중일 수출입 물류에 RFID 부착”, 전자신문, 2008년 11월 7일
[13] 장선호, 이민경, 김재준, “유비쿼터스 센서 시장 및 기술 동향”, IT SoC 매거진, 2006. 7. 2, pp.10-22.
[14] 유오씨, “USN 및 센서 노드 관련 해외 산업 동향”, 2009. 1. 13.