미래를 이끌어나갈 핵심 기술 RFID와 USN
일반적으로 상상력을 원천으로 하는 산업 하면 영화, 음악, 게임 같은 문화산업을 떠올리는 경우가 많습니다. 하지만 그에 못지않게 상상력이 있어야 하는 분야가 있는데요. 예상하셨나요? 바로 IT 분야입니다. 지난 30년간 세상의 변화를 주도한 것은 IT 기술이라고 할 수 있습니다. 불과 10년 전만 하더라도 상상 속에서만 가능했던 것들의 다수는 이미 실현되었습니다. 세계의 석학들은 앞으로 다가올 미래 역시 IT가 이끌 것으로 예측하며, 미래를 주도할 핵심기술로 RFID와 USN을 주목하고 있습니다. RFID와 USN은 사람, 사물, 컴퓨터가 유기적으로 연결되는 유비쿼터스 드림을 실현해줄 혁신적인 기술입니다.
유비쿼터스란 라틴어로 ‘언제 어디서나 있는’을 뜻합니다. 사용자가 컴퓨터나 네트워크를 의식하지 않는 상태에서 자유롭게 네트워크에 접속할 수 있는 환경을 의미하는데요. 도로, 다리, 터널, 빌딩 등과 같은 물리 공간에 보이지 않는 컴퓨터를 넣으면 모든 사물과 대상이 지능화되고 전자 공간에 연결돼 서로 정보를 주고받는 공간이 만들어집니다. 쉽게 말하면, 기존 홈 네트워킹이나 모바일 컴퓨팅보다 한 단계 발전된 컴퓨팅 환경으로, 유선 인터넷에서 무선인터넷 시대를 여는 핵심적인 기술로 평가되고 있습니다. 1998년, 미국 제록스 팔로 알토 연구소의 마크 와이저 소장이 이 용어를 처음으로 사용하였으며, 유비쿼터스 컴퓨팅이 메인프레임, PC에 이은 제3의 정보혁명의 물결을 이끌 것이라고 주장한 바 있습니다.
출처 : 방송통신위원회
가로, 세로 1mm 깨알처럼 작은 초소형 IC칩이 사회에 큰 변화를 가져오고 있습니다. 이 RFID는 일반인들에게도 더 이상 낯선 단어가 아닙니다. 우리가 버스, 지하철 등 대중교통을 이용하거나 슈퍼마켓에서 물건을 살 때도 RFID 기술이 이용되고 있습니다.
RFID는 상품이나 사물의 정보를 작은 전자태그에 저장하고 전파를 이용해 인식하는 기술로 기본 동작원리가 바코드와 유사합니다. 하지만 RFID는 무선으로 신호를 주고받기 때문에 판독기에 접촉하는 바코드와 달리 먼 거리에서 데이터 읽기가 가능합니다. 또한, 기존 바코드와 저장할 수 있는 정보량이 수십 단어에 불과한 바코드와는 다르게 RFID는 수천 단어를 저장할 수 있으며 인식거리 또한 확연한 차이가 있습니다. RFID 시스템은 크게 세 가지 요소로 구성되는데 정보를 제공하는 전자태그와 판독 기능을 하는 리더, 데이터를 처리할 수 있는 호스트컴퓨터로 구성되어 있습니다. 태그에 정보를 입력하여 박스에 부착하면 안테나를 통해 발산된 주파수가 태그에 접촉하여, 태그는 입력된 데이터를 안테나에 전송합니다. 안테나는 데이터를 변조해 리더 전달하고 리더는 데이터를 해독해 호스트 컴퓨터에 전달하는 원리로 작동되는 것입니다.
▲ RFID 개념도 (출처 : 네이버)
RFID 태그는 동작 방식에 따라 수동형과 능동형으로 나눌 수 있습니다. 수동형 태그는 내장된 전원이 없이 리더에서 나오는 전파에 의해 동작하고, 능동형 태그는 별도로 내장된 전원 공급 장치로부터 송신 에너지를 얻는다는 점에서 차이가 있습니다. 수동형 시스템은 내장 전원이 없기 때문에 태그가 작고 가벼워 가격도 저렴하고 반영구적으로 사용할 수 있지만 인식 범위가 짧고 리더에서 더 많은 전력을 소모한다는 한계가 있습니다. 능동형 태그는 배터리가 내장되어 있어 통신회로에 지속해서 전력을 공급함으로써 빠르게 움직이는 다수의 사물을 동시에 감지할 수 있으며 리더와 멀리 떨어져 있어도 작동할 수 있습니다. 그렇지만 배터리 수명이 유한하기 때문에 작동 시간의 제한을 받으며 수동형에 비해 가격이 비싸다는 단점이 있지요.
USN은 센스노드, 싱크노드, 게이트웨이로 구성되어 있으며 센서노드는 인간의 오감 즉 시각, 청각, 촉각 등을 대신하여 주변 현상을 정량적으로 측정하고 그 값을 싱크노드에 전송합니다. 여러 센스노드로부터 자료를 수집한 싱크 노드는 게이트웨이를 통해 원격지에 위치한 서버나 사용자에게 전달하여 자료를 활용할 수 있도록 하는 원리로 이루어지고 있습니다.
▲ USN 기본동작 원리
이러한 RFID와 USN의 기술 발전단계를 살펴보면 초기 수동형 RFID는 단순정보를 인식하여 읽기 쓰기 기능에서 내장형 배터리가 부착된 능동형 RFID로 발전하고 주변 상황을 센싱할 수 있는 센서가 부착된 스마트라벨에서 통신과 결합한 USN 센스노드로 발전되고 있음을 볼 수 있다.
RFID와 USN의 차이점을 살펴보면 RFID 기술은 사물의 인식정보를 탐지하는 기술인 반면 USN은 주변의 환경정보(온도, 습도, 압력 등)를 탐지해 이를 실시간으로 네트워크에 연결해 정보를 관리하는 단계로 발전된 기술입니다. 또한, RFID는 리더의 요청에 따라 태그가 응답을 보내는 수동적인 시스템이지만 USN은 센서 노드들이 수집한 데이터를 사용자에게 제공하는 능동적인 시스템입니다.
▲ RFID 사용예(좌), USN 사용예(우)
인류 역사에서 괄목할 만한 기술발전 중 많은 부분이 군사적인 목적에서 태동하였는데요. 이 RFID 기술 또한 군에서 사용한 신분확인 기술에 뿌리를 두고 있습니다. RFID 기술의 선구자라 할 수 있는 것은 레이더로 이러한 기술의 일환으로 미국 해군 연구소는 연합국 항공기와 적기를 구별하기 위해 IFF(Identification Friend or Foe) 시스템을 개발했습니다. 또한, 이 기술이 현대적 개념의 RFID의 시초가 되었습니다. USN 또한 군사적 목적으로 적군 감시를 위해 땅위, 물속, 공중 등 다양한 환경에서 통신 가능한 소형 센서들을 배치하고 적의 움직임을 탐지·보고하는 형태의 응용 모델을 개발했는데 이것은 현재 USN의 시초가 되었습니다.
현재 RFID와 USN은 기술의 검증 단계를 넘어 시장 형성 단계로 넘어가는 과정에 있습니다. 또한, 미래 유비쿼터스 사회의 핵심기술로 사회경제적 기본 인프라로서 국방, 물류, 교통, 농수산 등 국가 사회 전 분야에서 업무 효율성을 높이고 비용 절감을 이룰 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 덧붙여 전문가들은 RFID와 USN이 이동통신 산업을 능가하는 천문학적 규모의 산업 파급 효과를 가져올 것으로 예상하고 있습니다.
RFID와 USN이 만드는 우리 주변의 생활 혁명은 사회 전 분야에 영향을 미치고 있습니다. 그리고 이러한 RFID와 USN 기술이 발전은 현재의 우리 삶을 보다 나은 내일로 바꾸어 줄 것이라고 확신합니다.
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