디지털 RF는 ADC(analog-to-digital)와 DAC(digital-to-analog)의 비약적인 발전과 결합한 디지털 신호 프로세싱의 진보를 일컫는 용어로, 차세대 네트워크와 시스템의 생성을 가능하게 했다. 현재 DSP 기반 RF 장치에 사용되는 신호를 비롯한 디지털화 된 통신 신호는 무선 LAN, RFID, 휴대폰, 무선 통신 시스템, 레이더 애플리케이션의 첨단화에 크게 기여해 왔다. 디지털 RF 테크닉과 기술은 디지털 신호 프로세싱과 RF 세계를 함께 묶으면서, 현대 시스템과 장치에서 점차 중심적인 역할을 하고 있다.

Digital RF, 차세대 시스템을 이끌다

자료제공│한국텍트로닉스

 디지털 RF의 폭발적인 증가는 매우 복잡한 기술 환경을 만들었다. 꽉 들어찬 RF 스펙트럼에서 신호가 시간 변동 기법을 사용해 간섭을 피하고 원활한 작동을 보장할 수 있어야 한다. 성능과 스펙트럼 효율을 개선하기 위해서는 RF 장치가 일부는 주파수를 호핑하면서 다른 신호는 펄스 on/off를 신속하게 실행하는 경우와 같이 한 개 인스턴트에서 다음 인스턴트로 변화하는 신호를 사용해야 한다. 수 많은 장치들이 제한된 무선 주파수 스펙트럼 내에서 동시에 전송을 하기 때문에 충돌과 간섭 문제가 자주 발생한다. 따라서, 이들 장치가 원치 않는 시간이나 원치 않는 주파수에서 RF 에너지를 전송하지 않고, 간섭의 경우에도 정확하게 포착할 수 있도록 하는 것이 중요하다.

 이들 현상의 공통점은 시간 차원에 있다. 바로 이 부분이 새로운 디지털 세상에서 RF를 레거시 RF 기술과 차별화 하는 중대한 요소이다. 이들은 모두 시간 경과에 따라 발생하는 주파수 영역과 모듈레이션 변화를 표시한다. 마이크로세컨드가 될 수도 있고, 초나 분, 아니면 더 길 수도 있다. 기존 RF 툴에서는 시간이 중요하지 않은 것으로 소홀히 여겨졌지만, 더 이상 무시할 수 없게 되었다. 디지털 RF로 인해 오늘날 신호의 시간 변동 성격을 반영하는 성능을 가진 툴에 대한 새로운 요구가 생겨난다. RF 엔지니어들은 간헐적 이벤트에 대해 트리거링하고, 이들을 원활하게 캡처하고, 시간 경과를 나타내는 축적 데이터를 분석할 수 있는 실시간 기기를 필요로 한다.

RSA3000B 시리즈

 기존 스윕 스펙트럼 분석기와 벡터 신호 분석기(VSA)는 보통 디지털 RF 기술과 장치에 적합하지 않다. 한 개의 주파수 영역 이미지를 플롯하기 위해 많은 획득을 해야 하는 ‘스윕(sweep)’ 때문에, 기존 스윕 분석기는 연관이 없는 RF 스펙트럼 활동의 모음을 편집할 수 있을 뿐이다. VSA는 캡처 이후(post-capture) 분석 기법에 의존하기 때문에 빠르게 변화하는 짧고 폭발적인 신호로 이루어지는 현대 디지털 RF 세상에서 요구하는 주파수 영역 트리거링과 같은 다양한 실시간 과제를 수행하는 것이 불가능하다.

 새로운 텍트로닉스 RSA3000B 시리즈는 엔지니어들이 디지털 RF에서 자주 발생하는 예상치 못한 문제를 DPX 라이브 RF를 사용해 발견하고, 선택적으로 트리거링해서 이들 신호를 메모리로 캡처할 수 있도록 한다. 이러한 성능 덕분에 신호를 다시 캡처할 필요 없이 완전한 시간 연계 멀티 영역 분석이 가능하다. 

광범위한 RFID/NFC 표준 지원 제공

 한편 관련업계에 따르면 RFID 시장이 향후 5년간 매년 20%의 속도로 성장할 것으로 예상되고 있다. 그러나, 비즈니스와 기술적인 측면에서 여전히 극복해야 할 장애물이 많이 남아 있기는 하다. 주로 공통적인 기술적 문제로는 저조한 읽기 속도와 RFID 기반 시설이나 환경에서 사용되는 다른 무선 기기로부터의 간섭을 들 수 있다. 텍트로닉스의 실시간 스펙트럼 분석기는 ISO18000-7와 ISO 15693 RFID 표준을 지원한다. 이러한 지원을 기반으로, RSA3000B 시리즈는 광범위한 RFID/NFC 표준 통합 분석을 제공한다.

 통합 분석은 RFID 표준을 위한 시간, 주파수, 변조, 비트 속도 측정에 사용하는 간소화된 표준 기반 측정을 통해 실행된다. RFID 업계에는 상품의 확인, 추적, 관리를 지원하는 많은 태그 유형이 존재한다. 태그 유형은 다음의 세 가지 큰 항목으로 분류된다. 

• 수동형 태그(Passive tags): RFID 리더(interrogator)를 전원으로 한다. 수동형 태그는 소형으로 가격이 저렴하며, 간단한 바코드 보다 상당히 많은 정보를 저장할 수 있고 판독을 위한 선이 필요하지 않다. 낮은 수준의 태그 응답 때문에, 짧은 거리 범위에 제한된다(밀리미터에서 센티미터 단위). 수동형 태그의 예로는 직원, 가축, 공항 수하물, 소매점 상품, 특정 의약품에 사용되는 태그를 들 수 있다. 수동형 태그는 태그 개당 몇 센트 또는 몇 달러의 가격으로 판매된다. 
  
• 준 능동형 태그(Semi-Active tags): 준 수동형이라고도 함. 마이크로칩 회로를 미리 충전하는 배터리를 전원으로 하며, 리더와는 통신하지 않는다. 이러한 유형의 태그는 환경 정보(온도, 진동, 습도, 빛, 압력 등)와 같은 자산 관련 데이터를 수집하고 기록하도록 설계된다. 일단 태그가 리더 범위로 이동하면, 작동을 시작해서 내용물을 전송하도록 전원이 공급된다. 준 능동형 태그는 수동형과 능동형 태그 사이의 가격으로 판매되며, 포장이나 선적 컨테이너 추적이 요구되는 공급망에서 주로 사용된다.
  
• 능동형 태그(Active tags): 마이크로칩 회로를 충전하는 배터리를 전원으로 하며, 리더와 통신하기도 한다. 능동형 태그는 대형으로 가격이 비싸지만, 수동형이나 준 능동형 태그에 비해 훨씬 우수한 확인 거리(최대 100미터)와 큰 용량을 제공한다. 능동형 태그는 이미 미국방부에서 선적 컨테이너의 안전한 수송을 위한 전자 봉인(e-seal)으로 사용하고 있다. 능동형 태그는 죄수와 광부 추적을 위해 개발되기도 했으며, 이 분야는 틈새 시장으로 여겨진다. 능동형 태그는 대당 수십에서 수백 달러의 가격에 판매된다.

 능동과 수동형 RFID는 모든 제품을 태깅하고 추적하는 큰 공급망 계층도의 일부이다. 적합한 인프라가 아직 구축되지 않고 있지만, 소매점들은 공급망이 발달해 상품의 모든 부분을 제조 원산지에서부터 판매 지점에 이르기까지 전체적으로 관리할 수 있기를 원하고 있다(그림 1참조).

그림 1. RFID 태그 계층도(Tag Hierarchy)

 칩 설계, 태그-안테나 통합, 시스템 통합 과정에서 표준 준수, 설계 검증, 문제해결을 위해 테스트가 요구된다. 완전한 준수와 독립 테스트 연구실에서의 호환성 테스트를 위해서는 더욱 완전한 테스트가 필요하다. 이에 더해서, RFID 가치망에 걸쳐서 태그와 리더 제조업체들 사이의 호환성을 보장하기 위해서도 테스트가 필요하다(그림 2참조).  

그림 2. RFID 하드웨어 가치망

 DPX 라이브 RF의 특별한 성능은 리더를 보고 측정할 수 있는데 있다. 태그가 다음과 같은 디버깅 문제를 실시간으로 처리한다.  

- 근처 리더로 인한 태그 혼동
- 고전력 태그-저전력 태그 간섭
- Listen-before-talk 버그

ISO18000-7/ISO 15693 표준 지원   

• ISO 18000-7 표준: 텍트로닉스는 RSA3000B 시리즈를 통해 433 MHz로 작동하는 능동형 RFID 태그의 리더 무선 인터페이스(air-interface) 프로토콜인 ISO 18000-7에 대한 새로운 지원을 제공한다. 18000-7은 세계 곳곳으로 수송되는 선적 컨테이너의 추적에 사용되는 사실상의 글로벌 표준으로 빠르게 자리잡고 있다. 예를 들어, 범용 지원 능동형 RFID 표준은 글로벌 공급망에서 ‘스마트 컨테이너’의 광범위한 도입을 앞당기도록 장벽을 낮출 것으로 기대된다. 중국, 한국, 대만, 미국, 유럽 각국에서 이 표준을 도입했다.
  
• 18000-7를 지원하는 RSA3000B 시리즈는 RFID 준수 테스트와 문제해결의 이해 시간을 앞당긴다. FSK 디모듈레이션 지원이 매뉴얼 모드로 제공되어, 고객들이 keyless 시스템과 FSK 모듈레이션을 활용하는 다른 시스템에서 신호를 디모듈레이션할 수 있다.
  
• ISO 15693 표준: 텍트로닉스는 RSA3000B 시리즈를 통해 Vicinity 컨택트리스 카드(‘스마트카드’) 표준으로 널리 도입된 ISO 15693에 대한 새로운 지원을 제공한다. Vicinity 카드는 유사한 Proximity 카드보다 더 넓은 범위를 제공한다. RSA-3000B의 새로운 지원은 RFID 준수 테스트와 문제해결의 이해 시간을 앞당긴다.

RSA3000B 시리즈

이번 제품은 ISO 18000-4, 18000-6 Type A/B/C, 18092, 14443-2 Type A/B, EPC Global Generation 1 Class 0, Class 1을 위한 RSA3000A 시리즈의 이전 지원을 강화하는 것이다. 이들 추가 표준 지원을 갖추고, RSA3000B 시리즈는 수동과 능동형 RFID 표준을 사용하는 R&D 엔지니어들에게 가장 광범위한 테스트 솔루션을 제공한다.