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[테크칼럼] UWB 기술로 여는 출입 보안 산업의 혁신적인 미래

입력 : 2024-03-03 22:16
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더 안전하고 편리한 워크스루 출입인증 시대 도래

[보안뉴스= 최성빈 전무, 슈프리마 기술연구소장] 초연결사회를 열어주는 UWB(초광대역통신) 기술은 다양한 산업 분야에서 도입돼 활용되고 있다. 최근 CES 2024에서 삼성전자가 모바일, 자동차, IoT 기기에 높은 거리 정확도와 위치 정보를 제공하는 UWB 기반 솔루션으로 혁신상을 수상하며, UWB 기술에 대한 중요성이 더욱 부각됐다. UWB 기술은 테슬라, 현대자동차 등에서 도입한 스마트키를 비롯해 애플의 에어태그(AirTag) 등에서 활용되고 있으며, 교통카드 시스템에서 제공하는 태그리스(Tagless) 서비스 및 결제시스템 등 다양한 분야에서 활용이 검토되고 있다.

[이미지=슈프리마]


이처럼 다양한 산업군에서 UWB 수요가 증가하는 주요 요인은 소비자들의 스마트폰과 가전제품에 UWB 기술이 확대 적용되고 있기 때문이다. 지난 4~5년 전부터 삼성전자, 애플 등의 글로벌 기업들이 UWB 기술을 적용한 신제품을 출시하고 있으며, 미국의 시장조사기관 자이언 마켓 리서치(Zion Market Research)에 따르면, 2022년 약 1,478억 9,600만달러였던 UWB 시장 규모는 2030년까지 6,325억 8,900만달러에 이를 것으로 예상했다. 이는 2023년부터 2030년까지 연평균 성장률(CAGR)이 약 19.92%에 이르는 것을 의미한다.

이러한 흐름에 발맞춰 UWB 기술은 물리적 출입통제 시장에서도 새로운 출입인증 방식의 가능성을 열어줄 기술로 주목받고 있다.

하지만 출입통제 시스템에 UWB를 적용하는 데에는 아직 여러 가지 도전적 과제가 남아 있으며, 이를 해결하기 위한 연구와 노력이 계속되고 있다. UWB가 출입통제 시스템에 어떻게 적용될 것이며 도전적 과제들이 어떻게 해결되고 있는지 살펴보자.

물리보안과 UWB의 결합으로 진정한 워크스루 출입인증 구현
UWB 기술이 물리적 출입통제 시장에서 주목받는 이유는 출입 권한자가 별도의 노력 없이 인증받고 출입할 수 있는 워크스루(walk-through) 출입인증을 가능하게 하는 기술이기 때문이다. 워크스루 출입인증이란 출입 권한자가 출입문 앞에 왔을 때 자동으로 출입문을 여는 것으로 정확한 위치 측정이 핵심이다.

물리보안 업계에서 ‘워크스루’ 단어가 처음으로 언급된 건 얼굴인증 기반의 출입통제 단말기가 보편화된 시기였을 것이다. 하지만 이는 멀리서 지나가는 사람이 출입 권한자라면 출입하려는 의도와 상관없이 얼굴인증을 한다는 한계가 있었다. 이러한 한계를 극복한 UWB 기반의 워크스루는 출입 권한자의 거리를 정확하게 측정해 출입 의도를 가지고 출입 권한자가 출입문에 가까이 왔을 때만 출입을 허용한다.

UWB 기술은 광대한 주파수 대역을 이용한 안정적 통신으로 식별된 개인의 위치를 5~10㎝ 정도의 오차 범위 내에서 매우 빠르고 정확하게 측정할 수 있다. 이는 기존의 Wi-Fi 또는 블루투스(BLE) 보다 더욱 정밀한 위치 추적이 가능하다. 그리고 이러한 UWB 기술이 스마트폰에 탑재되면서 스마트폰을 소유한 사람이라면 누구나 워크스루 출입인증을 사용할 수 있는 환경이 조성됐다.

워크스루 출입인증을 위해 해결해야 할 두 가지 과제
UWB 기반의 진정한 워크스루를 구현하는 데에는 크게 두 가지 도전과제가 있다. 첫째, 하나의 단말기만으로 정확한 위치를 측정하는 것이다. 일반적인 UWB 기반의 실내 위치 추적 시스템은 3개의 앵커로 3각 측량을 통해서 위치를 찾아내는 방식을 사용한다. 하지만 출입통제 시스템은 출입문 밖에 설치된 출입통제 리더(Reader) 하나만으로 정확한 위치를 찾아야 한다. 따라서 UWB 기술이 출입통제 시스템에 적용되기 위해서는 하나의 단말기에서도 정확한 거리와 각도를 산출할 수 있어야 한다.

정확한 거리는 레이다(Radar)와 같은 방식으로 일정한 속도의 신호를 보내고 그 신호가 돌아온 시간차로 거리를 측정하는 ToF(Time of Flight) 기술을 통해 측정할 수 있지만 정확한 각도를 찾아내는 것이 해결해야 할 과제였다. 이를 해결하기 위해 어레이(Array) 안테나 기술에 대한 많은 연구와 개발이 이루어졌고 현재는 어레이 안테나를 이용한 정확한 각도 산출 기술이 상용화 단계에 이르렀다.

둘째, 동시에 처리할 수 있는 UWB 연결 수에 제한이 있다는 것이다. 일반적으로 10㎝ 이내의 근거리에서만 동작하는 BLE나 NFC를 이용한 모바일 출입카드의 경우에는 여러 개의 연결을 유지할 필요가 없다. 출입통제 리더와 10㎝ 거리 내에는 1명을 초과하는 출입자가 물리적으로 존재할 수 없기 때문이다. 그러나 수 미터 반경에서 워크스루 출입인증을 하는 경우, 다수의 위치를 추적해야 하고 이를 위해 여러 개의 연결이 필요하다. 예를 들어, 큰 건물의 로비에는 수십 명의 사람이 있고, 이들의 출입을 파악하기 위해 UWB로 동시에 각각의 정확한 위치를 측정한 후 수십 명 중 누가 출입을 시도하는지를 판별해야 한다. 일반적인 UWB는 원거리에서 동시에 다수 개체의 위치를 추적할 수 있지만, 스마트폰에 적용된 UWB 기술은 BLE 기술과 페어로 동작돼야 하는 한계로 동시 연결 수에 제한이 있다.

일반적인 UWB 기술과 달리 스마트폰에 적용된 UWB는 배터리 소모를 줄이기 위해 BLE 연결이 유지된 상태에서 먼저 대략적인 거리를 측정한 후 UWB로 정밀하게 거리를 측정하도록 디자인됐기 때문이다. BLE 칩셋은 최대 4~5개까지 연결 수 제한이 있어 BLE와 페어로 동작하는 UWB 역시 동일한 제한을 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 BLE의 RSSI(수신신호강도)를 이용한 1차 필터링 기술과 시분할 기술을 적용해 소프트웨어적으로 연결 수를 확장하는 기술이 개발돼 현재 상용화 단계에 이르렀다.

UWB의 상용화와 물리보안 산업의 혁신적 전환

▲슈프리마 최성빈 전무, 기술연구소장[사진=슈프리마]

UWB 기술은 다양한 산업 분야를 혁신적으로 변화시키고 있다. 물리보안 시장에서는 약 3년 전부터 UWB가 거론되기 시작했고, 그동안 UWB를 출입통제 시스템에 적용하는 과정에서 존재했던 도전적 과제들을 해결하기 위한 연구와 기술 개발이 꾸준히 진행됐다. 이제는 출입통제 시스템에 UWB 기술을 융합할 수 있을 정도로 모든 기술이 상용화 단계에 이르렀다. UWB 기반의 진정한 워크스루를 구현함으로써 보안 산업에서도 편리함과 보안성을 동시에 강화할 수 있는 혁신적인 전환이 이루어질 것이다.

더 나아가 UWB의 정확한 실내 위치 추적 기술은 방문자 위치 모니터링, 대규모 행사의 인원 관리, 은행 내의 개인 및 자산 이동 추적 등 보안을 강화할 수 있는 더 넓은 범위에서의 활용 가능성을 제시하고 있고, 감시 카메라 및 침입 탐지 센서 등과 연동해 상황 인식 및 예방적인 위협 대응능력이 향상된 통합보안 시스템을 구축할 수 있게 될 것이다.
[글_최성빈 전무, 슈프리마 기술연구소장]

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