교통카드 작동원리

교통카드는 어떤 방식으로 동작하는 것일까?

몇 년 전까지만 해도 버스 탈 때 요금을 내기 위해서 현금을 넣고 다니거나 회수권을 사가지고 다녔다.. 그러나 요즘은 교통카드만 갖다 대면 모든 게 해결된다. 잔돈 계산에 신경 쓸 필요가 없는 데다 귀찮게 지갑에서 카드를 꺼내지 않아도 지갑이나 가방째 갖다 대기만 하면 쉽게 처리된다. 더구나 환승을 할 때는 더욱 요긴하게 쓰인다. 이처럼 편리하게 쓰이는 교통카드는 어떻게 작동하기에 핸드백 깊숙이 넣어도 요금이 처리되는 것일까.

▲ 교통카드는 '전파 식별'이라는 기술로 카드 내부 IC칩과 단말기가 데이터를 교환한다.
사람들은 흔히 교통카드를 바코드의 일종으로 생각한다. 하지만 교통카드는 바코드도 없거니와 흰 줄과 검은 줄을 이용해서 고유 번호를 표시하는 바코드와는 기술이 다르다. 그 숨은 비결은 무선주파수에 의한 상호통신. ‘전파 식별(RFID:Radio Frequency Identification)’이라 부르는 이 기술은 전파 신호를 통해 직접 접촉하지 않아도 교통카드 내부의 IC 칩과 단말기가 서로 데이터를 교환할 수 있는 방식이다.

지하철 개찰구를 예로 들어보자. 우리가 지하철을 타려고 안으로 들어가려면 개찰구마다 설치된 단말기에서 ‘요금을 내라’는 전파를 내보낸다. 이 전파를 교통카드가 받아들여 카드에 충전된 금액에서 요금을 공제한 다음 ‘요금을 냈다’라는 전파를 보낸다. 이를 단말기가 받아들이고 문을 열어준다.

만 약 충전된 금액이 부족하거나 사용이 정지된 불량카드일 경우 ‘요금을 내지 않았다’라는 전파를 보내 단말기 문을 열어주지 않는다. 방송국에서 보내온 전파를 라디오가 수신하여 음악을 들을 수 있는 것과 같은 방법이다. 단지 교통카드는 방송국처럼 전파가 멀리 가지 못한다는 차이만 있을 뿐이다.

여기서 한 가지 의문이 생긴다. 전파를 보내기 위해서는 동력원인 전기가 있어야 하는데 플라스틱인 교통카드는 배터리가 없다. 교통카드에 배터리가 있다면 휴대폰처럼 주기적으로 충전을 시켜주어야 하지만 교통카드는 그럴 필요가 없다. 주위에서 볼 수 있는 교통카드충전소란 IC 칩 내부의 금액에 관련된 정보를 변경하는 것이지 전기를 충전시키는 것은 아니다.

그럼 어떻게 전파를 내보낼 수 있을까? 여기에는 물리법칙이 숨어 있다. ‘전자기 유도 현상’이 바로 그것. 전자기 유도 현상은 자기장과 코일을 가까이하면 코일에 순간적으로 전류가 발생하는 것을 말한다. 즉 개찰구 단말기 주변에는 강한 자기장이 흐르고 있어서 교통카드를 가까이 가져가면 카드에 전류가 발생하고 그것이 IC 칩을 작동시켜 카드와 단말기 사이의 정보를 주고받을 수 있게 한다. 실제로 교통카드를 분해해 보면 모서리에 코일이 내장돼 있고 코일 끝에는 정보를 저장해 두는 IC 칩이 연결되어 있다. 교통카드 수신기가 설치된 버스의 경우에는 버스 노선에 따라 설치된 무선 네트워크를 통해서 연결된 컴퓨터를 이용한다.

부가적으로 신용카드, 현금카드, 지하철 승차권 등은 자기인식 방식이 이용되고 있다. 현금인출기나 카드판독기에 카드를 통과시키면 카드에 기록된 자기정보가 카드판독기의 코일에 전기신호를 유도한다. 이 신호는 판독기 내부로 흘러 2진수 특정코드로 변환돼 카드에 담겨진 정보를 입력받는다.

교통카드는 코일 안테나를 이용한 무선주파수 통신이므로 카드 주변에 무선통신을 방해하는 은종이 등이 있으면 통신이 잘 되지 않는다. 은종이가 든 담뱃갑 사이에 교통카드를 끼워 단말기에 대면 먹통이 된다는 사실! 궁금하면 직접 한번 해보시도록.