버스 카드를 처음 사용했을 때 좀 떨었던 기억이 난다. 버스 카드가 첫 선을 보였던 것은 내가 군대에 가있던 시절이니 한 2001년쯤 되었을 것이다. 카드를 처음 사용하던 날에 걱정, 불안, 초조, 기대를 안고 버스에 타서 카드를 찍을 때 나는 삑 소리에 나도 모르게 안도의 한숨을 내쉬었다. 아마 이게 정말 될 것인가?란 의문을 가지고 있던 모양이었다.
그 때부터 지금까지 가지고 있던 의문은 "과연 이게 어떤 원리로 되는 것일까? " 이다.
카드를 긁는 것도 아니고 안에 내장된 ic 카드를 읽는다고 하던데 도대체 어떻게 읽을 수가 있는 것일까.
그 원리는 바로
< 기계적 원리 >
최근 일반 승차권이나 정액권 대신 "교통카드(버스카드)"를 사용하는 사람이 늘고 있습니다. 이 카드는 잔돈 계산에 신경쓸 필요가 없는 데다, 귀찮게 지갑에서 꺼내지 않아도 그냥 지갑채 갖다대기만 하면 처리가 되므로 매우 편리합니다. 일부 승객의 경우 교통카드를 굳이 지갑에서 꺼내어 사용하고 있는데, 지갑 뿐 아니라 심지어 핸드백 깊숙히 넣어 두고도 요금 처리가 가능하다고 합니다.
그런데, 어떻게 카드를 갖다 대기만 해도, 심지어 지갑 속의 카드까지도 인식하여 처리하는 것일까요?
교통카드를 처음 보았을 때는 이것이 무슨 바코드의 일종이 아닐까 생각하게 됩니다. 슈퍼마켓의 계산대에서 상품을 갖다대기만 해도 가격이 입력되는 장치와 무슨 연관이 있지 않을까 생각한 것입니다. 그러나, 카드에는 바코드가 인쇄되어 있지 않습니다. 게다가 바코드라면 카드에 저장된 요금을 수정할 수 없습니다. 여기에는 바코드와는 다른 기술이 사용되었습니다.
바로 무선주파수 입니다. 쉽게 말해 전파를 사용해 카드 내부의 IC 칩과 단말기 간에 교신이 이루어지는 것입니다. 이는 휴대전화(핸드폰)와 기지국과의 통신과 원리가 같습니다. 이 기술은 "라디오파 확인(RFID)"라 불립니다.
엉뚱하게도, 세계 1차 대전때 개발된 기술로써, 적군 비행기와 아군 비행기를 구분하는 데 사용되었다고 합니다. 아군 비행기마다 최초의 교통카드(?)라 할 수 있는 장치를 설치하고, 지상의 미사일 기지에서는 끊임없이 "우리편이냐?" 하는 전파를 내보냅니다. 이 전파에 "그래" 하고 제대로 응답하는 비행기만 아군으로 판단하고 공격하지 않았다고 합니다.
현재 우리가 사용하는 교통카드도 같은 방식입니다. 게이트마다 설치된 단말기가 끊임없이 "600원을 내라"는 전파를 내보내고, 이 전파를 교통카드가 받아들여, 카드에 충전된 금액에서 600원을 공제한 다음, "600원을 냈다"라는 전파를 내보냅니다. 이를 단말기가 받아들이고 게이트를 열어주는 것입니다.
만약 충전된 금액이 부족하여 카드가 "600원을 못 냈다"라는 전파를 내보낼 경우, 단말기는 문을 열어주지 않습니다.
충전기도 단말기와 비슷한 기계이나, "10000원을 넣어줄께" 라는 전파를 내보낸다는 점이 다릅니다.
여기서 한가지 의문점이 더 생깁니다. 카드가 응답하는 전파를 내보낸다고 했습니다. 전파를 내보내려면 동력원인 전기가 있어야 합니다. 그런데 카드 어디에도 건전지는 달려 있지 않으며, 교환하지도 않습니다. 그럼 이 카드는 어디서 전기를 얻을까요?
여기에는 "전자기 유도 현상" 이 사용됩니다. 전자기 유도 현상은 자기장과 코일을 가까이 하면 코일에 순간적으로 전류가 흐르는 현상으로써, 자석과 코일을 가까이 했다가 멀리 했다가 하는 동작을 반복하여 계속적으로 전류가 흐르게 하는 기계가 바로 발전기입니다.
교통카드 모서리에는 전선이 여러 번 감겨 코일을 이루고 있습니다. 단말기는 주기적으로 세기가 변하는 자기장을 내보냅니다. 이 자기장과 코일을 근접시키면 코일에 전류가 흐르게 되고, 이 전류가 IC 칩을 작동시키게 되는 것입니다. 단말기에서 내보내는 자기장의 세기가 주기적으로 변하는 이유는, 코일에 전류가 지속적으로 흐를 수 있게 하기 위해서입니다.
< 요금처리 >
수금단말기에는 게임 팩처럼 생긴 소형 저장장치가 연결되어 있어, 이곳에 받은 요금이 얼마인지를 저장합니다. 버스회사에서는 이 팩을 대행업체에 연결해, 저장된 만큼의 돈을 업체로부터 받습니다. 물론 일정액의 수수료가 제해집니다. 대행업체는 수수료 외에도 단말기의 장비임대료를 받습니다.
충전단말기의 경우는 충전하기 전 먼저 대행업체의 서버에 접속한 다음, 카드에 얼마를 충전해 주었는지를 전송합니다. 서버는 이 내용을 기억해 두었다가 충전소에서 그 돈을 받습니다. 물론 일정액의 수수료를 충전소에 지급합니다.
