Какво е NFC и как работи. Да освежим основите?

Здравейте, потребители на Хабра! Представям ви превод на статията «Какво е NFC и как работи» с автор Робърт Тригс. Изглежда, че е странно, защо авторът на оригинала пише по тази тема през 2019 г., а аз превеждам на прага на 2020 г.? Днес NFC придоби своята реална форма и престана да бъде гиковска технология за токени. Сега това е и плащания, и отчасти умни домове и интелигентно производство. Затова — защо да не повторим миналото, а за някого и да започнем нещо ново?

NFC е приоритетно развиваща се безжична технология, благодарение на развитието на системи за онлайн плащания, като Samsung Pay и Google Pay. Особено, когато става въпрос за флагмански устройства и дори (смартфони) от среден клас. Може би сте чували този термин преди, но какво всъщност представлява NFC? В тази част ще разгледаме какво е то, как работи и за какво го използват.

NFC се разшифрова като «Near Field Communication» («Комуникация на близко поле») и, както подсказва името, осигурява свързаност на кратки разстояния между съвместими устройства. За това е необходимо най-малко едно устройство за предаване и друго — за получаване на сигнала. Някои устройства използват стандарт NFC и могат да бъдат пасивни или активни.

Пасивните устройства NFC включват етикети и други малки предаватели, които изпращат информация на други NFC устройства без нужда от собствен източник на енергия. Въпреки това те не обработват никаква информация, изпратена от други източници, и не се свързват с други пасивни устройства. Често се използват за интерактивни знаци на стени или, например, рекламни обяви.

Активните устройства могат да изпращат или получават данни и да обменят информация помежду си, както и с пасивни устройства. В момента смартфоните са най-разпространената форма на активно NFC устройство. Читателите на карти за обществен транспорт и сензорните терминали за плащане също са добри примери за тази технология.

Как работи NFC?

Сега знаем какво е NFC, но как работи това? Както Bluetooth, Wi-Fi и други безжични сигнали, NFC работи на принципа на предаване на информация чрез радиовълни. Безжичната комуникация на близко поле е един от стандартите за безжично предаване на данни. Това означава, че устройствата трябва да отговарят на определени спецификации, за да взаимодействат правилно помежду си. Технологията, използвана в NFC, е базирана на стари идеи от RFID (радиочестотна идентификация), при които за предаване на информация се използва електромагнитна индукция.

Това отбелязва едно съществено различие между NFC и Bluetooth/WiFi. Първият може да се използва за индукция на електрическа енергия в пасивни компоненти (в пасивен NFC), както и просто за изпращане на данни. Това означава, че пасивните устройства не изискват собствен източник на захранване. Вместо това те получават енергия от електромагнитното поле, създавано от активния NFC, когато влиза в обхвата. За съжаление, технологията NFC не осигурява достатъчна индуктивност за зареждане на нашите смартфони, но безжичното зареждане QI е основано на приблизително същия принцип.

Честотата на предаване на данни по NFC е 13,56 мегахерца. Можете да изпращате данни със скорост 106, 212 или 424 кбит/с. Това е достатъчно бързо за диапазона на предаване на данни — от контактна информация до обмен на изображения и музика.

За да се определи какъв тип информация ще бъде налична за обмен между устройствата, стандартът NFC в момента предлага три различни режима на работа. Вероятно най-разпространеното приложение на NFC в смартфоните е режимът на пиринговата свързаност. Той позволява на две устройства с поддръжка на NFC да обменят различна информация помежду си. В този режим и двете устройства преминават между активно, когато изпращат данни, и пасивно, когато получават.

Режимът на четене/запис е еднопосочно предаване на данни. Активното устройство, вероятно вашият смартфон, установява връзка с друго устройство, за да прочете информация от него. Рекламните етикети на NFC също използват този режим.

Последният режим на работа е емуляция на карта. Устройството NFC функционира като интелигентна или безконтактна кредитна карта, за да извършва плащания или да се свързва със системите за плащане на обществения транспорт.

Сравнение с Bluetooth

И така, с какво NFC се различава от другите безжични технологии? Може да решите, че NFC не е толкова нужен, предвид че Bluetooth е по-разпространен и води през последните години (и, между другото, доминира в споменатите по-горе системи за умен дом и индустриално производство). Въпреки това, съществуват няколко важни технически разлики между тях, които придават на NFC значителни предимства в определени обстоятелства. Основният аргумент в полза на NFC е, че той изисква много по-малка консумация на енергия в сравнение с Bluetooth. Това прави NFC идеален за пасивни устройства, като споменатите преди това интерактивни етикети, тъй като те работят без основен източник на захранване.

Въпреки това, спестяването на енергия има редица сериозни недостатъци. По-специално, обхватът на предаване е значително по-малък, отколкото при Bluetooth. Докато NFC има работен диапазон от 10 см, само няколко инча, Bluetooth предава данни на разстояние малко над 10 метра от източника. Друг недостатък е, че NFC е малко по-бавен от Bluetooth. Той предава данни с максимална скорост от само 424 кбит/с в сравнение с 2,1 Мбит/с за Bluetooth 2.1 или около 1 Мбит/с за Bluetooth Low Energy.

Но NFC има едно основно предимство: по-бързо свързване. Поради използването на индуктивна свързаност и отсъствието на ръчно сдвояване, връзката между две устройства отнема по-малко от десета част от секундата. Докато съвременният Bluetooth се свързва доста бързо, NFC все пак е много удобно за определени сценарии. И колкото и да са безспорни мобилните плащания — това е неговата непреложима област за приложение.

Samsung Pay, Android Pay и Apple Pay използват технологията NFC — въпреки че Samsung Pay работи на различен принцип в сравнение с другите. Докато Bluetooth работи по-добре за свързване на устройства за предаване/обмен на файлове, свързване с колони и т.н., ние се надяваме, че NFC винаги ще намери своето място в този свят благодарение на бързо развиващите се технологии за мобилни плащания.

Между другото, въпрос към Хабра — използвате ли NFC тагове в вашите проекти? Как точно?

Източник: habr.com