Mis on NFC ja kuidas see töötab. Korrigeerime alused?

Tere, Habr kasutajad! Tutvustan teile artikli "Mis on NFC ja kuidas see töötab" autor Robert Triggs. Tundub, et miks peaks originaali autor sellest teemast 2019. aastal kirjutama ja mina tõlkima 2020. aasta alguses? Täna on NFC leidnud oma tõelise elujõu ja see ei ole enam ainult geekide tehnoloogia võtmetokenite jaoks. Nüüd on see seotud maksete ja osaliselt ka nutikodu ja nutika tootmisega. Seega, miks mitte uuesti vaadata juba läbitud teemat, mis on kellelegi võib-olla uus?

NFC on kiiresti arenev traadita tehnoloogia, mida edendab online-makssystemide, nagu Samsung Pay ja Google Pay, areng. Eriti fookuses on nutitelefonid, sealhulgas lipulaevade ja isegi keskklassi seadmed. Võib-olla olete seda mõistet varem kuulnud, aga mida see NFC täpselt endast kujutab? Selles osas uurime, mis see on, kuidas see töötab ja milleks seda kasutatakse.

NFC tähistab "Near Field Communication" ("Lähedase välja suhtlemine") ja, nagu nimi ütleb, võimaldab see lühikese vahemaa suhtlust ühilduvate seadmete vahel. Selleks on vajalik vähemalt üks seade signaali edastamiseks ja teine vastuvõtmiseks. Mitmed seadmed kasutavad NFC standardit ja need võivad olla passiivsed või aktiivsed.

Passiivsed NFC-seadmed sisaldavad silte ja muid väikeseid saatjaid, mis edastavad teavet teistele NFC-seadmetele ilma enda toiteallika kasutamiseta. Kuid nad ei töödle teistest allikatest saadud teavet ega suhtle teiste passiivsete seadmetega. Neid kasutatakse sageli interaktiivsete märkide jaoks seintel või näiteks reklaamides.

Aktiivsed seadmed suudavad andmeid edastada või vastu võtta ning vahetada andmeid omavahel ja passiivsete seadmetega. Praegu on nutitelefonid kõige levinum aktiivne NFC-seade. Ka ühistranspordi kaartide lugerid ja kontaktivabad makseterminalid on head näited sellest tehnoloogiast.

Kuidas NFC töötab?

Nüüd me teame, mis on NFC, aga kuidas see töötab? Nagu Bluetooth, Wi-Fi ja muud traadita signaalid, töötab NFC raadiolainete infovahenduse põhimõttel. Lähivälja kommunikatsioon on üks standarditest andmete traadita edastamiseks. See tähendab, et seadmed peavad vastama teatud spetsifikatsioonidele, et omavahel korralikult suhelda. NFC tehnoloogia põhineb vanadel RFID (raadiosageduse tuvastamise) ideedel, kus teabe edastamiseks kasutati elektromagnetilist induktsiooni.

See toob välja olulise erinevuse NFC ja Bluetoothi/Wi-Fi vahel. Esimene võib induktsioneerida elektrit passiivsetes komponentides (passiivne NFC) ning samuti lihtsalt edastada andmeid. See tähendab, et passiivsed seadmed ei vaja oma toiteallikat. Selle asemel saavad nad toidet aktiivse NFC tekitatud elektromagnetilisest väljast, kui see siseneb nende tegevuspiirkonda. Kahjuks ei paku NFC tehnoloogia piisavalt induktiivsust meie nutitelefonide laadimiseks, kuid juhtmevaba laadimine QI põhinendab oma töötamisel umbes samadel põhimõtetel.

NFC andmeedastus sagedus on 13,56 megahertsi. Sa saad edastada andmeid kiirusel 106, 212 või 424 kbit/s. See on piisavalt kiire andmete edastamiseks — alates kontaktandmetest kuni piltide ja muusika vahetamiseni.

Et määrata, millist tüüpi teavet saab seadmete vahel vahetada, on NFC standardil praegu kolm erinevat töörežiimi. Võib-olla kõige levinum kasutus (NFC) nutitelefonides on peer-to-peer režiim. See võimaldab kahel NFC toega seadmel omavahel erinevat teavet vahetada. Selles režiimis vahetavad mõlemad seadmed andmete edastamisel aktiivse ja vastuvõtmisel passiivse režiimi.

Lugemise/kirjutamise režiim on ühes suunas andmeedastus. Aktiivne seade, võib-olla sinu nutitelefon, ühendub teise seadmega, et sealt teavet lugeda. Reklaamitagid NFC kasutavad samuti seda režiimi.

Viimane töörežiim on kaardi emulatsioon. NFC seade toimib nagu nutikas või kontaktiteta krediitkaart maksete tegemiseks või ühistranspordi maksesüsteemide juurde pääsemiseks.

Võrdlus Bluetoothiga

Nii et milles siis NFC erineb muudest traadita tehnoloogiatest? Võite arvata, et NFC ei ole eriti vajalik, arvestades, et Bluetooth on laiemalt levinud ja on olnud juhtiv jõud juba aastaid (ja muide, domineerib eelpool mainitud nutikodu ja nutika tootmise süsteemides). Sellegipoolest on nende vahel mitmeid olulisi tehnilisi erinevusi, mis annavad NFC-le teatud olulisemaid eeliseid teatud olukordades. NFC põhijõud on see, et see vajab oluliselt vähem energiat kui Bluetooth. See muudab NFC ideaalseteks passiivseteks seadmeteks, nagu eelpool mainitud interaktiivsed sildid, kuna need toimivad ilma peamise toiteallikata.

Kuid energiasäästul on mitu olulist puudust. Esiteks on edastuskaugus palju väiksem kui Bluetoothil. Kui NFC töötab 10 cm, vaid mõne tolli kaugusel, siis Bluetooth edastab andmeid rohkem kui 10 meetri kauguselt allikast. Veel üks puudus on see, et NFC on natuke aeglasem kui Bluetooth. See edastab andmeid maksimaalses kiirusel vaid 424 kbit/s võrreldes 2,1 Mbit/s Bluetooth 2.1 või umbes 1 Mbit/s Bluetooth Low Energy puhul.

Aga NFC-l on üks suur eelis: kiirem ühendamine. Induktiivse ühenduse ja käsitsi paarituse puudumise tõttu kulub kahe seadme vahelise ühenduse loomine vähem kui üks kümnendik sekundist. Kuigi kaasaegne Bluetooth ühendab suhteliselt kiiresti, on NFC siiski väga mugav teatud stsenaariumites. Ja kuigi mobiilimaksed on selle vaieldamatu rakendusala.

Samsung Pay, Android Pay ja Apple Pay kasutavad NFC tehnoloogiat — kuigi Samsung Pay töötab erineval põhimõttel, erinevalt teistest. Samas kui Bluetooth töötab paremini seadmete ühendamiseks failide edastamiseks/vahetamiseks, kõlarite ühendamiseks jne, loodame, et NFC-l on alati koht sellel maailmas, tänu kiiresti arenevatele mobiilimaksete tehnoloogiatele.

Üks küsimus Habrile — kas te kasutate oma projektides NFC-tokenid? Kuidas täpselt?

Allikas: habr.com