NFC چطور کار می‌کند؟

نارنجی: وقتی صحبت از NFC در اکو سیستم موبایل می‌شود، اغلب درباره پرداخت‌های الکترونیک می‌شنویم زیرا این، مهمترین کاربرد NFC در آینده است. ولی NFC در دستگاه‌های موبایل کاربردهای دیگری هم دارد که برخی از آنها هم‌اکنون نیز در دسترس هستند. مثلاً برای شناسایی دو تلفن هوشمند و انتقال عکس، یا هماهنگ کردن هدست بلوتوث با تلفن نیز می‌توان از NFC استفاده کرد.

NFC به معنای «ارتباط میدانی با بُرد کوتاه» است؛ مجموعه‌ای از استانداردها برای تلفن‌های هوشمند یا هر دو دستگاه دیگری که قرار است از طریق نزدیک شدن (فاصله صفر تا پنج سانتی‌متر) با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. این مجموعه استانداردها شبیه 802.11b یا 802.11n برای وای-فای است، یعنی پروتکل‌هایی را برای ارسال و دریافت اطلاعات تنظیم می‌کند.

کاربردهای NFC شامل پرداخت‌های الکترونیک (مثلاً با استفاده از گوگل والت)، تبادل اطلاعات در فاصله‌های کوتاه (مثلاً لمس دو تلفن برای تبادل عکس) و ساده‌سازی راه‌اندازی وای-فای و بلوتوث است. در عین حال، برقراری ارتباط میان یک دستگاه NFC و یک "چیپ NFC بدون منبع انرژی" که به آن tag گفته می‌شود نیز ممکن است.

برای اینکه تلفن هوشمند شما بتواند با دستگاه‌های دارای NFC ارتباط برقرار کند، بایستی از چیپ NFC برخوردار باشد. تکنولوژی NFC بر اساس "شناسایی فرکانس رادیویی" (RFID) ساخته شده که به یک گجت امکان می‌دهد تا به گجتی دیگر امواج رادیویی ارسال کند و پس از شناسایی یکدیگر، عملیات مشخصی بین آنها انجام شود.

دو دستاورد NFC، مصرف انرژی بسیار اندک و امنیت نسبی مناسب است. اگر کسی بخواهد از طریق NFC به دستگاه شما رخنه کند و یا در ارتباط NFC دستگاه شما با یک دستگاه دیگر اخلال به وجود بیاورد، بایستی بسیار به گجت شما نزدیک شود که این کار بدون جلب توجه و مشکوک کردن شما، تقریباً ممکن نیست.

NFC و بلوتوث  

از میان ارتباطات رادیویی موجود در تلفن‌های هوشمند، NFC و بلوتوث بُرد کوتاه‌تری دارند. اولی در حد چند سانتی‌متر و دومی تا چند متر. NFC برای پرداخت‌های الکترونیکی بهتر است و بلوتوث برای انتقال فایل‌ها. فرکانس کاری NFC معادل 13.56 مگاهرتز است که نسبت به بلوتوث با فرکانس 2.5 تا 2.5 گیگاهرتز خیلی کمتر است.

به خاطر همین تفاوت فرکانس است که بلوتوث می‌تواند از انتقال‌های سریع در دامنه چند متر پشتیبانی کند. اما NFC با بُرد کوتاهش نظر بسیاری از کمپانی‌ها از جمله گوگل، مایکروسافت، و کمپانی‌های ارائه دهنده کارت‌های اعتباری را به سوی پرداخت با کیف پول الکترونیک جلب کرده.

البته NFC می‌تواند کاربردهای دیگری هم داشته باشد. به عنوان مثال سونی و سامسونگ در حال کار بر روی تگ‌های NFC هستند که با نصب آنها در خانه، اتومبیل، محل کار، فروشگاه‌ها و بسیاری مکان‌های دیگر، می‌توان از NFC به عنوان ماشه‌ای برای برقراری ارتباط و انجام بعضی کارها یا دریافت یک سری اطلاعات استفاده کرد. کافی است تلفن همراه خود را به تگ نزدیک کنید، تا به طور خودکار ماشه چکیده شود.

آنتن NFC  

پس فهمیدیم که NFC یک روش برای ارتباط بین وسایل، در فاصله کوتاه است. اگر درباره آنتن‌ها اطلاعاتی داشته باشید می‌دانید که هر کدام با فرکانس عملیات خاصی کار می‌کنند. در مورد NFC این فرکانس 13.56 مگاهرتز است که فرکانس پایینی در مقایسه با فرکانس بلوتوث به شمار می‌رود.

طول موج این فرکانس 22 متر است و این به آن معنا است که یک آنتن نیم‌موج مناسب برای دریافت و ارسال از طریق NFC باید 11 متر طول داشته باشد. عین روز روشن است که آنتن‌های NFC تلفن‌های هوشمند نمی‌توانند این اندازه باشند. از طرفی اگر آنتنی نباشد، ارتباطی هم نیست و کیف پول دیجیتال هم معنا نخواهد داشت.

چالش بزرگ این است که بتوان در حجمی کوچکتر از 5٪ از طول موج، آنتن مناسبی جا داد و بر اساس تئوری آنتن‌ها می‌دانیم که از چنین آنتن کوچکی نمی‌توان انتظار ایجاد موجی را داشت. بنابراین آنتن‌های قدیمی در اینجا به کار نمی‌آیند و در نتیجه آنتن‌های NFC اصلاً آنتن واقعی نیستند. پس چه هستند؟

آنتن NFC در حقیقت یک القاگر (Inductor) است. القاگرها می‌توانند طوری ساخته شوند که با همدیگر کار کنند؛ یعنی با جفت شدن متقابل. بنابراین وقتی میدان مغناطیسی یک القاگر از نزدیکی دیگری عبور کند، یک جریان القایی در دومی ایجاد می‌شود. یعنی یک انتقال انرژی بدون تماس؛ دقیقاً همان چیزی که به درد NFC می‌خورد.

از این رو آنتن NFC در حقیقت نه یک آنتن بلکه یک القاگر بزرگ است و هر چه این القاگر بزرگتر ساخته شود، کیفیت ارتباط بهتر می‌شود. البته به این معنا نیست که فقط با یک چیپ کار ما راه می‌افتد، چون بُرد آن به زحمت از خودِ چیپ فراتر می‌رود. بنابراین در صورت لزوم می‌توان میدان آن را به طریقی (مثلاً با سیم‌پیچی به دُور آن) تقویت کرد.

یک دریافت کننده NFC (مثلاً دستگاه پرداخت وجه در فروشگاه) از طریق القاگر خود که با فرکانس 13.56 کار می‌کند، یک میدان مغناطیسی را به وجود می‌آورد. پس وقتی تلفن هوشمند خود را به دریافت کننده نزدیک کنید، باعث القا در آن و برقراری ارتباط می‌شود.

NFC در تلفن‌های هوشمند  

به نظر می‌رسد که در برخی از موارد، NFC در حقیقت فقط به عنوان چیپ شناسایی کار می‌کند و تبادل داده‌های سنگین از طریق بلوتوث یا وای-فای انجام می‌شود. مثلاً‌ برای ارسال سریع عکس با گلکسی اس 3 شما ابتدا باید NFC را فعال کنید، بعد دو تلفن سامسونگ را که قابلیت S Beam دارند از ناحیه پشت (محل قرارگیری چیپ NFC) به هم بچسبانید تا همدیگر را شناسایی کنند، و سپس با تأیید لمسیِ شما کار انتقال انجام می‌شود؛ اما از آنجا که برای ارسال فایل از Wi-Fi Direct استفاده می‌شود، می‌توانید دو تلفن را از هم دور کنید و خیال‌تان راحت باشد که ارسال مختل نمی‌شود.

اما در مواردی مثل پرداخت الکترونیک، از آنجایی که فقط حجم اندکی داده منتقل می‌شود، کار انتقال می‌تواند از طریق خود چیپ NFC انجام بگیرد.