CC BY
63
ТЕХНОЛОГИЯ NFC. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ. ОСНОВНЫЕ
ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ
А.В. Свищёв, старший преподаватель А.А. Трофимова, студент
МИРЭА - Российский технологический университет (Россия, г. Москва)
DOI:10.24412/2500-1000-2022-11-2-138-141
Аннотация. В данной статье рассмотрена история технологии NFC. Актуальность данного исследования не вызывает сомнения, так данная технология может дать организации конкурентное преимущество на рынке. На основании данного исследования, выявлено что технология NFC очень популярна и удобна для бесконтактной оплаты. В течение ближайших 10 лет спектр применения электронных устройств с поддержкой технологии NFC, несомненно, существенно расширится.
Ключевые слова: NFC, RFID, связь ближнего поля.
Технологии NFC на сегодняшний день является приоритетно развивающейся беспроводной технологией, благодаря повышению потребности в быстром способе взаимодействия различных средств техники и связи.
Near Field Communication (NFC) - это удивительная технология, которая помогает вам взаимодействовать как с людьми, так и с вещами вокруг вас способами, ко-
торые вы не можете себе представить, пока не начнете использовать эту технологию.
При использовании NFC (физически при прикладывании своего устройства с поддержкой NFC к чему-то, что содержит метку NFC (рис. 1)) вы получаете преимущества в эффективности, которые экономят как время, так и деньги [1].
Gl
Рис. 1. Метка NFC
Каждый может использовать NFC - как разработчики, так и любители. Эта статья поможет вам получить представление о том, как появилась технология NFC и как она может дать вашей организации конкурентное преимущество на рынке.
Сначала мы рассмотрим историю развития технологии NFC, её долю на рынке, а после исследуем
История технологии NFC берет свое начало 17 мая 1983 года. Тогда электротехник Чарльз Уолтон получил первый патент на «портативный радиочастотный излучатель-идентификатор» (RFID) [1].
Однако впервые публично технология была представлена в марте 2004 года, когда Nokia, Philips и Sony объявили о создании NFC Forum - некоммерческой ассоци-
ации по стандартизации и продвижению технологии NFC с целью разработки и стандартизации интерфейса взаимодействия различных устройств, основанного на касании.
Впоследствии в 2006 году NFC Forum выпустил первые спецификации стандартов для NFC-устройств, появилась элементная база для них, а следом и первые устройства [5].
В 2011 году компания Google демонстрирует NFC как инструмент для обмена контактами, URL-адресами, приложениями или видео.
По итогам 2011 года во всём мире было продано 30 млн мобильных телефонов с поддержкой NFC, а произведено и выпущено в продажу около 40 NFC-моделей. IMS Research спрогнозировали, что к 2012 году в мире было продано 80 млн мобильных телефонов с поддержкой NFC и около 300 млн NFC-чипсетов, а к 2015 году эти показатели достигли 400 млн и 1200 млн, соответственно.
На мировой рынок в 2012 г. было поставлено 125 млн NFC-телефонов, и 147 млн элементов безопасности NFC (secure elements) по данным ABI Research.
2013 год считается прорывным в истории NFC из-за сделки с компанией Visa в сфере мобильных платежей. Тогда весь мир узнал о данной технологии.
Уже в 2015 году компания Apple создаёт свою систему быстрых платежей Apple Pay, а позже в том же году Google пред-
ставляет Android Pay в качестве конкурента первой.
По данным аналитиков «Евросеть» в 2014 году доля смартфонов с поддержкой NFC на российском рынке выросла до 18%, а их доля в выручке от продаж за год увеличилась с 30% до 35%. Такая большая разница объясняется тем, что смартфоны с поддержкой NFC вдвое дороже аппаратов без этой функции, а их средняя стоимость составляет порядка 17 000 рублей. Причем, если средняя цена телефонов без NFC за год уменьшилась на 7%, то стоимость смартфонов с использованием этой технологии осталась без изменений. На текущем этапе развития технологии по статистике каждый четвёртый человек в России использует NFC для оплаты покупок или передачи данных ежедневно. С учётом популярности и удобства бесконтактной оплаты в течение ближайших 10 лет спектр применения электронных устройств с поддержкой технологии NFC, несомненно, существенно расширится. Анализ вышеприведённых данных отражён на рисунке 2.
По этой теме неоднократно высказывался ведущий эксперт Дэвид деКозан, вице-президент компании Cubic Transportation Systems: Значительная доля оплаты проезда на общественном транспорте в будущем будет принадлежать решениям на базе мобильных телефонов (NFC) - сообщил Дэвид деКозан аналитикам компании IDtechex.
Рис. 2. Темпы развития производства устройств с поддержкой NFC с 2010 по 2021 гг.
По современным меркам технологию можно считать очень молодой, однако она
уже достаточно часто встречается в реальных продуктах и сервисах.
Весь функционал данной технологии заложен в её названии: Near Field Communication, что означает связь ближнего действия. Но это не обычная передача данных по радиоволне. В отличие от Wi-Fi и Bluetooth NFC сложнее устроен. В основе лежит электромагнитная индукция. Вспомним, что это за явление и что лежит в его основе.
Электромагнитная индукция - явление возникновения электрического тока, электрического поля или электрической поляризации при изменении магнитного поля во времени или при движении материальной среды в магнитном поле. Величина электродвижущей силы не зависит от того, что является причиной изменения потока — изменение самого магнитного поля или
движение контура (или его части) в магнитном поле. Электрический ток, вызванный этой ЭДС, называется индукционным током.
Электромагнитная индукция определяет существенное различие между NFC и Bluetooth/Wi-Fi. Первая технология может использоваться для питания электрическим током пассивных компонентов, а также просто для отправки данных. Из этого можно сделать вывод, что пассивные устройства не требуют собственного источника питания. Взамен они могут получать питание от электромагнитного поля, создаваемого активным NFC-устройством, когда оно входит в зону действия, что подробно изображено на рисунках 3 и 4.
Рис. 3. Схема процесса работы технологии NFC при прикладывании карты и специальному устройству считывания волн
Рис. 4. Подробная схема процесса связи двух устройств с поддержкой NFC
В физическом смысле NFC представля- сти, закреплённую внутри технического ет собой маленькую катушку индуктивно- устройства.
Как и в технологии бесконтактных карт, в NFC используется индуктивная связь между двумя расположенными рядом рамочными антеннами с сердечником эффективно образующими трансформатор. Поскольку расстояния крошечны по сравнению длиной электромагнитного излучения (радиоволн) этой частоты (около 22 метров), взаимодействие происходит в «ближнем поле».
Почему 22 метра? Рассмотрим этот вопрос с точки зрения физики.
NFC работает на частоте v = 13, 56 МГц в «ближнем поле». «Ближнее поле» - это область (радиус действия), расположенная на расстоянии сильно меньшем, чем X, это расстояние вычисляется по формуле:
с
Х = -
Где c - скорость света в вакууме, с = 299 792 458 м/с. Подставив значения в формулу, получим X = 22,11 м.
Работа технологии NFC описана в стандарте ISO/IEC 14443.
ISO/IEC 14443 - стандарт, описывающий частотный диапазон, метод модуляции и протокол обмена бесконтактных пассивных карт (RFID) ближнего радиуса действия (до 10см) на магнитосвязанных индуктивностях.
В заключение хотелось бы отметить, что технология NFC по сей день далека от совершенства и не является единственным решением на рынке, но удобство и потенциал развития делают её наиболее востребованной среди конкурентов в сфере беспроводной передачи данных.
v
Библиографический список
1. Near Field Communication Википедия. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Near_Field_Communication (Дата обращения 04.10.2022).
2. Robert R. Sabella «NFC for Dummies».
3. Vedat Coskun, Kerem Ok, Busra Ozdenizci «Near Field Communication (NFC): From Theory to Practice».
4. Near Field Communication // Wikipedia. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://wikipedia.org/wiki/Near-field_communication (Дата обращения 04.10.2022).
5. Связь ближнего поля. - [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://en.wikipedia.org/wiki/Near-field_communication (Дата обращения 04.10.2022).
NFC TECHNOLOGY. HISTORY OF TECHNOLOGY DEVELOPMENT. BASIC PRINCIPLES OF OPERATION
A.V. Svishchev, Senior Lecturer
A.A. Trofimova, Student
MIREA - Russian Technological University
(Russia, Moscow)
Abstract. This article discusses the history of NFC technology. The relevance of this study is beyond doubt, as this technology can give the organization a competitive advantage in the market. Based on this study, it was revealed that NFC technology is very popular and convenient for contactless payment. Over the next 10 years, the range of applications of electronic devices with support for NFC technology will undoubtedly expand significantly. Keywords: NFC, RFID, near field communication.
