04 - NFC

Introdução

NFC é a sigla, em inglês, para Near Field Communication e trata-se de uma tecnologia que permite a troca de informações entre dispositivos sem a necessidade de cabos ou fios (wireless), sendo necessária apenas a aproximação física (até 20 centímetros). Essa tecnologia pode ser aplicada aos telefones celulares permitindo: acesso aos transportes públicos (ex: Bilhete Único, utilizado em São Paulo), m-payments (pagamentos através do celular), m-ticketing (ingressos e entradas para eventos), mobile marketing (publicidade no celular), entre outros.

NFC é um padrão definido pelo NFC Forum, um consórcio global de companhias de hardware, software/aplicações, cartões de crédito, bancos, provedores, entre outros. Produtos com tecnologia NFC incorporada simplificarão drasticamente a maneira como os dispositivos irão interagir entre si, acelerando a velocidade de conexão, recebimento e compartilhamento de informações, além de ser uma maneira segura e rápida de realizar pagamentos.

Conceitos básicos

O NFC permite que um aparelho que contenha a tecnologia apresente as mesmas funções do "contactless card" porém com o incremento da função de tráfego de dados nos seguintes modos:

• Leitura de cartões.
• Conecção peer-to-peer.
• Emulador de cartões.

Fornecedores/desenvolvedores

A tecnologia NFC é baseada em um consórcio de várias multinacionais, sendo destacadas:

• Google
• HTC
• PayPal
• Visa
• Mastercard
• Nokia
• Qualcomm
• Sony Ericsson
• ST-Ericsson (Grenoble)
• Samsung

entre várias outras...

Cronologia

Pontos relevantes

• Tecnologia em fase final de consolidação. Segundo pesquisas de mercado, a consolidação massiva da tecnologia, globalmente falando, levará de 5 a 7 anos onde o número de usuários estará próximo de 600 Milhões.

• O consórcio da tecnologia é liderado pelas maiores empresas do mundo, não só no ramo das telecomunicações, mas também de comunicação visual, marketing, bancos e operadoras de cartão de crédito.

• Com o cooperativismo das empresas no desenvolvimento da tecnologia, o resultado esperado só pode ser sucesso total do NFC.

• Está sendo o foco principal de vários fabricantes de aparelhos celulares em todo o mundo.

• Outro ponto muito importante é que as operadoras telefônicas são completamente inativas no processo de consolidação dessa tecnologia, visto que o serviço NFC é fornecido pelos fabricantes de aparelhos, e não pelas companhias telefônicas, como é o caso do 3G por exemplo.

Funcionamento

• Video Explicativo:

[1]

Princípios básicos de funcionamento

Uma senóide RF é gerada pelo aparelho (NFC) para transmitir energia para o RFID TAG e buscar dados desse TAG. Quando o NFC de um aparelho é ativado, ele começa a gerar continuamente senoides periódicas na frequência central de 13.56 MHz. Se existir algum TAG nas proximidades (até 20cm) da área de fluxo magnético gerado pela senoide, o TAG então absorve energia desse fluxo magnético e cria uma contra frequência em relação a senoide. O aparelho então percebe esses mudanças na frequência e percebe o TAG fisicamente, ou seja, permite a troca de dados entre as partes envolvidas.

Fluxo de transmissão/recepção

O fluxo de transmissão de dados pode se dar de forma uni ou bidirecional, dependendo do tipo de serviço requisitado pelo usuário. O taxa de transmissão do NFC é de 424 Kbps o que vastamente satisfatório em se tratando de transmissão de dados. Um concorrente direto, se tratando de transmissão de dados, é o Bluetooth, porém mesmo este prometendo taxas maiores de transferência, visivelmente o NFC é mais rápido, por possuir menos perdas devido a sua curtíssima distância e por praticamente não possuir fase de inicialização. O vídeo demonstra melhor a tecnologia defendida: [2]

Topologia/arquitetura

Elementos

Os elementos presentes na micro rede NFC são:

• PDA
• RFID TAG´s
• NFC Receivers (Cartão de Crédito, Estacionamento, Controle de Entrada e Saída etc..)

Protocolos e tipos de acesso

• Os dois principais protocolos encontrados relacionados com o NFC é o:
• LLCP (Local Link Control Protocol).
• SNEP (Simple NDEF Exchange Protocol).

• O tipo de acesso, como se trata de um tipo de comunicação wireless, é feito pela interface aérea. O acesso pode transitar informações com segurança ou não, dependendo do tipo de operação que o aparelho está fazendo.

Estágio atual

O estágio atual e de crescimento pleno, visto que a tecnologia NFC já é uma tecnologia consolidada e sólida. Para muitos ele será apenas mais um, das dezenas de serviços integrados num PDA. O gráfico abaixo demonstra as perspectivas de crescimento e consolidação constante da tecnologia para os próximos anos:

Estado da arte

Abaixo esta mostrado o modem NFC que se assemelha muito a um cartão de memória microSD. Esta mostrado o local onde este modem teve que ser alocado internamente ao PCB para se obter um funcionamento correto.

Arquivo:Imag.jpg

Problemas

Nenhuma crítica negativa foi encontrada a respeito do NFC visto que é a única tecnologia disponível no mercado que satisfaz completamente o que ela se propõe a fazer. Uma possível crítica seria o seu curto alcance, mas ela foi projetada exatamente para atender essa demanda específica, citada anteriormente, então tal crítica não se enquadra. Não que problemas e limitações não possam surgir futuramente, mas no estágio atual da tecnologia, levando em conta seus propósitos, pode-se dizer que "tudo são flores".

• Empresas como Google e Apple pretendem inundar o mercado com aparelhos NFC porém não existem POS suficientes para a demanda prevista.

Exemplos

Os casos mais comuns para o uso do NFC já foram citados anteriormente durante à apresentação, porém estamos tratando de um tecnologia "ilimitada" no âmbito de transferência próxima de dados e acesso à informações. Podemos imaginar, por exemplo, uma pessoa que esteja portando um PDA em um museu de arte e em uma determinada obra tal pessoa pode apenas passar o seu aparelho no RFID TAG receptor e obter todas as informações do autor da obra, bibliografia, estilo da obra e ainda ter a opção de salvar essas infromações em seu aparelho para anlisá-las futuramente se julgar necessário. Pode-se imaginar também alguém perdido em uma grande cidade e, esta ser equipada com mapas públicos com RFID TAGs, sendo assim, uma pessoa que estiver perdida pode passar o seu aparelho sobre o TAG e obter informações sobre linhas de transporte público, horários, mapas, rotas. A aplicabilidade dessa solução está em tudo e em todos os lugares para facilitar a nossa vida. A figura abaixo visa mostrar os principais acessos que o NFC proporciona.

Características técnicas

Espectro de frequência

• O NFC trabalha, como dito anteriormente, a uma frequência central de 13,56 MHz em todos os seus modos de operação.

Modulação

• A modulação típica usada para o NFC é a ASK.

Acesso

• O acesso é um dos parâmetros que se destaca em se tratando de NFC. Sua simplicidade e eficiência, para os propósitos que foi projetado são incríveis.
• A interatividade do elementos que compõem a pequena rede NFC (Point to Point)é extremamente simples. O princípio de funcionamento já foi detalhado anteriormente.
• O grande empasse é que a tecnologia está em fase de total expansão, portanto, momentaneamente, o acesso encontra se limitado na maior parte do mundo, porém, com a constante expansão da tecnologia, é bem provável que em pouco tempo exista centenas de aparelhos, equipamentos, máquinas que o NFC poderá interagir e consequentemente, melhor sua capacidade de acesso.

Potência (W)

• Não foi encontrada nenhuma fonte confiável que fornecesse a potência de operação do NFC. E um blog (não confiável) foi relatada uma potência de 1W para dispositivos NFC em funcionamento.

Alcance (Mts)

• O alcance do NFC é variável. Na maioria das literaturas consultadas, o alcance máximo do NFC é 20cm, porém a tecnologia em questão apresenta seu melhor desempenho a uma distância de 4cm.

Consumo (Autonomia)

• O consumo do NFC não foi encontrado em watts, porém foi encontrado um valor médio de 15 mA.
• A autonomia da tecnologia pode se dizer infinita pois o NFC é um equipamento energizado diretamente quando utilizado. Como a tecnologia, nos dias atuais, está presente principalmente em PDAs, sua autonomia está relacionada diretamente com a autonomia do PDA e seus usos (Wi-Fi, 3G, Bluetooth etc), implicando em maior ou menor gasto da bateria, implicando, consequentemente em maior ou menor autonomia.

Protocolos

Normas

O NFC foi aprovado pelo padrão ISO/IEC em 9 de dezembro de 2003 e, posteriormente, como um padrão ECMA.

O NFC é uma plataforma livre padronizada pelo ECMA 340 e ISO/IEC 18092. Esses padrões especificam os esquemas de modulção, codificação, vazão e formatos dos quadros transmitidos na interface RF. Eles também definem os protocolos de transporte, incluindo o protocolo de ativação e de transferência de dados. A interface aérea para o NFC é padronizada pelo:

• ISO/IEC 18092 / ECMA-340

Near Field Communication Interface and Protocol-1 (NFCIP-1)[31]

• ISO/IEC 21481 / ECMA-352

Near Field Communication Interface and Protocol-2 (NFCIP-2)[32]

Órgão Normatizador

O orgão normatizador do NFC é a ISO - International Organization for Standardization.

Endereços de consulta à norma

O endereço utilizado para consultar as normas é:
http://standards.iso.org/ittf/PubliclyAvailableStandards/

Serviços

Serviços básicos

Os serviços básicos que o NFC se propõe a oferecer são:

• Transferência de Dados
• Interconectividade de Aparelhos
• "Cartão de Crédito"
• Identificador Pessoal

etc...etc...

Interação com Internet

• O NFC é uma micro rede de comunicação independente da internet. A transferência de dados se dá, como discutido anteriormente, pela interface aérea, com um simples canal RF, não havendo, portanto, nenhuma interação direta com a internet.

Serviços avançados

• O principal serviço avançado que o NFC pode promover é a comunicação entre dois aparelhos em uma curta distância para, por exemplo, propiciar que um jogo seja partilhado para ambos usuários.

• Outro ponto se tratando de serviços avançados é a utilização do NFC como cartão de compras.

É um pouco complicado citar algum serviço que o NFC proporciona que não seja avançado. A grande maioria dos serviços que a tecnologia gera está diretamente relacionada com serviços inéditos, diferentes. E mesmo aqueles serviços que já existiam, como a transferência de dados entre aparelhos via RF, houve aperfeiçoamento. Talvez, por isso que NFC é uma tecnologia crescente e que veio, definitivamente, para ficar.

Aplicações futuras

As aplicações futuras, como já foi discutido anteriormente na ultima apresentação em sala, são as mais diversas possíveis. Entre elas se destacam:

• Integração dos cartões de transporte público, ingressos de espetáculos, tickets de estacionamento no NFC.
• Receber informações sobre variados assuntos apenas passando o NFC sobre o TAG. (Cinema, Mapas, Museus etc...)
• Utilização do NFC como uma chave magnética codificada.
• Pagamentos de Cartão de Crédito etc...

Referências

Internet

• NFC Forum.

http://www.nfc-forum.org/home/

• ISO/IEC 18092:2004, ISO.

http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=38578

• NFCNews.

http://www.nfcnews.com/

• NFC Research Lab Hagenberg, Upper Austria University of Applied Sciences.

http://www.nfc-research.at/

• NFCengine consultancy and solution implementation, EMEA.

http://www.nfcengine.eu/