بهينه ساز فناوري اطلاعات و ارتباطات دكتر امين گلستاني
NFC از سرواژه های عبارت Near Field Communication یا ارتباط حوزه نزدیک گرفته شده و همانطور که از نامش بر می آید امکان ارتباط کوتاه برد دستگاه ها با یکدیگر را فراهم می نماید. برای این منظور دست کم به یک دستگاه فرستنده نیاز است و البته دستگاهی که سیگنال ها را دریافت نماید.
در حال حاضر گجت های زیادی از استاندارد NFC پشتیبانی می کنند که بسته به نحوه عملکردشان فعال (Active) یا انفعالی (Passive) هستند.
دستگاه های پشتیبانی کننده از NFC انفعالی یا پسیو شامل تگ ها و دیگر فرستنده های کوچک می شوند که می توانند اطلاعات را بدون نیاز به منبع انرژی اختصاصی برای دیگر گجت های پشتیبان ارسال نمایند. با این همه، این دستگاه ها در واقعیت هیچ اطلاعاتی را که از سوی منابع دیگر ارسال شده پردازش نمی کنند و قادر به برقراری ارتباط با دیگر قطعات پسیو هم نیستند. با در نظر داشتن آنچه گفته شد گجت های پسیو غالبا در شکل و فرم علائم تعاملی هستد که روی دیوارها آویزان می شوند یا در تبلیغات به کار می روند. درست مانند بلوتوث و وای فای و البته کلیه اشکال سیگنال های بیسیم، NFC هم برپایه اصل ارسال اطلاعات از طریق امواج رادیویی کار می کند. ارتباط نزدیک میدانی را می توان استاندارد دیگری برای انتقال بیسیم دیتا دانست؛ بدان معنا که استانداردهایی وجود دارند که دستگاه های مختلف برای برقراری ارتباط با یکدیگر باید از آنها پیروی نمایند. تکنولوژی به کار رفته در NFC برپایه ایده های قدیمی تر RFID (احراز هویت فرکانس رادیویی) کار می کند که در واقع از القای الکترومغناطیسی برای انتقال اطلاعات کمک می گیرد.
به این ترتیب یک تفاوت آشکار میان NFC و وایفای یا بلوتوث مطرح می شود و آن اینکه می توان از فناوری مذکور برای به حرکت درآودن جریان های الکتریکی درون قطعات پسیو و همچنین انتقال صرف اطلاعات بهره گرفت.
این یعنی گجت های پسیو به منبع تغذیه اختصاصی برای خود نیاز ندارند و در مقابل می توانند هر زمان که یک قطعه پشتیبانی کننده از NFC اکتیو در مسیرشان قرار گرفت از میدان های الکترومغناطیسی تولید شده توسط آن استفاده نمایند. متاسفانه اما تکنولوژی NFC ضریب خودالقایی کافی برای تامین شارژ موبایل هایمان را ندارد اما برای این منظور فناوری شارژ QI ارائه شده که بر اساس همان اصل کار می کند.
فرکانس انتقال دیتا از طریق NFC برابر با ۱۳.۵۶ مگاهرتز است و داده ها را با هرکدام از نرخ های ۱۰۶، ۲۱۲ یا ۴۲۴ کیلوبیت بر ثانیه می توان ارسال کرد که این سرعت ها نیز برای جابجایی اطلاعاتی نظیر جزئیات تماس یا عکس و موسیقی کفایت می کنند.
برای مشخص نمودن اینکه چه اطلاعاتی قرار است میان دستگاه های پشتیبانی کننده از این فناوری جابجا شود، استاندارد NFC هم اکنون سه مد عملیاتی برای دستگاه های پشتیبانی کننده دارد که شاید رایج ترین شان در تلفن های همراه وضعیت همتا-به-همتا باشد؛ این مد امکان تبادل طیف وسیعی از اطلاعات را میان دو دستگاه بهره مند از این فناوری فراهم می آورد. در این وضعیت هر دوی دستگاه ها زمانی که اطلاعاتی را ارسال می کنند در وضعیت اکتیو قرار می گیرند و وقتی اطلاعاتی را می گیرند در وضعیت پسیو.
مد دوم خواندن و نوشتن یا Read and Write است که یکی از شیوه های انتقال داده به حساب می آید و در جریان آن، دستگاه اکتیو که احتمالا همان موبایل شماست به گجت دیگری متصل می شود تا اطلاعاتی را از روی آن بخواند. این مد زمانی به کار می رود که قصد تعامل با یکی از تگ های تبلیغاتی NFC را داشته باشید.
مد عملیاتی سوم شبیه سازی کارت است که در آن دستگاه پشتیبانی کننده از NFC را می توان به عنوان یک کارت اعتباری هوشمند یا بدون تماس برای انجام امور پرداختی یا استفاده از سیستم های حمل و نقل عمومی به کار برد.
اصلی ترین ویژگی مثبت NFC نسبت به بلوتوث مصرف به نسبت پایین انرژی است که آن را به گزینه ای ایده آل برای دستگاه های پسیو نظیر تگ های تبلیغاتی که پیشتر اشاره کردیم تبدیل می نماید. همانطور که گفته شد این تگ ها نیاز به منبع انرژی قابل توجهی ندارند.
اما این کم مصرف بودن مضراتی هم دارد؛ مهم تر از همه اینکه برد انتقال داده دستگاه های پشتیبان از NFC را به میزان قابل توجهی نسبت به انواع بلوتوثی پایین می آورد.
به عنوان مثال در مواردی که NFC بردی برابر با ۱۰ سانتی متر دارد، در ارتباطات بلوتوثی می توان دیتا را تا ده متر آنطرف تر یا حتی در فاصله بیشتر نسبت به منبع انتقال داد.
از دیگر ایرادات وارده این است که NFC اندکی نسبت به بلوتوث کندتر عمل می کند و دیتا را با بیشینه سرعت تنها ۴۲۴ کیلوبیت بر ثانیه منتقل می کند که این رقم برای بلوتوث ۲.۱ برابر با ۲.۱ مگابیت بر ثانیه و برای بلوتوث کم مصرف برابر با یک مگابیت برثانیه است.
اما وقتی حرف از سرعت به میان می آید NFC یک مزیت مهم نسبت به بلوتوث دارد. از آنجایی که در این فناوری دستگاه ها به صورت القایی به هم متصل می شوند و نیازی به جفت شدن دستی آنها به یکدیگر نیست، برقراری ارتباط میان دستگاه های پشتبان کمتر از یک دهم ثانیه زمان می گیرد.
طول موج این فرکانس ۲۲ متر است و این بدان معنا است که یک آنتن نیم موج مناسب برای دریافت و ارسال از طریق NFC باید ۱۱ 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 ۵ درصد 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 کارایی ندارند و در نتیجه آنتن‌های NFC اصلاً آنتن واقعی نیستند.
آنتن NFC در حقیقت یک القاگر (Inductor) می‌باشد. القاگرها می‌توانند به گونه‌ای ساخته شوند که با همدیگر کار کنند؛ یعنی با جفت شدن متقابل. بنابراین وقتی میدان مغناطیسی یک القاگر از نزدیکی دیگری عبور نماید، یک جریان القایی در دومی ایجاد می‌گردد. یعنی یک انتقال انرژی بدون تماس؛ دقیقاً همان چیزی که برای NFC مناسب است.
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 می‌گردد. البته بدین معنا نیست که فقط با یک چیپ اینکار امکان‌پذیر است، زیرا 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 نمود، یک دریافت کننده NFC (مثلاً دستگاه پرداخت وجه در فروشگاه) از طریق القاگر خود که با فرکانس ۱۳٫۵۶ 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 می‌گردد.
قابلیت های متداول NFC
۱- بیزنس کارت‌های NFC
زمان‌هایی نه‌چندان دور، سایت Moo کارت‌های تجاری هوشمندی باقابلیت NFC را معرفی کرد. این کارت می‌توانست جهت پخش موزیک یا ویدئو، بارگذاری صفحات خاص اینترنتی و این‌چنین عملکردهایی به‌طور پیش‌فرض استفاده شود. این کارت همچنان می‌توانست جهت اضافه کردن مخاطبین جدید به گوشی‌های هوشمند مورداستفاده قرار گیرد. از زمانی که کارت‌های NFC به‌راحتی قابلیت برنامه‌ریزی مجدد را پیدا کردند، شما می‌توانید دستورات قبل را پاک‌کرده و مجدد آن را برنامه‌ریزی کنید.
۲- حلقه NFC
حلقه مد نظر ما کاملا شبیه به یک حلقه عادی است، اما این‌گونه نیست. این حلقه درون خود یک چیپ NFC داشته که می‌توان از آن برای کارهای خاصی استفاده کرد. باز کردن قفل گوشی یکی از این عملکردهاست. بعلاوه، این حلقه خیلی زیبا، دارای باتری مستقل و مقاوم در برابر آب نیز هست. در کنار تمامی این ویژگی ها این حلقه زیبا قیمت مناسبی داشته و با ۵۰ دلار قابل تهیه است.
۳- قابلیت Key2Share جهت باز کردن درب
در اینجا سخن از باز کردن قفل است! قابلیت Key2Share یک‌راه حل عالی برای استفاده از تکنولوژی NFC درگوشی‌های هوشمند است که جهت باز کردن قفل درها و حذف کلیدهای فیزیکی مورداستفاده قرار می‌گیرد.
به‌عبارت‌دیگر، این درب‌ها، دارای تکنولوژی بسیار بالایی هستند که قفل آنها فقط توسط کسانی که دارای مجوزهای لازم هستند باز می‌شود! به کمک این سیستم، شرکت‌های بزرگ می‌توانند جهت مناطق حساس خود از این فنّاوری بهره برده و فقط به کارمندانی که مجوزهای لازم را دارند در ساعاتی خاصی از روز این دسترسی را اعطا کنند.
۴- NFC در کتابخانه
برخی از کتابخانه‌های کشور ژاپن مجهز به تگ‌های NFC در جلدهای کتابشان هستند. افرادی که نیاز به استفاده از کتاب‌های فوق دارند به‌راحتی می‌توانند با نزدیک کردن گوشی هوشمند خود به این کتاب‌ها از تمامی اطلاعات کتاب و خلاصه از آن بهره‌مند شوند. این کمک می‌کند تا افراد قبل از امانت گرفتن کتاب، به‌راحتی از موجودی کتاب بهره‌مند شوند.
۵- تجهیزات xNT NFC
شاید ترسناک به نظر برسد، اما تجهیزات پزشکی نظیر ایمپلنت NFC و سوزن‌های تزریق زیبایی با این قابلیت وجود دارند!در سیلندر این سرنگ‌ها چیپ NFC بسیار ظریفی گنجانده‌شده است که با تمامی گوشی‌ها و تبلت ها سازگار است.
نویسنده: دکتر امین گلستانی، مدیرکل نظام مدیریت امنیت اطلاعات (نما)
