Մերձդաշտային հաղորդակցություն (NFC)

Գովազդային և արդյունաբերական ծրագրերում նման գաղափարները, ընդհանուր առմամբ, առևտրային առումով հաջողակ չէին, և տեխնոլոգիաները, ինչպիսիք են QR կոդերը, շտրիխ կոդերը և UHF RFID պիտակները, գերազանցում էին։ NFC արձանագրությունները հաստատեցին ընդհանուր աջակցվող ստանդարտ։ Երբ միացված սարքերից մեկը ինտերնետ կապ ունի, մյուսը կարող է տվյալների փոխանակում իրականացնել առցանց ծառայությամբ։

Մերձադաշտային հաղորդակցությունը (NFC) նկարագրում է մի տեխնոլոգիա, որը կարող է օգտագործվել կարճ հեռավորության վրա տվյալների անփոխանակելի փոխանակման համար։ Երկու NFC ունակ սարքեր միացված են կետ առ կետ շփման միջոցով 0-ից 2 սմ հեռավորության վրա։ Այս կապը կարող է օգտագործվել սարքերի միջև տվյալների (օրինակ՝ մշակման տվյալների և տեխնիկական սպասարկման և սպասարկման վերաբերյալ տեղեկատվություն) փոխանակման համար։ Այս ինտերֆեյսը կարող է օգտագործվել նաև բաղադրիչի պարամետրացման համար։

NFC-ով աշխատող շարժական սարքերը կարող են տրամադրվել կիրառական ծրագրակազմով, օրինակ` էլեկտրոնային պիտակներ կարդալու կամ վճարումներ կատարելու համար, երբ միացված եք NFC-ի համապատասխան համակարգչին։ Ավելի վաղ մոտ հեռավորության վրա հաղորդակցությունն օգտագործում էր տեխնոլոգիան, որը արտադրողին էր պատկանում այնպիսի հայտերի, ինչպիսիք են ֆոնդային տոմսերը, մուտքի հսկման և վճարման ընթերցողները։ «Մոտիկության քարտի» այլ տեխնոլոգիաների նման, NFC-ն հիմնված է ինդուկտիվ զուգավորման վրա, NFC-ի հնարավոր սարքերում, օրինակ` սմարթֆոնի և տպիչի, առկա երկու այսպես կոչված ալեհավաքների միջև` հաղորդակցվելով մեկ կամ երկու ուղղություններով` օգտագործելով 13,56 ՄՀց հաճախականություն գլոբալ հասանելի չարտոնագրված ռադիոհաճախականության ISM խումբը, օգտագործելով ISO / IEC 18000-3 օդային ինտերֆեյսի ստանդարտը սկսած 106-ից 424 կբիթ / վրկ տվյալների արագությամբ։

Յուրաքանչյուր ակտիվ NFC սարք կարող է աշխատել երեք ռեժիմներից մեկում կամ մի քանիսում.

NFC քարտի նմանակում

Թույլ է տալիս NFC-ի միջոցով աշխատող սարքերը, ինչպիսիք են սմարթֆոնները, գործել որպես խելացի քարտեր՝ օգտագործողներին թույլ տալով իրականացնել գործարքներ, ինչպիսիք են վճարումը կամ տոմսերի վաճառքը։

NFC ընթերցող / գրող

Թույլ է տալիս NFC-ով աշխատող սարքերին կարդալ պիտակների կամ խելացի պաստառների մեջ տեղադրված ոչ թանկ NFC պիտակների վրա պահված տեղեկատվությունը։

NFC հավասարը հավասարի

Թույլ է տալիս երկու NFC հնարավորություն ունեցող սարքեր միմյանց հետ հաղորդակցվել՝ ժամանակավոր ձևով տեղեկատվություն փոխանակելու համար։

NFC պիտակները պասիվ տվյալների պահեստներ են, որոնք կարող են ընթերցվել և որոշ հանգամանքներում գրվել NFC սարքի կողմից։ Դրանք սովորաբար պարունակում են տվյալներ (2015 թվականի դրությամբ՝ 96-ից 8192 բայթ) և սովորական ընթերցմամբ ընթերցվում են միայն, բայց կարող են վերաշարադրվել։ Դիմումները ներառում են անձնական տվյալների անվտանգ պահպանում (օրինակ՝ դեբետային կամ կրեդիտ քարտի վերաբերյալ տեղեկություններ, հավատարմության ծրագրի տվյալներ, անձնական նույնականացման համարներ (PIN-ներ), կոնտակտներ)։ NFC պիտակները կարող են անհատականորեն կոդավորվել դրանց արտադրողների կողմից կամ օգտագործել ոլորտի բնութագրերը։

Ստանդարտները տրամադրվել են NFC ֆորումի կողմից^[16]։ Ֆորումը պատասխանատու էր տեխնոլոգիան խթանելու և ստանդարտներ սահմանելու համար և հաստատում է սարքի համապատասխանությունը։ Անվտանգ հաղորդակցությունները մատչելի են կոդավորման ալգորիթմների կիրառմամբ, ինչպես դա արվում է կրեդիտ քարտերի համար^[17] և եթե դրանք համապատասխանում են անձնական տարածքի ցանց համարվելու չափանիշներին^[18]։

NFC ստանդարտները ծածկում են հաղորդակցման արձանագրությունները և տվյալների փոխանակման ձևաչափերը և հիմնված են առկա ռադիոհաճախականության նույնականացման (RFID) ստանդարտների վրա, ներառյալ ISO / IEC 14443 և FeliCa^[19]: Ստանդարտները ներառում են նաև ISO/IEC 18092^[20] և NFC ֆորումի կողմից սահմանվածները։ Բացի NFC ֆորումից, GSMA խումբը սահմանեց հարթակ բջջային հեռախոսների մեջ GSMA NFC ստանդարտների տեղակայման համար։ GSMA-ի ջանքերը ներառում են Trusted Services Manager, Single Wire Protocol, փորձարկում / սերտիֆիկացում և անվտանգ տարր^[21][22][23]։

NFC-ի համար արտոնագրերի լիցենզավորման ծրագիր է գործադրվում France Brevets-ի կողմից, որը ստեղծվել է 2011 թ. Արտոնագրային ֆոնդի կողմից։ Այս ծրագիրը մշակման փուլում էր Via Licensing Corporation-ի՝ Dolby Laboratories-ի անկախ դուստր ձեռնարկության կողմից, և ավարտվեց 2012-ի մայիսին։ բաց աղբյուրի NFC գրադարան, libnfc, հասանելի է GNU Lesser General Public License-ով^[24][25][26]։

Ներկայիս և սպասվող ծրագրերը ներառում են անհպում գործարքներ, տվյալների փոխանակում և ավելի բարդ հաղորդակցությունների պարզեցված տեղադրում, ինչպիսին է Wi-Fi-ը^[27]։

NFC տեխնոլոգիան օգտագործվում է նաև Apple pay, Android Pay և այլ համակարգերի կողմից^[28]։

NFC-ի ընթացք

NFC-ն հիմնված է ռադիոհաճախականության նույնականացման տեխնոլոգիայի վրա (հայտնի է որպես RFID), որը թույլ է տալիս համատեղելի սարքաշարին էներգիա մատակարարել և հաղորդակցվել այլապես չսնուցվող և պասիվ էլեկտրոնային պիտակի հետ՝ օգտագործելով ռադիոալիքներ։ Սա օգտագործվում է նույնականացման և հետևելու համար։ Նմանատիպ գաղափարները գովազդային և արդյունաբերական ծրագրերում, ընդհանուր առմամբ, հաջողակ չէին առևտրային առումով՝ գերազանցելով տեխնոլոգիաներին, ինչպիսիք են QR կոդերը, շտրիխ կոդերը և UHF RFID պիտակները։

• 1983 թվականի մայիսի 17. Առաջին արտոնագիրը, որը կապված է «RFID» հապավումների հետ, տրվել է Չարլզ Ուոլթոնին^[29]։
• 1997. Վաղ ձևը արտոնագրվեց և առաջին անգամ օգտագործվեց «Աստղային պատերազմների» կերպարների խաղալիքներում Hasbro-ի համար։ Արտոնագիրն ի սկզբանե պատկանում էր Էնդրյու Ուայթին և Մարկ Բորեթին Innovision Research and Technology-ում (Արտոնագիր WO9723060): Սարքը թույլ է տվել տվյալների հաղորդակցություն երկու միավորների միջև, որոնք գտնվում են մոտակայքում^[30]։
• 2002 թվականի մարտի 25. Philips-ը և Sony-ն պայմանավորվեցին ստեղծել տեխնոլոգիական բնութագրեր և ստեղծեցին տեխնիկական ուրվագիծ^[31]:Philips Semiconductors-ը դիմել է NFC-ի վեց հիմնարար արտոնագրերի համար, որոնք հորինել են ավստրիացի և ֆրանսիացի ինժեներներ Ֆրանց Ամտմանը և Ֆիլիպ Մաուգարը, ովքեր ստացել են Եվրոպական գյուտարար մրցանակը 2015 թվականին^[32]։
• 2003 թվականի դեկտեմբերի 8. NFC-ն հաստատվել է որպես ISO/IEC ստանդարտ, իսկ ավելի ուշ՝ որպես ECMA ստանդարտ։
• 2004. Nokia-ն, Philips-ը և Sony-ն հիմնեցին NFC ֆորումը^[33]։
• 2004. Nokia-ն թողարկեց NFC shell հավելումը Nokia 5140 և ավելի ուշ Nokia 3220 մոդելների համար, որոնք առաքվել են 2005 թվականին^[34][35]։
• 2005. Բջջային հեռախոսների փորձարկումներ տրանսպորտում, վճարումով մայիսին Հանաուում (Nokia) և նաև վավերացումով հոկտեմբերին Նիցցայում Orange-ի հետ և վճարում խանութներում հոկտեմբերին Կաենում (Samsung) «Fly Tag» տեղեկատվության առաջին ստացմամբ^[36][37][38]։
• 2006. NFC պիտակների նախնական բնութագրերը^[39]։
• 2006. «SmartPoster» գրառումների ճշգրտում^[40]։
• 2007. Innovision-ի NFC պիտակներն օգտագործվեցին Մեծ Բրիտանիայում առաջին սպառողական փորձարկման ժամանակ՝ Nokia 6131 հեռախոսում^[41]։
• 2008. AirTag-ը թողարկեց այն, ինչ նա անվանեց առաջին NFC SDK-ն^[42]։
• 2009թ. Հունվարին NFC ֆորումը թողարկեց Peer-to-Peer ստանդարտներ՝ կոնտակտներ, URL-ներ, Bluetooth գործարկելու և այլն փոխանցելու համար^[43]։
• 2009. NFC-ն առաջին անգամ օգտագործվել է China Unicom-ի և Yucheng Transportation Card-ի կողմից 2009 թվականի հունվարի 19-ին Չունցինի տրամվայներում և ավտոբուսներում տրանսպորտում^[44], այնուհետև առաջին անգամ ներդրվել է մետրոյի ցանցում՝ China Unicom-ի կողմից Պեկինում 2010 թվականի դեկտեմբերի 31-ին^[45]։
• 2010. Innovision-ը թողարկեց դիզայնի և արտոնագրերի էժան փաթեթ, զանգվածային շուկայում բջջային հեռախոսների և այլ սարքերի համար^[46]։
• 2010թ. Nokia C7. թողարկվել է առաջին NFC-ունակությամբ սմարթֆոնը^[47]:NFC ֆունկցիան միացվել է ծրագրային ապահովման թարմացման միջոցով 2011 թվականի սկզբին^[48]։
• 2010. Samsung Nexus S. ցուցադրվել է առաջին Android NFC հեռախոսը^[49][50]։
• 2010 թվականի մայիսի 21. Ֆրանսիայի Նիցցա քաղաքում մեկնարկում է «Cityzi» «Անկոնտակտ բջջային հեռախոսների գեղեցիկ քաղաք» նախագիծը, որն առաջինն է Եվրոպայում, որը բնակիչներին տրամադրում է NFC բանկային քարտեր և բջջային հեռախոսներ (ինչպես Samsung Player One S5230) և « ծառայությունների փունջ»՝ ընդգրկելով տրանսպորտը (տրամվայներ և ավտոբուսներ), զբոսաշրջությունը և ուսանողական ծառայությունները^[51][52][53]։
• 2011. Google I/O «Ինչպես NFC»-ն ցուցադրում է NFC-ն՝ խաղ սկսելու և կոնտակտ, URL, հավելված կամ տեսանյութ կիսելու համար^[54]։
• 2011. NFC-ի աջակցությունը դառնում է Symbian բջջային օպերացիոն համակարգի մաս՝ Symbian Anna-ի տարբերակի թողարկմամբ^[55]։
• 2011. Research In Motion սարքերն առաջինն են, որոնք հավաստագրվել են MasterCard Worldwide-ի կողմից իրենց PayPass ծառայության համար^[56]։
• 2012. Մեծ Բրիտանիայի EAT ռեստորանների ցանցը և Everything Everywhere (Orange Mobile Network Operator), գործընկեր Միացյալ Թագավորության առաջին համազգային NFC-ով միացված smartposter արշավին։ Բջջային հեռախոսի հատուկ հավելվածը գործարկվում է, երբ NFC-ով միացված բջջային հեռախոսը շփվում է խելացի պաստառի հետ^[57]։
• 2012. Sony-ն ներկայացրեց NFC «Խելացի պիտակներ»՝ Sony սմարթֆոնի մոտ հեռավորությունից փոխելու ռեժիմներն ու պրոֆիլները, որոնք ներառված էին նույն թվականին թողարկված Sony Xperia P սմարթֆոնի հետ^[58]։
• 2013. Samsung-ը և VISA-ն հայտարարում են իրենց համագործակցությունը բջջային վճարումների զարգացման համար։
• 2013. IBM-ի գիտնականները, խարդախության և անվտանգության խախտումները զսպելու նպատակով, մշակում են NFC-ի վրա հիմնված բջջային նույնականացման անվտանգության տեխնոլոգիա։ Այս տեխնոլոգիան աշխատում է կրկնակի գործոնով իսկորոշման անվտանգության նույն սկզբունքներով^[59]։
• 2014 հոկտեմբեր․ Dinube-ը դառնում է առաջին ոչ քարտային վճարային ցանցը^[60][61], որը ներմուծում է NFC անհպում վճարումներ բնիկ բջջային սարքի վրա, այսինքն՝ արտաքին պատյան կամ NFC «կպչուն» կամ քարտի կարիք չկա։ Հիմնվելով «Հոսթ» քարտի էմուլյացիայի վրա՝ իր սեփական հավելվածի նույնացուցիչով (AID)^[62],անհպում վճարումը հասանելի է եղել Android KitKat-ում ավելի վաղ, իսկ առևտրային թողարկումը սկսվել է 2015 թվականի հունիսին^[63]։
• 2014. AT&T-ը, Verizon-ը և T-Mobile-ը թողարկեցին Softcard-ը (նախկինում՝ ISIS շարժական դրամապանակ)։ Այն աշխատում է NFC-ով միացված Android հեռախոսների և iPhone 4-ի և iPhone 5-ի վրա, երբ միացված է արտաքին NFC պատյան։ Տեխնոլոգիան գնվել է Google-ի կողմից և ծառայությունն ավարտվել է 2015 թվականի մարտի 31-ին։
• 2015 թվականի նոյեմբեր. Swatch-ը և Visa Inc.-ը հայտարարեցին համագործակցության մասին՝ «Swatch Bellamy» ձեռքի ժամացույցի միջոցով NFC-ի ֆինանսական գործարքները հնարավոր դարձնելու համար։ Համակարգը ներկայումս առցանց է Ասիայում՝ China UnionPay-ի և Bank of Communications-ի հետ համագործակցության միջոցով։ Գործընկերները hip-ը տեխնոլոգիան կբերի ԱՄՆ, Բրազիլիա և Շվեյցարիա^[64]։
• 2015 թվականի նոյեմբեր. գործարկվեց Google-ի Android Pay գործառույթը, որը հանդիսանում էր Apple Pay-ի անմիջական մրցակիցը, և սկսվեց դրա տարածումը ԱՄՆ-ում^[65]։

Ultrawide Band (UWB) մեկ այլ ռադիոտեխնոլոգիա ողջունվել է որպես NFC տեխնոլոգիայի ապագա հնարավոր այլընտրանք՝ տվյալների փոխանցման հետագա հեռավորությունների, ինչպես նաև Bluetooth-ի և անլար տեխնոլոգիաների միջոցով^[66]։

NFC-ն կարճ հեռահարության անլար տեխնոլոգիաների մի շարք է, որը սովորաբար պահանջում է 10 սմ կամ ավելի քիչ բաժանում։ NFC-ն աշխատում է 13,56 ՄՀց հաճախականությամբ ISO/IEC 18000-3 օդային ինտերֆեյսի վրա և 106 կբիթ/վրկ-ից մինչև 424 կբիտ/վրկ արագությամբ։ NFC-ն միշտ ներառում է նախաձեռնող և թիրախ։ Նախաձեռնողն ակտիվորեն ստեղծում է ՌԴ դաշտ, որը կարող է սնուցել պասիվ թիրախը։ Սա թույլ է տալիս NFC թիրախներին վերցնել շատ պարզ ձևի գործոններ, ինչպիսիք են առանց էներգիայի պիտակները, կպչուն պիտակները, հիմնական ֆոբերը կամ քարտերը։ NFC-ի գործընկերների հետ հաղորդակցությունը հնարավոր է, պայմանով, որ երկու սարքերն էլ սնուցվեն։

NFC պիտակները պարունակում են տվյալներ և սովորաբար միայն կարդալու են, բայց կարող են գրավոր լինել։ Նրանք կարող են հատուկ կոդավորվել իրենց արտադրողների կողմից կամ օգտագործել NFC ֆորումի բնութագրերը։ Թեգերը կարող են ապահով կերպով պահել անձնական տվյալները, ինչպիսիք են դեբետային և վարկային քարտի տեղեկությունները, հավատարմության ծրագրի տվյալները, PIN-ները և ցանցային կոնտակտները և այլ տեղեկություններ։ NFC ֆորումը սահմանում է չորս տեսակի պիտակներ, որոնք ապահովում են հաղորդակցման տարբեր արագություններ և հնարավորություններ՝ կարգավորելիության, հիշողության, անվտանգության, տվյալների պահպանման և գրելու դիմացկունության առումով։

Ինչպես մոտակա քարտերի տեխնոլոգիայի դեպքում, NFC-ն օգտագործում է ինդուկտիվ միացում երկու մոտակա օղակաձև ալեհավաքների միջև, որոնք արդյունավետ կերպով ձևավորում են օդային միջուկային տրանսֆորմատոր։ Քանի որ ներգրավված հեռավորությունները փոքր են՝ համեմատած այդ հաճախականության էլեկտրամագնիսական ճառագայթման (ռադիոալիքների) ալիքի երկարության հետ (մոտ 22 մետր), փոխազդեցությունը նկարագրվում է որպես մոտ դաշտ։ Ընդգրկված է միայն փոփոխական մագնիսական դաշտը, որպեսզի գրեթե ոչ մի ուժ իրականում չի ճառագայթվում ռադիոալիքների տեսքով (որոնք էլեկտրամագնիսական ալիքներ են, որոնք ներառում են նաև տատանվող էլեկտրական դաշտ); որը, ըստ էության, կանխում է միջամտությունը նման սարքերի և ցանկացած ռադիոհաղորդակցության միջև նույն հաճախականությամբ կամ այլ NFC սարքերի հետ, որոնք շատ ավելին են նախատեսված տիրույթից։ Դրանք գործում են 13,56 ՄՀց գլոբալ հասանելի և չլիցենզավորված ռադիոհաճախականությունների ISM տիրույթում։ ՌԴ էներգիայի մեծ մասը կենտրոնացված է այդ գոտու համար հատկացված ±7 կՀց թողունակության մեջ, սակայն արտանետման սպեկտրային լայնությունը կարող է լինել մինչև 1,8 ՄՀց, որպեսզի ապահովի տվյալների բարձր արագությունը։

Կոմպակտ ստանդարտ ալեհավաքներով և իրատեսական հզորության մակարդակներով աշխատանքային հեռավորությունը կարող է լինել մինչև 20 սմ (բայց գործնականում ասած, աշխատանքային հեռավորությունները երբեք չեն գերազանցում 10 սմ)։ Նկատի ունեցեք, որ քանի որ պիկապ ալեհավաքը կարող է հանգցվել պտտվող հոսանքի միջոցով մոտակա մետաղական մակերեսների կողմից, պիտակները կարող են պահանջել նվազագույն տարանջատում այդպիսի մակերեսներից^[67]։

ISO/IEC 18092 ստանդարտը ապահովում է տվյալների արագությունը 106, 212 կամ 424 կբիտ/վրկ։

Հաղորդակցությունը տեղի է ունենում ակտիվ «նախաձեռնող» սարքի և թիրախային սարքի միջև, որը կարող է լինել.

Պասիվ

Նախաձեռնող սարքը ապահովում է կրիչի դաշտը, իսկ թիրախային սարքը, հանդես գալով որպես հաղորդիչ, հաղորդակցվում է միջադեպի դաշտի մոդուլյացիայի միջոցով։ Այս ռեժիմում թիրախային սարքը կարող է վերցնել իր գործառնական հզորությունը նախաձեռնողի կողմից տրամադրված մագնիսական դաշտից։

Ակտիվ։

Ե՛վ նախաձեռնողը, և՛ թիրախային սարքը հաղորդակցվում են՝ հերթափոխով ստեղծելով իրենց սեփական դաշտերը։ Սարքը դադարում է փոխանցել՝ մյուսից տվյալներ ստանալու համար։ Այս ռեժիմը պահանջում է, որ երկու սարքերն էլ ներառեն սնուցման աղբյուրներ։

NFC-ն օգտագործում է երկու տարբեր կոդավորումներ տվյալների փոխանցման համար։ Եթե ակտիվ սարքը տվյալներ է փոխանցում 106 կբիթ/վրկ արագությամբ, ապա օգտագործվում է փոփոխված Miller կոդավորումը 100% մոդուլյացիայով։ Մնացած բոլոր դեպքերում Մանչեսթերի կոդավորումն օգտագործվում է 10% մոդուլյացիայի հարաբերակցությամբ։

Չնայած NFC-ի տիրույթը սահմանափակված է մի քանի սանտիմետրով, սովորական NFC-ն պաշտպանված չէ գաղտնալսումից և կարող է խոցելի լինել տվյալների փոփոխությունների նկատմամբ։ Ապահով ալիք ստեղծելու համար հավելվածները կարող են օգտագործել ավելի բարձր մակարդակի գաղտնագրման արձանագրություններ

Անլար տվյալների փոխանցման ՌԴ ազդանշանը կարելի է ստանալ ալեհավաքներով։ Հեռավորությունը, որից հարձակվողը կարող է գաղտնալսել ՌԴ ազդանշանը, կախված է բազմաթիվ պարամետրերից, բայց սովորաբար 10 մետրից պակաս է^[68]։ Նաև գաղտնալսման վրա մեծ ազդեցություն է ունենում հաղորդակցման ռեժիմը։ Պասիվ սարքը, որը չի ստեղծում իր սեփական ռադիոհաղորդման դաշտը, շատ ավելի դժվար է գաղտնալսել, քան ակտիվ սարքը։ Հարձակվողը սովորաբար կարող է գաղտնալսել ակտիվ սարքից 10 մ, իսկ պասիվ սարքերի համար՝ 1 մ հեռավորության վրա^[69]։

Քանի որ NFC սարքերը սովորաբար ներառում են ISO/IEC 14443 արձանագրություններ, ռելեային հարձակումները հնարավոր են^[70][71]։ Այս հարձակման համար հակառակորդը ընթերցողի խնդրանքը փոխանցում է տուժողին և իր պատասխանը փոխանցում ընթերցողին իրական ժամանակում՝ ձևանալով, թե զոհի խելացի քարտի սեփականատերն է^[70]։Սա նման է մարդ-միջին հարձակմանը։ Libnfc կոդի մեկ օրինակ ցույց է տալիս ռելեի հարձակումը երկու ֆոնդային առևտրային NFC սարքերի միջոցով։ Այս հարձակումը կարող է իրականացվել միայն երկու NFC-ով միացված բջջային հեռախոսների միջոցով^[72]։

NFC ստանդարտները ներառում են հաղորդակցության արձանագրությունները և տվյալների փոխանակման ձևաչափերը և հիմնված են գոյություն ունեցող RFID ստանդարտների վրա, ներառյալ ISO/IEC 14443 և FeliCa^[19]։ Ստանդարտները ներառում են ISO/IEC 18092 և NFC ֆորումի կողմից սահմանված ստանդարտները^[20]։

ISO/IEC

NFC-ն ստանդարտացված է ECMA-340-ում և ISO/IEC 18092-ում։ Այս ստանդարտները սահմանում են մոդուլյացիայի սխեմաները, կոդավորումը, փոխանցման արագությունը և NFC սարքերի ՌԴ ինտերֆեյսի շրջանակի ձևաչափը, ինչպես նաև սկզբնականացման ժամանակ տվյալների բախման վերահսկման համար պահանջվող սկզբնականացման սխեմաները և պայմանները։ ինչպես պասիվ, այնպես էլ ակտիվ NFC ռեժիմների համար։ Նրանք նաև սահմանում են տրանսպորտային արձանագրությունը, ներառյալ արձանագրության ակտիվացման և տվյալների փոխանակման մեթոդները։ NFC-ի օդային ինտերֆեյսը ստանդարտացված է հետևյալով.

• ISO/IEC 18092 / ECMA-340—Մոտ դաշտային հաղորդակցության միջերես և արձանագրություն-1 (NFCIP-1)^[73],
• ISO/IEC 21481 / ECMA-352—Մոտ դաշտային հաղորդակցության միջերես և արձանագրություն-2 (NFCIP-2)^[74]։

NFC-ն ներառում է մի շարք գոյություն ունեցող ստանդարտներ, ներառյալ ISO/IEC 14443 Type A և Type B և FeliCa: NFC-ով աշխատող հեռախոսներն աշխատում են բազային մակարդակում առկա ընթերցողների հետ։ «Քարտի էմուլյացիայի ռեժիմում» NFC սարքը պետք է ընթերցողին փոխանցի առնվազն եզակի ID համար։ Բացի այդ, NFC ֆորումը սահմանեց տվյալների ընդհանուր ձևաչափ, որը կոչվում է NFC Data Exchange Format (NDEF), որը կարող է պահել և տեղափոխել տարրեր՝ սկսած ցանկացած MIME տիպի օբյեկտից մինչև ծայրահեղ կարճ RTD փաստաթղթեր^[75], ինչպիսիք են URL-ները։ NFC ֆորումը ավելացրել է Simple NDEF Exchange Protocol-ը (SNEP) այն բնութագրին, որը թույլ է տալիս հաղորդագրություններ ուղարկել և ստանալ երկու NFC սարքերի միջև^[76]։

GSMA

GSM ասոցիացիան (GSMA) առևտրային ասոցիացիա է, որը ներկայացնում է մոտ 800 բջջային հեռախոսակապի օպերատոր և ավելի քան 200 ապրանքատեսական և սպասարկման ընկերություններ 219 երկրներում։ Նրա անդամներից շատերը ղեկավարել են NFC-ի փորձարկումները և ծառայություններ են պատրաստում առևտրային գործարկման համար^[77]։

GSM-ը ներգրավված է մի քանի նախաձեռնություններով.

• Ստանդարտներ. GSMA-ն մշակում է սերտիֆիկացման և փորձարկման ստանդարտներ՝ ապահովելու NFC ծառայությունների գլոբալ փոխգործունակությունը^[77]։
• Pay-Buy-Mobile նախաձեռնություն. ձգտում է սահմանել NFC տեխնոլոգիայի օգտագործման ընդհանուր գլոբալ մոտեցում՝ բջջային սարքերը վճարային և անհպում համակարգերի հետ կապելու համար^[78][79]։
• 2010թ. նոյեմբերի 17-ին, երկու տարվա քննարկումներից հետո, AT&T-ը, Verizon-ը և T-Mobile-ը համատեղ ձեռնարկություն գործարկեցին՝ մշակելու հարթակ, որի միջոցով վաճառքի կետերի վճարումները կարող էին իրականացվել NFC-ի միջոցով բջջային հեռախոսներում։ Սկզբում հայտնի էր որպես Isis Mobile Wallet, իսկ ավելի ուշ՝ որպես Softcard, ձեռնարկությունը նախագծված էր NFC տեխնոլոգիայի լայն տարածում սկսելու համար՝ թույլ տալով իրենց հաճախորդների NFC-ով աշխատող բջջային հեռախոսներին գործել այնպես, ինչպես վարկային քարտերը ԱՄՆ-ում։ Google-ի հետ և IP-ի գնման համաձայնագրից հետո Softcard վճարային համակարգը փակվեց 2015 թվականի մարտին՝ իր նախկին մրցակցի՝ Google Wallet-ի հավանությամբ^[80]։

StoLPaN

StoLPaN-ը (Store Logistics and Payment with NFC) համաեվրոպական կոնսորցիում է, որն աջակցում է Եվրոպական հանձնաժողովի Տեղեկատվական հասարակության տեխնոլոգիաներ ծրագրին։ StoLPaN-ը կուսումնասիրի NFC տեղական անլար բջջային կապի ներուժը^[81]։

NFC ֆորում

NFC Ֆորումը շահույթ չհետապնդող արդյունաբերության ասոցիացիա է, որը ձևավորվել է 2004 թվականի մարտի 18-ին NXP Semiconductors-ի, Sony-ի և Nokia-ի կողմից՝ նպատակ ունենալով զարգացնել NFC անլար փոխազդեցության օգտագործումը սպառողական էլեկտրոնիկայի, շարժական սարքերի և ԱՀ-ներում։ Ստանդարտները ներառում են չորս տարբեր պիտակների տեսակներ, որոնք ապահովում են հաղորդակցման տարբեր արագություններ և հնարավորություններ՝ ընդգրկելով ճկունությունը, հիշողությունը, անվտանգությունը, տվյալների պահպանումը և գրելու դիմացկունությունը։ NFC ֆորումը նպաստում է NFC տեխնոլոգիայի ներդրմանը և ստանդարտացմանը՝ սարքերի և ծառայությունների միջև փոխգործունակությունն ապահովելու համար։ 2020 թվականի հունվարի դրությամբ NFC ֆորումն ուներ ավելի քան 120 անդամ ընկերություններ^[82]։

NFC ֆորումը խթանում է NFC-ն և հավաստում է սարքի համապատասխանությունըև արդյոք այն տեղավորվում է անձնական ցանցում^[17]:։

Ստանդարտացման այլ մարմիններ

GSMA-ն սահմանեց հարթակ բջջային հեռախոսներում GSMA NFC ստանդարտների տեղակայման համար։ GSMA-ի ջանքերը ներառում են Single Wire Protocol, փորձարկում և սերտիֆիկացում և անվտանգ տարր։ Բջջային հեռախոսների վրա NFC արձանագրությունների (կառավարվող NFC ֆորումի կողմից կառավարվող) տեղակայման շուրջ GSMA ստանդարտները ոչ բացառիկ են, ոչ էլ համընդհանուր ընդունված։ Օրինակ, Google-ի կողմից Android KitKat-ում Host Card Emulation-ի տեղադրումը ապահովում է ունիվերսալ ռադիոյի ծրագրային կառավարում։ Այս HCE տեղակայման դեպքում NFC արձանագրությունն օգտագործվում է առանց GSMA ստանդարտների^[83]։

NFC-ում ներգրավված այլ ստանդարտացման մարմինները ներառում են.

• ETSI / SCP (Smart Card Platform) SIM քարտի և NFC չիպսեթի միջև միջերեսը նշելու համար։
• EMVCo EMV վճարային հավելվածների վրա ունեցած ազդեցությունների համար։

NFC-ն թույլ է տալիս միակողմանի և երկկողմանի հաղորդակցություն վերջնակետերի միջև, որը հարմար է բազմաթիվ ծրագրերի համար։

NFC սարքերը կարող են հանդես գալ որպես էլեկտրոնային անձը հաստատող փաստաթղթեր և բանալի քարտեր։ Դրանք օգտագործվում են անհպում վճարային համակարգերում և թույլ են տալիս բջջային վճարումները փոխարինել կամ լրացնել այնպիսի համակարգեր, ինչպիսիք են վարկային քարտերը և էլեկտրոնային տոմսերի խելացի քարտերը։ Դրանք երբեմն կոչվում են NFC/CTLS կամ CTLS NFC, ընդ որում՝ անհպում, կրճատ՝ CTLS: NFC-ն կարող է օգտագործվել փոքր ֆայլեր համօգտագործելու համար, ինչպիսիք են կոնտակտները, և արագ կապեր ստեղծելու համար՝ ավելի մեծ լրատվամիջոցներ, ինչպիսիք են լուսանկարները, տեսանյութերը և այլ ֆայլեր համօգտագործելու համար։

Առևտուր

NFC սարքերը կարող են օգտագործվել անկոնտակտ վճարային համակարգերում, որոնք նման են վարկային քարտերի և էլեկտրոնային տոմսերի խելացի քարտերին և թույլ են տալիս բջջային վճարումներին փոխարինել/լրացնել այդ համակարգերը։

Android 4.4-ում Google-ը ներդրեց պլատֆորմի աջակցություն NFC-ի վրա հիմնված անվտանգ գործարքների համար Host Card Emulation-ի (HCE) միջոցով, վճարումների, հավատարմության ծրագրերի, քարտի մուտքի, տարանցիկ անցումների և այլ հատուկ ծառայությունների համար։ HCE-ն թույլ է տալիս ցանկացած Android 4.4 հավելվածի նմանակել NFC խելացի քարտը՝ թույլ տալով օգտատերերին գործարքներ սկսել իրենց սարքով։ Հավելվածները կարող են օգտագործել նոր Reader ռեժիմ՝ որպես ընթերցողներ HCE քարտերի և NFC-ի վրա հիմնված այլ գործարքների համար։

2014 թվականի սեպտեմբերի 9-ին Apple-ը հայտարարեց NFC-ով աշխատող գործարքների աջակցության մասին՝ որպես Apple Pay-ի մաս^[84]։ iOS 11-ի ներդրմամբ Apple-ի սարքերը երրորդ կողմի մշակողներին թույլ են տալիս կարդալ տվյալները NFC պիտակներից^[85]։

Bootstrapping այլ կապեր

NFC-ն առաջարկում է ցածր արագությամբ միացում՝ պարզ կարգավորմամբ, որը կարող է օգտագործվել ավելի ունակ անլար կապեր ստեղծելու համար։Օրինակ, Android Beam ծրագրաշարն օգտագործում է NFC-ն՝ ֆայլերի փոխանցում կատարելիս զուգավորումը և Bluetooth կապ հաստատելու համար, իսկ ավարտից հետո երկու սարքերում էլ անջատում է Bluetooth-ը^[86]։ Nokia-ն, Samsung-ը, BlackBerry-ն և Sony-ն^[87] օգտագործել են NFC տեխնոլոգիան՝ մեկ հպումով Bluetooth ականջակալները, մեդիա նվագարկիչները և բարձրախոսները զուգակցելու համար^[88]։ Նույն սկզբունքը կարող է կիրառվել Wi-Fi ցանցերի կազմաձևման դեպքում։ Samsung Galaxy սարքերն ունեն S-Beam անունով գործառույթ՝ Android Beam-ի ընդլայնում, որն օգտագործում է NFC (MAC հասցեն և IP հասցեները կիսելու համար), այնուհետև օգտագործում է Wi-Fi Direct՝ ֆայլեր և փաստաթղթեր համօգտագործելու համար։ Bluetooth-ի նկատմամբ Wi-Fi Direct-ի օգտագործման առավելությունն այն է, որ այն թույլ է տալիս շատ ավելի արագ տվյալների փոխանցում՝ մինչև 300 Մբիթ/վրկ արագությամբ։

Սոցիալական ցանց

NFC-ն կարող է օգտագործվել սոցիալական ցանցերի, կոնտակտների, տեքստային հաղորդագրությունների և ֆորումների փոխանակման, լուսանկարների, տեսանյութերի կամ ֆայլերի հղումների^[3] և բազմախաղաց շարժական խաղեր մուտք գործելու համար^[89]։

Ինքնություն և մուտքի նշաններ

NFC-ով ապահովված սարքերը կարող են գործել որպես անձը հաստատող էլեկտրոնային փաստաթղթեր, որոնք գտնվում են անձնագրերում և նույնականացման քարտերում, ինչպես նաև ուղեվարձի քարտերում, տրանզիտային անցագրերում, մուտքի քարտերում, մեքենայի բանալին և մուտքի նշաններում օգտագործելու բանալի քարտեր^[2]։ NFC-ի կարճ տիրույթը և գաղտնագրման աջակցությունն այն ավելի հարմար են դարձնում, քան ոչ այնքան մասնավոր RFID համակարգերը։

Սմարթֆոնների ավտոմատացում և NFC պիտակներ

NFC-ով հագեցած սմարթֆոնները կարող են զուգակցվել NFC պիտակների կամ կպչուկների հետ, որոնք կարող են ծրագրավորվել NFC հավելվածների կողմից։ Այս ծրագրերը կարող են թույլ տալ փոխել հեռախոսի կարգավորումները, հաղորդագրություններ ուղարկելը, հավելվածի գործարկումը կամ հրամանի կատարումը։

Նման հավելվածները չեն հիմնվում ընկերության կամ արտադրողի վրա, բայց կարող են անմիջապես օգտագործվել NFC-ով հագեցած սմարթֆոնի և NFC պիտակի հետ^[90]։

NFC ֆորումը հրապարակել է Signature Record Type Definition (RTD) 2.0-ը 2015 թվականին՝ NFC պիտակների ամբողջականությունն ու իսկությունը ավելացնելու համար։ Այս հատկանիշը NFC սարքին թույլ է տալիս ստուգել պիտակի տվյալները և բացահայտել պիտակի հեղինակին^[91]։

Տեսախաղեր

NFC-ն օգտագործվել է տեսախաղերում՝ սկսած Skylanders:Spyro's Adventure-ից^[92]։ Սրանք հարմարեցված արձանիկներ են, որոնք պարունակում են անհատական տվյալներ յուրաքանչյուր գործչի հետ, այնպես որ երկու թվեր լիովին նման չեն։ Nintendo-ի Wii U-ն առաջին համակարգն էր, որը ներառում էր NFC տեխնոլոգիան առանց տուփի GamePad-ի միջոցով։ Հետագայում այն ընդգրկվեց Nintendo 3DS շարքում (ներկառուցված է New Nintendo 3DS/XL-ի մեջ և առանձին վաճառվող ընթերցողի մեջ, որն օգտագործում է ինֆրակարմիր 3DS ընտանիքի հին կոնսուլներին հաղորդակցվելու համար)։ Աքսեսուարների amiibo տեսականին օգտագործում է NFC տեխնոլոգիա՝ հնարավորությունները բացելու համար։

Սպորտաձևեր

Adidas Telstar 18-ը ֆուտբոլի գնդակ է, որը պարունակում է NFC չիպ^[93]։ Չիպը օգտատերերին հնարավորություն է տալիս շփվել գնդակի հետ՝ օգտագործելով սմարթֆոն^[94]։

NFC-ն և Bluetooth-ը երկուսն էլ համեմատաբար կարճ հեռահարության հաղորդակցման տեխնոլոգիաներ են, որոնք հասանելի են բջջային հեռախոսներում։ NFC-ն աշխատում է ավելի դանդաղ արագությամբ, քան Bluetooth-ը և ունի շատ ավելի կարճ տիրույթ, բայց շատ ավելի քիչ էներգիա է սպառում և չի պահանջում զուգավորում^[95]։

NFC-ն ավելի արագ է կարգավորվում, քան ստանդարտ Bluetooth-ը, սակայն փոխանցման արագությունն ավելի ցածր է, քան Bluetooth-ի ցածր էներգիան։ NFC-ի միջոցով սարքերը նույնականացնելու համար ձեռքով կազմաձևումներ կատարելու փոխարեն, երկու NFC սարքերի միջև կապը ավտոմատ կերպով հաստատվում է 0,1 վայրկյանից պակաս ժամանակում։ NFC-ի տվյալների փոխանցման առավելագույն արագությունը (424 կբիտ/վ) ավելի դանդաղ է, քան Bluetooth V2.1-ը (2,1 Մբիթ/վ)։

NFC-ի 20 սմ-ից պակաս աշխատանքային առավելագույն հեռավորությունը նվազեցնում է անցանկալի գաղտնալսման հավանականությունը՝ այն հատկապես հարմար է դարձնում մարդաշատ տարածքների համար, որոնք բարդացնում են ազդանշանի փոխկապակցումը իր փոխանցող ֆիզիկական սարքի (և ընդարձակման դեպքում՝ դրա օգտագործողի) հետ^[96]։

NFC-ն համատեղելի է գոյություն ունեցող պասիվ RFID (13,56 ՄՀց ISO/IEC 18000-3) ենթակառուցվածքների հետ։ Այն պահանջում է համեմատաբար ցածր էներգիա, որը նման է Bluetooth V4.0 ցածր էներգիայի արձանագրությանը։ Այնուամենայնիվ, երբ NFC-ն աշխատում է չսնուցվող սարքի հետ (օրինակ՝ հեռախոսով, որը կարող է անջատված լինել, անհպում խելացի վարկային քարտ, խելացի պաստառ), NFC-ի էներգիայի սպառումը ավելի մեծ է, քան Bluetooth V4.0 Low Energy-ի, քանի որ լուսավորվում է պասիվ պիտակը լրացուցիչ հզորության կարիք ունի^[95]։

2011 թվականին հեռախոսների վաճառողները թողարկեցին ավելի քան 40 NFC-ով աշխատող հեռախոսներ՝ Android բջջային օպերացիոն համակարգով։ BlackBerry սարքերը աջակցում են NFC-ին՝ օգտագործելով BlackBerry Tag այն սարքերում, որոնք ունեն BlackBerry OS 7.0 և ավելի նոր տարբերակներ^[97]։

MasterCard-ն ավելացրել է լրացուցիչ NFC աջակցություն PayPass-ի համար Android և BlackBerry հարթակների համար՝ PayPass օգտվողներին հնարավորություն տալով վճարումներ կատարել՝ օգտագործելով իրենց Android կամ BlackBerry սմարթֆոնները^[98]։ Samsung-ի և Visa-ի համագործակցությունն ավելացրել է «payWave» հավելված Galaxy S4 սմարթֆոնի վրա^[99]։

2012թ.-ին Microsoft-ն իր բջջային օպերացիոն համակարգում ավելացրեց բնիկ NFC գործառույթը Windows Phone 8-ով, ինչպես նաև Windows 8 օպերացիոն համակարգով։ Microsoft-ը տրամադրում է «Wallet hub» Windows Phone 8-ում NFC վճարումների համար և կարող է ինտեգրել բազմաթիվ NFC վճարային ծառայություններ մեկ հավելվածում^[100]։

2014 թվականին iPhone 6-ը թողարկվեց Apple-ից՝ NFC-ին աջակցելու համար^[101] և 2019 թվականի սեպտեմբերից iOS 13-ում Apple-ն այժմ թույլ է տալիս NFC պիտակները կարդալ, ինչպես նաև պիտակավորել NFC հավելվածի միջոցով։

2011 թվականի ապրիլի դրությամբ հարյուրավոր NFC փորձարկումներ են իրականացվել։ Որոշ ընկերություններ տեղափոխվեցին ծառայությունների լայնածավալ տեղակայում, որոնք ընդգրկում էին մեկ կամ մի քանի երկրներ։ Բազմաթիվ երկրների տեղակայումները ներառում են Orange-ի NFC տեխնոլոգիայի ներդրումը բանկերի, մանրածախ առևտրի, տրանսպորտի և ծառայություններ մատուցողների համար եվրոպական մի շարք երկրներում^[102], ինչպես նաև Airtel Africa և Oberthur Technologies-ը, որոնք տեղակայվում են Աֆրիկայի 15 երկրներում^[103]։

• China Telecom-ը (Չինաստանի 3-րդ ամենամեծ բջջային օպերատորը) իր NFC-ի թողարկումը կատարեց 2013 թվականի նոյեմբերին։ Ընկերությունը ստորագրել է բազմաթիվ բանկեր՝ իրենց վճարային հավելվածները հասանելի դարձնելու համար իր SIM քարտերում։ China Telecom-ը հայտարարել է, որ դրամապանակը կապահովի կտրոններ, անդամության քարտեր, վառելիքի քարտեր և նստեցման տոմսեր։ Ընկերությունը նախատեսում էր հասնել մինչև 2014 թվականը NFC հեռախոսների 40 մոդելի և 30 միլիոն NFC SIM-ների թողարկման նպատակներին։
• Softcard-ը (նախկինում՝ Isis Mobile Wallet), Verizon Wireless-ի, AT&T-ի և T-Mobile-ի համատեղ ձեռնարկություն, կենտրոնացած է խանութներում վճարումների վրա՝ օգտագործելով NFC տեխնոլոգիան։ Որոշ շրջաններում օդաչուներ կատարելուց հետո նրանք գործարկվեցին ԱՄՆ-ով մեկ։
• Vodafone-ը գործարկել է NFC-ի վրա հիմնված Vodafone SmartPass բջջային վճարման ծառայությունը Իսպանիայում՝ Visa-ի հետ համագործակցությամբ։ Այն հնարավորություն է տալիս բջջային սարքում NFC-ով միացված SIM քարտ ունեցող սպառողներին անկոնտակտ վճարումներ կատարել SmartPass-ի իրենց վարկային մնացորդի միջոցով ցանկացած POS-ում։
• OTI-ը՝ իսրայելական ընկերություն, որը նախագծում և զարգացնում է առանց կոնտակտային միկրոպրոցեսորների վրա հիմնված խելացի քարտերի տեխնոլոգիա, պայմանագիր է կնքել NFC ընթերցողներ մատակարարելու ԱՄՆ-ում իր գործընկերներից մեկին։ Գործընկերից պահանջվում էր գնել $10 մլն արժողությամբ OTI NFC ընթերցողներ 3 տարվա ընթացքում։
• Rogers Communications-ը գործարկել է Suretap վիրտուալ դրամապանակը՝ 2014 թվականի ապրիլին Կանադայում օգտատերերին հնարավորություն տալու իրենց հեռախոսով վճարումներ կատարել^[104]։
• Շրի Լանկայի առաջին աշխատուժի խելացի քարտը օգտագործում է NFC:
• 2013 թվականի դեկտեմբերի 13-ի դրությամբ Tim Hortons TimmyME BlackBerry 10 հավելվածը օգտատերերին թույլ է տվել կապել իրենց կանխավճարային Tim Card-ը հավելվածի հետ՝ թույլ տալով վճարել՝ հպելով NFC-ով միացված սարքը ստանդարտ անկոնտակտ տերմինալի վրա^[105]։
• Google Wallet-ը թույլ է տալիս սպառողներին պահել կրեդիտ քարտի և հավատարմության քարտի մասին տեղեկությունները վիրտուալ դրամապանակում, այնուհետև օգտագործել NFC-ով միացված սարք տերմինալներում, որոնք ընդունում են նաև MasterCard PayPass գործարքները^[106]։
• Գերմանիան^[107], Ավստրիան^[108], Ֆինլանդիան^[109], Նոր Զելանդիան^[110], Իտալիան^[111], Իրանը^[112], Թուրքիան^[113] և Հունաստանը^[114] փորձարկել են հասարակական տրանսպորտի NFC տոմսերի համակարգերը։ Լիտվայի մայրաքաղաք Վիլնյուսը 2013 թվականի հուլիսի 1-ին ամբողջությամբ փոխարինեց հասարակական տրանսպորտի թղթե տոմսերը ISO/IEC 14443 տիպի A քարտերով^[115] ։
• Ավստրալիայի Bankmecu-ում NFC կպչուկների վրա հիմնված վճարումները և քարտերի թողարկող Cuscal-ը ավարտեցին NFC վճարային կպչուն պիտակների փորձարկումը, որը հնարավորություն էր տալիս սպառողներին կատարել անհպում վճարումներ Visa payWave տերմինալներում՝ օգտագործելով հեռախոսին կպած խելացի կպչուն։
• Հնդկաստանը NFC-ի վրա հիմնված գործարքներ էր իրականացնում տոմսարկղերում՝ տոմսերի վաճառքի նպատակով^[116]։
• Google-ի և Equity Bank-ի համագործակցությունը Քենիայում ներդրել է NFC վճարային համակարգեր հանրային տրանսպորտի համար մայրաքաղաք Նայրոբիում՝ BebaPay ապրանքանիշի ներքո։
• 2019 թվականի հունվարին սկսվեցին փորձարկումները՝ օգտագործելով NFC-ով ապահովված Android բջջային հեռախոսները՝ Ավստրալիայի Վիկտորիա քաղաքում հասարակական տրանսպորտի ուղեվարձը վճարելու համար^[117]։