Оригинал материала опубликован в "Бизнес-журнале" №3/2014
8.03.2014

В тесноте, да не в обиде! Связь ближнего действия.

В истории техники найдётся немного примеров, способных соперничать по степени парадоксальности с технологией под названием NFC. Расшифровывается сокращение просто и без фокусов: Near-Field Communication, то есть «связь ближнего действия». Однако присмотритесь и окажется, что скрывающийся под этой аббревиатурой механизм буквально соткан из парадоксов. К примеру, не будет большим преувеличением утверждать, что в обозримом будущем «NFC» станет практически эквивалентом слову «деньги». А что может рассказать о ней человек с улицы? Да ничего. Чаще всего обыватель даже не в курсе, что его смартфон NFC уже поддерживает!

Начать этот рассказ логично с экскурса в историю радиосвязи, а именно с работ русского физика Александра Сергеевича Попова. В конце XIX века он сконструировал первые пригодные для практического применения приёмник и передатчик радиоволн, а в 1900 году с помощью его аппаратуры были спасены севший на мель военный корабль и группа рыбаков, унесённых в море на льдине. С этого момента начинается продлившаяся почти век гонка за дальность: поднимая мощность передачи, конструируя новые антенны, меняя длину волны, наращивая чувствительность приёмников, изобретая новые способы кодирования информации — короче говоря, внося любые изменения в конструкцию «беспроволочного телеграфа», инженеры почти всегда преследовали цель увеличить радиус действия.

Но сто лет спустя после Попова вдруг проявился интерес к обратной задаче: ограничить дальность связи такими малыми расстояниями, что на первый взгляд идея кажется смешной. Ну кому, скажите на милость, может понадобиться радиосвязь на дистанции в несколько сантиметров? А это как раз предназначение NFC.

Выражаясь сухим языком техники, NFC предполагает обмен цифровыми данными посредством радиоволн на частоте 13,56 МГц. Расстояние между участниками такого радиообмена не может превышать 20 сантиметров, а лучше если оно будет не больше четырёх. Скорость передачи информации при этом измеряется несколькими сотнями килобайт в секунду, что сравнительно медленно: на отправку фотографии среднего качества с такой скоростью потребуется несколько секунд; Bluetooth или Wi-Fi тот же объём данных передадут в разы, а то и в десятки раз быстрей. Зато, в отличие от своих более дальнобойных и скоростных соперников, NFC не требует предварительного «спаривания» устройств (то есть получения предварительного разрешения на обмен данными) и способен установить соединение очень быстро, всего за десятую долю секунды. Кроме того, у NFC есть ещё одна важная особенность: либо одно, либо второе устройство, участвующее в обмене информацией, может не иметь собственного источника питания, а работать за счёт энергии, наведённой в его антенне излучением другой стороны (т.н. пассивный режим).

Антивор и другие профессии

Всё это очень напоминает технологию, с помощью которой защищают от воров товары в магазинах. И тут нет ошибки, действительно, первой профессией NFC стало противодействие магазинным кражам. На товар крепится электронное устройство, состоящее из крохотной (миллиметры) микросхемы и сравнительно большой (вплоть до нескольких сантиметров в поперечнике) антенны. Сканеры, установленные на выходе из павильона, непрерывно генерируют опрашивающий радиосигнал — и если электронную метку с товара почему-то не сняли, в её антенне наводится достаточная для работы микросхемы энергия, формируется ответный сигнал, принимаемый сканером — и вот к вам уже направляется охранник.

Технологию в таком виде начали использовать ещё в 60-х годах для защиты книг, но к исходу века она сильно усовершенствовалась и распространилась. Электронные метки уменьшились в размерах (вплоть до рисового зёрнышка) и стали применяться не только в торговле. Их используют, например, для защиты важных документов от подделки, вшивают под кожу животным (с адресом хозяев), имплантируют в ключи, разрешающие проход на закрытую территорию, и т.д. Важно знать, что называют такие устройства RFID — то есть, буквально, «радиометками» (от англ. radio-frequency identification), а это не совсем NFC. Правильней будет считать RFID-технологию прямым предшественником NFC.

Разница между NFC и RFID почти незаметная. Работают они на одних частотах, передают данные одинаковым образом и т.д. и т.п. Но RFID-устройство, если так можно выразиться, глупое: сканер спрашивает его «ты здесь?», оно отвечает «здесь!» и, возможно, сопровождает ответ какой-нибудь идентифицирующей информацией (скажем, своим товарным артикулом). NFC же предполагает полноценный, неограниченный диалог.

Переломным моментом в истории NFC считается 2004 год, когда Philips, Nokia и Sony основали некоммерческую промышленную ассоциацию NFC Forum. Задачей этой организации стала выработка стандартов для скорейшего проникновения технологии «ближней связи» на широкий рынок: ведь для успеха у покупателей необходимо, чтобы NFC-устройства от разных производителей понимали друг друга! Ассоциация быстро обросла участниками и к настоящему моменту — имея в своих рядах Google, Intel, VISA, Samsung и полтора сотни других крупных и мелких игроков со всего мира — считается самой влиятельной силой в своей области. Благодаря её работе, чипом NFC сегодня комплектуются многие мобильные телефоны от известных производителей. И это достижение невозможно переоценить: мобильник сопровождает современного человека всегда и повсюду, а значит именно с ним потенциал NFC будет реализован наиболее полно.

Да здравствуют парадоксы!

Настало время вернуться к парадоксам NFC и оценить их прелесть. На первый взгляд «связь ближнего действия» усеяна недостатками и её «близорукость» кажется самым огорчающим из всех. Но недостаток в любом другом виде связи, здесь малый радиус оказывается чуть ли не самым ценным преимуществом. Благодаря ему стало возможным реализовать наиболее интуитивный из способов взаимодействия, какие только знает человек: чтобы заставить два устройства связаться друг с другом, просто приведите их в соприкосновение! Именно инициация контакта между цифровыми устройствами стала основным назначением NFC.

Посудите сами: используя любой другой беспроводный протокол, вы почти всегда должны явно указать, какое именно устройство желаете подключить, например, к своему смартфону. Будь то «бесплатный Wi-Fi» в кафе или ваши собственные Bluetooth-наушники, в процессе подключения вы обязательно увидите в списке чужие телефоны, компьютеры и устройства — ведь радиус действия Wi-Fi порядка ста метров, а Bluetooth около десяти. Но NFC — это максимум двадцать сантиметров: своеобразная личная зона, в которой ничего чужого быть не может! Поэтому когда два NFC-устройства вдруг «видят» друг друга, можно не сомневаться, что это не случайность. Значит, владелец одного из них желает, чтобы устройства связались друг с другом и выполнили некоторую работу. Поэтому связь можно устанавливать немедленно, без предварительного выбора вариантов из списка и прочей подготовительной ерунды.

То же малое расстояние оказывается и чрезвычайно важным качеством, если необходим обмен информацией личного свойства — к примеру, пересылка номера пластиковой карты. Передавая такие данные через любые другие виды соединений, принято защищать их шифрованием, чтобы тот, кто их случайно или намеренно подслушал, не смог их понять. NFC-соединения тоже шифруют, но вообще-то главным защитным барьером здесь служит именно малый радиус действия: если кто-нибудь попытается влезть в вашу 20-сантиметровую зону, вы это скорее всего заметите.

Наконец, невысокая скорость передачи данных здесь тоже оборачивается ценным преимуществом. Как правило, необходимости пересылать через NFC крупные файлы не возникает. Когда NFC-соединение используется для пересылки номера пластиковой карты, речь идёт о считанных байтах, в худшем случае тысячах байт (то есть меньше секунды на всё про всё). А в остальных случаях NFC лишь инициирует контакт, после чего за дело берутся более шустрые беспроводные протоколы: с помощью NFC устройства «договариваются» о контакте, а потом автоматически и очень быстро соединяются по Bluetooth или Wi-Fi. Самой же NFC низкая скорость и малая дальность помогают экономить энергию, что чрезвычайно важно для любого мобильного устройства.

На практике всё это выглядит не менее впечатляюще. Возьмите два современных смартфона под управлением Android (версия системы должна быть не ниже 4.0) и найдите и активируйте NFC в их системных настройках. Теперь, чтобы быстро передать с одного телефона на другой контакт из телефонной книги, фотографию, видеозапись, в общем, любой документ, отправителю достаточно открыть его, после чего коснуться одним смартфоном о другой. Электронная магия, которая при этом происходит, вам уже известна (увидев друг друга через NFC, телефоны моментально договариваются о Bluetooth-контакте и обмениваются нужным документом), но для простого пользователя все эти внутренние процессы не видны. Он видит только результат: коснулся телефоном о телефоном — и секунду спустя нужный документ уже передан! Согласитесь, едва ли можно придумать более интуитивное решение для обмена данными. Функция эта, кстати, называется Android Beam и пока работает только между Android-устройствами; однако, теоретически, точно так же можно передавать документы можно между любыми устройствами, поддерживающими NFC.

Похожим образом работают и бесконтактные пластиковые карты — например, MasterCard PayPass и VISA payWave. Введённые в обиход во второй половине «нулевых», они отличаются от простых «кредиток» наличием вшитого чипа NFC (а, правильней, RFID). Для оплаты товара или услуги такой картой нет необходимости проводить её через считывающий терминал или в него вставлять: достаточно буквально стукнуть карточкой о считывающее устройство и транзакция будет осуществлена. Физика процесса та же самая: терминал генерирует радиосигнал, NFC-чип в карте включается за счёт наведённой энергии и сообщает в ответ номер карты. В результате процедура оплаты становится проще и удобней, да к тому же и более безопасной по сравнению, скажем, с классическим случаем «пластика» с магнитной полосой.

Но техника уже шагнула дальше. Google и независимо от неё несколько других производителей и промышленных альянсов (Isis, Weve и пр.) строят с помощью NFC так называемые виртуальные кошельки для пластиковых карт. Самым популярным среди них пока остаётся Google Wallet. Это приложение для смартфона, способное хранить в своей памяти многие кредитные, дебетовые и даже скидочные пластиковые карты. Предварительно пользователь «импортирует» нужную карту в память телефона (фактически, записывает её номер), а когда настаёт момент ею воспользоваться, выбирает карту из списка на экране — и касается телефоном платёжного терминала: номер карты пересылается через NFC-соединение, оплата выполнена!

Главный враг и главная надежда

Конечно, этим перечень применений NFC не ограничивается. Многие перспективные варианты пока ещё только исследуются или находятся в самой ранней стадии реализации. В простейшем случае они напоминают Google Wallet: к примеру, по всему миру сейчас идут эксперименты с оплатой «телефоном» за проезд в общественном транспорте (схема та же: пользователь зачисляет деньги на свой телефонный номер, а телефон с NFC-чипом выполняет роль виртуальной кредитки).

В более сложных примерах NFC применяют для наделения «интеллектом» предметов обихода. Скажем, Samsung выпускает «умные метки» TecTile: наклейку, размером с монету, с вшитым в неё пассивным NFC-чипом. Владелец программирует такую метку (определяет, какие действия должен выполнить телефон, прикоснувшись к ней) и лепит на нужное место. После этого, оказавшись поблизости от метки, телефон (с установленным на нём приложением TecTile) автоматически выполнит записанные на метке инструкции. Например, он может переключиться в «тихий» режим на столике у кровати (на столик, естественно, налеплена TecTile-метка с соответствующими инструкциями); самостоятельно подключить автомобильную стереосистему, будучи положен в автомобильный бардачок; сам подключится к бесплатному «вай-фаю» на столике в кафе и т.п.

В том же направлении работает Sony. Она имплантирует NFC-чипы в бытовую электронику своего производства (функция One-touch) с целью облегчить их взаимодействие. К примеру, Bluetooth-наушники с поддержкой One-touch можно подключить к смартфону простым прикосновением; отобразить содержимое экрана смартфона на телевизоре — так же, коснувшись одним о другое, и т.д.

В идеале любые NFC-устройства любых производителей должны видеть и понимать друг друга. В конце концов ради этого и был создан NFC Forum! На практике, к сожалению, это пока не так. Android Beam не будет работать с телефонами Nokia, «умные метки» Samsung «разговаривают» на другом языке, нежели метки Sony, и вообще примеров несовместимых NFC-продуктов пока больше, чем совместимых. Объясняются эти разногласия просто: несмотря на более чем десятилетнюю историю, «связь ближнего действия» остаётся сравнительно юной технологией — и производители исследуют различные варианты её реализации, играя с электроникой и программным обеспечением. Многие полагают что именно этим объясняется отсутствие среди сторонников NFC чуть ли не самого важного игрока на рынке современной электроники: Apple.

Это последний и, пожалуй, самый неприятный из парадоксов, которыми так богата NFC. Microsoft и Nokia, Blackberry и Google, Sony и Samsung, HTC, LG, и почти любой другой известный вендор смартфонов уже представил хотя бы одно устройство с имплантированным NFC-чипом. Но не Apple. За последние годы она скопила впечатляющий патентный портфель, закрепляющий её права на различные варианты применения «связи ближнего действия», однако так и не установила NFC-чип ни в iPhone, ни в iPad, ни в какой-либо другой свой продукт. А ведь Apple и NFC в некотором смысле — идеальная пара: обе известны чрезвычайной дружелюбностью к пользователю!

Вообще, оснастить тот же iPhone неофициальной поддержкой NFC возможно — к примеру, приобретя «умный чехол» Incipio Cashwrap, содержащий чип NFC, и установив соответствующее приложение. Однако это решает проблему лишь отчасти: большинство обладателей смартфонов и планшетов Apple всё равно доступа к NFC лишены! Так что из года в год аналитики предсказывали, что уж в этот-то раз компания точно данный недостаток устранит — и из года в год Apple упрямо молчала. Чем обусловлено её нежелание признать технологию, признанную почти каждым её конкурентом и так удачно совпадающую с её профессиональным образом?

Никто ответа на этот вопрос доподлинно не знает. Отчасти, вероятно, причина в упомянутой выше молодости технологии, наличии несовместимых реализаций. Отчасти — в непроверенности её потребительских качеств: скажем прямо, опыт применения NFC накоплен небольшой и никто не может сказать, действительно ли, например, она устойчива к взлому настолько хорошо, как говорят теоретики (есть основания сомневаться: несколько лет назад было показано, что злоумышленники в состоянии ловить, гасить и отчасти модифицировать NFC-сигнал на расстоянии до 10 метров, используя чувствительный приёмник и особую антенну). В сумме это делает NFC опасным вариантом для Apple: компания боится отпугнуть клиентов «сырой» технологией, испортить свой имидж. А это, в свою очередь, сильно мешает продвижению NFC в массы. Эксперты говорят так: пока Apple не признает NFC, не поставит на нём своего рода печать «Готова к употреблению!», «связь ближнего действия» останется для производителей, ритейлеров, потребителей экспериментальной технологией.

Однако есть надежда, что в текущем году «фруктовый гигант», наконец, изменит свою позицию. Если верить сведениям, просочившимся из Apple сразу после рождественской суматохи, компания готовит запуск собственной платёжной системы. То есть даст обладателям своих мобильных устройств возможность расплачиваться с их помощью за товары в обычных магазинах (скорее всего, сделав виртуальный кошелёк наподобие Google Wallet). Если это действительно так, будущее NFC можно считать гарантированным: для связки смартфона с платёжным терминалом это самый надёжный и самый удобный вариант из существующих, и Apple без сомнения применит именно NFC.

С полумиллиардом аккаунтов за спиной (такова численность армии подписчиков сервисов Apple), компания немедленно выйдет в лидеры среди мобильных платёжных систем, оставив позади и Google, и даже PayPal. А термин NFC после такого, наконец, станет известным обывателю.

P.S. В статье использованы иллюстрации Pierre Metivier, Vodafone Mediene, Karlis Dambrans.


NFC,Bluetooth,коммуникации,радио,RFID,мобильные_устройства,пластик,электронный_кошелёк




Евгений Золотов, 1999-2018. Личный архив. Некоторые права защищены