Principes de base des communications en champ proche

À l'instar de la technologie des cartes de proximité, la technologie NFC utilise l'induction magnétique entre deux antennes cadre situées à l'intérieur de leur champ proche respectif, de façon à former un transformateur à noyau d'air. Elle opère dans la bande ISM (Industrial Scientific and Medical) de radiofréquences sans licence et est disponible partout dans le monde. Ces modes de communication jouent un rôle déterminant sur la façon dont un smartphone ou un autre dispositif NFC peut interagir avec un nouveau groupe d'appareils juste en se trouvant à proximité de l'appareil.

Applications type faisant appel à des technologies NFC

Les dispositifs NFC peuvent s'utiliser dans une grande diversité de systèmes de paiement sans contact, similaires à ceux que l'on trouve actuellement dans les cartes à puce des cartes de crédit et des billets électroniques. Ils permettent de remplacer ou de compléter ces systèmes par des systèmes de paiement mobile. Google Wallet permet aux utilisateurs d'enregistrer les informations relatives à leurs cartes de crédit et à leurs cartes de fidélité dans un portefeuille virtuel, par exemple, puis d'utiliser un dispositif NFC sur les terminaux qui acceptent aussi les transactions MasterCard PayPass. Exemples d'autres applications possibles : (1) Surveillance, contrôle d'accès et sécurité (2) Électronique grand public (3) Flux de travail d'automatisation et de fabrication (4) Santé (5) Systèmes de paiement (5) Transport et automobile.

Avantages de l'utilisation de la technologie NFC

Les interactions NFC exigent un simple contact pour établir une communication et sont parfaitement adaptées à un large éventail d'industries, d'environnements et d'utilisations. La technologie NFC met en œuvre des normes universelles telles ISO, ECMA, et ETSI et trouve une applicabilité dans les applications sécurisées. Elle permet en outre une configuration rapide des technologies sans fil, comme le Bluetooth, le Wi-Fi, etc. L'architecture et les fonctionnalités intégrées de la technologie NFC offrent de nombreux avantages aux fabricants et aux concepteurs de périphériques : 

• Simplicité d'utilisation : à la différence des solutions Bluetooth ou 802.11, les dispositifs NFC n'ont pas besoin d'être configurés pour fonctionner les uns avec les autres. Ils se connectent par un simple contact. Ce tapotement simplifie la procédure de connexion souvent fastidieuse entre les appareils et supprime la plupart des erreurs et des interactions humaines liées à la configuration Bluetooth et 802.11.

• Objets intelligents : la technologie NFC peut s'utiliser dans les mêmes applications que les codes à barres. Il est possible d'intégrer un dispositif NFC dans une affiche ou une vitrine, par exemple, pour permettre aux passants d'obtenir des informations complémentaires en scannant le code sur leur téléphone. De telles intégrations ouvrent la voie à une multitude d'applications dans une grande diversité de secteurs allant de la publicité aux systèmes de contrôle en passant par le commerce de détail.

• Coût et simplicité de la surveillance : la mise en place d'un suivi des processus de travail, de systèmes de surveillance et autres applications de détection est souvent prohibitive. Les intégrations NFC peuvent être rapides, simples et peu coûteuses. Elles permettent de ce fait le contrôle accru de différents processus industriels et commerciaux et des opérations de fabrication plus efficaces. Plus important encore, toutes les phases d'une opération peuvent être surveillées en temps réel de manière rentable.

  Normes NFC

  La norme NFC est définie dans la norme ISO/CEI 18092. La norme ISO 18092 définit les modes de communication du protocole et de l'interface NFC. La technologie NFC fonctionne à 13,56 MHz et gère les normes ISO/CEI 14443 (Types A/B/FeliCa) et 15693 (tags) existantes. Les transmissions NFC se font à des vitesses comprises entre 106 kbit/s et 424 kbit/s avec les normes ISO, ECMA et ETSI. Le débit des données est légèrement plus lent que celui d'une liaison Bluetooth. La norme ISO 14443 est une norme nationale en quatre parties qui s'applique aux cartes à puce sans contact opérant à 13,56 MHz à proximité d'une antenne de lecteur.

  Modes NFC

  Un dispositif NFC peut fonctionner de deux façons : en mode actif, autrement dit alimenté par batterie et en mode passif, autrement dit alimenté à l'énergie radioélectrique. De plus, la technologie NFC fait toujours appel à un initiateur et à une cible. L'initiateur génère un champ RF capable d'alimenter une cible passive. Ceci permet aux cibles NFC de se présenter sous différents formats simples non alimentés par batterie, tels qu'étiquettes, autocollants, porte-clés ou cartes.

o Mode de communication active : l'initiateur et le dispositif cible communiquent en générant tour à tour leurs propres champs. Un dispositif désactive son champ RF lorsqu'il est en attente de données. Dans ce mode, les deux dispositifs sont généralement équipés d'alimentations électriques. 

o Mode de communication passive : le dispositif initiateur fournit un champ porteur et le dispositif cible répond en modulant le champ existant. Dans ce mode, le dispositif cible tire l'énergie dont il a besoin pour fonctionner du champ électromagnétique fourni par l'initiateur, ce qui transforme le dispositif cible en transpondeur.

o Mode pair à pair : ce mode définit la communication d'un périphérique à l'autre au niveau de la liaison. Dan ce mode, les appareils partagent des informations entre deux dispositifs NFC.

o Mode d'émulation de carte : permet à l'appareil NFC de se comporter comme une carte à puce standard. Ce mode est sécurisé et pris en charge par l'API de communication sans contact. L'appareil NFC se comporte exactement de la même façon qu'une carte sans contact et peut s'utiliser dans les systèmes de paiement de billets de transport basés sur MiFare, Calypso ou FeliCa, ainsi que dans les systèmes de paiement bancaires basés sur Visa payWave, MasterCard PayPass ou American Express ExpressPay.

o Mode lecture/écriture : permet des applications pour la transmission de messages du NFC Forum. Il convient de noter que ce mode n'est pas sécurisé. Ce mode est pris en charge par l'API de communication sans contact. Le dispositif NFC est actif et lit une balise RFID passive : lecture et enregistrement d'une adresse Web ou d'un coupon sur une affiche pour une publicité interactive, par exemple.

Tags NFC

Le NFC Forum a défini quatre types de tags utilisables avec les dispositifs NFC. Les tags NFC contiennent des données et sont généralement accessibles en lecture seule, mais certains peuvent être réinscriptibles. Ils peuvent être codés de façon personnalisée par leurs fabricants ou utiliser les spécifications définies par le NFC Forum, une association professionnelle chargée de promouvoir la technologie et d'établir des normes clés. Les tags permettent de stocker en toute sécurité des données personnelles telles qu'informations relatives aux cartes de débit et de crédit ou aux programmes de fidélité, numéro d'identification personnel (PIN) et contacts réseau, etc. Les tags sont la clé de voûte de l'interopérabilité entre les différents fournisseurs de tags NFC et les fabricants de dispositifs NFC pour garantir une expérience cohérente à l'utilisateur.

Spécification du NFC Forum régissant l'utilisation du tag de type 1 : le tag de type 1 repose sur la norme ISO/CEI 14443A. Les tags offrent des fonctionnalités de lecture et de réécriture ; les utilisateurs peuvent les configurer de sorte à ce qu'ils soient accessibles en lecture seule uniquement. La mémoire disponible est de 96 octets et peut être étendue à 2 K-octets. 

• Spécification du NFC Forum régissant l'utilisation du tag de type 2 : le tag de type 2 repose sur la norme ISO/IEC 14443A. Les tags offrent des fonctionnalités de lecture et de réécriture ; les utilisateurs peuvent les configurer de sorte à ce qu'ils soient accessibles en lecture seule uniquement. La mémoire disponible est de 48 octets et peut être étendue à 2 K-octets.

• Spécification du NFC Forum régissant l'utilisation du tag de type 3: le tag de type 3 repose sur la norme JIS (Japanese Industrial Standard) X 6319-4, également appelée FeliCa. Les tags sont pré-configurés en usine pour être accessibles en lecture et réécriture ou en lecture seule. La mémoire disponible est variable ; la limite théorique est d'1 Mo par service.

• Spécification 2.0 (novembre 2010) du NFC Forum régissant l'utilisation du tag de type 4 : le tag de type 4 est parfaitement compatible avec la série de normes ISO/CEI 14443. Les tags sont pré-configurés en usine pour être accessibles en lecture et réécriture ou en lecture seule. La mémoire disponible est variable et peut aller jusqu'à 32 Koctets par service ; l'interface de communication offre une compatibilité de Type A ou de Type B.