NFC (近距離無線通信) の初心者ガイド

近距離無線通信は、低速だが信頼性の高いデータ転送を可能にするために、2 つの互換性のあるデバイスを互いに非常に近接して接続するワイヤレス パーソナル エリア ネットワーク (PAN) テクノロジです。 この記事では、NFC がどのように機能するかを例を挙げて説明します。

一般に NFC と略される近距離無線通信は、低速だが信頼性の高いデータ転送を可能にするために、2 つの互換性のあるデバイスを互いに非常に近接して接続するワイヤレス パーソナル エリア ネットワーク (PAN) テクノロジとして定義されます。

NFC のさまざまな側面とその影響

近距離無線通信 (NFC) として知られる技術は、2 つの互換性のあるデバイスが短距離 (多くの場合 4 センチメートル以内) で相互に通信できるようにする一連の通信プロトコルで構成されています。 NFC 標準により、スマートフォンなどのモバイル デバイスは、1 回タップするだけで、迅速かつ痛みのない方法で相互にデータを共有できます。 このテクノロジが機能するには、そのテクノロジと互換性のある 2 つのデバイス、つまりターゲット デバイスとイニシエータ デバイスの両方が存在する必要があります。

NFC フォーラムは、近距離無線通信を使用する利点の認識を促進するために、ノキア、ソニー、フィリップスによって 2004 年に設立されました。 また、NFC 標準の設定と NFC 準拠のデバイスの認証も担当しました。 ISO/IEC 14443 や FeliCa などの既存の無線周波数識別 (RFID) 標準は、NFC 標準開発の基礎として機能しました。 これらの標準を維持することで、異なるメーカーの NFC 互換デバイスが相互に通信できるようになります。 NFC には暗号化がないため、RFID テクノロジーとの互換性が保証されます。

続きを見る：ネットワークハードウェアとは何ですか? 定義、アーキテクチャ、課題、ベスト プラクティス

スマートフォンなどの NFC 対応デバイスがメーカーの意図どおりに機能するには、追加のアプリケーション ソフトウェアが必要です。 このアプリケーション ソフトウェアがないと、スマートフォンでの支払いやスマート NFC ポスターの読み取りはできません。 NFC テクノロジーは、スマートフォン ユーザー向けの Apple Pay および Samsung Pay での非接触型決済の促進、ウェアラブル フィットネス デバイスのワイヤレス充電、オフィスや学校へのキーカード アクセスの提供などに使用されています。

2 つの NFC 互換デバイスが両方ともアクティブである場合、または一方がアクティブで他方がパッシブである場合、それらの間で通信を行うことができます。 アクティブな NFC デバイスが 106 kbit/s でデータ転送を実行する場合は常に、100% 変調によるミラー コーディングの修正形式が使用されます。 一方、速度が 212 ～ 424 kbit/s の間で変動する場合は、10% 変調のマンチェスター符号化が使用されます。

NFC を使用すると、いくつかの重要な利点が得られます。 安価であり、その利点はコストを上回ります。 これにより、デバイス間の通信がより高速かつ自動化されます。 他の RFID デバイスとの下位互換性があります。 NFC の使用には専門知識は必要ありません。 十分な技術的ノウハウを持つユーザーが使用できます。

ただし、NFC にはいくつかの制約もあります。 非常に短い範囲内でのみ動作し、情報の損失につながる可能性のある盗聴などのセキュリティ上の脆弱性が発生する可能性があります。 NFC はデータ転送速度が非常に遅いため、ピア間で大きなファイルを転送するのには適しておらず、速度が遅くなります。

NFC もローカル デバイス間でデータをワイヤレスで転送する方法ですが、Wi-Fi や Bluetooth などの他のテクノロジーとは異なります。 Wi-Fi は、ローカル エリア ネットワーク (LAN) 内で比較的長距離にわたってデータを転送するために使用されます。 一方、NFC は、より短い距離で動作するピアツーピア技術です。

また、Bluetooth よりも強力ではありません。 Bluetooth バージョン 2.1 (V2.1) は、最速の最大データ転送速度 2.1 Mbit/s を備え、100 m の範囲内で動作できます。 Bluetooth バージョン 4 (V4) は、Bluetooth Low Energy または Bluetooth LE とも呼ばれ、データ転送速度が 1 Mbit/s で、50 m の範囲内で動作できます。 一方、NFC のデータ転送速度は 424 kbit/s に制限されており、20 cm の範囲内でしか動作できません。

ただし、いくつかのユニークな利点もあります。 2 つの NFC 互換デバイス間の接続は自動的に行われますが、Bluetooth の接続ではデータを転送するためにデバイスを手動でペアリングする必要があります。 NFC はセットアップにかかる時間も短く、約 0.1 秒です。 ただし、Bluetooth v2 はセットアップに時間がかかります (約 6 秒)。

Bluetooth 経由でデータを転送するには、両方のデバイスがアクティブである必要がありますが、NFC を使用したデータの転送は、一方のデバイスがパッシブな状況でも実行できます。 さらに、NFC のデータ転送は双方向ですが、Bluetooth のデータ転送は双方向です。

詳細: SD-WAN を使用してネットワークをクラウド ファースト時代に備える方法

近距離無線通信は、RFID に基づく無線接続技術です。 誘導結合を使用して、近くにある 2 つの互換性のあるデバイス間の通信を可能にします。 これにより、ユーザーは 2 つの NFC 対応デバイスの両方に触れたり、近づけたりするだけで、双方向にデータを自動的に転送できるようになります。

NFC は、世界的に認可されていない 13.56 MHz の周波数で動作します。 3 つの異なるデータ転送速度 (212 kbit/s、106 kbit/s、および 424 kbit/s) があります。

2 つの NFC 互換デバイスを近づけたときに、それらのデバイスが連携してデバイス間のデータ転送を容易にするモードが 2 つあります。 1つ目はアクティブモードです。 このモードでは、電源を備えた 2 つのアクティブなデバイスがデバイス間で双方向にデータを送信します。

例には、2 台の NFC 互換スマートフォン間でのファイルの転送や、2 台のゲーム コントローラー間での仮想報酬の転送などが含まれます。 2 台の NFC 対応スマートフォンを近づけると、自動的に接続が確立されます。 次に、それらは交互に RF フィールドを生成し、それを通じてデータ転送が行われます。 ユーザーが送信したいファイルを選択すると、ファイルを受信するスマートフォンはファイルを受信するための RF フィールドの生成を停止します。 データは最大 424 kbit/s の速度で転送できます。

2 番目のモードはパッシブ モードです。 このモードでは、アクティブなデバイスは NFC タグからデータを読み取ることができます。 たとえば、スマートフォンをカードキーとして使用して、オフィスビルに入ることができます。 スマートフォンを NFC タグに近づけると、NFC タグが変調するキャリアフィールドが生成されます。 スマートフォンによって生成される電磁場は、タグが機能するために必要な電力をタグに供給します。 このため、2 つのデバイス間でデータが行き来する可能性があります。 また、スマートフォンが NFC タグに含まれるデータを読み取ることもでき、ユーザーがそのオフィスへのアクセスを許可されている場合、ドアのロックが自動的に解除されて入室が許可されます。

NFCの各動作モードにおける通信方式は異なります。 これらの違いは、操作分野とその使用方法に影響します。

詳細: リモート デスクトップ プロトコル (RDP) とは何ですか? 意味、働き、メリット、課題

近距離無線通信 (NFC) が適切に機能するには、タグが必要です。 これは、モノのインターネット (IoT) デバイスの使用例のコンテキストで特に当てはまります。 これらのタグは、アクティブ デバイスとの通信を可能にするパッシブ デバイスです。 これらは、形式と容量に基づいて分類されています。 ISO 14443 タイプ A および B、および Sony FeliCa 標準は、NFC タグ タイプ形式の基礎として機能します。 これらの形式は似ていますが、通信方法が異なります。

詳細: Wifi 6 とは何ですか? 意味、速度、機能、利点

NFC のアプリケーションには基本的に制限がありません。 以下に、近距離無線通信の可能性を示す 10 のユースケースの例を示します。

コンサートの準備は、イベント主催者にとって骨の折れる作業です。 この面倒なプロセスは、チケットを印刷し、それを照合することから始まります。 人手も必要となり、莫大なコストがかかります。 消費者はまた、パフォーマンス自体よりもエントリーのプロセスに時間がかかるという悪い経験をしたと報告しています。

イベント主催者は、NFC テクノロジーを活用して紙資源の無駄を最小限に抑え、消費者が入場にかかる時間を短縮できます。 これにより、NFC テクノロジーは環境に優しくなり、消費者のエクスペリエンスも向上します。 その結果、大幅なコスト削減につながる可能性があります。 同様に、空港、バス会社、鉄道駅は NFC を活用して、チケットのカウンターチェックの速度と容易さを向上させ、搭乗時間を短縮し、消費者エクスペリエンスを向上させることができます。

NFC と互換性のあるスマートフォンは、財布、銀行カード、およびカード支払いに取って代わる可能性があります。非接触型支払いは、使いやすさ、利便性、およびより安全な支払い方法を提供することで、スマート カード支払いシステムを改善します。 また、接触式スマート カードに伴う磨耗の問題も発生しません。 一般に、携帯電話では、ユーザーが携帯電話ネットワークに対して認証するために使用される加入者識別モジュール (SIM) カードを持っている必要があります。

SIM カードには、データの暗号化と復号化を実行する安全なストレージ領域が含まれており、取引を承認する前にユーザーに暗証番号 (PIN) の入力を要求するなどのセキュリティ条件が提供されます。 これにより、安全な支払い取引が促進されます。SIM カード領域は、モバイル金融サービスを消費者に提供するために、モバイル ネットワーク オペレーター (MNO) や銀行などのネットワーク オペレーターによって使用されます。

携帯電話を使用して支払いを行う場合、SIM カードはゼロコンタクト スマート カードとして機能し、携帯電話はウォレット アプリとして機能します。スマートフォンの非接触型決済の例には、Android Pay、Apple Pay、Samsung Pay があります。

Bluetooth などのテクノロジーを使用してピア間でデータを転送するには、デバイス間の通信リンクを手動でペアリングする必要があり、これは時間のかかるプロセスです。 NFC テクノロジーを使用すると、2 つのデバイス間の接続をブートストラップして容易にすることができます。 NFC対応機器同士をタッチするだけでファイルの転送が可能です。 その結果、消費者エクスペリエンスが向上し、時間の無駄が削減されます。

電子投票は、国民が指導者を選出するという市民の義務を遂行できる、安全かつ便利かつ簡単な手段を提供します。 これは、大学、州、さらには全国レベルの投票など、あらゆるレベルで使用できます。 電子投票を使用すると、より多くの人が何時間も並ぶという時間のかかるプロセスを経ずに投票できるため、生産性が向上します。 電子投票では、ユーザーが安全なアプリケーションに詳細を登録すると、NFC タグが割り当てられます。 このタグを使用して、どこからでも好みの候補者に投票できます。 候補者の情報も NFC タグに保存されます。

テクノロジーのおかげで、人々はスマートフォンから自分のフィットネスレベルを簡単に追跡できるようになりました。 たとえば、フィットネス会社の FITBIT は、NFC テクノロジーを組み込んで、ユーザーが消費カロリーや歩数などの詳細をリストバンドからスマートフォンに転送し、監視できるようにしています。 同様に、睡眠を監視する医療企業は、リズム トラックなどのデバイスで NFC テクノロジーを活用して、患者の睡眠サイクルと睡眠時間を追跡できるようにしています。

詳細: エッジ ネットワークはどのように機能し、その将来はどうなるのか? AT&T のテレサ・ラノウィッツの回答

2006 年以来、ワールドカップの主催者はチケットに RFID タグを埋め込んでいます。 チケットに RFID を埋め込むとコストが高くなりますが、コストを上回るメリットがあります。 従来のサッカーチケットとは異なり、複製することはできません。 これにより、座席のダブルブッキングや支払いなしの不正入場などの問題を回避しながら、FIFA は最大限のメリットを得ることができます。 NFC テクノロジーを活用することで、FIFA は観客に関する年齢や性別などの分析に役立つデータを収集できます。

NFC を活用して、スマート ポスターから情報をスキャンして読み取ることができます。 スマート ポスターは、スキャン可能なタグに情報を保存します。 興味のある人は、NFC 対応デバイスでポスターをスキャンするだけで、どこからでも都合の良いときにポスターを読むことができ、ポスターの前に立っているときに不要な注目を集める必要はありません。 これにより、広告主と消費者の両方にメリットがもたらされます。 NFC を使用すると、広告主は提供する情報の量を制限したり、バナーのサイズを気にしたりする必要がなくなり、交換できる情報の質と量が増加します。

NFC は記録を保持するのに便利なツールです。 これらは人的ミスが少なく、より正確で信頼性が高く、簡単にアクセスできます。 医療、供給、物流などのいくつかの分野では、NFC テクノロジーを活用して最新の記録を維持できます。 医療分野では、患者の病歴に関する情報の記録を保存するために NFC タグを作成できます。 物流および供給部門では、NFC タグを使用して在庫を追跡できます。 その結果、時間が節約され、この重要な情報を文書化するために使用されるリソースが削減されます。

ホスピタリティ業界は、NFC を活用して消費者エクスペリエンスを向上させることができます。 たとえば、消費者が NFC 対応スマートフォンをルームキーとして使用できるようにすることができます。 NFC テクノロジーを組み込むことで、チェックインとチェックアウト時の待ち時間や列に並ぶこともなくなります。 組織は NFC を使用して、従業員や訪問者による特定のフロアやオフィスへのアクセスを制御することもできます。 また、邪魔にならずに、労働時間や入退室時刻を追跡することもできます。 政府や私道の所有者は、NFC テクノロジーを活用して、無人料金所での道路アクセスを制御することもできます。

スマートホームの所有者は、NFC テクノロジーを活用して、新しいデバイスを既存のデバイスに簡単に接続できます。 NFC を使用すると、新しいデバイスを既存の家の設定と共存するように簡単に構成できます。 自宅で制限されたデバイスにアクセスする前に毎回パスワードを思い出すのは面倒な場合があり、またパスワードのセキュリティが損なわれる可能性があります。 賢い住宅所有者は、すべてのパスワードを思い出す必要がなく、簡単かつ安全にアクセスできます。 同様に、NFC タグを設定して、ユーザーがアラームを設定したり、特定の連絡先に電話したり、ドアや窓を開けたりできるようにすることもできます。

詳細: ユーザー データグラム プロトコル (UDP) とは何ですか? 2022 年の定義、運用、アプリケーション、ベスト プラクティス

NFC (近距離無線通信) は以前から存在していましたが、ようやく真価を発揮したばかりです。 パンデミック中、NFC は安全で非接触型の支払いを可能にしたため、世界中で NFC の使用が急増しました。

ABI Research による 2022 年の調査によると、9 か国の消費者の 85% が NFC を使用したことがあります。 これは、スマート ホーム、100% 自動化された店舗、直感的なサービスを特徴とするモノのインターネットの台頭を考えると特に重要です。 そのため、組織はローカル ネットワーク内のいくつかのタスクを簡素化および自動化できる NFC 実装を準備する必要があります。

この記事は NFC に関する調査に役立ちましたか? Facebook で教えてください新しいウィンドウを開きます、 ツイッター新しいウィンドウを開きます、および LinkedIn新しいウィンドウを開きます 。 あなたからの御一報をお待ちしています！

テクニカルライター