¿Qué es el NFC y cómo funciona?

Qué es el NFC

La comunicación de campo cercano es un conjunto de normas para intercambiar datos entre dos dispositivos que se mantienen a unos pocos centímetros el uno del otro, mediante un campo magnético que oscila a 13,56 MHz. El NFC Forum, el organismo del sector que mantiene las especificaciones, fija tanto la capa de radio como el formato de datos que corre sobre ella.

El nombre es preciso y merece tomarse al pie de la letra. «Campo cercano» no es un rodeo comercial para decir «corto alcance»: la expresión designa la zona próxima a una antena en la que domina la componente magnética del campo y la energía puede transferirse por inducción en lugar de radiarse como onda. Todo lo característico del NFC se deriva de trabajar en esa zona.

Normalmente intervienen dos objetos. Uno está alimentado y dirige el intercambio, por lo general un teléfono o un lector dedicado. El otro es una etiqueta, una tarjeta o un segundo dispositivo alimentado.

Cómo alimenta un teléfono una etiqueta sin batería

Una etiqueta NFC es un chip conectado a una bobina plana de hilo, casi siempre unas pocas espiras de aluminio o de cobre impresas sobre una lámina de plástico. No hay batería, ni condensador que retenga una carga, ni nada que funcione mientras la etiqueta está encima de una mesa.

Cuando se acerca un lector, este excita su propia bobina con una corriente alterna a 13,56 MHz. Eso genera un campo magnético variable. La bobina de la etiqueta queda dentro de ese campo, y en ella se induce una tensión, exactamente como en un transformador cuyos dos devanados están separados por aire en vez de por un núcleo de hierro. Rectificada, esa tensión alimenta el chip.

El sentido de la respuesta es la parte que la mayoría de las explicaciones se salta. La etiqueta no genera ninguna señal. Cambia cuánta energía toma del campo del lector conmutando una resistencia sobre su bobina, y el lector percibe eso como una fluctuación de la corriente de su propia antena. Ese procedimiento se llama modulación de carga, y es lo que permite a la etiqueta responder sin consumir casi nada.

Las velocidades de datos fijadas en esta capa son 106, 212 y 424 kbit/s. Basta para una dirección, unas credenciales de wifi o una operación de pago, y no da ninguna opción a nada que se parezca a un archivo.

Por qué el alcance es de unos pocos centímetros

El acoplamiento inductivo en campo cercano se debilita extraordinariamente rápido en cuanto las dos bobinas se separan. Doblar la distancia no reduce el acoplamiento a la mitad, lo hunde. Pasado cierto punto la etiqueta sencillamente nunca recibe energía bastante para arrancar su chip, y el fallo es abrupto en lugar de gradual: la etiqueta responde, o no responde.

El tamaño de la antena cuenta más que el teléfono. Una etiqueta del tamaño de una tarjeta de crédito tiene una bobina grande que capta mucho más campo que una pegatina de 25 mm, y por eso se lee sensiblemente más lejos con el mismo teléfono. Si una etiqueta se lee mal, lo primero que hay que cambiar es la etiqueta, no el aparato.

La segunda variable es dónde está realmente la antena del teléfono. Ocupa una zona concreta de la parte trasera, y esa zona no está en el mismo sitio según el fabricante. Un teléfono apoyado plano sobre una etiqueta pero desplazado tres centímetros falla con la misma fiabilidad que uno sostenido a diez centímetros.

Los tres modos de funcionamiento

Las normas fijan tres maneras en que dos dispositivos NFC pueden relacionarse. La mayoría de la gente solo se encuentra con las dos primeras.

El modo de lectura y escritura es el que concierne a cualquiera que compre etiquetas. De la emulación de tarjeta se encarga el sistema operativo junto con el elemento seguro, y las aplicaciones acceden a ella en Android mediante una interfaz que Google documenta bajo el nombre de Host Card Emulation.

Punto a punto es el caso aparte. Forma parte de la norma, pero la transferencia de teléfono a teléfono por NFC no es hoy, en ninguna de las dos plataformas móviles, la vía por la que se comparten archivos.

Android retiró Android Beam en Android 10 y lo documenta como algo que ya no se desarrolla activamente, quedando disponible de forma opcional para los fabricantes de dispositivos.

Las normas que hay detrás del NFC

El NFC se apoya en normas de tarjetas sin contacto anteriores a él mismo. ISO/IEC 14443 fija la interfaz de las tarjetas de proximidad que usan la mayoría de las etiquetas y de las tarjetas de pago, ISO/IEC 18092 fija la interfaz y el protocolo NFC propiamente dichos, e ISO/IEC 15693 cubre las tarjetas de vecindad, de mayor alcance, que el NFC Forum adoptó después como uno de sus tipos de etiqueta.

Sobre esa capa de radio, el NFC Forum fija dos cosas que cuentan en el uso diario. La primera es un conjunto de tipos de etiqueta, cada uno de los cuales describe el juego de comandos que un lector conforme debe dominar. La segunda es NDEF, el NFC Data Exchange Format, un pequeño formato contenedor gracias al cual cualquier dispositivo conforme entiende una etiqueta escrita por cualquier otro.

Los textos vigentes de las especificaciones los publica el NFC Forum.

En qué es malo el NFC

El metal es el punto principal. Una etiqueta apoyada plana sobre una superficie metálica ve su campo deformado y su resonancia desafinada, y lo habitual es que deje de funcionar del todo en lugar de degradarse. Las etiquetas que se venden como aptas para metal llevan una capa de ferrita que separa la antena de la superficie, y por eso cuestan más. Una pegatina corriente no va a funcionar sobre la tapa de un portátil, la carcasa de una máquina o la parte trasera de un teléfono.

La distancia es el segundo. Si el caso de uso exige leer una etiqueta desde más de un palmo, el NFC es la tecnología equivocada, y ningún ajuste de antena cambia eso. La RFID UHF, en torno a 900 MHz, lee a varios metros, que es justamente la razón por la que los almacenes la usan y los teléfonos no pueden hablar con ella.

La capacidad es el tercero. La memoria de las etiquetas se mide en centenares de bytes en las referencias de consumo habituales, lo que aloja con holgura una dirección y nada que se parezca a un documento o a una imagen. La respuesta de siempre es guardar un enlace y poner el contenido en un servidor.

Hay además un modo de fallo que sorprende por otra razón. La mayoría de las etiquetas pueden bloquearse de forma permanente, y una etiqueta bloqueada no puede reescribirse por ningún medio. Es una operación de un solo sentido, ejecutada por software, sin rastro físico, y es fácil dispararla sin querer cuando una aplicación de escritura la ofrece como una casilla junto al botón de escribir.