Por que o NFC usa 13,56 MHz e não outra frequência?
O NFC opera a 13,56 MHz porque essa frequência é um compromisso. Ela é baixa o bastante para que um toque aconteça bem dentro do campo próximo, onde a energia se transfere por indução em vez de se irradiar. E é alta o bastante para que uma bobina de algumas voltas impressas funcione, e para que taxas de centenas de kilobits por segundo sejam possíveis.
Uma frequência que ninguém precisa licenciar
Os 13,56 MHz ficam numa faixa reservada internacionalmente para uso industrial, científico e médico. Equipamentos podem transmitir ali sem uma licença individual, e é por isso que a mesma tag funciona em Tóquio e em Lisboa e por isso que um adesivo pode custar alguns centavos. A nota de rodapé 5.150 do Regulamento de Radiocomunicações da UIT designa 13 553 a 13 567 kHz para aplicações industriais, científicas e médicas, centradas em 13 560 kHz. O NFC Forum constrói as suas especificações sobre essa faixa.
Os cartões inteligentes sem contato já a usavam antes de o NFC existir. Escolhê-la significou herdar uma década de leitores instalados em vez de começar do nada.
O que 13,56 MHz significa em metros
Uma onda de rádio a 13,56 MHz tem um comprimento de onda de cerca de 22 metros. Esse número explica mais sobre o NFC do que qualquer outro sozinho.
A região perto de uma antena onde a componente magnética do campo domina, e onde a energia pode ser transferida por indução em vez de irradiada, se estende aproximadamente até o comprimento de onda dividido por dois pi. A 13,56 MHz isso dá cerca de 3,5 metros. Um celular encostado numa tag não está, portanto, ligeiramente dentro do campo próximo, está cem vezes mais fundo que a fronteira.
É nisso que está todo o truque. O leitor não está transmitindo para a tag. As duas bobinas estão acopladas, como os enrolamentos de um transformador separados por ar.
Por que não descer mais
O RFID de baixa frequência, em torno de 125 kHz, continua em uso para tags de animais e crachás de acesso mais antigos. Ele penetra a água e tolera o metal muito melhor que os 13,56 MHz, o que é uma vantagem real.
O custo é a banda. Uma portadora a 125 kHz não pode levar centenas de kilobits por segundo, então uma tag de baixa frequência transmite um identificador e pouco mais. As antenas também crescem: num comprimento de onda maior são necessárias muito mais voltas de fio para acoplar a mesma energia, e é por isso que as tags de 125 kHz tendem a ser discos grossos em vez de rótulos finos como papel.
Por que não subir mais
O RFID UHF funciona em torno de 900 MHz e é lido a vários metros. O comprimento de onda ali é de aproximadamente 33 centímetros, então na distância de leitura você está no campo distante: o leitor irradia de verdade, e a tag retroespalha parte dessa radiação.
O acoplamento em campo distante compra distância e perde todo o resto. A leitura passa a ser possível sem intenção, que é precisamente o que você não quer para um cartão de pagamento. O hardware do leitor é maior e mais caro, e nenhum celular o carrega. A GS1 publica as normas que a maioria das instalações UHF segue.
Entre os dois, os 13,56 MHz dão um alcance curto e deliberado, uma antena que pode ser impressa como algumas voltas planas sobre filme de plástico, e banda suficiente para mover um endereço ou rodar uma troca de pagamento.
O que isso significa quando você compra uma tag
Qualquer coisa vendida como “tag NFC” funciona a 13,56 MHz. Se um fornecedor oferece uma tag a 125 kHz ou a 900 MHz, nenhum celular vai lê-la, diga o anúncio o que disser. Essa é a consequência mais útil da frequência para quem compra.
Ela também explica por que tags da mesma frequência mas com antenas de tamanhos diferentes se comportam de modo tão diferente. A frequência fixa a física, a antena fixa o acoplamento, e o acoplamento fixa a distância que você realmente obtém.
Perguntas frequentes
13,56 MHz é a mesma frequência dos cartões bancários por aproximação?
Sim. Os cartões de pagamento por aproximação funcionam a 13,56 MHz, e é por isso que um celular consegue ler partes de um. Ler um cartão e poder debitá-lo são coisas inteiramente diferentes: a troca de pagamento exige material criptográfico que um aplicativo de uso geral nunca vê.
Uma tag NFC pode funcionar numa frequência diferente?
Não e continuar sendo uma tag NFC. A frequência é fixada pela especificação. Uma tag de 125 kHz ou de 900 MHz é uma tag RFID, e nenhum celular tem hardware para essas faixas, então nenhum aplicativo consegue lê-la.
A frequência explica por que o NFC falha no metal?
Em parte. Uma superfície condutora perto da antena distorce o campo magnético e afasta a tag da frequência para a qual ela está ajustada. As frequências mais baixas toleram isso melhor, e é uma das razões pelas quais alguns sistemas industriais ainda usam 125 kHz.
Por que 13,56 MHz é chamada de alta frequência se o Wi-Fi é muito mais alto?
O nome vem das faixas do espectro de rádio e não da comparação do dia a dia. A faixa de alta frequência vai de 3 a 30 MHz. O Wi-Fi e o Bluetooth ficam na faixa de frequência ultra-alta e acima, bem além dela.