NFC, 스마트폰 커버에 숨겨진 비밀

커버까지 스마트한 스마트폰 이야기 

커버를 벗기면 교통카드 기능을 사용할 수 없다?!

 

왜 정품 퀵윈도우 케이스는 일반 케이스보다 더 비쌀까?

스마트폰 티머니, 배터리 없을땐 어떡하지?

최신 무선 통신 기술 NFC와

스마트폰 커버에 속에 숨겨진 이야기 한번 풀어볼까요?

정품 퀵윈도우 케이스에는 특별한 것이 있다?! 없다?

라디오, 케이블 방송 등등 무선 통신 장비에는 짝꿍처럼 따라다니는 장비가 있습니다. 바로 '안테나' 입니다. 케이블을 통해 신호를 전달 할 수 없기 때문에 공기중의 신호를 잡아 줄 수 있는 도구가 필요한 것이지요.

그렇다면 스마트폰에서 무선 통신을 위해 탑재된 NFC를 위한 안테나는 어디에 있는 걸까요? 액정 뒷편? 아님 DMB 안테나? 아닙니다. 바로 배터리 커버에 자리 잡고 있습니다.

위의 사진처럼 커버 내부에는 가느다란 코일이 감겨 있고 이 코일이 안테나 역할을 하게 됩니다. 커버가 닫힐때 스마트폰에 있는 두개의 접점과 맞닿아 NFC 칩과 연결이 됩니다.(코일이 감긴 형태는 제품에 따라 다를 수도 있습니다.)

즉! 커버를 씌우지 않으면 데이터 송수신이 불가능 하다는 이야기이고 이 경우 당연히 NFC를 이용하는 교통카드 기능은 사용할 수 없다는 것 입니다.

그럼 정품 퀵윈도우 케이스는 어떨까요? 보통 퀵윈도우 케이스는 뒷면 커버를 벗겨내고 끼우게 됩니다. 그럼 NFC 기능을 사용할 수 없게되는 걸까요? 퀵윈도우 케이스 상품 설명을 한번 보도록 하죠.

NFC 안테나가 붙어있는 것을 확인 할 수 있습니다. 정품 퀵윈도우 커버에 들어가 있는 특별한 것은 바로 'NFC 안테나'입니다. 

일반 커버에는 없는 부품이 들어가 있으니 당연히 가격 책정 할때에도 반영이 되어 있겠지요?

배터리가 없어도 스마트폰을 교통카드로 쓸수 있다?! 없다?

학생 때 만들어 본 전자석을 기억하고 계신가요? 철심에 코일을 촘촘히 감고 감은 코일의 양끝에 건전지의 +, -극을 연결하면 자석이 되는 실험 말입니다.

이게 NFC와 무슨 상관이 있냐면... 전자석은 전기를 통해 자기를 만들어 낸 것 입니다. 그렇다면 반대로 자기에서 전기를 만들어 낼수는 없을까요? 가능합니다. 바로 '전자기 유도' 현상입니다. 이 전자기 유도를 통해 배터리가 없는 스마트폰 NFC에도 전원을 공급해줄 수 있게 됩니다.

아래 예시를 보시면 코일 안쪽으로 자석을 아래 위로 움직이면 전기가 발생하여 전원에 불이 들어오게 됩니다. 코일의 감겨진 모습이 NFC 안테나와 닮아 있지요?

스마트폰을 지하철 개찰기에 대는 순간 개찰기와 커버에 붙어있는 NFC 안테나 사이에서 유도 기전력이 발생하고 이 순간의 전력이 NFC 칩에 공급되어 교통비를 처리하게 됩니다. 

이런 숨겨진 원리의 힘으로 배터리가 바닥난 상황에서도 버스나 지하철을 이용할 수 있는 것 입니다.

신용카드, IC 칩만 멀쩡하면 괜찮다?! 아니다?

유도 전류를 통해 전원을 공급 받을 수 있는 건 알겠는데, 그 짧은 시간에 작은 전력으로 스마트폰이 켜서 처리 할 수 있는 걸까요? 아닙니다. 교통카드 처리는 스마트폰의 자원(CPU, 메모리등)을 일체 사용하지 않습니다. 

그렇다면 과연 어디에서! 누가! 처리를 해주는 걸 까요?

우리가 신규로 휴대전화를 구매할때 항상 같이 구매했던 물건이 있을 겁니다. 바로 바로 USIM 이죠. USIM은 그저 휴대 전화 ID나 주소록을 저장하는 단순 저장 매체나 ID가 아닙니다.

이 작은 칩 안에는 메모리도 있고 CPU도 있습니다. 요즘 나오는 칩에는 ARM Processor도 탑재되어 있더군요. 마치 작은 컴퓨터와도 같습니다.

요렇게 빼놓고 보니 우리가 자주 애용하는 '그것'과 무척 닮아 있다는 생각 들지 않나요? 그러고 보니 '그것'도 교통카드로 사용할 수가 있습니다.

네, 신용카드입니다. 이렇게 놓고 보니 신용카드의 IC칩과 스마트폰의 USIM이 비슷하게 생겼죠? 실질적으로도 이 둘은 갖은 표준(ISO7816) 규격에 따라 만들어진 제품입니다.

해당 표준에는 제품 용도에 따라 디자인 규격이 기술되어 있습니다. 위 사진의 IC칩이 일반적인 크기의 규격이고 USIM이 조금 작은 규격입니다.

신용카드의 경우 NFC는 아니지만 그와 유사한 무선 통신 기술이 들어가 있습니다. 그렇다면 역시 짝꿍처럼 따라 다녀야할 안테나도 있어야겠죠?

카드의 보이지 않는 부분에 인레이(이 안테나 부품을 인레이라고 부르는 것 같네요.)가 감겨 있으니 카드를 구부리거나 회손하지는 마세요.

'표준' 살짝 발끝만 담그고 가실께요.

기왕 표준 이야기가 나왔으니 기술 문서에서 NFC안테나와 USIM를 어떻게 표현하고 있는지 살펴봅시다. 아래 그림은 NFC 하위 레이어에서 동작하는 SWP 프로토콜 표준인 'ETSI TS 102 613'에서 발췌한 그림입니다.

스마트폰과 비교해보면 

 

Terminal

Coupling Coil

CLF

UICC

= 지하철 개찰기

= 스마트폰 커버

= 스마트폰 NFC칩

= 스마트폰 USIM

 

사진으로 보자면 

ㅎㅎ 복잡한 이야기는 그만 할까요? 학구열에 불타는 분이 계신다면 'ISO 7816, 14443' 그리고 'ETSI TS 102 613' 을 한번 찾아 보세요.

주절부리...

옵G 액정 깨먹고 한 일주일 OSP로 잘 버텼는데, 결국 비싼 돈 들여서 새로운 폰을 장만하게 되었습니다. 최신폰도 아니고 해서 뭐 리뷰는 SKIP하려고 했는데, 배터리 커버가 눈에 확 들어오더라고요.

옵G는 일체형이었으니까~~

커버에 NFC안테나가 붙어있는 걸 처음 알았을때, 참 신기했습니다. 

스마트폰은 정말 놀라운 물건입니다. 

근접/자이로 등등 센서에 블루투스/GPS 등등의 부수적인 H/W 모듈 그리고 고성능 CPU와 대용량 메모리까지!

하지만 '스마트폰' 그 자체보다도 그걸 만들어내는 '사람'에게 찬사를 보내는 것이 맞는 거겠죠?