NFC（Near Field Communication）是一種用于近距離無線通信的技術，它結合了近場通信技術和移動通信技術，能實現(xiàn)了電子支付、身份認證、票務、數(shù)據(jù)交換、防偽、廣告等多種功能，是移動通信領域的一種新型業(yè)務。近場通信業(yè)務改變了用戶使用移動電話的方式，使用戶的消費行為逐步走向電子化，建立了一種新型的用戶消費和業(yè)務模式。本文介紹了NFC主要技術特性, Nexperia手機系統(tǒng)方案和軟件架構框圖以及中國聯(lián)通“近場通信業(yè)務”。

NFC（Near Field Communication）由非接觸式射頻識別（RFID）及互聯(lián)互通技術整合演變而來，是一種用于近距離無線通信的技術，由索尼和飛利浦共同開發(fā)。2002年，NFC被批準成為ISO/IEC IS 18092國際標準，此后還被批準為EMCA－340標準與ETSI TS 102 190標準。NFC標準與ISO/IEC 14443和ISO/IEC 15693非接觸式IC卡兼容。也就是說NFC標準兼容Philip的MIFARER和SONY的FeliCa標準。Philips在非接觸IC卡方面已是業(yè)界的領頭者，其Mifare芯片卡技術廣泛使用在世界上幾個大型交通運輸系統(tǒng)上，也使用在VISA信用卡等金融服務上。而Sony的FeliCa芯片卡技術在中國香港及深圳、新加坡、日本的市場占有率非常高，主要也是應用在交通及金融機構。由于NFC涵蓋這兩種技術，因此可同時與Sony的FeliCa及Philips的Mifare規(guī)格兼容。兩種技術的融合，將可以擴大非接觸IC卡的應用范圍。

因此，NFC技術可以說是RFID技術的一個延伸。說起RFID技術大家可能搖搖頭說沒聽說過。實際上它已經(jīng)大量的應用在我們的生活當中，城市的公交系統(tǒng)，大學的水卡、飯卡，旅館的門禁都是RFID技術的體現(xiàn)。目前第一大RFID芯片供應商恩智浦(就是飛利浦半導體公司)累計銷售了60億顆芯片，牢牢的占據(jù)了市場的領導地位。不過RFID只能實現(xiàn)信息的讀取以及判定，而NFC技術則強調的是信息交互。通俗的說NFC就是RFID的演進版本，雙方可以近距離交換信息。

近場通信業(yè)務結合了近場通信技術和移動通信技術，實現(xiàn)了電子支付、身份認證、票務、數(shù)據(jù)交換、防偽、廣告等多種功能，是移動通信領域的一種新型業(yè)務。近場通信業(yè)務改變了用戶使用移動電話的方式，使用戶的消費行為逐步走向電子化，建立了一種新型的用戶消費和業(yè)務模式。

目前業(yè)界普遍看好NFC技術，最主要的是該技術加密性能很好，因此適合應用在銀行小額支付以及轉賬方面。另外通過NFC手機，人們可以在任何地點、任何時間，通過任何設備，與他們希望得到的娛樂服務與交易聯(lián)系在一起，從而完成付款，獲取海報信息，對于未來的廣告行業(yè)也會有很深遠的影響。廣告主可以將海報信息通過NFC的方式傳送到用戶手持設備當中從而達到宣傳的目的，而消費者也可以通過這樣的方式來獲取商家的優(yōu)惠信息。

業(yè)務特征

近場通信是基于RFID技術發(fā)展起來的一種近距離無線通信技術。與RFID一樣，近場通信信息也是通過頻譜中無線頻率部分的電磁感應耦合方式傳遞，但兩者之間還是存在很大的區(qū)別。近場通信的傳輸范圍比RFID小，RFID的傳輸范圍可以達到0~1m，但由于近場通信采取了獨特的信號衰減技術，相對于RFID來說近場通信具有成本低、帶寬高、能耗低等特點。RFID更多的被應用在生產(chǎn)、物流、跟蹤、資產(chǎn)管理上，而近場通信則在門禁、公交、手機支付等領域內發(fā)揮著巨大的作用。

近場通信技術主要特征如下：

（1）用于近距離（10cm以內）安全通信的無線通信技術。

（2）射頻頻率：13.56MHz。

（3）射頻兼容：ISO 14443，ISO 15693，F(xiàn)elica標準。

（4）數(shù)據(jù)傳輸速度：106kbit/s，212 kbit/s，424kbit/s。

從上述特征看出，近場通信技術主要基于13.56MHz頻率運行的射頻技術，典型操作距離只有幾厘米，運行距離范圍在10cm內，數(shù)據(jù)傳輸速度可以選擇106kbit/s，212kbit/s或424kbit/s，將來可提高至1Mbit/s左右。

近場通信技術是由Nokia，Philips，Sony合作制定的標準，在ISO 18092，ECMA 340和ETSI TS 102 190框架下推動標準化，同時也兼容應用廣泛的ISO 14443 Type-A，B以及Felica標準非接觸式智能卡的基礎架構。近場通信標準詳細規(guī)定近場通信設備的調制方案、編碼、傳輸速度與RF接口的幀格式，以及主動與被動近場通信模式初始化過程中數(shù)據(jù)沖突控制所需的初始化方案和條件，此外還定義了傳輸協(xié)議，包括協(xié)議啟動和數(shù)據(jù)交換方法等。

業(yè)務模式

近場通信業(yè)務支持三種工作模式。

卡模擬模式



移動臺可以模擬成為一張普通的非接觸卡，例如移動支付、移動票務、身份識別等。

應用舉例：非接觸式移動臺模擬成為銀行卡、門禁卡、電子票等，非接觸式移動臺與其它終端進行交互。

閱讀器模式



移動臺可以讀取一張非接觸卡或者一個非接觸標簽中的內容，例如虛擬書簽、廣告等。

應用舉例：如電子海報，在該應用中，非接觸式移動臺與嵌入在海報內的非接觸模塊進行交互，移動臺主動讀取卡片或標簽內的相應數(shù)據(jù)。

點對點通訊模式



兩個移動臺可以近距離內互相直接傳遞數(shù)據(jù)，例如同步日程表、游戲、分享傳輸內容等。

應用舉例：兩部非接觸式移動臺互傳或同步數(shù)據(jù)，例如圖片、音樂、鈴音等。

與RFID一樣，NFC信息也是通過頻譜中無線頻率部分的電磁感應耦合方式傳遞，但兩者之間還是存在很大的區(qū)別。NFC的傳輸范圍比RFID小，RFID的傳輸范圍可以達到0－1米，但由于NFC采取了獨特的信號衰減技術，相對于RFID來說NFC具有成本低、帶寬高、能耗低等特點。RFID更多的被應用在生產(chǎn)、物流、跟蹤、資產(chǎn)管理上，而NFC則在門禁、公交、手機支付等領域內發(fā)揮著巨大的作用。

與RFID不同的是，NFC具有雙向連接和識別的特點，工作于13.56MHz頻率范圍，作用距離10厘米左右。NFC技術在ISO 18092、ECMA340和ETSI TS 102 190框架下推動標準化，同時也兼容應用廣泛的ISO14443Type-A、B以及Felica標準非接觸式智能卡的基礎架構。NFC芯片裝在手機上，手機就可以實現(xiàn)小額電子支付和讀取其他NFC設備或標簽的信息。NFC的短距離交互大大簡化整個認證識別過程，使電子設備間互相訪問更直接、更安全和更清楚。通過NFC，電腦、數(shù)碼相機、手機、PDA等多個設備之間可以方便快捷地進行無線連接，進而實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和服務。

NFC技術和藍牙以及紅外技術的比較

這三種技術的簡要對比如下圖：

和另外兩種技術相比，NFC具有天然的安全性，以及模式多（和IC卡相比也是如此）等優(yōu)點。并且除了和RFID兼容外，還可能能夠和藍牙設備進行通訊。

NFC 手機方案

該方案中NFC 功能芯片和天線與手機的其他部分及SIM 卡相獨立，但NFC模塊與手機共用電池。電池有電時，NFC 模塊可在主動、被動和雙向三種模式下工作；電池斷電時，只能在被動模式下工作，相當于普通的一卡通。手機開關機對NFC 模塊無影響，即在手機關機時也可使用NFC 功能。實現(xiàn)方式有兩種：一是定制手機，將天線集成在手機電池或主板上，使NFC 應用與手機融為一體，工作穩(wěn)定可靠，但需更換手機；二是將天線與NFC 芯片直接相連，然后與電池緊貼放在電池和手機后蓋之間，用戶不需更換手機，廈門測試項目就采

用了此種方式。此方案的不足在于，天線連接的可靠性不高；此外對手機的內部尺寸有特殊要求，增加天線之后影響了手機的便攜性。

此方案的NFC 模塊不能和手機的處理器或SIM 卡通信，用戶和電信運營商無法通過手機控制NFC 模塊。這會造成信用卡發(fā)行商和手機制造商單獨接觸，完全脫離電信運營商的市場格局。另一方面，若要將NFC 模塊收發(fā)的信息與蜂窩網(wǎng)絡聯(lián)系起來，須在NFC 模塊和手機基帶芯片間建立接口，且各層的設計都必須繞開運營商的控制，也無法直接讀寫SIM 卡，軟硬件設計將變得非常復雜。

此方案的優(yōu)點是對不同技術、不同信用卡發(fā)行商的卡兼容性好，在全球已有很多案例，應用技術也比較成熟，比較適合試點期的項目。諾基亞的6131手機即基于此。


圖1a.帶有USIM 卡安全功能的NFC 方案



圖1b.NXP公司的Nexperia手機系統(tǒng)方案



圖1c.手機系統(tǒng)軟件實現(xiàn)框圖


圖1d。手機NFC支付圖

中國聯(lián)通“近場通信業(yè)務”介紹

中國聯(lián)通“近場通信業(yè)務”是一項以手機為載體，把非接觸式卡應用結合于卡中，以卡、閱讀器、點對點三種應用模式，實現(xiàn)手機支付、行業(yè)應用、積分兌換、電子票務、身份識別、防偽、廣告等多種應用的服務產(chǎn)品。



圖2。NFC應用示意圖



圖3。NFC業(yè)務模式（1）



圖4。NFC業(yè)務模式（2）



圖5。電信智能卡支持的多應用模式



圖6。面向3G的電信智能卡技術標準



圖7。NFC系統(tǒng)框圖



圖8。NFC技術方案eNFC(1)



圖9。NFC技術方案eNFC(2)



圖10。NFC技術方案eNFC(3)



圖11。NFC技術方案：雙界面卡（1）



圖12。NFC技術方案：雙界面卡（21）



圖13。NFC技術方案：雙界面卡（3）



圖14。NFC應用環(huán)境分析



圖15。NFC應用示例：電子錢包



圖16。NFC應用示例：電子優(yōu)惠券



圖17。NFC應用示例：門禁



圖18。NFC應用示例：廣告和信息查詢

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