NFC（Near Field Communication）是一種用于近距離無(wú)線(xiàn)通信的技術(shù)，它結合了近場(chǎng)通信技術(shù)和移動(dòng)通信技術(shù)，能實(shí)現了電子支付、身份認證、票務(wù)、數據交換、防偽、廣告等多種功能，是移動(dòng)通信領(lǐng)域的一種新型業(yè)務(wù)。近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)改變了用戶(hù)使用移動(dòng)電話(huà)的方式，使用戶(hù)的消費行為逐步走向電子化，建立了一種新型的用戶(hù)消費和業(yè)務(wù)模式。本文介紹了NFC主要技術(shù)特性, Nexperia手機系統方案和軟件架構框圖以及中國聯(lián)通“近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)”。

NFC（Near Field Communication）由非接觸式射頻識別（RFID）及互聯(lián)互通技術(shù)整合演變而來(lái)，是一種用于近距離無(wú)線(xiàn)通信的技術(shù)，由索尼和飛利浦共同開(kāi)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(shuō)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(lǐng)頭者，其Mifare芯片卡技術(shù)廣泛使用在世界上幾個(gè)大型交通運輸系統上，也使用在VISA信用卡等金融服務(wù)上。而Sony的FeliCa芯片卡技術(shù)在中國香港及深圳、新加坡、日本的市場(chǎng)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(shù)，因此可同時(shí)與Sony的FeliCa及Philips的Mifare規格兼容。兩種技術(shù)的融合，將可以擴大非接觸IC卡的應用范圍。

因此，NFC技術(shù)可以說(shuō)是RFID技術(shù)的一個(gè)延伸。說(shuō)起RFID技術(shù)大家可能搖搖頭說(shuō)沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)。實(shí)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，大學(xué)的水卡、飯卡，旅館的門(mén)禁都是RFID技術(shù)的體現。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(xiāo)售了60億顆芯片，牢牢的占據了市場(chǎng)的領(lǐng)導地位。不過(guò)RFID只能實(shí)現信息的讀取以及判定，而NFC技術(shù)則強調的是信息交互。通俗的說(shuō)NFC就是RFID的演進(jìn)版本，雙方可以近距離交換信息。

近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)結合了近場(chǎng)通信技術(shù)和移動(dòng)通信技術(shù)，實(shí)現了電子支付、身份認證、票務(wù)、數據交換、防偽、廣告等多種功能，是移動(dòng)通信領(lǐng)域的一種新型業(yè)務(wù)。近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)改變了用戶(hù)使用移動(dòng)電話(huà)的方式，使用戶(hù)的消費行為逐步走向電子化，建立了一種新型的用戶(hù)消費和業(yè)務(wù)模式。

目前業(yè)界普遍看好NFC技術(shù)，最主要的是該技術(shù)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(guò)NFC手機，人們可以在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間，通過(guò)任何設備，與他們希望得到的娛樂(lè )服務(wù)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(lái)的廣告行業(yè)也會(huì )有很深遠的影響。廣告主可以將海報信息通過(guò)NFC的方式傳送到用戶(hù)手持設備當中從而達到宣傳的目的，而消費者也可以通過(guò)這樣的方式來(lái)獲取商家的優(yōu)惠信息。

業(yè)務(wù)特征

近場(chǎng)通信是基于RFID技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種近距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。與RFID一樣，近場(chǎng)通信信息也是通過(guò)頻譜中無(wú)線(xiàn)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別。近場(chǎng)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(chǎng)通信采取了獨特的信號衰減技術(shù)，相對于RFID來(lái)說(shuō)近場(chǎng)通信具有成本低、帶寬高、能耗低等特點(diǎn)。RFID更多的被應用在生產(chǎn)、物流、跟蹤、資產(chǎn)管理上，而近場(chǎng)通信則在門(mén)禁、公交、手機支付等領(lǐng)域內發(fā)揮著(zhù)巨大的作用。

近場(chǎng)通信技術(shù)主要特征如下：

（1）用于近距離（10cm以?xún)龋┌踩�通信的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。

（2）射頻頻率：13.56MHz。

（3）射頻兼容：ISO 14443，ISO 15693，Felica標準。

（4）數據傳輸速度：106kbit/s，212 kbit/s，424kbit/s。

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

近場(chǎng)通信技術(shù)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(dòng)標準化，同時(shí)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(chǎng)通信標準詳細規定近場(chǎng)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(dòng)與被動(dòng)近場(chǎng)通信模式初始化過(guò)程中數據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(dòng)和數據交換方法等。

業(yè)務(wù)模式

近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)支持三種工作模式。

卡模擬模式



移動(dòng)臺可以模擬成為一張普通的非接觸卡，例如移動(dòng)支付、移動(dòng)票務(wù)、身份識別等。

應用舉例：非接觸式移動(dòng)臺模擬成為銀行卡、門(mén)禁卡、電子票等，非接觸式移動(dòng)臺與其它終端進(jìn)行交互。

閱讀器模式



移動(dòng)臺可以讀取一張非接觸卡或者一個(gè)非接觸標簽中的內容，例如虛擬書(shū)簽、廣告等。

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

點(diǎn)對點(diǎn)通訊模式



兩個(gè)移動(dòng)臺可以近距離內互相直接傳遞數據，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(dòng)臺互傳或同步數據，例如圖片、音樂(lè )、鈴音等。

與RFID一樣，NFC信息也是通過(guò)頻譜中無(wú)線(xiàn)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(shù)，相對于RFID來(lái)說(shuō)NFC具有成本低、帶寬高、能耗低等特點(diǎn)。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(mén)禁、公交、手機支付等領(lǐng)域內發(fā)揮著(zhù)巨大的作用。

與RFID不同的是，NFC具有雙向連接和識別的特點(diǎn)，工作于13.56MHz頻率范圍，作用距離10厘米左右。NFC技術(shù)在ISO 18092、ECMA340和ETSI TS 102 190框架下推動(dòng)標準化，同時(shí)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(shí)現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(jiǎn)化整個(gè)認證識別過(guò)程，使電子設備間互相訪(fǎng)問(wèn)更直接、更安全和更清楚。通過(guò)NFC，電腦、數碼相機、手機、PDA等多個(gè)設備之間可以方便快捷地進(jìn)行無(wú)線(xiàn)連接，進(jìn)而實(shí)現數據交換和服務(wù)。

NFC技術(shù)和藍牙以及紅外技術(shù)的比較

這三種技術(shù)的簡(jiǎn)要對比如下圖：

和另外兩種技術(shù)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(diǎn)。并且除了和RFID兼容外，還可能能夠和藍牙設備進(jìn)行通訊。

NFC 手機方案

該方案中NFC 功能芯片和天線(xiàn)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(shí)，NFC 模塊可在主動(dòng)、被動(dòng)和雙向三種模式下工作；電池斷電時(shí)，只能在被動(dòng)模式下工作，相當于普通的一卡通。手機開(kāi)關(guān)機對NFC 模塊無(wú)影響，即在手機關(guān)機時(shí)也可使用NFC 功能。實(shí)現方式有兩種：一是定制手機，將天線(xiàn)集成在手機電池或主板上，使NFC 應用與手機融為一體，工作穩定可靠，但需更換手機；二是將天線(xiàn)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(hù)不需更換手機，廈門(mén)測試項目就采

用了此種方式。此方案的不足在于，天線(xiàn)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(xiàn)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(hù)和電信運營(yíng)商無(wú)法通過(guò)手機控制NFC 模塊。這會(huì )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(yíng)商的市場(chǎng)格局。另一方面，若要將NFC 模塊收發(fā)的信息與蜂窩網(wǎng)絡(luò )聯(lián)系起來(lái)，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(kāi)運營(yíng)商的控制，也無(wú)法直接讀寫(xiě)SIM 卡，軟硬件設計將變得非常復雜。

此方案的優(yōu)點(diǎn)是對不同技術(shù)、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(shù)也比較成熟，比較適合試點(diǎn)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手機系統方案



圖1c.手機系統軟件實(shí)現框圖


圖1d。手機NFC支付圖

中國聯(lián)通“近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)”介紹

中國聯(lián)通“近場(chǎng)通信業(yè)務(wù)”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(diǎn)對點(diǎn)三種應用模式，實(shí)現手機支付、行業(yè)應用、積分兌換、電子票務(wù)、身份識別、防偽、廣告等多種應用的服務(wù)產(chǎn)品。



圖2。NFC應用示意圖



圖3。NFC業(yè)務(wù)模式（1）



圖4。NFC業(yè)務(wù)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(shù)標準



圖7。NFC系統框圖



圖8。NFC技術(shù)方案eNFC(1)



圖9。NFC技術(shù)方案eNFC(2)



圖10。NFC技術(shù)方案eNFC(3)



圖11。NFC技術(shù)方案：雙界面卡（1）



圖12。NFC技術(shù)方案：雙界面卡（21）



圖13。NFC技術(shù)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(qián)包



圖16。NFC應用示例：電子優(yōu)惠券



圖17。NFC應用示例：門(mén)禁



圖18。NFC應用示例：廣告和信息查詢(xún)