NFC（Near Field Communication）是一種用于近距離無線通信的技術(shù),，它結(jié)合了近場通信技術(shù)和移動通信技術(shù),，能實(shí)現(xiàn)了電子支付、身份認(rèn)證,、票務(wù),、數(shù)據(jù)交換、防偽,、廣告等多種功能,，是移動通信領(lǐng)域的一種新型業(yè)務(wù)。近場通信業(yè)務(wù)改變了用戶使用移動電話的方式,，使用戶的消費(fèi)行為逐步走向電子化,，建立了一種新型的用戶消費(fèi)和業(yè)務(wù)模式。本文介紹了NFC主要技術(shù)特性, Nexperia手機(jī)系統(tǒng)方案和軟件架構(gòu)框圖以及中國聯(lián)通“近場通信業(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,，是一種用于近距離無線通信的技術(shù)，由索尼和飛利浦共同開發(fā),。2002年,，NFC被批準(zhǔn)成為ISO/IEC IS 18092國際標(biāo)準(zhǔn)，此后還被批準(zhǔn)為EMCA－340標(biāo)準(zhǔn)與ETSI TS 102 190標(biāo)準(zhǔn),。NFC標(biāo)準(zhǔn)與ISO/IEC 14443和ISO/IEC 15693非接觸式IC卡兼容,。也就是說NFC標(biāo)準(zhǔn)兼容Philip的MIFARER和SONY的FeliCa標(biāo)準(zhǔn)。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大型交通運(yùn)輸系統(tǒng)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,、日本的市場占有率非常高,，主要也是應(yīng)用在交通及金融機(jī)構(gòu)。由于NFC涵蓋這兩種技術(shù),，因此可同時與Sony的FeliCa及Philips的Mifare規(guī)格兼容,。兩種技術(shù)的融合，將可以擴(kuò)大非接觸IC卡的應(yīng)用范圍,。

因此,，NFC技術(shù)可以說是RFID技術(shù)的一個延伸。說起RFID技術(shù)大家可能搖搖頭說沒聽說過,。實(shí)際上它已經(jīng)大量的應(yīng)用在我們的生活當(dāng)中,，城市的公交系統(tǒng)，大學(xué)的水卡,、飯卡,，旅館的門禁都是RFID技術(shù)的體現(xiàn)。目前第一大RFID芯片供應(yīng)商恩智浦(就是飛利浦半導(dǎo)體公司)累計(jì)銷售了60億顆芯片,，牢牢的占據(jù)了市場的領(lǐng)導(dǎo)地位,。不過RFID只能實(shí)現(xiàn)信息的讀取以及判定，而NFC技術(shù)則強(qiáng)調(diào)的是信息交互,。通俗的說NFC就是RFID的演進(jìn)版本,，雙方可以近距離交換信息。

近場通信業(yè)務(wù)結(jié)合了近場通信技術(shù)和移動通信技術(shù),，實(shí)現(xiàn)了電子支付,、身份認(rèn)證、票務(wù),、數(shù)據(jù)交換,、防偽、廣告等多種功能,，是移動通信領(lǐng)域的一種新型業(yè)務(wù),。近場通信業(yè)務(wù)改變了用戶使用移動電話的方式，使用戶的消費(fèi)行為逐步走向電子化,，建立了一種新型的用戶消費(fèi)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(yīng)用在銀行小額支付以及轉(zhuǎn)賬方面。另外通過NFC手機(jī),，人們可以在任何地點(diǎn),、任何時間，通過任何設(shè)備,，與他們希望得到的娛樂服務(wù)與交易聯(lián)系在一起,，從而完成付款,，獲取海報(bào)信息，對于未來的廣告行業(yè)也會有很深遠(yuǎn)的影響,。廣告主可以將海報(bào)信息通過NFC的方式傳送到用戶手持設(shè)備當(dāng)中從而達(dá)到宣傳的目的,，而消費(fèi)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(wù)特征

近場通信是基于RFID技術(shù)發(fā)展起來的一種近距離無線通信技術(shù),。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(yīng)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(dá)到0~1m，但由于近場通信采取了獨(dú)特的信號衰減技術(shù),，相對于RFID來說近場通信具有成本低,、帶寬高、能耗低等特點(diǎn),。RFID更多的被應(yīng)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(jī)支付等領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著巨大的作用,。

近場通信技術(shù)主要特征如下：

（1）用于近距離（10cm以內(nèi)）安全通信的無線通信技術(shù)。

（2）射頻頻率：13.56MHz,。

（3）射頻兼容：ISO 14443,，ISO 15693，F(xiàn)elica標(biāo)準(zhǔn),。

（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(shù)主要基于13.56MHz頻率運(yùn)行的射頻技術(shù)，典型操作距離只有幾厘米,，運(yùn)行距離范圍在10cm內(nèi),，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(shù)是由Nokia，Philips,，Sony合作制定的標(biāo)準(zhǔn),，在ISO 18092,，ECMA 340和ETSI TS 102 190框架下推動標(biāo)準(zhǔn)化，同時也兼容應(yīng)用廣泛的ISO 14443 Type-A,，B以及Felica標(biāo)準(zhǔn)非接觸式智能卡的基礎(chǔ)架構(gòu),。近場通信標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定近場通信設(shè)備的調(diào)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(wù)模式

近場通信業(yè)務(wù)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(wù)、身份識別等,。

應(yīng)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(jìn)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(biāo)簽中的內(nèi)容，例如虛擬書簽,、廣告等,。

應(yīng)用舉例：如電子海報(bào)，在該應(yīng)用中,，非接觸式移動臺與嵌入在海報(bào)內(nèi)的非接觸模塊進(jìn)行交互,，移動臺主動讀取卡片或標(biāo)簽內(nèi)的相應(yīng)數(shù)據(jù)。

點(diǎn)對點(diǎn)通訊模式



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

應(yīng)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(yīng)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(dá)到0－1米,，但由于NFC采取了獨(dú)特的信號衰減技術(shù),，相對于RFID來說NFC具有成本低、帶寬高,、能耗低等特點(diǎn),。RFID更多的被應(yīng)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(jī)支付等領(lǐng)域內(nèi)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(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框架下推動標(biāo)準(zhǔn)化，同時也兼容應(yīng)用廣泛的ISO14443Type-A,、B以及Felica標(biāo)準(zhǔn)非接觸式智能卡的基礎(chǔ)架構(gòu),。NFC芯片裝在手機(jī)上，手機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)小額電子支付和讀取其他NFC設(shè)備或標(biāo)簽的信息,。NFC的短距離交互大大簡化整個認(rèn)證識別過程,，使電子設(shè)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(jī),、手機(jī),、PDA等多個設(shè)備之間可以方便快捷地進(jìn)行無線連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和服務(wù),。

NFC技術(shù)和藍(lán)牙以及紅外技術(shù)的比較

這三種技術(shù)的簡要對比如下圖：

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(lán)牙設(shè)備進(jìn)行通訊,。

NFC 手機(jī)方案

該方案中NFC 功能芯片和天線與手機(jī)的其他部分及SIM 卡相獨(dú)立,，但NFC模塊與手機(jī)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?cái)嚯姇r，只能在被動模式下工作,，相當(dāng)于普通的一卡通,。手機(jī)開關(guān)機(jī)對NFC 模塊無影響，即在手機(jī)關(guān)機(jī)時也可使用NFC 功能,。實(shí)現(xiàn)方式有兩種：一是定制手機(jī),，將天線集成在手機(jī)電池或主板上，使NFC 應(yīng)用與手機(jī)融為一體,，工作穩(wěn)定可靠,，但需更換手機(jī)；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(jī)后蓋之間,，用戶不需更換手機(jī)，廈門測試項(xiàng)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(jī)的內(nèi)部尺寸有特殊要求,，增加天線之后影響了手機(jī)的便攜性,。

此方案的NFC 模塊不能和手機(jī)的處理器或SIM 卡通信，用戶和電信運(yùn)營商無法通過手機(jī)控制NFC 模塊,。這會造成信用卡發(fā)行商和手機(jī)制造商單獨(dú)接觸,，完全脫離電信運(yùn)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(luò)聯(lián)系起來,，須在NFC 模塊和手機(jī)基帶芯片間建立接口，且各層的設(shè)計(jì)都必須繞開運(yùn)營商的控制,，也無法直接讀寫SIM 卡,，軟硬件設(shè)計(jì)將變得非常復(fù)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(yīng)用技術(shù)也比較成熟,，比較適合試點(diǎn)期的項(xiàng)目,。諾基亞的6131手機(jī)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(jī)系統(tǒng)方案



圖1c.手機(jī)系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)框圖


圖1d,。手機(jī)NFC支付圖

中國聯(lián)通“近場通信業(yè)務(wù)”介紹

中國聯(lián)通“近場通信業(yè)務(wù)”是一項(xiàng)以手機(jī)為載體,，把非接觸式卡應(yīng)用結(jié)合于卡中，以卡、閱讀器,、點(diǎn)對點(diǎn)三種應(yīng)用模式,，實(shí)現(xiàn)手機(jī)支付、行業(yè)應(yīng)用,、積分兌換,、電子票務(wù)、身份識別,、防偽、廣告等多種應(yīng)用的服務(wù)產(chǎn)品,。



圖2,。NFC應(yīng)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(yīng)用模式



圖6。面向3G的電信智能卡技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)



圖7,。NFC系統(tǒng)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(yīng)用環(huán)境分析



圖15。NFC應(yīng)用示例：電子錢包



圖16,。NFC應(yīng)用示例：電子優(yōu)惠券



圖17,。NFC應(yīng)用示例：門禁



圖18。NFC應(yīng)用示例：廣告和信息查詢

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