大咖詳談NFC及其原理

　　什么是NFC

　　NFC(NearFieldCommunicaTIon)是一種采用13.56MHz頻帶的近距離無(wú)線通信技術(shù)。雖然通信距離僅為10cm左右，不過(guò)和非接觸式IC卡技術(shù)一樣，“只需碰一下”，便可在不同的電子產(chǎn)品間交換數(shù)據(jù)。

　　與非接觸式IC卡不同，NFC可進(jìn)行雙向通信。只要是支持NFC的產(chǎn)品和IC卡，就可以讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)。還可在手機(jī)等便攜產(chǎn)品間進(jìn)行通信。數(shù)據(jù)傳輸速度不高，有106kbit/秒、212kbit/秒、424kbit/秒以及848kbit/秒四種速度可供選擇。

　　NFC標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)通信部分進(jìn)行了規(guī)定，包括“FeliCa”、“TypeA”以及“TypeB”三種方式。沒(méi)有規(guī)定數(shù)據(jù)的加密處理方式。NFC標(biāo)準(zhǔn)與索尼開(kāi)發(fā)的“FeliCa”以及荷蘭恩智浦半導(dǎo)體(NXPSemiconductors)的“Mifare”所采用的非接觸式IC卡技術(shù)，在物理層上具有兼容性。

　　例如，東日本旅客鐵路公司(JR東日本)的交通卡“Suica”和日本BitWallet的電子貨幣“Edy”，均采用了FeliCa的物理層和加密處理方式。FeliCa的無(wú)線部分采用NFC的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格之一“ISO18092”，負(fù)責(zé)加密處理等工作的高端中間件為索尼規(guī)定的自主產(chǎn)品。

　　NFC有什么功能

　　NFC具有“卡模擬”、“讀寫(xiě)器模擬”以及“產(chǎn)品間通信(P2P)”三種功能。

　　首先是卡模擬功能，正如其名稱(chēng)一樣，這是一種可用作IC卡和標(biāo)簽的功能?！板X(qián)包手機(jī)”就是其應(yīng)用實(shí)例，可用手機(jī)來(lái)代替現(xiàn)金、車(chē)票以及演唱會(huì)門(mén)票等。此外，還可用作購(gòu)物積分卡(PointCard)。

　　其次是讀寫(xiě)器模擬功能。將支持NFC的手機(jī)對(duì)準(zhǔn)海報(bào)上貼的標(biāo)簽掃描一下，就會(huì)獲得URL等信息，并顯示W(wǎng)eb網(wǎng)站。還有用NFC手機(jī)掃描一下標(biāo)簽，便可獲得餐廳優(yōu)惠券的使用方法。

　　最后是產(chǎn)品間通信(P2P)功能，使用該功能可以在支持NFC的手機(jī)間輕松交換郵件地址。不僅是手機(jī)，還可與個(gè)人電腦、電視機(jī)以及數(shù)碼相機(jī)各種產(chǎn)品交換數(shù)據(jù)。因此，也有人將NFC叫做“無(wú)線USB”。

　　NFC終端主要有三種工作模式

　　1.主動(dòng)模式

　　在主動(dòng)模式下NFC終端可以作為一個(gè)讀卡器，發(fā)出射頻場(chǎng)去識(shí)別和讀/寫(xiě)別的NFC設(shè)備信息。

　　2.被動(dòng)模式

　　這個(gè)模式正好和主動(dòng)模式相反，此時(shí)NFC終端則被模擬成一張卡，它只在其他設(shè)備發(fā)出的射頻場(chǎng)中被動(dòng)響應(yīng)，被讀/寫(xiě)信息。

　　3.雙向模式

　　在此模式下NFC終端雙方都主動(dòng)發(fā)出射頻場(chǎng)來(lái)建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信。相當(dāng)于兩個(gè)NFC設(shè)備都處于主動(dòng)模式。

　　NFC原理介紹

　　使用NFC的設(shè)備均可以在主動(dòng)或被動(dòng)模式下進(jìn)行交換數(shù)據(jù)。在被動(dòng)模式下，啟動(dòng)NFC通信的設(shè)備，在整個(gè)通信過(guò)程中提供射頻場(chǎng)，它可以選擇106kbps、212kbps或424kbps其中一種傳輸速度，將數(shù)據(jù)發(fā)送到另一臺(tái)設(shè)備。另一臺(tái)設(shè)備稱(chēng)為NFC目標(biāo)設(shè)備，不必產(chǎn)生射頻場(chǎng)，而使用負(fù)載調(diào)制技術(shù)，即可以相同的速度將數(shù)據(jù)傳回發(fā)起設(shè)備。如下圖所示：

　　在主動(dòng)模式下，發(fā)起設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備都要產(chǎn)生自己的射頻場(chǎng)，以便進(jìn)行通信。這是對(duì)等網(wǎng)絡(luò)通信的標(biāo)準(zhǔn)模式，可以獲得非常快速的連接設(shè)置。

　　如何讓手機(jī)支持NFC

　　首先，需要控制無(wú)線通信功能的IC(NFC通信控制IC)和天線。另外，配備“安全元件(SE)”后，可利用電子貨幣結(jié)算等服務(wù)。安全元件可以安裝在便攜產(chǎn)品內(nèi)、SIM卡或是SD存儲(chǔ)卡中。

　　兩個(gè)S的概念

　　SE(SecureElements，安全元件)

　　這個(gè)區(qū)域中存儲(chǔ)了像“錢(qián)包手機(jī)”一樣用手機(jī)進(jìn)行電子結(jié)算時(shí)所需要的機(jī)密信息，配備了帶有密鑰信息的存儲(chǔ)器以及進(jìn)行加密處理的處理器等。加密處理的步驟等方面，F(xiàn)eliCa由索尼規(guī)定，Mifare由恩智浦半導(dǎo)體規(guī)定。

　　SWP(SingleWireProtocol，單線協(xié)議)

　　手機(jī)內(nèi)NFC通信控制IC與SIM卡間的接口標(biāo)準(zhǔn)。主要面向結(jié)算等要求數(shù)據(jù)通信具有高安全性的用途。歐洲電信領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體ETSI已對(duì)其實(shí)施了標(biāo)準(zhǔn)化。