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(xiàn)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)品間交換數據。

　　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，就可以讀出或寫(xiě)入數據。還可在手機等便攜產(chǎn)品間進(jìn)行通信。數據傳輸速度不高，有106kbit/秒、212kbit/秒、424kbit/秒以及848kbit/秒四種速度可供選擇。

　　NFC標準只對通信部分進(jìn)行了規定，包括“FeliCa”、“TypeA”以及“TypeB”三種方式。沒(méi)有規定數據的加密處理方式。NFC標準與索尼開(kāi)發(fā)的“FeliCa”以及荷蘭恩智浦半導體(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(xiàn)部分采用NFC的標準規格之一“ISO18092”，負責加密處理等工作的高端中間件為索尼規定的自主產(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卡和標簽的功能?！板X(qián)包手機”就是其應用實(shí)例，可用手機來(lái)代替現金、車(chē)票以及演唱會(huì )門(mén)票等。此外，還可用作購物積分卡(PointCard)。

　　其次是讀寫(xiě)器模擬功能。將支持NFC的手機對準海報上貼的標簽掃描一下，就會(huì )獲得URL等信息，并顯示W(wǎng)eb網(wǎng)站。還有用NFC手機掃描一下標簽，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的手機間輕松交換郵件地址。不僅是手機，還可與個(gè)人電腦、電視機以及數碼相機各種產(chǎn)品交換數據。因此，也有人將NFC叫做“無(wú)線(xiàn)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)去識別和讀/寫(xiě)別的NFC設備信息。

　　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，它只在其他設備發(fā)出的射頻場(chǎng)中被動(dòng)響應，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)對點(diǎn)的通信。相當于兩個(gè)NFC設備都處于主動(dòng)模式。

　　NFC原理介紹

　　使用NFC的設備均可以在主動(dòng)或被動(dòng)模式下進(jìn)行交換數據。在被動(dòng)模式下，啟動(dòng)NFC通信的設備，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，將數據發(fā)送到另一臺設備。另一臺設備稱(chēng)為NFC目標設備，不必產(chǎn)生射頻場(chǎng)，而使用負載調制技術(shù)，即可以相同的速度將數據傳回發(fā)起設備。如下圖所示：

　　在主動(dòng)模式下，發(fā)起設備和目標設備都要產(chǎn)生自己的射頻場(chǎng)，以便進(jìn)行通信。這是對等網(wǎng)絡(luò )通信的標準模式，可以獲得非?？焖俚倪B接設置。

　　如何讓手機支持NFC

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

　　兩個(gè)S的概念

　　SE(SecureElements，安全元件)

　　這個(gè)區域中存儲了像“錢(qián)包手機”一樣用手機進(jìn)行電子結算時(shí)所需要的機密信息，配備了帶有密鑰信息的存儲器以及進(jìn)行加密處理的處理器等。加密處理的步驟等方面，FeliCa由索尼規定，Mifare由恩智浦半導體規定。

　　SWP(SingleWireProtocol，單線(xiàn)協(xié)議)

　　手機內NFC通信控制IC與SIM卡間的接口標準。主要面向結算等要求數據通信具有高安全性的用途。歐洲電信領(lǐng)域的標準化團體ETSI已對其實(shí)施了標準化。