大咖詳談NFC及其原理

　　什么是NFC

　　NFC(NearFieldCommunicaTIon)是一種采用13.56MHz頻帶的近距離無線通信技術。雖然通信距離僅為10cm左右，不過和非接觸式IC卡技術一樣，“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)。還可在手機等便攜產(chǎn)品間進行通信。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標準只對通信部分進行了規(guī)定，包括“FeliCa”、“TypeA”以及“TypeB”三種方式。沒有規(guī)定數(shù)據(jù)的加密處理方式。NFC標準與索尼開發(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，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的無線部分采用NFC的標準規(guī)格之一“ISO18092”，負責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，正如其名稱一樣，這是一種可用作IC卡和標簽的功能?！板X包手機”就是其應用實例，可用手機來代替現(xiàn)金、車票以及演唱會門票等。此外，還可用作購物積分卡(PointCard)。

　　其次是讀寫器模擬功能。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，還可與個人電腦、電視機以及數(shù)碼相機各種產(chǎn)品交換數(shù)據(jù)。因此，也有人將NFC叫做“無線USB”。

　　NFC終端主要有三種工作模式

　　1.主動模式

　　在主動模式下NFC終端可以作為一個讀卡器，發(fā)出射頻場去識別和讀/寫別的NFC設備信息。

　　2.被動模式

　　這個模式正好和主動模式相反，此時NFC終端則被模擬成一張卡，它只在其他設備發(fā)出的射頻場中被動響應，被讀/寫信息。

　　3.雙向模式

　　在此模式下NFC終端雙方都主動發(fā)出射頻場來建立點對點的通信。相當于兩個NFC設備都處于主動模式。

　　NFC原理介紹

　　使用NFC的設備均可以在主動或被動模式下進行交換數(shù)據(jù)。在被動模式下，啟動NFC通信的設備，在整個通信過程中提供射頻場，它可以選擇106kbps、212kbps或424kbps其中一種傳輸速度，將數(shù)據(jù)發(fā)送到另一臺設備。另一臺設備稱為NFC目標設備，不必產(chǎn)生射頻場，而使用負載調(diào)制技術，即可以相同的速度將數(shù)據(jù)傳回發(fā)起設備。如下圖所示：

　　在主動模式下，發(fā)起設備和目標設備都要產(chǎn)生自己的射頻場，以便進行通信。這是對等網(wǎng)絡通信的標準模式，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，可利用電子貨幣結算等服務。安全元件可以安裝在便攜產(chǎn)品內(nèi)、SIM卡或是SD存儲卡中。

　　兩個S的概念

　　SE(SecureElements，安全元件)

　　這個區(qū)域中存儲了像“錢包手機”一樣用手機進行電子結算時所需要的機密信息，配備了帶有密鑰信息的存儲器以及進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由恩智浦半導體規(guī)定。

　　SWP(SingleWireProtocol，單線協(xié)議)

　　手機內(nèi)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(shù)據(jù)通信具有高安全性的用途。歐洲電信領域的標準化團體ETSI已對其實施了標準化。