隨著(zhù)移動(dòng)支付的火熱，2016年NFC市場(chǎng)也重燃新火。不過(guò)，在討論NFC市場(chǎng)之前，我們首先需要了解NFC是什么。本文就將為大家科普NFC的概念、特點(diǎn)、應用及目前遇到的問(wèn)題等，讓你全面了解這個(gè)重燃新火的技術(shù)。
NFC技術(shù)的發(fā)展
NFC技術(shù)的起源卻要從2003年說(shuō)起。當時(shí)的飛利浦和索尼兩家公司計劃基于非接觸式卡技術(shù)發(fā)展一種與之 兼容的無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)。因此，飛利浦派了一個(gè)團隊到日本和索尼的工程師一起閉關(guān)開(kāi)始研發(fā)這種技術(shù)。三個(gè)月兩家公司聯(lián)合對外發(fā)布了研發(fā)成果，既一種可兼容當前 ISO14443 非接觸式卡協(xié)議的無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)，并取名為NFC（Near Field CommunicaTIon）。
而為了推動(dòng)NFC的發(fā)展和普及，2004年由飛利浦、索尼和諾基亞共同創(chuàng )建了一個(gè)非贏(yíng)利性的行業(yè)協(xié)會(huì )——NFC Forum，旨在促進(jìn) NFC 技術(shù)的實(shí)施和標準化，確保設備和服務(wù)之間協(xié)同合作。NFC Forum在全球擁有數百個(gè)成員，包括：NOKIA、SONY、 Philips、LG、摩托羅拉、NXP、NEC、三星、atoam、Intel、其中 中國成員有魅族、步步高、vivo、OPPO、小米、中國移動(dòng)、華為、中興、上海同耀和臺灣正隆等公司。
NFC是什么？
NFC（Near Field CommunicaTIon）近場(chǎng)通信技術(shù)，又稱(chēng)近距離無(wú)線(xiàn)通信，是一種短距離的高頻無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，允許電子設備之間進(jìn)行非接觸式點(diǎn)對點(diǎn)數據傳輸（在十厘米內）交換數據。這個(gè)技術(shù)由免接觸式射頻識別（RFID）演變而來(lái)，并向下兼容RFID。
NFC原理及特點(diǎn)
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。NFC通過(guò)備之間進(jìn)行非接觸式點(diǎn)對點(diǎn)數據傳輸（在十厘米內）交換數據。該模式和紅外線(xiàn)差不多，可用于數據交換，只是傳輸距離較短，傳輸創(chuàng )建速度較快，傳輸速度也快些，并且功耗低。
NFC原理及特點(diǎn)
NFC與藍牙的功能非常相像，都是短程通信技術(shù)，而且都被集成到移動(dòng)電話(huà)。但NFC不需要復雜的設置程序。因此，NFC也可以簡(jiǎn)化 版的藍牙功能。但其速度卻不如藍牙。NFC的最大數據傳輸量 424 kbit/s 遠小于 Bluetooth V2.1 （2.1 Mbit/s）。
NFC與RFID的區別
首先，NFC是一種提供輕松、安全、迅速的通信的無(wú)線(xiàn)連接技術(shù)，其傳輸范圍比 RFID小，RFID的傳輸范圍可以達到幾米、甚至幾十米，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具有距離近、帶寬高、能耗低等特點(diǎn)。 其次，NFC與現有非接觸智能卡技術(shù)兼容，目前已經(jīng)成為得到越來(lái)越多主要廠(chǎng)商支持的正式標準。再次，NFC還是一種近距離連接協(xié)議，提供各種設備間輕松、安全、迅速而自動(dòng)的通信。與無(wú)線(xiàn)世界中的其他連接方式相比，NFC是一種近距離的私密通信方式。最后，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。
NFC、紅外和藍牙同為非接觸傳輸方式，它們具有各自不同的技術(shù)特征，可以用于各種不同的目的，其技術(shù)本身沒(méi)有優(yōu)劣差別。
NFC的應用
NFC的應用方式有接觸通過(guò)（Touch and Go）、接觸支付（Touch and Pay）、接觸連接（Touch and Connect）以及接觸瀏覽（Touch and Explore） 四種，與三年前國內幾乎沒(méi)有體現NFC這四種方式的情況不同，現在NFC已可以說(shuō)是全功能應用了。
數據傳輸
NFC在傳輸數據方面，其實(shí)用到的是藍牙傳輸，NFC只是起到建立連接的作用，所以在數據傳輸過(guò)程中，用戶(hù)不用保持兩部設備上NFC區域緊靠，目前NFC傳輸還是以圖片、文本、網(wǎng)頁(yè)鏈接等小文件為主，三星的S Beam則用到了NFC建立連接、Wi-Fi傳輸的方式，則可以實(shí)現大文件的交換 ，但僅限三星手機之間。
而在藍牙配對上，NFC也有體現出這個(gè)“媒人婆”的角色，支持NFC配對的兩個(gè)藍牙設備，只需相互靠近N標位置，便可以讓兩個(gè)設備之間快速地完成配對。其中作為NFC技術(shù)創(chuàng )立者之一的索尼，在這方面相當積極，其現有的無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品幾乎都已經(jīng)支持NFC配對方式。
移動(dòng)支付
apple pay
移動(dòng)支付在近年開(kāi)始流行起來(lái)，其中的非接觸式支付讓NFC真正變得有用起來(lái)。在國內，手機通過(guò)NFC進(jìn)行移動(dòng)支付，其實(shí)都與銀聯(lián)有關(guān)，無(wú)論各家的Pay，還是HCE，都用到了銀聯(lián)的云閃付服務(wù)。
國內目前主要的Pay類(lèi)NFC支付為Apple Pay、Samsung Pay（三星智付）、Huawei Pay和小米支付，這用到了NFC的卡模擬模式，但在手機內并非綁定銀行卡的完整卡片信息，而是形成特殊Token號碼，在支付時(shí)通過(guò)NFC通信把Token傳遞給POS機，POS機再把Token和交易金額發(fā)送給銀聯(lián)、銀行，進(jìn)行驗證和完成交易，這個(gè)過(guò)程中手機是不需要聯(lián)網(wǎng)的，也就相當于你的實(shí)體銀行卡。
這類(lèi)Pay為了保證安全性，還需要內置SE（Secure Element）安全模塊，用于存儲Token信息，蘋(píng)果Apple Pay利用TouchID指紋識別進(jìn)行Token的讀取和交易確認。而Samsung Pay、Huawei Pay和小米支付用到的是electron SE模塊，實(shí)現原理基本一樣的。
NFC支付還有通過(guò)HCE方式，國內沒(méi)有Andorid Pay，這種支付表現有NFC-SIM卡和銀聯(lián)云閃付卡。NFC-SIM卡需要運營(yíng)商提供的特制SIM卡，配合運營(yíng)商的錢(qián)包APP來(lái)使用。銀聯(lián)云閃付卡則較為簡(jiǎn)便，只需要在支持的帶NFC功能手機上，安裝云閃付APP或各大銀行的APP便可以使用。
NFC標簽
NFC標簽有接觸通過(guò)的應用，這與RFID的應用類(lèi)似，如小區門(mén)禁卡，但這在手機上情況較少。還有一種用到接觸瀏覽，主要為識別、追蹤帶NFC信息的物體，如任天堂3DS游戲機，通過(guò)NFC來(lái)識別amiibo手辦，會(huì ) 在屏幕上顯示對應的內容，amiibo手辦便是一個(gè)NFC標簽，另有一些NFC電子標簽可寫(xiě)入簡(jiǎn)單的指令，用于激活啟動(dòng)手機上指定的功能，例如在標簽上寫(xiě)入切換靜音模式的命令，當該標簽靠近手機時(shí)，手機便會(huì )自動(dòng)進(jìn)入靜音。
NFC標簽類(lèi)型定義
定義的基本標簽類(lèi)型有四種，以1至4來(lái)標識，各有不同的格式與容量。這些標簽類(lèi)型格式的基礎是：ISO 14443的A與B類(lèi)型、Sony FeliCa，前者是非接觸式智能卡的國際標準，而后者符合ISO 18092被動(dòng)式通訊模式標準。
保持NFC標簽盡可能簡(jiǎn)單的優(yōu)勢是：在很多場(chǎng)合，標簽可為一次性使用，例如在海報中壽命較短的場(chǎng)合。
各種標簽的定義如下：
第1類(lèi)標簽（Tag 1 Type）：此類(lèi)型基于ISO14443A標準。此類(lèi)標簽具有可讀、重新寫(xiě)入的能力，用戶(hù)可將其配置為只讀。存儲能力為96字節，用來(lái)存網(wǎng)址URL或其他小量數據富富有余。然而，內存可被擴充到2k字節。此類(lèi)NFC標簽的通信速度為106 kbit/s。此類(lèi)標簽簡(jiǎn)潔，故成本效益較好，適用于許多NFC應用。
第2類(lèi)標簽（Tag 2 Type）：此類(lèi)標簽也是基于ISO14443A，具有可讀、重新寫(xiě)入的能力，用戶(hù)可將其配置為只讀。其基本內存大小為48字節，但可被擴充到2k字節。通信速度也是106 kbit/s。
第3類(lèi)標簽（Tag 3 Type）：此類(lèi)標簽基于Sony FeliCa體系。目前具有2k字節內存容量，數據通訊速度為212 kbit/s。故此類(lèi)標簽較為適合較復雜的應用，盡管成本較高。
第4類(lèi)標簽（Tag 4 Type）：此類(lèi)標簽被定義為與ISO14443A、B標準兼容。制造時(shí)被預先設定為可讀/可重寫(xiě)、或者只讀。內存容量可達32k字節，通信速度介于106 kbit/s和424 kbit/s之間。
從上述不同標簽類(lèi)型的定義可以看出，前兩類(lèi)與后兩類(lèi)在內存容量、構成方面大不相同。故它們的應用不太可能有很多重疊。
第1與第2類(lèi)標簽是雙態(tài)的，可為讀/寫(xiě)或只讀。第3與第4類(lèi)則是只讀，數據在生產(chǎn)時(shí)寫(xiě)入或者通過(guò)特殊的標簽寫(xiě)入器來(lái)寫(xiě)入。
NFC標簽運行
NFC標簽是無(wú)需電源的被動(dòng)裝置。在使用時(shí)，用戶(hù)以具有NFC功能的設備與其接觸。標簽從讀寫(xiě)器獲得很小的電源驅動(dòng)標簽的電路，把小量信息傳輸到讀寫(xiě)器。
標簽內存里的數據被傳至帶有NFC功能的設備。盡管數據量很小，卻可能是把設備導向到某個(gè)網(wǎng)址（URL）、或是小量文本、其他數據。
NFC的架構
NFC的操作頻率為13.56MHz，而操作距離約為10cm之內;而NFC的規范制定取至于RFID13.56MHz的頻段，早期運用此頻段包括 PhilipsMiFARE（ISO1443A）、ISO1443B、ISO15693、ISO18000-3及SonyFelica。由于非接觸卡應用于個(gè)人數據識別或電子付費系統中強調于安全機制，而近乎于貼近卡片閱讀器系統的近場(chǎng)通信及是將13.56MHz中短距系統的部分加以整合，所以最后市場(chǎng)上所見(jiàn)的即為PhilipsMiFARE（ISO1443A）及SonyFelica，早期這兩家系統各自發(fā)展互不兼容，直到近年才將兩種規格合并并制定了 NFC規范ECMA340/ISO18092（NFCIP1，NFCinterfaceandprotocol1）。此規范相容于現有 PhilipsMiFARE（ISO1443A）及SonyFelica。
NFC技術(shù)規范與測試要求
NFC工作頻率為13.56MHz、ASK調變，傳輸速率可分為106kbps/212kbps/424kbps三種，通信模式可分為主動(dòng)模式與被動(dòng)模式，主動(dòng)模式是指發(fā)起設備（iniTIator）與目標設備（target）皆可自身電源供應產(chǎn)生RFfield，而被動(dòng)模式下則是發(fā)起設備自身供應電源產(chǎn)生RFfield;而目標設備則利用全波整流線(xiàn)路將發(fā)起端的RFfield之能量轉換為 DC來(lái)供應自己的電源。值得一提的是，在被動(dòng)模式下為了要滿(mǎn)足省電的要求所以采用了負載調變（LoadmodulaTIon）的方式，此調變方式可以達到省電的效果。
在使用上因為NFC的使用通常會(huì )遇到使用尖峰時(shí)期，會(huì )了避免不同的發(fā)起端或目標端同時(shí)溝通造成數據鏈路錯誤，所以NFC采用了一種機制 listenbeforetalk。此機制會(huì )讓當發(fā)起端設備要發(fā)出詢(xún)問(wèn)信號前，先偵測外界磁場(chǎng)強度來(lái)判斷是否有其它的設備正在溝通中，這種機制的實(shí)現稱(chēng)為 RF Collision Avoidance（RFCA），其動(dòng)作行為是在每次發(fā)起端發(fā)出詢(xún)問(wèn)信號時(shí)會(huì )偵測外界磁場(chǎng)，當磁場(chǎng)強度超過(guò)門(mén)坎強度時(shí) （Hthreshold=0.1875A/m）則會(huì )停止詢(xún)問(wèn)，直至外界強度降至門(mén)坎值以下。若是低于臨界值才會(huì )開(kāi)始發(fā)出詢(xún)問(wèn)指令，偵測的時(shí)間為 TIDT+nTRFW，n為0——3的機率取樣：TRFW=512/fc（RFwaitingtime），TIDT》4096 /fc（initialdelaytime）。當發(fā)起設備在TIDT+nTRFW內沒(méi)有偵測到超過(guò)門(mén)坎強度的磁場(chǎng)，則會(huì )先發(fā)射TIRFG的未調變 RFfield之后再發(fā)出詢(xún)問(wèn)信號，其中TIRFG必須大于5ms。
NFC技術(shù)規范與測試要求
NFC系統存在的問(wèn)題
1、相容性問(wèn)題
目前不同廠(chǎng)家的NFC設備的兼容性問(wèn)題還是比較突出的，這也是NFC論壇目前正在致力于解決的一個(gè)重點(diǎn)。其希望通過(guò)NFC標志認證來(lái)達到所有NFC設備兼容性的統一。
2、安全性問(wèn)題
安全的NFC將各種NFC應用結合智慧卡的安全性。重要的機密資料與數據會(huì )一直儲存在卡片中安全記憶體的某個(gè)區域，并且只能經(jīng)由NFC裝置授權，藉由儲存在裝置內安全記憶體中的私密金鑰將傳送資料予以加密。
3、主動(dòng)或被動(dòng)運作模式
擁有NFC的裝置可以在主動(dòng)或被動(dòng)模式下運作，一般的行動(dòng)裝置主要是以被動(dòng)模式運作，可以大幅降低耗電量，并延長(cháng)電池的續航力。主動(dòng)式NFC裝置可以透過(guò)內部產(chǎn)生的射頻場(chǎng)（RF-field）提供與被動(dòng)裝置通訊時(shí)所需的所有電力，與免接觸式智慧卡的情況相同，擁有相同的電力，確保即使關(guān)掉行動(dòng)裝置的電源仍可以正常進(jìn)行資料的讀取。
4、標準化
NFC符合ECMA 340與ETSI TS 102 190 V1.1.1以及ISO/IEC 18092標準的開(kāi)放式平臺技術(shù)，這些標準具體規范NFC裝置的調制方案、編碼、傳輸速度與RF介面的訊框格式等，以及被動(dòng)與主動(dòng)NFC模式初始化過(guò)程中資料沖突控制所需的初始化設定與條件。此外，這些標準還定義了傳輸協(xié)定，其中包括通訊協(xié)定啟動(dòng)與資料交換方式等。
5、政策問(wèn)題
由于移動(dòng)支付產(chǎn)業(yè)環(huán)節復雜，價(jià)值鏈的構建需要多方參與，在此時(shí)間段，產(chǎn)業(yè)主導者不清晰，金融機構和移動(dòng)運營(yíng)商的議價(jià)能力相當，產(chǎn)業(yè)實(shí)際投入力度比較低。而由于終端和消費環(huán)境的缺乏，用戶(hù)體驗較差，用戶(hù)通過(guò)移動(dòng)支付購買(mǎi)的物品和服務(wù)并不豐富，目前并沒(méi)有給消費者帶來(lái)真正的便捷。
