近距離無線通信
　　支持NFC的設(shè)備可以在主動(dòng)或被動(dòng)模式下交換數(shù)據(jù)。在被動(dòng)模式下，啟動(dòng)NFC通信的設(shè)備，也稱為NFC發(fā)起設(shè)備(主設(shè)備)，在整個(gè)通信過程中提供射頻場(chǎng)(RF-field)，如圖2所示。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)備稱為NFC目標(biāo)設(shè)備(從設(shè)備)，不必產(chǎn)生射頻場(chǎng)，而使用負(fù)載調(diào)制(load modulation)技術(shù)，即可以相同的速度將數(shù)據(jù)傳回發(fā)起設(shè)備。此通信機(jī)制與基于ISO14443A、MIFARE和FeliCa的非接觸式智能卡兼容，因此，NFC發(fā)起設(shè)備在被動(dòng)模式下，可以用相同的連接和初始化過程檢測(cè)非接觸式智能卡或NFC目標(biāo)設(shè)備，并與之建立聯(lián)系。

圖1：NFC主動(dòng)通信模式

　　在主動(dòng)模式下，每臺(tái)設(shè)備要向另一臺(tái)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，都必須產(chǎn)生自己的射頻場(chǎng)。如圖1所示，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?？焖俚倪B接設(shè)置。

圖2：NFC被動(dòng)通信模式。

　　如圖2所示，移動(dòng)設(shè)備主要以被動(dòng)模式操作，可以大幅降低功耗，并延長電池壽命。在一個(gè)應(yīng)用會(huì)話過程中，NFC設(shè)備可以在發(fā)起設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備之間切換自己的角色。利用這項(xiàng)功能，電池電量較低的設(shè)備可以要求以被動(dòng)模式充當(dāng)目標(biāo)設(shè)備，而不是發(fā)起設(shè)備。
　　1. 標(biāo)準(zhǔn)化
　　NFC是符合ECMA 340與ETSI TS 102 190 V1.1.1以及ISO/IEC 18092標(biāo)準(zhǔn)的一種開放式平臺(tái)技術(shù)。這些標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定NFC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(dòng)與被動(dòng)NFC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，這些標(biāo)準(zhǔn)還定義了傳輸協(xié)議，其中包括協(xié)議啟動(dòng)和數(shù)據(jù)交換方法等。
　　NFC空中接口符合以下標(biāo)準(zhǔn)：
　　ISO/IEC 18092 NFCIP-1 / ECMA-340 / ETSI TS 102 190 V1.1.1 (2003-03)
　　ISO/IEC 21481 NFCIP-2 / ECMA-352 / ETSI TS 102 312 V1.1.1 (2004-02)
　　NFC測(cè)試方法符合以下標(biāo)準(zhǔn)：
　　ISO/IEC 22536 NFCIP-1 RF 接口測(cè)試方法 / ECMA-356 / ETSI TS 102 345 V1.1.1 (2004-08)
　　ISO/IEC 23917 有關(guān)NFC 的協(xié)議測(cè)試方法 / ECMA-362
　　ISO/IEC 21481和ECMA 352中定義的NFC IP-2指定了一種靈活的網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，用來檢測(cè)和選擇三種操作模式之一——NFC數(shù)據(jù)傳輸速度、鄰近耦合設(shè)備(PCD)和接近耦合設(shè)備(VCD)。選擇既定模式以后，按照所選的模式進(jìn)行后續(xù)動(dòng)作。網(wǎng)關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還具體規(guī)定了RF接口和協(xié)議測(cè)試方法。
　　這意味著符合NFCIP-2規(guī)范的產(chǎn)品將可以用作ISO 14443 A和B以及Felica(Proximity)和ISO 15693(Vicinity)的讀寫器。
　　2. NFC與藍(lán)牙和紅外技術(shù)的比較
　　作為一種面向消費(fèi)者的交易機(jī)制，NFC比紅外更快、更可靠而且要簡單得多。另一方面，藍(lán)牙則是一種彌補(bǔ)NFC通訊距離不足的缺點(diǎn)，適用于較長距離數(shù)據(jù)通信。NFC面向近距離交易交互，適用于交換財(cái)務(wù)信息或敏感的個(gè)人信息等重要數(shù)據(jù)。NFC和藍(lán)牙相互為補(bǔ)充，共同存在。事實(shí)上，快捷輕型的NFC協(xié)議可以用于引導(dǎo)兩臺(tái)設(shè)備之間的藍(lán)牙配對(duì)過程，并在這方面促進(jìn)藍(lán)牙的使用。 模式的典型應(yīng)用是：建立藍(lán)牙連接、交換手機(jī)名片等。
　　技術(shù)分析
　　電磁場(chǎng)決定無線電波
　　術(shù)語“近場(chǎng)”是指無線電波的臨近電磁場(chǎng)。無線電波由正交電磁場(chǎng)組成，在工作頻率下天線周圍大約10波長的范圍內(nèi)，無線電波的行為遵循麥克斯韋方程。
　　電磁場(chǎng)在從發(fā)射天線傳播到接收天線的過程相互交換能量并相互增強(qiáng)，這樣的電磁場(chǎng)稱之為遠(yuǎn)場(chǎng)。而在10個(gè)波長以內(nèi)，電磁場(chǎng)是相互獨(dú)立的，即為近場(chǎng)，近場(chǎng)內(nèi)電場(chǎng)沒有多大意義，但磁場(chǎng)可用于短距離通訊。
　　由于在初級(jí)線圈(發(fā)射天線)和次級(jí)線圈之間仍有相當(dāng)大的距離，因此可以將NFC看做是一個(gè)耦合系數(shù)非常低的互感器。近磁場(chǎng)的主要問題是信號(hào)傳播過程中信號(hào)強(qiáng)度會(huì)以大約1/d6的速率下降(這里d為通訊距離或范圍)，因此使近場(chǎng)通訊成為名副其實(shí)的短程通訊技術(shù)，而在稱之為無線電波的遠(yuǎn)場(chǎng)中，信號(hào)強(qiáng)度以1/d2的速率下降。
　　NXP公司和索尼公司發(fā)明了NFC技術(shù)，Ecma International公司首次采用它做為一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)(NFCIP-1或ECMA-340)，并提交給國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO）/國際電工委員會(huì)(IEC)，成為ISO/IEC 18092標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也得到了歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)的承認(rèn)，從此后已經(jīng)有多個(gè)半導(dǎo)體公司開始生產(chǎn)兼容性和互操作芯片。
　　這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)類似于智能卡中所采用的NFC技術(shù)，并與其兼容，其內(nèi)部芯片能夠使消費(fèi)者通過銷售點(diǎn)(POS)終端閱讀器進(jìn)行支付。在某些工作模式下NFC的功能類似于射頻識(shí)別(RFID)。NXP公司的MIFARE和索尼公司的FeliCa產(chǎn)品就采用了已經(jīng)制定的智能卡標(biāo)準(zhǔn)。
　　該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一個(gè)13.56MHz的工作頻率，這是一個(gè)免許可國際通用頻帶，是美國ISM帶15/18頻帶之一。數(shù)據(jù)傳輸速率為106、212或424kbps，取決于通訊范圍，在20cm或大約8英寸時(shí)傳輸速率最大，實(shí)際通訊范圍只有幾英寸或不大于10cm，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了多種工作模式。
　　在主動(dòng)模式下，通訊雙方收發(fā)器加電后，任何一方可以采用“發(fā)送前偵聽”協(xié)議來發(fā)起一個(gè)半雙工發(fā)送。在一個(gè)以上NFC設(shè)備試圖訪問一個(gè)閱讀器時(shí)這個(gè)功能可以防止沖突，其中一個(gè)設(shè)備是發(fā)起者，而其它設(shè)備則是目標(biāo)。
　　在被動(dòng)模式下，象RFID標(biāo)簽一樣，目標(biāo)是一個(gè)被動(dòng)設(shè)備。標(biāo)簽從發(fā)起者傳輸?shù)拇艌?chǎng)獲得工作能量，然后通過調(diào)制磁場(chǎng)將數(shù)據(jù)傳送給發(fā)起者(后掃描調(diào)制，AM的一種)。
　　象任何先進(jìn)的無線技術(shù)一樣，NFC同樣面臨安全問題。但是NFC設(shè)備非常小的通訊范圍完全可以將黑客排除在外。在這樣小的范圍內(nèi)，完全可以放心地進(jìn)行通訊。如果需要更高的安全性，可以使用帶智能卡技術(shù)的NFC，智能卡技術(shù)內(nèi)置了重載加密認(rèn)證功能。
　　讓我們看看任何無線關(guān)聯(lián)模型的兩個(gè)基本要求：
　　a. 安全的鏈接
　　加密無線鏈接需要一個(gè)公鑰，而且在帶內(nèi)通道必須是不可見的。鏈接密鑰通過手動(dòng)PIN(比如在藍(lán)牙中)或Diffie-Hellman自動(dòng)交換(比如在無線USB中)“實(shí)時(shí)”生成。建立鏈接密鑰后，便可啟用對(duì)稱加密(基于3DES和AES等)。
　　b. 設(shè)備身份驗(yàn)證
　　即確保鏈接密鑰以預(yù)期的驗(yàn)證設(shè)備而不是偽裝的被動(dòng)/主動(dòng)中間人生成。此設(shè)置的常規(guī)方法要求連接一根線纜，以便關(guān)聯(lián)和交換鏈接密鑰和/或要求用戶在兩臺(tái)設(shè)備上輸入PIN碼。將此方法與使用NFC來關(guān)聯(lián)和設(shè)置相比較，具有如下優(yōu)點(diǎn)：無需瀏覽查閱菜單或配置屏幕；只需將兩臺(tái)設(shè)備彼此靠攏即可觸發(fā)相關(guān)軟件和用戶界面；建立此環(huán)境以后將自動(dòng)交換相關(guān)數(shù)據(jù)。
　　用戶只需確認(rèn)交易，而且只需查看相關(guān)的信息。此過程將減少設(shè)備關(guān)聯(lián)所需的步驟，并最大限度地減少用戶交互操作。用戶無需增加任何開銷即可改善安全功能。而且可以加快連接過程，同時(shí)又保留了像完成/錯(cuò)誤確認(rèn)和錯(cuò)誤修正等功能。用NFC可以使藍(lán)牙、無線USB和W-LAN等的配對(duì)與設(shè)備關(guān)聯(lián)變得非常簡單、快捷和直觀，而且同時(shí)可以彌合移動(dòng)和消費(fèi)類電子產(chǎn)品之間的缺口。
　　將NFC集成到移動(dòng)電話平臺(tái)
　　1．移動(dòng)電話集成NFC的好處
　　擁有NFC的移動(dòng)電話將會(huì)刺激消費(fèi)者產(chǎn)生消費(fèi)，為無線運(yùn)營商、零售商和手機(jī)廠商帶來商機(jī)。配備NFC的電話通過讓消費(fèi)者體驗(yàn)直觀的連接方式，進(jìn)而改變信息和服務(wù)的分配、付費(fèi)和訪問方式。NFC電話能夠進(jìn)行安全的移動(dòng)支付和交易，還可以在移動(dòng)過程中，方便地進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信以及輕松獲取信息。
　　越來越多的消費(fèi)者都在用移動(dòng)電話下載付費(fèi)內(nèi)容，例如為其電話下載鈴聲(當(dāng)前，移動(dòng)運(yùn)營商10％到15％的收入都來自于下載鈴聲或基于Java的小游戲)。NFC提供的下一代標(biāo)準(zhǔn)化連接，將使消費(fèi)者可以訪問海報(bào)、雜志和報(bào)刊亭等項(xiàng)目中的數(shù)字內(nèi)容(鈴聲、歌曲、游戲、Web鏈接、地址和優(yōu)惠券等)，還支持配備NFC的手機(jī)之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸。
　　現(xiàn)今的大多數(shù)手機(jī)都配備了藍(lán)牙(以后還有WiFi)相關(guān)功能，所以NFC可以充當(dāng)啟動(dòng)設(shè)備，使電話之間的數(shù)據(jù)交換傳輸更加便捷。NFC還支持多臺(tái)手機(jī)間進(jìn)行多人游戲。當(dāng)今市場(chǎng)上的設(shè)備界面一點(diǎn)都不直觀，從而很難利用這項(xiàng)技術(shù)(例如，通過滾動(dòng)菜單來選擇特定的藍(lán)牙設(shè)備)。NFC允許用戶與環(huán)境交互，無需瀏覽復(fù)雜的菜單或執(zhí)行復(fù)雜的設(shè)置程序。
　　2．確保安全性的架構(gòu)形式
　　將NFC集成到移動(dòng)電話平臺(tái)考慮過各種架構(gòu)。下面是已有或正在實(shí)施的幾個(gè)架構(gòu)示例：NFC器件可以集成到電話功能蓋中，這與諾基亞為其3220機(jī)型開發(fā)的解決方案一致；NFC器件可以集成到電話主印刷電路板上，例如NFC器件可以集成到Wireless Dynamics公司最近發(fā)布的Secure Digital(SD)卡中。
　　為了支持像支付這樣的安全應(yīng)用，NFC可以和一個(gè)安全芯片配合(前面介紹的智能卡仿真模式)。在這方面，該領(lǐng)域的幾大廠商也都在考慮下面不同的選項(xiàng)：
　　NFC+SIM(用戶標(biāo)識(shí)模塊)安全模式：用一條或幾條線路將SIM卡連接到符合NFC技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的非接觸式芯片。在這種情況下，SIM將托管移動(dòng)商務(wù)應(yīng)用程序和安全密鑰。天線直接連接到NFC芯片。飛利浦目前制造的NFC和智能卡IC都支持雙線數(shù)字接口。NFC芯片和安全芯片之間的這個(gè)接口(S2C)與現(xiàn)有的非接觸式標(biāo)準(zhǔn)完全兼容，并已提交給ECMA進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。
　　繞過SIM保障NFC的安全：在這種情況下，將特定的智能卡器件安裝到電話功能蓋、電話主PCB或者甚至是SD卡中。支付/票證應(yīng)用程序和相關(guān)的安全密鑰則要存儲(chǔ)在智能卡IC中。將NFC和智能卡IC組合在單一封裝或芯片中，其單位成本最具吸引力，也可作為候選方案。
　　還可能最終考慮將NFC與SIM卡和專用智能卡IC結(jié)合在一起，由后面二者提供安全性能。實(shí)際上，最終選擇哪種NFC和安全實(shí)施方案將受許多因素的影響。安全應(yīng)用的所有權(quán)、不同參與者(移動(dòng)運(yùn)營商、金融服務(wù)提供商和手機(jī)廠商等)之間形成的業(yè)務(wù)伙伴關(guān)系，以及這些安全應(yīng)用實(shí)際的個(gè)性化過程都將在定義最佳實(shí)施方案時(shí)起重要的作用。