1.NFC标准

NFC技术由Philips、Nokia和Sony主推的一种近距离无线通信技术(NFCIP-1),并向ECMA国际组织提交标准草案。这项开放技术规格NFCIP-1被认可为ECMA-340标准,并由ECMA向ISO/IEC提交标准,现在该技术被批准纳入ISO/IEC18092。2003年NFCIP-1被ETSI批准为TS 102 190 v1.1.1。为了兼容非接触式智能卡,2004年NFC论坛又推出了NFCIP-2规范,并被相关组织批准为ECMA-352、ISO/IEC 21481和ETSI TS 102 312 V1.1.1。

其中NFCIP-1标准详细规定NFC设备的调制方案、编码、传输速度与RF接口的帧格式,以及主动与被动NFC模式初始化过程中,数据冲突控制所需的初始化方案和条件。此外,这些标准还定义了传输协议,其中包括协议启动和数据交换方法等。

NFCIP-2则指定了一种灵活的网关系统,用来检测和选择三种操作模式之一:NFC卡模拟模式、读写器模式和点对点通信模式。选择既定模式以后,按照所选的模式进行后续动作。网关标准还具体规定了RF接口测试方法(ISO/IEC 22536和ECMA-356)和协议测试方法(ISO/IEC 23917和ECMA-362)。这意味着符合NFCIP-2规范的产品将可以用作ISO/IEC 14443 A和B以及Felica(Proximity Cards)和ISO 15693(Vicinity Cards)的读写器。

2. NFC技术特点

NFC技术的要点有:

(1)在ISO/IEC 18092 NFCIP-1下进行标准化;

(2)以13.56MHz RFID技术为基础;

(3)通信距离为20cm;

(4)与现有的非接触式智能卡国际标准相兼容;

(5)数据传输速率106kbit/s、212 kbit/s或424kbit/s。

2.1、近距离感应

NFC设备之间的极短距离接触,主动通信模式为20cm,被动通信模式为10cm,让信息能够在NFC设备之间点对点快速传递。

2.2、安全的通信

除了极短距离通信先天的安全性;避免信息遭监控与窜改。NFC的安全机制也可通过加/解密系统来确保移动装置间的安全通信。数据安全方面除标签的密码保护外,数据部分可用一些算法实现安全管理,如DES、RSA、DSA、MD5等,读卡机与卡之间也可相互认证,实现安全通信和存储;

2.3、快速的处理速度

从NFC移动设备侦测、身份确认到数据存取只需要约0.1s的时间即可完成。

2.4、服务的配对访问

通过NFC技术可在单一移动设备上提供多种应用服务。这些应用服务一一对应到移动设备上有,而启用每一服务时必须输入对应的密钥才能访问,这样的管理方式让单一移动设备上的多个服务能够确保其安全性。

2.5、主被动通信模式切换

手机内信息既能够被读卡器读取,手机本身也能作为读卡器,还能实现两个手机间的近距通信。

3. NFC设备

NFC设备是NFC通信的读写设备,可作为发起设备或目标设备,集成于个人移动通信终端的NFC多媒体手机是目前发展的主流。

NFC标签是储存数据的IC,可被NFC设备读取,通常应用在被动通信模式下。如符合ISO/IEC 14443规范的Philips公司的MIFARE卡和Sony公司的Felica卡。

4. 通信模式

NFC通信通常在发起设备和目标设备间发生,任何的NFC装置都可以为发起设备或目标设备。两者之间是以交流磁场方式相互耦合,并以ASK方式或FSK方式进行载波调制,传输数字信号。发起设备产生无线射频磁场来初始化NFCIP-1的通信(调制方案、编码、传输速度与RF接口的帧格式)。目标设备则响应发起设备所发出的命令,并选择由发起设备所发出的或是自行产生的无线射频磁场进行通信。

4.1、主动模式

在主动模式下,每台设备要向另一台设备发送数据时,都必须产生自己的射频场。如图1所示,发起设备和目标设备都要产生自己的射频场,以便进行通信。这是点对点通信的标准模式,可以获得非常快速的连接设置。
4.2、被动模式

在被动模式下,NFC发起设备(也叫主设备,启动NFC通信的设备),在整个通信过程中提供射频场(RF-field),如图2所示。它可以选择106kbit/s、212kbit/s或424 kbit/s其中一种传输速度,将数据发送到另一台设备。另一台设备称为NFC目标设备(从设备),不必产生射频场,利用感应的电动势提供工作所需的电源,使用负载调制(Load Modulation)技术进行数据收发。
移动设备主要以被动模式操作,可以大幅降低功耗,并延长电池寿命。在一个应用会话过程中,NFC设备可以在发起设备和目标设备之间切换自己的角色。利用这项功能,电池电量较低的设备可以要求以被动模式充当目标设备,而不是发起设备。