[科普中国]-近场通信

近场通信（near field communication），是一种新兴的技术，使用了NFC技术的设备（比如手机）可以在彼此靠近的情况下进行数据交换，是由非接触式射频识别(RFID)及互连互通技术整合演变而来，通过在单一芯片上集成感应式读卡器、感应式卡片和点对点通信的功能，利用移动终端实现移动支付、电子票务、门禁、移动身份识别、防伪等应用。

简介近场通信又称近距离无线通信，是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输，交换数据。这个技术由免接触式射频识别（RFID）演变而来，由飞利浦和索尼共同研制开发，其基础是RFID及互连技术。近场通信是一种短距高频的无线电技术，在13.56MHz频率运行于20厘米距离内。其传输速度有106 Kbit/秒、212 Kbit/秒或者424 Kbit/秒三种。

近场通信业务结合了近场通信技术和移动通信技术，实现了电子支付、身份认证、票务、数据交换、防伪、广告等多种功能，是移动通信领域的一种新型业务。近场通信业务改变了用户使用移动电话的方式，使用户的消费行为逐步走向电子化，建立了一种新型的用户消费和业务模式。

(NFC)技术应用在世界范围内受到了广泛关注，国内外的电信运营商、手机厂商等不同角色纷纷开展应用试点，一些国际性协会组织也积极进行标准化促进工作。据业内相关机构预测，基于近场通信技术的手机应用将会成为移动增值业务的下一个杀手级应用。1

特征近场通信是基于RFID技术发展起来的一种近距离无线通信技术。与RFID一样，近场通信信息也是通过频谱中无线频率部分的电磁感应耦合方式传递，但两者之间还是存在很大的区别。近场通信的传输范围比RFID小，RFID的传输范围可以达到0~1m，但由于近场通信采取了独特的信号衰减技术，相对于RFID来说近场通信具有成本低、带宽高、能耗低等特点。

近场通信技术主要特征如下：
(1)用于近距离(10cm以内)安全通信的无线通信技术。
(2)射频频率：13.56MHz。
(3)射频兼容：ISO 14443，ISO 15693，Felica标准。
(4)数据传输速度：106kbit/s，212 kbit/s，424kbit/s。

技术标准近场通信技术是由Nokia，Philips，Sony合作制定的标准 ，在ISO 18092，ECMA 340和ETSI TS 102 190框架下推动标准化，同时也兼容应用广泛的ISO 14443 、Type-A、ISO 15693、B以及Felica标准非接触式智能卡 的基础架构。

2003年12月8日通过ISO/IEC（International Organization for Standardization/International Electrotechnical Commission）机构的审核而成为国际标准，在2004年3月18日由ECMA（European Computer Manufacturers Association）认定为欧洲标准，已通过的标准编列有ISO/IEC 18092（NFCIP-1）、ECMA-340、ECMA-352、ECMA-356、ECMA-362、ISO/IEC 21481（NFCIP-2）。
近场通信标准详细规定近场通信设备的调制方案、编码、传输速度与RF接口的帧格式，以及主动与被动近场通信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，此外还定义了传输协议，包括协议启动和数据交换方法等。2

技术原理近场通信的技术原理非常简单，它可以通过主动与被动两种模式交换数据。在被动模式下，启动近场通信的设备，也称为发起设备（主设备），在整个通信过程中提供射频场(RF-field)。它可以选择106 kbps、212 kbps或424 kbps其中一种传输速度，将数据发送到另一台设备。另一台设备称为目标设备（从设备），不必产生射频场，而使用负载调制(load modulation)技术，以相同的速度将数据传回发起设备。而在主动模式下，发起设备和目标设备都要产生自己的射频场，以进行通信。

那么，我们如何使用近场通信呢？其实从该技术的特征上我们就很容易得出结论：近场通信的传输距离极短，建立连接速度快。因此近场通信技术通常作为芯片内置在设备中，或者整合在手机的SIM卡或microSD卡中，当设备进行应用时，通过简单的碰一碰即可以建立连接。例如在用于门禁管制或检票之类的应用时，用户只需将储存有票证或门禁代码的设备靠近阅读器即可；在移动付费之类的应用中，用户将设备靠近后，输入密码确认交易，或者接受交易即可；在数据传输时，用户将两台支持近场通信的设备靠近，即可建立连接，进行下载音乐、交换图像或同步处理通信录等操作。

技术应用日本NTT DoCoMo公司自2004年7月推出基于非接触式IC卡式手机钱包业务，希望用手机钱包逐步替代人们在钱包中放置的所有物品。

韩国SK Telecom公司推出的基于非接触IC卡技术的MONETA业务，利用手机与银行信用卡结合，使用户使用手机进行现场支付业务。

诺基亚推出了新款6131近场通信手机，并进行了关于电子钱包、公交应用、数据业务下载等应用的试验；美国银行试点利用手机提供万事达卡PayPass应用；法国巴黎公交与地铁系统采用近场通信技术，实现了手机购买车票与扣费乘车，并推出了商用版本的SAGEM非接触手机终端和相应的SIM卡；从欧洲到北美近场通信应用已经从试点工作逐步走向试商用。

2006年6月诺基亚、厦门移动、厦门易通卡公司、菲利浦公司共同在厦门启动中国首个近距离通信手机支付现场试验。使用Nokia3220手机实现厦门易通卡覆盖的公交汽车、轮渡、餐厅、电影院、便利店等营业网点的手机支付。

2007年3月13日正式在上海推出了移动认证业务，这个业务由诺基亚公司和上海质监、上海消防联合实施。执法人员只需持定制防伪应用的近场通信手机，即可随时随地读取烟花爆竹所贴电子标签的全球识别码，并实时上传至防伪服务器与数据库校验。

2007年5月17日由重庆移动、重庆市商业银行、结行商务有限公司联合发行的长江掌中行卡正式投入商用。它有标准的非接触IC卡和手机粘贴卡两种体现形式，可广泛应用于传统零售业、网络数字产品消费、公用事业代收费业务、智能化管理领域等。3

应用情况NFC设备可以用作非接触式智能卡、智能卡的读写器终端以及设备对设备的数据传输链路。其应用广泛，NFC应用可以分为四个基本类型：

接触、完成。诸如门禁管制或交通/活动检票之类的应用，用户只需将储存有票证或门禁代码的设备靠近阅读器即可。还可用于简单的数据撷取应用，例如从海报上的智能标签读取网址。

接触、确认。移动付费之类的应用，用户必须输入密码确认交易，或者仅接受交易。

接触、连接。将两台支持NFC的设备链接，即可进行点对点网络数据传输，例如下载音乐、交换图像或同步处理通信录等。

接触、探索。NFC设备可能提供不止一种功能，消费者可以探索了解设备的功能，找出NFC设备潜在的功能与服务。

NFC的一般应用模式NFC采用了双向的识别和连接，NFC手机具有三种功能模式：NFC手机作为识读设备(读写器)、NFC手机作为被读设备(卡模拟)、NFC手机之间的点对点通信应用。4

业务模式使用途径近场通信有3种不同的使用方法：

与手机完全整合：近场通信，尤其在较新的设备上，可以完全与手机整合。这意味着近场通信控制器（负责实际通信的构件）和安全构件（与近场通信控制器连接的安全数据区域）都整合进了手机本身。完全整合了近场通信的手机的一个实例就是Google和三星合作发布的Google Nexus S。

整合到SIM卡上：另外，近场通信还可以整合进SIM卡上——可以在运营商的蜂窝网络上识别手机订阅者的卡。

整合到microSD 卡上：近场通信技术也能被整合进microSD卡，microSD卡是一种使用闪存的移动存储卡。很多手机用户使用microSD卡储存图片、视频、应用和其他文件，以节省手机本身上的储存空间。对于没有microSD卡槽的手机，可用手机套配件代替使用。例如，Visa专门就为iPhone推出了一个手机套，装有microSD卡，从而将近场通信技术带给了iPhone用户。

使用模式仿信用卡模式

近场通信技术

在仿信用卡模式中，近场通信设备可以作为信用卡、借记卡、 标识卡或门票使用。放信用卡模式可以实现“移动钱包”功能。

读机模式

在读机模式中，近场通信设备可以读取标签。这与如今的条形码扫描工作原理最类似。例如，你可以使用手机上的应用程序扫描条形码获取其他信息 。最终，近场通信将会取代条形码阅读变成更为普及的技术。

P2P 模式 (点对点模式)

在P2P模式中，近场通信设备之间可以交换信息。例如，两个有近场通信功能的手机可以交换联系方式，这和iPhone和Android手机上Bump之类的应用交换联系方式的方式类似，但是他们采用的技术不同。

业务系统用户卡支持SWP协议，利用SIM卡上当前没有被使用的C6管脚进行SWP的通讯。

支持多线程操作模式：用户可以使用多个近场通信业务，要求卡片上的多个应用应允许同时处于激活状态。

支持GP框架：为保证卡上交易应用的安全性以及交易应用的空中下载，要求按照Global Platform 2.1.1要求实现用户卡的应用管理架构。

支持Java卡标准：为保证行业应用提供商及可信任的第三方能够独立开发交易应用，用户卡应同时支持Java卡标准，以保证卡片及应用互操作性，要求支持Javacard 2.2.1。

支持BIP功能：为了使运营商能够提供更多元化的动态服务，需要保证高速的数据传输，移动台与非接触式用户卡之间要满足对BIP(Bearer Independent Protocol)功能支持。

终端近场通信系统

移动台要求集成近场通信控制芯片及天线，支持单线协议，保证近场通信控制芯片与用户卡之间的数据通信和处理。

(1)集成近场通信芯片及天线以支持SWP协议。
(2)将近场通信芯片与用户卡的第六管脚相连，以保证近场通信芯片与用户卡的通讯。
(3)支持HCI协议并实现手机主控芯片与近场通信芯片的通讯。
(4)实现BIP协议以支持用户卡通过TCP/IP通道与远端服务器进行通讯。

业务管理平台业务管理平台由卡片发行商管理平台和应用提供商管理平台组成，卡片发行商管理平台由卡片管理系统、应用管理系统(用于自有应用)、密钥管理系统、证书管理系统组成。应用提供方管理平台由应用管理系统、密钥管理系统、证书管理系统组成。其中，证书管理系统仅在非对称密钥情况下使用，在对称密钥情况下不使用。这些设备可以合设在一个物理实体上，也可以各自成为一个单独物理实体。5

内置NFC的设备现时大部份有内置NFC的设备皆以移动电话为主，2006年诺基亚推出第一部NFC手机，其后开始陆续有不少手机型号推出有关功能的产品，包括以下部份例子：

Nokia 6131
Nokia Lumia 610
Blackberry Bold 9900
HTC One X

HTC 8X
LG Prada 3.0
LG Optimus Vu
Samsung Galaxy Nexus
Samsung Galaxy Note II
Samsung Galaxy S II HD LTE
Samsung Galaxy S III
Samsung Galaxy S III LTE
Sony Xperia S
Sony Xperia acro S
Sony Xperia P
Sony Xperia sola
Sony Xperia ion
Sony Xperia SL
Sony Xperia TX
Asus Nexus 7
MI 2a

本词条内容贡献者为:

李宗秀 - 副教授 - 黑龙江财经学院