隨著移動支付的火熱，2016年NFC市場也重燃新火。不過，在討論NFC市場之前，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、應用及目前遇到的問題等，讓你全面了解這個重燃新火的技術。
NFC技術的發(fā)展
NFC技術的起源卻要從2003年說起。當時的飛利浦和索尼兩家公司計劃基于非接觸式卡技術發(fā)展一種與之 兼容的無線通訊技術。因此，飛利浦派了一個團隊到日本和索尼的工程師一起閉關開始研發(fā)這種技術。三個月兩家公司聯合對外發(fā)布了研發(fā)成果，既一種可兼容當前 ISO14443 非接觸式卡協議的無線通訊技術，并取名為NFC（Near Field CommunicaTIon）。
而為了推動NFC的發(fā)展和普及，2004年由飛利浦、索尼和諾基亞共同創(chuàng)建了一個非贏利性的行業(yè)協會——NFC Forum，旨在促進 NFC 技術的實施和標準化，確保設備和服務之間協同合作。NFC Forum在全球擁有數百個成員，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、華為、中興、上海同耀和臺灣正隆等公司。
NFC是什么？
NFC（Near Field CommunicaTIon）近場通信技術，又稱近距離無線通信，是一種短距離的高頻無線通信技術，允許電子設備之間進行非接觸式點對點數據傳輸（在十厘米內）交換數據。這個技術由免接觸式射頻識別（RFID）演變而來，并向下兼容RFID。
NFC原理及特點
與RFID一樣，NFC信息也是通過頻譜中無線頻率部分的電磁感應耦合方式傳遞。NFC通過備之間進行非接觸式點對點數據傳輸（在十厘米內）交換數據。該模式和紅外線差不多，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
NFC與藍牙的功能非常相像，都是短程通信技術，而且都被集成到移動電話。但NFC不需要復雜的設置程序。因此，NFC也可以簡化 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(qū)別
首先，NFC是一種提供輕松、安全、迅速的通信的無線連接技術，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，相對于RFID來說NFC具有距離近、帶寬高、能耗低等特點。 其次，NFC與現有非接觸智能卡技術兼容，目前已經成為得到越來越多主要廠商支持的正式標準。再次，NFC還是一種近距離連接協議，提供各種設備間輕松、安全、迅速而自動的通信。與無線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、物流、跟蹤、資產管理上，而NFC則在門禁、公交、手機支付等領域內發(fā)揮著巨大的作用。
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特征，可以用于各種不同的目的，其技術本身沒有優(yōu)劣差別。
NFC的應用
NFC的應用方式有接觸通過（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有體現NFC這四種方式的情況不同，現在NFC已可以說是全功能應用了。
數據傳輸
NFC在傳輸數據方面，其實用到的是藍牙傳輸，NFC只是起到建立連接的作用，所以在數據傳輸過程中，用戶不用保持兩部設備上NFC區(qū)域緊靠，目前NFC傳輸還是以圖片、文本、網頁鏈接等小文件為主，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“媒人婆”的角色，支持NFC配對的兩個藍牙設備，只需相互靠近N標位置，便可以讓兩個設備之間快速地完成配對。其中作為NFC技術創(chuàng)立者之一的索尼，在這方面相當積極，其現有的無線產品幾乎都已經支持NFC配對方式。
移動支付
apple pay
移動支付在近年開始流行起來，其中的非接觸式支付讓NFC真正變得有用起來。在國內，手機通過NFC進行移動支付，其實都與銀聯有關，無論各家的Pay，還是HCE，都用到了銀聯的云閃付服務。
國內目前主要的Pay類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，在支付時通過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、銀行，進行驗證和完成交易，這個過程中手機是不需要聯網的，也就相當于你的實體銀行卡。
這類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，蘋果Apple Pay利用TouchID指紋識別進行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，實現原理基本一樣的。
NFC支付還有通過HCE方式，國內沒有Andorid Pay，這種支付表現有NFC-SIM卡和銀聯云閃付卡。NFC-SIM卡需要運營商提供的特制SIM卡，配合運營商的錢包APP來使用。銀聯云閃付卡則較為簡便，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標簽有接觸通過的應用，這與RFID的應用類似，如小區(qū)門禁卡，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NFC來識別amiibo手辦，會 在屏幕上顯示對應的內容，amiibo手辦便是一個NFC標簽，另有一些NFC電子標簽可寫入簡單的指令，用于激活啟動手機上指定的功能，例如在標簽上寫入切換靜音模式的命令，當該標簽靠近手機時，手機便會自動進入靜音。
NFC標簽類型定義
定義的基本標簽類型有四種，以1至4來標識，各有不同的格式與容量。這些標簽類型格式的基礎是：ISO 14443的A與B類型、Sony FeliCa，前者是非接觸式智能卡的國際標準，而后者符合ISO 18092被動式通訊模式標準。
保持NFC標簽盡可能簡單的優(yōu)勢是：在很多場合，標簽可為一次性使用，例如在海報中壽命較短的場合。
各種標簽的定義如下：
第1類標簽（Tag 1 Type）：此類型基于ISO14443A標準。此類標簽具有可讀、重新寫入的能力，用戶可將其配置為只讀。存儲能力為96字節(jié)，用來存網址URL或其他小量數據富富有余。然而，內存可被擴充到2k字節(jié)。此類NFC標簽的通信速度為106 kbit/s。此類標簽簡潔，故成本效益較好，適用于許多NFC應用。
第2類標簽（Tag 2 Type）：此類標簽也是基于ISO14443A，具有可讀、重新寫入的能力，用戶可將其配置為只讀。其基本內存大小為48字節(jié)，但可被擴充到2k字節(jié)。通信速度也是106 kbit/s。
第3類標簽（Tag 3 Type）：此類標簽基于Sony FeliCa體系。目前具有2k字節(jié)內存容量，數據通訊速度為212 kbit/s。故此類標簽較為適合較復雜的應用，盡管成本較高。
第4類標簽（Tag 4 Type）：此類標簽被定義為與ISO14443A、B標準兼容。制造時被預先設定為可讀/可重寫、或者只讀。內存容量可達32k字節(jié)，通信速度介于106 kbit/s和424 kbit/s之間。
從上述不同標簽類型的定義可以看出，前兩類與后兩類在內存容量、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類標簽是雙態(tài)的，可為讀/寫或只讀。第3與第4類則是只讀，數據在生產時寫入或者通過特殊的標簽寫入器來寫入。
NFC標簽運行
NFC標簽是無需電源的被動裝置。在使用時，用戶以具有NFC功能的設備與其接觸。標簽從讀寫器獲得很小的電源驅動標簽的電路，把小量信息傳輸到讀寫器。
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網址（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(guī)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，所以最后市場上所見的即為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(guī)格合并并制定了 NFC規(guī)范ECMA340/ISO18092（NFCIP1，NFCinterfaceandprotocol1）。此規(guī)范相容于現有 PhilipsMiFARE（ISO1443A）及SonyFelica。
NFC技術規(guī)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模式與被動模式，主動模式是指發(fā)起設備（iniTIator）與目標設備（target）皆可自身電源供應產生RFfield，而被動模式下則是發(fā)起設備自身供應電源產生RFfield;而目標設備則利用全波整流線路將發(fā)起端的RFfield之能量轉換為 DC來供應自己的電源。值得一提的是，在被動模式下為了要滿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的使用通常會遇到使用尖峰時期，會了避免不同的發(fā)起端或目標端同時溝通造成數據鏈路錯誤，所以NFC采用了一種機制 listenbeforetalk。此機制會讓當發(fā)起端設備要發(fā)出詢問信號前，先偵測外界磁場強度來判斷是否有其它的設備正在溝通中，這種機制的實現稱為 RF Collision Avoidance（RFCA），其動作行為是在每次發(fā)起端發(fā)出詢問信號時會偵測外界磁場，當磁場強度超過門坎強度時 （Hthreshold=0.1875A/m）則會停止詢問，直至外界強度降至門坎值以下。若是低于臨界值才會開始發(fā)出詢問指令，偵測的時間為 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內沒有偵測到超過門坎強度的磁場，則會先發(fā)射TIRFG的未調變 RFfield之后再發(fā)出詢問信號，其中TIRFG必須大于5ms。
NFC技術規(guī)范與測試要求
NFC系統存在的問題
1、相容性問題
目前不同廠家的NFC設備的兼容性問題還是比較突出的，這也是NFC論壇目前正在致力于解決的一個重點。其希望通過NFC標志認證來達到所有NFC設備兼容性的統一。
2、安全性問題
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一直儲存在卡片中安全記憶體的某個區(qū)域，并且只能經由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、主動或被動運作模式
擁有NFC的裝置可以在主動或被動模式下運作，一般的行動裝置主要是以被動模式運作，可以大幅降低耗電量，并延長電池的續(xù)航力。主動式NFC裝置可以透過內部產生的射頻場（RF-field）提供與被動裝置通訊時所需的所有電力，與免接觸式智慧卡的情況相同，擁有相同的電力，確保即使關掉行動裝置的電源仍可以正常進行資料的讀取。
4、標準化
NFC符合ECMA 340與ETSI TS 102 190 V1.1.1以及ISO/IEC 18092標準的開放式平臺技術，這些標準具體規(guī)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，以及被動與主動NFC模式初始化過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定，其中包括通訊協定啟動與資料交換方式等。
5、政策問題
由于移動支付產業(yè)環(huán)節(jié)復雜，價值鏈的構建需要多方參與，在此時間段，產業(yè)主導者不清晰，金融機構和移動運營商的議價能力相當，產業(yè)實際投入力度比較低。而由于終端和消費環(huán)境的缺乏，用戶體驗較差，用戶通過移動支付購買的物品和服務并不豐富，目前并沒有給消費者帶來真正的便捷。
