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RFID的近距離通信技術NFC在亞洲和歐洲的發展狀況
作者：《RFID雜志與應用》
來源：RFID商情
日期：2007-11-05 08:50:53
摘要：近距離通信技術NFC由日本的索尼和荷蘭的皇家飛利浦電子兩家公司共同開發和提案，被納入世界標準。本文介紹了NFC的原理、NFC論壇的概況、NFC和其他技術的相關性、NFC手機的用途之后總結了NFC技術在日本、亞洲、歐洲的概況，并描述了今后NFC技術的應用動向。
1 什么是NFC？
NFC（Near Field Communication）是一項利用13.56MHZ的頻率的電波作10cm以內短距離通信的技術。類似的無線通信技術有藍牙和無線LAN等。但是藍牙和無線LAN的通信在實施之前要作比較繁瑣的設定。相反，NFC在事前不必作什么設定，因此操作起來十分的簡便。
例如，當人們第一次使用搭載著藍牙的設備時，為了與指定的對方“互通”，必須作一次“配接”（pairing）操作。要將設備設置在可以發現某個對方的狀態，雙方必須進行相互認證和密碼化的操作。
然而，NFC只要將讀寫器部分靠近使用了此項技術的便捷卡（Suica），電子錢包，非常觸IC卡與讀寫器之間的通信即告可能。
日本索尼公司于荷蘭皇家菲利浦電子公司共同開發的NFC規格已經得到國際標準組織的認可，成為ISO/IEC 18092
NFC與FeliCa（ISO14443 Type C） 和MIFARE（ISO14443 Type A）相同，使用13.56MHz的電波作10cm以內的近距離通信。通信的速度有106kbps、212kbps、424kbps幾種，可以從中選擇。這與索尼的FeliCa,菲利浦的MIFARE的規格具有互換性。
NFC還可以被利用為手機、數碼相機、PDA、個人電腦、游戲機等各種電子器具間的10cm以內且最高速度為212kbps的無線通信。
使用了NFC的JR東日本公司的Suica卡的發行枚數在2006年8月已經達到了1.750萬枚，而NTT的電子錢包在2006年10月已經突破了2.200萬枚。
盡管NFC通信距離短，通信速度并非很高，但是它的應用領域卻非常寬廣。NFC技術與其它通信技術相結合的技術不斷出現，預計2007年將是NFC飛躍發展的一年。
2 NFC論壇
2003年NFC作為國際標準得到確立后的第2年，2004年3月諾基亞、皇家菲利浦電子、索尼三家公司共同設立了NFC論壇。論壇的目標是：“促進NFC技術的實際使用和標準化，確立設備之間的服務”。
NFC論壇從啟動開始便廣泛向業界內外進行宣傳和普及，向通信、家電、半導體、計算機、媒體和企業、電話支付服務相關聯的各行各業發出參加介紹NFC技術論壇的邀請。2006年12月，其會員數已擴大為83家和16個團體。
3 NFC與其它技術的相關性
NFC技術在其它近距離通信技術當中就操作性而言是出類拔萃的。藍牙和無線LAN在某種意義上來說與NFC具有共存、互補關系。例如NFC最大通信速度可達42kbps,速度不是很高。所以用來作動畫等大量數據的傳輸時并不理想。
因此，NFC論壇在提倡一種名曰“轉移”應用（handover application）的技術。例如，數碼相機和電視機，各自分別搭載NFC和藍牙（或無線LAN）。此時，為了將攝影后的數碼相機靠近電視機進行數據傳送，首先利用NFC交換兩種器具的ID識別信息，而實際數據的傳輸則由藍牙或無線LAN來進行。
NFC論壇提供的參考應用案例在這些應用當中，我們首先要明確的是NFC只有10cm的通信距離。所以只要一次使用NFC進行兩種器具的通信確認之后，設備之間的距離哪怕增大，只要在藍牙和無線LAN的通信范圍內，通信可以照常進行。藍牙在電波強度與通信距離的關系上作了如下規定：
當電波強度為100mw的第1等級時的通信距離為100m，當2.5mw的第2等級時通信距離為10m,當電波強度為1mw的第3等級時的通信距離為1m 。
無線LAN也有不同級別的區分，日本的主流規格IEEE802.11的情況下，電波可達到的距離為50m 。
在一定的范圍內有幾個藍牙搭載設備存在并且進行通信時，誰與誰之間進行通信就不明確了。此時，利用NFC在近距離處做一下“配接”便可將那些幾個對幾個的關系變為一對一的關系。這就是利用NFC的優點。圖2 JR東日本使用的月票Suica
從這點看來NFC的10cm近距離通信的意義重大。反之，如果將其距離加大到30cm的時候會出現什么弊端呢？例如將Suica的通信距離定為30cm，當使用Suica通過檢票口時，相鄰通路的通道門就有被打開的可能性。這樣看來，10cm這個數字可以視為一種“意志表示”，也就是說當你沒有想花費時，你不會把你的電子錢包放到靠近收銀機10cm以內的距離的。同時NFC的10cm這樣的通信距離除了在使用上非常簡便和安全、可靠之外，卡片的電力消耗、制造成本等也可相應降低。總之10cm的設定是一種最優化設計的結果。
在非接觸IC卡中，還有通信距離更短的產品。索尼公司的IC卡讀寫器Pasori是一種放在桌面上使用的小型讀寫器，其識讀范圍從使用表面開始只有5cm。范圍越小消耗電力越小，其通信速度為212kbps 。
廣泛普及NFC這樣的十分便利的技術是非常重要的。為了簡單確立無線LAN產品的相互的“配接”，美國業界團體“Wi-Fi Alliance”也在探討怎樣才能簡單地將器具“配接”起來。其中一種解決方案就是利用NFC。藍牙標準化團體Bluetooth Special Interest Group(SIG)也以“簡單的配接”為題，在進行是否采用NFC進行通信的討論。藍牙也在通過支持手機等活動促使市場的活性化。為了向用戶提供方便，也將采用像NFC這樣的簡單“配接”方式。
在日本國內，非接觸IC卡的近距離通信已在FelCa上成為標準，信用卡、網絡結算、乘車券、月票、職工證、學生證、會員證等方面都得到了廣泛應用。
NFC作為FelCa和MIFARE的基礎，上文已經介紹了他們都具有通用性。但更具體些看來，NFC有“NFC IP-1”和“NFC IP-2”兩種類型。NFC IP-1以FelCa的無線接口電路為基礎，而NFC IP-2則以RFID標簽的讀寫為基礎。NFC與其他技術的相關性參見圖3。
4 NFC手機的用途
基于FeliCa的電子錢包搭載在手機中，可以派生出豐富多彩的應用案例
不管怎樣說，在近距離通信中擁有核心地位的是手機，通過手機可以實現許許多多的功能，而且其性能在不斷地提高。例如NTT有一款叫FOMA，N903i是FOMA有史以來具有最高像素的液晶顯示器（480×690點），可以補償手顫抖的320萬像素的數碼相機。它擁有對FeliCa的IC卡的認證功能。
各自規格，也不為各國采用的各種非接觸通信方式和OS（操作系統）所左右，只是順應了用戶的“通用機型”的要求。所以業界推測兩公司的合辦公司將會推出令顧客欣喜的通用型Secure IC芯片，而且這款芯片大約在2008年開始上市。其應用將是現在應用的延長，另一種是FeliCa OS、MIFARE OS 以及其它OS合并成為一種OS。關于這種新的OS，將有可能是基于Java的通用型OS。
5 NFC在亞洲的概況
近年來，JR東日本開始使用一種如上文所述名叫“Suica”的IC乘車卡，現在已經非常普及。這種IC 卡使用的技術是索尼公司的技術“FeliCa”，其協議已得到國際標準化組織的認可，被列為ISO14443的Type C。實際上FeliCa獨占了日本鐵路的IC卡市場。
FeliCa不僅僅在日本，甚至早在日本將FeliCa用作Suica之前香港就在自動月票（Auto Pass Card）上得到了使用，而且發行枚數早已突破1200萬枚，這個數字比香港的人口總和還要多。新加坡的“ezlink”使用的也是FeliCa。
另外，FeliCa在數據的讀取和寫入上不但有業務用的讀寫器，還有在市場上可以買到的個人用讀寫器Pasori，只要與個人電腦聯機就可以使用，用它還可以對另一些基于FeliCa的消費用IC卡進行讀取和寫入的操作。
6日本和歐洲的競爭企業間的合作
2006年11月20日，在非接觸IC事業上代表日本和歐洲的索尼公司和NXP半導體公司為雙方共同組建非接觸IC業的合辦公司達成共識。FeliCa和MIFARE是競爭技術，此次的共識反映了用戶的需求。也就是回答了日本歐洲雙方的手機廠家和運營商的共同要求。其中并沒有涉及FeliCa和MIFARE
7日本FeliCa“旋風”
日本已經被FeliCa“旋風”所“席卷”，可以說新開發Secure IC芯片和OS所必須考慮的都是怎樣增加與之相關的各種應用。關于電子貨幣，日本已經普及了FeliCa的電子錢包。上述Secure IC芯片不但不會摒棄這項功能，而且索尼還要在國外開拓其應用市場。
Secure IC芯片的主要舞臺還是手機。現在日本的手機主要是以日本國內市場為主，但是到了3G（第三代）時，不分國內、國外都會得到使用，所以附加在手機上的無線通信等所謂“多用途應用”將得到更廣泛的注目和應用。
到了那時，問題的焦點是“互換性”。日本現在有三大運營商，多數手機廠家提供電話機，而且電話機的性能都很豐富和穩定。“多用途”一句話說來容易，做好實在不那么簡單。日本既然已經做到了，所以日本的技術可能會在全球范圍得到肯定和應用。盡管障礙很多，但是要有必勝的意志和信念。如果Secure IC芯片搭載在手機上，全球通用機型的手機就有可能實現。Secure IC芯片將以手機為主要對象。對于索尼而言，FeliCa事業已經變成由總公司直接管轄，所以不能僅僅把它看作IC卡的技術，它對于索尼全公司的貢獻將不可低估。
8 “轉移”和智能標牌
在怎樣使NFC的展開更有效和更充實，主要有兩個方面。
其一是FeliCa所代表的支付和以安防為中心的應用，這是以目前的IC卡為基礎的應用。
其二是一個是以操作數據為中心的應用。NFC論壇以“轉移”和“智能標牌”為預定目標。其中關于“轉移”，上文已有論述，現在介紹什么是“智能標牌”。
所謂智能標牌就是在標牌中埋入IC卡，以此來實現的一項應用。標牌本身由紙制成，將卡片設置在標牌的背面。只要將搭載有讀取功能的移動裝置靠近它，便可以得到數據。例如，將某商店的網址URL存在IC卡中，對于在移動裝置中讀到的URL進行無線網絡檢索就可以得到這家商店的相關信息。
這種智能標牌目前尚沒有實用化。在日本有像電子錢包那樣的應用。只不過電子錢包在卡片一側具有支付的功能，但是在智能標牌上還沒有搭載實現這種功能的讀寫器，系統還處于不成熟的狀態。
NFC（Near Field Communication）是一項利用13.56MHZ的頻率的電波作10cm以內短距離通信的技術。類似的無線通信技術有藍牙和無線LAN等。但是藍牙和無線LAN的通信在實施之前要作比較繁瑣的設定。相反，NFC在事前不必作什么設定，因此操作起來十分的簡便。
例如，當人們第一次使用搭載著藍牙的設備時，為了與指定的對方“互通”，必須作一次“配接”（pairing）操作。要將設備設置在可以發現某個對方的狀態，雙方必須進行相互認證和密碼化的操作。
然而，NFC只要將讀寫器部分靠近使用了此項技術的便捷卡（Suica），電子錢包，非常觸IC卡與讀寫器之間的通信即告可能。
日本索尼公司于荷蘭皇家菲利浦電子公司共同開發的NFC規格已經得到國際標準組織的認可，成為ISO/IEC 18092
NFC與FeliCa（ISO14443 Type C） 和MIFARE（ISO14443 Type A）相同，使用13.56MHz的電波作10cm以內的近距離通信。通信的速度有106kbps、212kbps、424kbps幾種，可以從中選擇。這與索尼的FeliCa,菲利浦的MIFARE的規格具有互換性。
NFC還可以被利用為手機、數碼相機、PDA、個人電腦、游戲機等各種電子器具間的10cm以內且最高速度為212kbps的無線通信。
使用了NFC的JR東日本公司的Suica卡的發行枚數在2006年8月已經達到了1.750萬枚，而NTT的電子錢包在2006年10月已經突破了2.200萬枚。
盡管NFC通信距離短，通信速度并非很高，但是它的應用領域卻非常寬廣。NFC技術與其它通信技術相結合的技術不斷出現，預計2007年將是NFC飛躍發展的一年。
2 NFC論壇
2003年NFC作為國際標準得到確立后的第2年，2004年3月諾基亞、皇家菲利浦電子、索尼三家公司共同設立了NFC論壇。論壇的目標是：“促進NFC技術的實際使用和標準化，確立設備之間的服務”。
NFC論壇從啟動開始便廣泛向業界內外進行宣傳和普及，向通信、家電、半導體、計算機、媒體和企業、電話支付服務相關聯的各行各業發出參加介紹NFC技術論壇的邀請。2006年12月，其會員數已擴大為83家和16個團體。
3 NFC與其它技術的相關性
NFC技術在其它近距離通信技術當中就操作性而言是出類拔萃的。藍牙和無線LAN在某種意義上來說與NFC具有共存、互補關系。例如NFC最大通信速度可達42kbps,速度不是很高。所以用來作動畫等大量數據的傳輸時并不理想。
因此，NFC論壇在提倡一種名曰“轉移”應用（handover application）的技術。例如，數碼相機和電視機，各自分別搭載NFC和藍牙（或無線LAN）。此時，為了將攝影后的數碼相機靠近電視機進行數據傳送，首先利用NFC交換兩種器具的ID識別信息，而實際數據的傳輸則由藍牙或無線LAN來進行。
NFC論壇提供的參考應用案例在這些應用當中，我們首先要明確的是NFC只有10cm的通信距離。所以只要一次使用NFC進行兩種器具的通信確認之后，設備之間的距離哪怕增大，只要在藍牙和無線LAN的通信范圍內，通信可以照常進行。藍牙在電波強度與通信距離的關系上作了如下規定：
當電波強度為100mw的第1等級時的通信距離為100m，當2.5mw的第2等級時通信距離為10m,當電波強度為1mw的第3等級時的通信距離為1m 。
無線LAN也有不同級別的區分，日本的主流規格IEEE802.11的情況下，電波可達到的距離為50m 。
在一定的范圍內有幾個藍牙搭載設備存在并且進行通信時，誰與誰之間進行通信就不明確了。此時，利用NFC在近距離處做一下“配接”便可將那些幾個對幾個的關系變為一對一的關系。這就是利用NFC的優點。圖2 JR東日本使用的月票Suica
從這點看來NFC的10cm近距離通信的意義重大。反之，如果將其距離加大到30cm的時候會出現什么弊端呢？例如將Suica的通信距離定為30cm，當使用Suica通過檢票口時，相鄰通路的通道門就有被打開的可能性。這樣看來，10cm這個數字可以視為一種“意志表示”，也就是說當你沒有想花費時，你不會把你的電子錢包放到靠近收銀機10cm以內的距離的。同時NFC的10cm這樣的通信距離除了在使用上非常簡便和安全、可靠之外，卡片的電力消耗、制造成本等也可相應降低。總之10cm的設定是一種最優化設計的結果。
在非接觸IC卡中，還有通信距離更短的產品。索尼公司的IC卡讀寫器Pasori是一種放在桌面上使用的小型讀寫器，其識讀范圍從使用表面開始只有5cm。范圍越小消耗電力越小，其通信速度為212kbps 。
廣泛普及NFC這樣的十分便利的技術是非常重要的。為了簡單確立無線LAN產品的相互的“配接”，美國業界團體“Wi-Fi Alliance”也在探討怎樣才能簡單地將器具“配接”起來。其中一種解決方案就是利用NFC。藍牙標準化團體Bluetooth Special Interest Group(SIG)也以“簡單的配接”為題，在進行是否采用NFC進行通信的討論。藍牙也在通過支持手機等活動促使市場的活性化。為了向用戶提供方便，也將采用像NFC這樣的簡單“配接”方式。
在日本國內，非接觸IC卡的近距離通信已在FelCa上成為標準，信用卡、網絡結算、乘車券、月票、職工證、學生證、會員證等方面都得到了廣泛應用。
NFC作為FelCa和MIFARE的基礎，上文已經介紹了他們都具有通用性。但更具體些看來，NFC有“NFC IP-1”和“NFC IP-2”兩種類型。NFC IP-1以FelCa的無線接口電路為基礎，而NFC IP-2則以RFID標簽的讀寫為基礎。NFC與其他技術的相關性參見圖3。
4 NFC手機的用途
基于FeliCa的電子錢包搭載在手機中，可以派生出豐富多彩的應用案例
不管怎樣說，在近距離通信中擁有核心地位的是手機，通過手機可以實現許許多多的功能，而且其性能在不斷地提高。例如NTT有一款叫FOMA，N903i是FOMA有史以來具有最高像素的液晶顯示器（480×690點），可以補償手顫抖的320萬像素的數碼相機。它擁有對FeliCa的IC卡的認證功能。
各自規格，也不為各國采用的各種非接觸通信方式和OS（操作系統）所左右，只是順應了用戶的“通用機型”的要求。所以業界推測兩公司的合辦公司將會推出令顧客欣喜的通用型Secure IC芯片，而且這款芯片大約在2008年開始上市。其應用將是現在應用的延長，另一種是FeliCa OS、MIFARE OS 以及其它OS合并成為一種OS。關于這種新的OS，將有可能是基于Java的通用型OS。
5 NFC在亞洲的概況
近年來，JR東日本開始使用一種如上文所述名叫“Suica”的IC乘車卡，現在已經非常普及。這種IC 卡使用的技術是索尼公司的技術“FeliCa”，其協議已得到國際標準化組織的認可，被列為ISO14443的Type C。實際上FeliCa獨占了日本鐵路的IC卡市場。
FeliCa不僅僅在日本，甚至早在日本將FeliCa用作Suica之前香港就在自動月票（Auto Pass Card）上得到了使用，而且發行枚數早已突破1200萬枚，這個數字比香港的人口總和還要多。新加坡的“ezlink”使用的也是FeliCa。
另外，FeliCa在數據的讀取和寫入上不但有業務用的讀寫器，還有在市場上可以買到的個人用讀寫器Pasori，只要與個人電腦聯機就可以使用，用它還可以對另一些基于FeliCa的消費用IC卡進行讀取和寫入的操作。
6日本和歐洲的競爭企業間的合作
2006年11月20日，在非接觸IC事業上代表日本和歐洲的索尼公司和NXP半導體公司為雙方共同組建非接觸IC業的合辦公司達成共識。FeliCa和MIFARE是競爭技術，此次的共識反映了用戶的需求。也就是回答了日本歐洲雙方的手機廠家和運營商的共同要求。其中并沒有涉及FeliCa和MIFARE
7日本FeliCa“旋風”
日本已經被FeliCa“旋風”所“席卷”，可以說新開發Secure IC芯片和OS所必須考慮的都是怎樣增加與之相關的各種應用。關于電子貨幣，日本已經普及了FeliCa的電子錢包。上述Secure IC芯片不但不會摒棄這項功能，而且索尼還要在國外開拓其應用市場。
Secure IC芯片的主要舞臺還是手機。現在日本的手機主要是以日本國內市場為主，但是到了3G（第三代）時，不分國內、國外都會得到使用，所以附加在手機上的無線通信等所謂“多用途應用”將得到更廣泛的注目和應用。
到了那時，問題的焦點是“互換性”。日本現在有三大運營商，多數手機廠家提供電話機，而且電話機的性能都很豐富和穩定。“多用途”一句話說來容易，做好實在不那么簡單。日本既然已經做到了，所以日本的技術可能會在全球范圍得到肯定和應用。盡管障礙很多，但是要有必勝的意志和信念。如果Secure IC芯片搭載在手機上，全球通用機型的手機就有可能實現。Secure IC芯片將以手機為主要對象。對于索尼而言，FeliCa事業已經變成由總公司直接管轄，所以不能僅僅把它看作IC卡的技術，它對于索尼全公司的貢獻將不可低估。
8 “轉移”和智能標牌
在怎樣使NFC的展開更有效和更充實，主要有兩個方面。
其一是FeliCa所代表的支付和以安防為中心的應用，這是以目前的IC卡為基礎的應用。
其二是一個是以操作數據為中心的應用。NFC論壇以“轉移”和“智能標牌”為預定目標。其中關于“轉移”，上文已有論述，現在介紹什么是“智能標牌”。
所謂智能標牌就是在標牌中埋入IC卡，以此來實現的一項應用。標牌本身由紙制成，將卡片設置在標牌的背面。只要將搭載有讀取功能的移動裝置靠近它，便可以得到數據。例如，將某商店的網址URL存在IC卡中，對于在移動裝置中讀到的URL進行無線網絡檢索就可以得到這家商店的相關信息。
這種智能標牌目前尚沒有實用化。在日本有像電子錢包那樣的應用。只不過電子錢包在卡片一側具有支付的功能，但是在智能標牌上還沒有搭載實現這種功能的讀寫器，系統還處于不成熟的狀態。
