一、NFC的發(fā)展歷史

NFC起源于RFID，RFID技術(shù)最早追溯到第二次世界大戰(zhàn)期間，它被用來在空戰(zhàn)中進(jìn)行敵我識別。到了20世紀(jì)70年代末期，美國政府通過Los Alamos科學(xué)實(shí)驗(yàn)室將RFID技術(shù)轉(zhuǎn)移到民間，最先商用在牲畜管理上。80年代后，RFID技術(shù)及產(chǎn)品進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段，各種規(guī)模應(yīng)用開始出現(xiàn)。到了90年代，RFID產(chǎn)品得到廣泛應(yīng)用，成為人們生活中的一部分。

但是RFID的標(biāo)準(zhǔn)化問題日益嚴(yán)重。由于缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不同企業(yè)使用的RFID產(chǎn)品的頻率、編碼、存儲規(guī)則以及數(shù)據(jù)內(nèi)容等不盡相同，閱讀器和標(biāo)簽不能通用，企業(yè)與企業(yè)之間無法順利進(jìn)行數(shù)據(jù)交換與協(xié)同工作，嚴(yán)重阻礙了RFID的發(fā)展。RFID標(biāo)準(zhǔn)爭奪的核心就是RFID數(shù)據(jù)內(nèi)容的編碼格式。

國際上形成了五大標(biāo)準(zhǔn)組織，分別代表不同團(tuán)體或者國家的利益。EPC Global由北美UCC產(chǎn)品統(tǒng)一編碼組織和歐洲EAN產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)組織聯(lián)合成立，在全球擁有上百家成員，得到了零售巨頭沃爾瑪，制造業(yè)巨頭強(qiáng)生、寶潔等跨國公司的支持。AIM、ISO、UID代表了歐美國家和日本；IP-X的成員以非洲、大洋洲、亞洲等國家為主。比較而言，EPC Global由于集合了美國和歐洲廠商，實(shí)力相對占上風(fēng)。

在非接觸卡的市場上，市場份額主要被兩家電子巨頭-飛利浦和索尼公司把持。飛利浦公司主導(dǎo)的Mifare最后成為ISO 14443-A標(biāo)準(zhǔn)。索尼公司主推的是Felica技術(shù)。索尼公司想把Felica推成ISO標(biāo)準(zhǔn)，但是由于地域性及其他原因，并未被ISO接受。Felica主要應(yīng)用在日本市場，在香港的公交系統(tǒng)及國內(nèi)少數(shù)城市如武漢的公交系統(tǒng)中也有使用。另外，由摩托羅拉公司主導(dǎo)的ISO 1444-B不如Mifare和Felica應(yīng)用廣泛，在歐洲一些國家如法國有一定的應(yīng)用。由于標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，各廠家各自為戰(zhàn)，阻礙了市場的健康發(fā)展。因此，飛利浦公司和索尼公司整合了相關(guān)資源，共同推出了短距離通信技術(shù)和應(yīng)用的統(tǒng)一方案，即現(xiàn)在的NFC技術(shù)。該技術(shù)融合了Mifare和Felica，增加了點(diǎn)對點(diǎn)通信。

為了吸引更多的力量投入到NFC領(lǐng)域，加速NFC技術(shù)的普及，飛利浦、索尼和諾基亞公司牽頭成立了NFC Forum，開始推廣NFC技術(shù)和商業(yè)應(yīng)用。NFC Forum的目的是開發(fā)NFC標(biāo)準(zhǔn)和互操作性協(xié)議，鼓勵(lì)行業(yè)使用這些規(guī)范，從而形成一個(gè)完整的NFC生態(tài)系統(tǒng)。

從RFID的標(biāo)準(zhǔn)化歷程及NFC Forum的成立來看，標(biāo)準(zhǔn)之爭及市場新應(yīng)用需求的出現(xiàn)是NFC出現(xiàn)并得以推廣的原因。NFC把RFID讀卡器和智能卡功能結(jié)合在一起，可以直接利用現(xiàn)有的RFID基礎(chǔ)設(shè)施。NFC中加入了點(diǎn)對點(diǎn)通信，用于NFC設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸。

二、NFC與RFID的區(qū)別

NFC技術(shù)起源于RFID，但是與RFID相比有一定的區(qū)別，主要包括以下內(nèi)容。

（1） 工作頻率

NFC的工作頻率為13.56MHz，而RFID的工作頻率有低頻、高頻（13.56MHz）及超高頻。

（2）工作距離

NFC的工作距離理論上為0～20cm，但是在產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)上，由于采用了特殊功率抑制技術(shù)，使其工作距離只有0～10cm，從而更好地保證業(yè)務(wù)的安全性。由于RFID具有不同的頻率，其工作距離從幾厘米到幾十米不等。

（3）工作模式

NFC同時(shí)支持讀寫模式和卡模擬模式。在RFID中，讀卡器和非接觸卡是獨(dú)立的兩個(gè)實(shí)體，不能相互切換。

（4）點(diǎn)對點(diǎn)通信

NFC支持點(diǎn)對點(diǎn)通信模式，RFID不支持點(diǎn)對點(diǎn)模式。

（5）應(yīng)用領(lǐng)域

RFID更多地被應(yīng)用在生產(chǎn)、物流、跟蹤、資產(chǎn)管理上，NFC則在門禁、公交車、手機(jī)支付等領(lǐng)域發(fā)揮巨大的作用。

（6）標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議

NFC的底層通信技術(shù)兼容高頻RFID技術(shù)（13.56MHz）的底層通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，即兼容ISO 14443/ISO 15693標(biāo)準(zhǔn)。NFC技術(shù)還定義了比較完整的上層應(yīng)用規(guī)范，如LLCP、NDEF、SNEP、RTD等。

盡管NFC與RFID技術(shù)有一些區(qū)別，但是NFC技術(shù)，特別是底層的通信技術(shù)是完全兼容13.56MHz RFID技術(shù)的。因此在13.56MHz RFID的應(yīng)用領(lǐng)域中，同樣可以使用NFC技術(shù)來代替。

三、NFC相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織

ISO

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（International Organization for Standardization）

在RFID及NFC領(lǐng)域，ISO/IEC制定了ISO 14443、ISO 15693、ISO 18092及ISO 21848等國際標(biāo)準(zhǔn)。

ISO 18092全稱為Near Field Communication Interface and Protocol（NFCIP-1），即近距離通信接口和協(xié)議。該規(guī)范定義了工作頻率為13.56MHz的電感耦合裝置的近距離通信接口和協(xié)議，包括主動(dòng)通信模式和被動(dòng)通信模式、射頻接口的調(diào)制方式、編碼、傳輸速度和幀格式，以及在初始化過程中的防沖突機(jī)制、協(xié)議協(xié)商和數(shù)據(jù)交換的傳輸協(xié)議。

ISO 21481全稱為Near Field Communication Interface and Protocol-2（NFCIP-2）。該規(guī)范的目的是將ISO 14443、ISO 15693以及ISO 18092融合在一起，通過一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的流程對這三種協(xié)議進(jìn)行選擇，使產(chǎn)品同時(shí)支持這三種協(xié)議并協(xié)同工作。

ECMA

ECMA（European Computer Manufacturers Association，歐洲計(jì)算機(jī)制造商協(xié)會）

ECMA的主要任務(wù)包括與其他標(biāo)準(zhǔn)化組織合作開發(fā)通信技術(shù)和消費(fèi)電子標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵(lì)和落實(shí)標(biāo)準(zhǔn)文件與相關(guān)技術(shù)報(bào)告的出版。ECMA組織出版的370項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)和90篇技術(shù)報(bào)告中，大約三分之二被ISO/IEC批準(zhǔn)為國際標(biāo)準(zhǔn)。ECMA是企業(yè)會員制組織，其標(biāo)準(zhǔn)化過程比較商業(yè)化。

ISO/IEC和ECMA之間有一種稱為“快速投票”的機(jī)制，允許ECMA標(biāo)準(zhǔn)快速地被ISO/IEC接受并成為ISO/IEC國際標(biāo)準(zhǔn)。ECMA 340被ISO接受后成為ISO 18092，ECMA 352被ISO接受后成為ISO 21481。

在NFC領(lǐng)域，ECMA推出了ECMA 340、ECMA 352和ECMA 385。其中，ECMA 340稱為Near Field Communication Interface and Protocol（NFCIP-1），ECMA352稱為Near Field Communication Interface and Protocol-2（NFCIP-2）。

ECMA制定了ECMA 385，被稱為NFC的安全標(biāo)準(zhǔn)NFC-SEC：NFCIP-1 Security Services and Protocol。該標(biāo)準(zhǔn)為NFCIP-1定義了安全通道和共享安全服務(wù)。ECMA 385被ISO接受后成為ISO/IEC 13157-1。

NFC Forum

NFC Forum是由飛利浦公司、索尼公司和諾基亞公司牽頭成立的，其主要工作是開發(fā)NFC標(biāo)準(zhǔn)和互操作性協(xié)議，鼓勵(lì)行業(yè)使用這些規(guī)范，從而形成一個(gè)完整的NFC生態(tài)系統(tǒng)。

NFC Forum不僅制定底層的通信標(biāo)準(zhǔn)（兼容ISO 14443/ISO 18092，目前正在兼容ISO 15693），而且針對卡模擬、讀寫、點(diǎn)對點(diǎn)這三種模式定義上層應(yīng)用規(guī)范和接口規(guī)范。NFC Forum還制定了測試規(guī)范及認(rèn)證規(guī)范，目的就是保證NFC產(chǎn)品之間互聯(lián)互通。

JIS

JIS（Japanese Industrial Standard）稱為日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，是日本國家標(biāo)準(zhǔn)中最重要、最權(quán)威的標(biāo)準(zhǔn)。它由日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查會（JISC）制定。

ETSI

ETSI（European Telecommunications Standards Institute，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會）

ETSI制定了SIM卡與NFC芯片之間的接口規(guī)范ETSI TS 102 613和ETSI TS 102 622。

ETSI TS 102 613定義了SWP（Single Wired Protocol，單線協(xié)議），用于UICC（SIM卡）和CLF（NFC芯片）之間的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。SWP在一條單線上實(shí)現(xiàn)了全雙工通信。ETSI TS 102 622定義了HCI（Host Control Interface，主機(jī)控制接口），用于主機(jī)之間的通信接口，在SWP協(xié)議之上負(fù)責(zé)UICC和CLF之間邏輯傳輸管道的建立和路由。

四、五種標(biāo)簽類型

NFC Forum 至今共定義了五種類型的標(biāo)簽。

Type 1 Tag

該標(biāo)簽是基于ISO 14443A的私有標(biāo)簽。這里“私有”的意思是指該標(biāo)簽盡管基于ISO 14443A，但是采用了私有的加密算法。類型1標(biāo)簽主要是與Innovision Topaz的產(chǎn)品兼容。Type 1是五種類型中最簡單的芯片，也是數(shù)據(jù)傳輸速度最慢的芯片。

Type 2 Tag

該標(biāo)簽是基于ISO 14443A的私有標(biāo)簽，兼容的產(chǎn)品是恩智浦公司的MIFARE Ultralight和MIFARE Ultralight C。Type2 標(biāo)簽是一種更具成本效益的選擇，因?yàn)樗院线m的價(jià)格提供足夠的功能，以滿足市場需求。通常應(yīng)用于低價(jià)值交易、RFID 門票等。

Type 3 Tag

該標(biāo)簽兼容Felica產(chǎn)品，產(chǎn)于日本，主要廣泛應(yīng)用在亞洲。這是一個(gè)復(fù)雜的標(biāo)簽，提供廣泛的功能，但價(jià)格更高。典型的標(biāo)簽是Sony公司的FeliCa S系列，通常應(yīng)用于過境票、電子貨幣、 電子 ID 等。

Type 4 Tag

該標(biāo)簽分為類型4A和類型4B，分別兼容ISO 14443A和ISO 14443B。采用ISO 7816-4定義的文件系統(tǒng)來進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲和管理。

Type 5 Tag

該標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布于 2015 年，基于ISO/IEC 15693規(guī)范。典型的Type 5 標(biāo)簽是NXP ICode系列和ST的ST25TV系列。通常應(yīng)用于圖書館書籍、包裝和票務(wù)等。

審核編輯：劉清