近距离/接触式。
Why
What
一文了解NFC技术的原理、特点及应用
随着移动支付的火热，NFC市场也重燃新火。不过，在讨论NFC市场之前，我们首先需要了解NFC是什么。本文就将为大家科普NFC的概念、特点、应用及目前遇到的问题等，让你全面了解这个重燃新火的技术。
NFC技术的发展
NFC技术的起源却要从2003年说起。当时的飞利浦和索尼两家公司计划基于非接触式卡技术发展一种与之 兼容的无线通讯技术。因此，飞利浦派了一个团队到日本和索尼的工程师一起闭关开始研发这种技术。三个月两家公司联合对外发布了研发成果，既一种可兼容当前 ISO14443 非接触式卡协议的无线通讯技术，并取名为NFC(Near Field CommunicaTIon)。
而为了推动NFC的发展和普及，2004年由飞利浦、索尼和诺基亚共同创建了一个非赢利性的行业协会——NFC Forum，旨在促进 NFC 技术的实施和标准化，确保设备和服务之间协同合作。NFC Forum在全球拥有数百个成员，包括：NOKIA、SONY、 Philips、LG、摩托罗拉、NXP、NEC、三星、atoam、Intel、其中 中国成员有魅族、步步高、vivo、OPPO、小米、中国移动、华为、中兴、上海同耀和台湾正隆等公司。
NFC是什么？
NFC(Near Field CommunicaTIon)近场通信技术，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(在十厘米内)交换数据。这个技术由免接触式射频识别(RFID)演变而来，并向下兼容RFID。
NFC原理及特点
与RFID一样，NFC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。NFC通过备之间进行非接触式点对点数据传输(在十厘米内)交换数据。该模式和红外线差不多，可用于数据交换，只是传输距离较短，传输创建速度较快，传输速度也快些，并且功耗低。
NFC与蓝牙的功能非常相像，都是短程通信技术，而且都被集成到移动电话。但NFC不需要复杂的设置程序。因此，NFC也可以简化 版的蓝牙功能。但其速度却不如蓝牙。NFC的最大数据传输量 424 kbit/s 远小于 Bluetooth V2.1 (2.1 Mbit/s)。
NFC与RFID的区别
首先，NFC是一种提供轻松、安全、迅速的通信的无线连接技术，其传输范围比 RFID小，RFID的传输范围可以达到几米、甚至几十米，但由于NFC采取了独特的信号衰减技术，相对于RFID来说NFC具有距离近、带宽高、能耗低等特点。 其次，NFC与现有非接触智能卡技术兼容，目前已经成为得到越来越多主要厂商支持的正式标准。再次，NFC还是一种近距离连接协议，提供各种设备间轻松、安全、迅速而自动的通信。与无线世界中的其他连接方式相比，NFC是一种近距离的私密通信方式。最后，RFID更多的被应用在生产、物流、跟踪、资产管理上，而NFC则在门禁、公交、手机支付等领域内发挥着巨大的作用。
NFC、红外和蓝牙同为非接触传输方式，它们具有各自不同的技术特征，可以用于各种不同的目的，其技术本身没有优劣差别。
NFC的应用
NFC的应用方式有接触通过(Touch and Go)、接触支付(Touch and Pay)、接触连接(Touch and Connect)以及接触浏览(Touch and Explore) 四种，与三年前国内几乎没有体现NFC这四种方式的情况不同，现在NFC已可以说是全功能应用了。
数据传输
NFC在传输数据方面，其实用到的是蓝牙传输，NFC只是起到建立连接的作用，所以在数据传输过程中，用户不用保持两部设备上NFC区域紧靠，目前NFC传输还是以图片、文本、网页链接等小文件为主，三星的S Beam则用到了NFC建立连接、Wi-Fi传输的方式，则可以实现大文件的交换，但仅限三星手机之间。
而在蓝牙配对上，NFC也有体现出这个“媒人婆”的角色，支持NFC配对的两个蓝牙设备，只需相互靠近N标位置，便可以让两个设备之间快速地完成配对。其中作为NFC技术创立者之一的索尼，在这方面相当积极，其现有的无线产品几乎都已经支持NFC配对方式。
移动支付
移动支付在近年开始流行起来，其中的非接触式支付让NFC真正变得有用起来。在国内，手机通过NFC进行移动支付，其实都与银联有关，无论各家的Pay，还是HCE，都用到了银联的云闪付服务。
国内目前主要的Pay类NFC支付为Apple Pay、Samsung Pay(三星智付)、Huawei Pay和小米支付，这用到了NFC的卡模拟模式，但在手机内并非绑定银行卡的完整卡片信息，而是形成特殊Token号码，在支付时通过NFC通信把Token传递给POS机，POS机再把Token和交易金额发送给银联、银行，进行验证和完成交易，这个过程中手机是不需要联网的，也就相当于你的实体银行卡。
这类Pay为了保证安全性，还需要内置SE(Secure Element)安全模块，用于存储Token信息，苹果Apple Pay利用TouchID指纹识别进行Token的读取和交易确认。而Samsung Pay、Huawei Pay和小米支付用到的是electron SE模块，实现原理基本一样的。
NFC支付还有通过HCE方式，国内没有Andorid Pay，这种支付表现有NFC-SIM卡和银联云闪付卡。NFC-SIM卡需要运营商提供的特制SIM卡，配合运营商的钱包APP来使用。银联云闪付卡则较为简便，只需要在支持的带NFC功能手机上，安装云闪付APP或各大银行的APP便可以使用。
NFC标签
NFC标签有接触通过的应用，这与RFID的应用类似，如小区门禁卡，但这在手机上情况较少。还有一种用到接触浏览，主要为识别、追踪带NFC信息的物体，如任天堂3DS游戏机，通过NFC来识别amiibo手办，会 在屏幕上显示对应的内容，amiibo手办便是一个NFC标签，另有一些NFC电子标签可写入简单的指令，用于激活启动手机上指定的功能，例如在标签上写入切换静音模式的命令，当该标签靠近手机时，手机便会自动进入静音。
NFC标签类型定义
定义的基本标签类型有四种，以1至4来标识，各有不同的格式与容量。这些标签类型格式的基础是：ISO 14443的A与B类型、Sony FeliCa，前者是非接触式智能卡的国际标准，而后者符合ISO 18092被动式通讯模式标准。
保持NFC标签尽可能简单的优势是：在很多场合，标签可为一次性使用，例如在海报中寿命较短的场合。
各种标签的定义如下：
第1类标签(Tag 1 Type)：此类型基于ISO14443A标准。此类标签具有可读、重新写入的能力，用户可将其配置为只读。存储能力为96字节，用来存网址URL或其他小量数据富富有余。然而，内存可被扩充到2k字节。此类NFC标签的通信速度为106 kbit/s。此类标签简洁，故成本效益较好，适用于许多NFC应用。
第2类标签(Tag 2 Type)：此类标签也是基于ISO14443A，具有可读、重新写入的能力，用户可将其配置为只读。其基本内存大小为48字节，但可被扩充到2k字节。通信速度也是106 kbit/s。
第3类标签(Tag 3 Type)：此类标签基于Sony FeliCa体系。目前具有2k字节内存容量，数据通讯速度为212 kbit/s。故此类标签较为适合较复杂的应用，尽管成本较高。
第4类标签(Tag 4 Type)：此类标签被定义为与ISO14443A、B标准兼容。制造时被预先设定为可读/可重写、或者只读。内存容量可达32k字节，通信速度介于106 kbit/s和424 kbit/s之间。
从上述不同标签类型的定义可以看出，前两类与后两类在内存容量、构成方面大不相同。故它们的应用不太可能有很多重叠。
第1与第2类标签是双态的，可为读/写或只读。第3与第4类则是只读，数据在生产时写入或者通过特殊的标签写入器来写入。
NFC标签运行
NFC标签是无需电源的被动装置。在使用时，用户以具有NFC功能的设备与其接触。标签从读写器获得很小的电源驱动标签的电路，把小量信息传输到读写器。
标签内存里的数据被传至带有NFC功能的设备。尽管数据量很小，却可能是把设备导向到某个网址(URL)、或是小量文本、其他数据。
NFC的架构
NFC的操作频率为13.56MHz，而操作距离约为10cm之内;而NFC的规范制定取至于RFID13.56MHz的频段，早期运用此频段包括 PhilipsMiFARE(ISO1443A)、ISO1443B、ISO15693、ISO18000-3及SonyFelica。由于非接触卡应用于个人数据识别或电子付费系统中强调于安全机制，而近乎于贴近卡片阅读器系统的近场通信及是将13.56MHz中短距系统的部分加以整合，所以最后市场上所见的即为PhilipsMiFARE(ISO1443A)及SonyFelica，早期这两家系统各自发展互不兼容，直到近年才将两种规格合并并制定了 NFC规范ECMA340/ISO18092(NFCIP1，NFCinterfaceandprotocol1)。此规范相容于现有 PhilipsMiFARE(ISO1443A)及SonyFelica。
NFC工作频率为13.56MHz、ASK调变，传输速率可分为106kbps/212kbps/424kbps三种，通信模式可分为主动模式与被动模式，主动模式是指发起设备(iniTIator)与目标设备(target)皆可自身电源供应产生RFfield，而被动模式下则是发起设备自身供应电源产生RFfield;而目标设备则利用全波整流线路将发起端的RFfield之能量转换为 DC来供应自己的电源。值得一提的是，在被动模式下为了要满足省电的要求所以采用了负载调变(LoadmodulaTIon)的方式，此调变方式可以达到省电的效果。
在使用上因为NFC的使用通常会遇到使用尖峰时期，会了避免不同的发起端或目标端同时沟通造成数据链路错误，所以NFC采用了一种机制 listenbeforetalk。此机制会让当发起端设备要发出询问信号前，先侦测外界磁场强度来判断是否有其它的设备正在沟通中，这种机制的实现称为 RF Collision Avoidance(RFCA)，其动作行为是在每次发起端发出询问信号时会侦测外界磁场，当磁场强度超过门坎强度时 (Hthreshold=0.1875A/m)则会停止询问，直至外界强度降至门坎值以下。若是低于临界值才会开始发出询问指令，侦测的时间为 TIDT+nTRFW，n为0～3的机率取样：TRFW=512/fc(RFwaitingtime)，TIDT》4096 /fc(initialdelaytime)。当发起设备在TIDT+nTRFW内没有侦测到超过门坎强度的磁场，则会先发射TIRFG的未调变 RFfield之后再发出询问信号，其中TIRFG必须大于5ms。
NFC系统存在的问题
1、相容性问题
目前不同厂家的NFC设备的兼容性问题还是比较突出的，这也是NFC论坛目前正在致力于解决的一个重点。其希望通过NFC标志认证来达到所有NFC设备兼容性的统一。
2、安全性问题
安全的NFC将各种NFC应用结合智慧卡的安全性。重要的机密资料与数据会一直储存在卡片中安全记忆体的某个区域，并且只能经由NFC装置授权，藉由储存在装置内安全记忆体中的私密金钥将传送资料予以加密。
3、主动或被动运作模式
拥有NFC的装置可以在主动或被动模式下运作，一般的行动装置主要是以被动模式运作，可以大幅降低耗电量，并延长电池的续航力。主动式NFC装置可以透过内部产生的射频场(RF-field)提供与被动装置通讯时所需的所有电力，与免接触式智慧卡的情况相同，拥有相同的电力，确保即使关掉行动装置的电源仍可以正常进行资料的读取。
4、标准化
NFC符合ECMA 340与ETSI TS 102 190 V1.1.1以及ISO/IEC 18092标准的开放式平台技术，这些标准具体规范NFC装置的调制方案、编码、传输速度与RF介面的讯框格式等，以及被动与主动NFC模式初始化过程中资料冲突控制所需的初始化设定与条件。此外，这些标准还定义了传输协定，其中包括通讯协定启动与资料交换方式等。
5、政策问题
由于移动支付产业环节复杂，价值链的构建需要多方参与，在此时间段，产业主导者不清晰，金融机构和移动运营商的议价能力相当，产业实际投入力度比较低。而由于终端和消费环境的缺乏，用户体验较差，用户通过移动支付购买的物品和服务并不丰富，目前并没有给消费者带来真正的便捷。
NFC技术的基本概念和当前的发展状况
编者注：本文是根据36氪对云飞网创始人罗翔宇的采访整理而成。云飞网是一家为中小企业和个人提供NFC标签和NFC云端管理服务的创业公司。通过云飞网NFC标签和云端管理服务，能够完成一些原本很麻烦的事情。比如通过手机直接扫描NFC标签，可以自动连接WiFi、自动签到、获取宣传资料、一键关注，或者展示简历、名片、视频、图片、留言等等。
在采访中罗翔宇谈到了很多有关NFC技术的发展状况，未来的前景等。在此整理出来，供各位对NFC感兴趣的创业者、投资人以及读者参考。
NFC简介
NFC（Near Field Communication），即近场通讯，是一种短距高频的非接触式识别和传输技术。NFC技术和蓝牙相比操作简单、配对快速，和RFID技术相比适用范围广泛、可读可写、能直接集成在手机中，和红外线相比数据传输较快、安全性高、能耗低（可以无电读取），和二维码相比识别快速、信息类型多样。
但NFC成本较高，带有安全芯片（可以用移动支付）的NFC手机其附加成本为5美元左右，没有安全芯片的话成本小于1美元，但不适合用于移动支付。
NFC使用场景
NFC技术可适用于很多场景，比如
移动支付、公交卡、门禁卡、车票门票、文件传输、电子名片、游戏配对、智能海报等。你可以通过带有NFC功能的手机买东西、签到、刷公交卡或门票， 或者和别人交换名片、传输文件、联机玩游戏等。即使你手机没电了，仍然能把它当做一个交通卡使用，和我们手中的各种感应卡片完全一样。
当然，NFC使用也有一些弊端。比如消费时必须有感应端设备、手机被别人捡到后仍可使用，以及必须在10cm以内进行配对等。
NFC国外发展状况
NFC技术在国外已经被炒得火热，NFC论坛目前已有140多位成员，包括手机生产商、电信运营商、金融机构和软件开发商等。2011年，三星、LG、HTC、诺基亚、RIM等公司便推出了40多部NFC手机，刚刚上市的低端机诺基亚Lumia 610也支持NFC技术，同时苹果手机也有可能支持NFC移动支付。而根据市场研究公司Berg Insight上个月的最新报告显示，今年NFC手机出货量将从去年的3000万部增长到1亿部，到2016年，全球NFC手机将增长到7亿部。
除了手机，越来越多的平板电脑甚至笔记本都将支持NFC功能，比如上个月刚刚发布的夏普RW-T110平板电脑便支持NFC技术。在英特尔最新公布的
Windows 8平板硬件配置图中，NFC技术被放到娱乐功能下面。这是因为平板无需NFC移动支付的安全芯片，NFC成本极低，而其最主要的功能便是设备互联和信息传输，实现设备间的游戏对战、文件同步等功能。
NFC移动支付
其中移动支付功能是NFC手机中应用最有前景的一项功能，目前国内外都已经展开了具体的实施项目。在国外，主要是以Google Wallet为首的电子钱包支付项目，依托运营商的Isis移动支付平台，以及NFC设备提供商ViVOtech等公司市场推广。而在国内，NFC移动支付发展缓慢，以移动运营商和银联为主的移动支付标准之争以及国内的金融环境让NFC移动支付步履维艰。
国外NFC移动支付情况
Google Wallet
是NFC移动支付的代表，借助自家的Android系统和Google Nexus手机，Google算是全球第一个大力推动NFC移动支付的科技公司。但Google Wallet的推广并非一帆风顺，虽然目前国外经常能看到Google Wallet的NFC支付系统，但由于NFC尚未普及，Google Wallet效果并不明显。不仅有Paypal和各大运营商在内的公司的反对，而且还有来自Square、Boku等非NFC支付系统的竞争。
Isis
则是美国三大运营商AT&T、T-Mobile和Verizon联合创办的一个NFC移动支付平台。Google Wallet有Android系统，Isis有美国三大运营商，所以Isis反而会在用户数量上更胜一筹。同时Isis还与金融行业进行合作，目前已和Visa、Mastecard、Discover Financial Services以及美国运通等多家金融公司达成合作关系，对NFC支付系统的推动作用更加明显。
ViVOtech
则是一家NFC支付系统软件和硬件设备提供商，包括Google Wallet在内的美国80%的NFC设备都是由该公司提供的。上个月该公司刚刚完成了9600万美元的D轮融资，同时已经出售了100万台NFC支付设备。
国内NFC移动支付情况
在国内，虽然去年12月底国家已经发放了移动支付牌照，但由于大家都想掌握NFC支付的主导权，导致目前还没有一个统一的标准。目前主要的两种近场支付标准是以银联为主导的13.56MHz国家通用标准和以移动为主导的2.4GHz自主开发标准。虽然目前移动也在开发兼容两种标准的RFID-SIM卡，但目前国内NFC支付标准还尚无定论。
同时，由于国内金融环境较封闭，对第三方支付收取过高的手续费，以及国内信用卡使用并不普及等因素，也是制约NFC移动支付快速发展的原因。
除了NFC移动支付以外，以Square为首的非NFC支付方式在移动支付领域也占有重要地位，甚至对人们的影响远远大于NFC移动支付。我们在文章最后也介绍了几个主要的支付公司，有兴趣的读者可以参考。
物联网、NFC和移动互联网
除了手机、平板这些移动设备有NFC功能，未来数字电视、智能手机、耳机、手表、计步器、汽车中都会加入NFC功能（目前已有很多，比如NFC蓝牙耳机）。NFC会加速物联网的形成，未来在工业生产、环境监控、智能交通、智能家居、智能医疗、健康监测等领域都会用到NFC技术。
和蓝牙、红外线、摄像头等传感器相同，NFC也是电子设备上最重要的一个传感器。通过这个传感器，可以讲所有电子设备有效的连接起来，形成一种兼具移动互联网和物联网特点的新型网络。这时的手机已经成为了一个节点，所有信息都会通过手机传播。而且随着云计算的发展，人们的生活、社交、金融等活动都会在手机上完成，而NFC便是一个可以替代信用卡、门卡、交通卡、纸质名片的功能。
附：
非NFC移动支付方式
PayPal
是网络支付巨头，虽然它也希望能从移动支付中分一杯羹，但PayPal本身并不太愿意看到NFC支付技术的兴起，而希望人们仍通过传统的网络信用卡支付方式。但鉴于NFC支付技术的安全、简单和高效，除了庞大的用户基数，PayPal在移动支付上并没有太多竞争力。
Square
是新兴移动支付的代表。一个简单的小方盒子，在移动支付领域能够如此成功，的确令人刮目相看。究其原因，是因为Square成功的在移动设备上延续了用户的刷卡习惯，而且其线下推广也非常有效。虽然国内外模仿者众多，但这其实只是一种过渡模式。用户总是喜欢简单的东西，如果你用手机刷一下就搞定付款，何必还要拿出信用卡在一个小盒子上刷呢？
而且最近Google高管加入Square，很有可能Square也在为NFC支付做准备。因为如果NFC手机大面积普及的话，Square的小盒子便会显得更加鸡肋。虽然Jack Dorsey并不看好NFC支付，但如果Square增加NFC支付业务的话，其大量用户也不会流失，这对Square来说是一举两得的事。
而Boku、Kuapay等一些利用二维码、超声波或其他方式实现移动支付的公司，本身就有很多缺点。比如二维码虽然成本低而且适用范围很广，但其易用性和速度都比较差，而且安全性和手机软件支付一样不敢保证。
NFC都能做些什么？
近场通信（英语：Near Field Communication，NFC），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，在十厘米（3.9英吋）内，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。目前近场通信已通过成为ISO/IEC IS 18092国际标准、EMCA-340标准与ETSI TS 102 190标准。NFC采用主动和被动两种读取模式。（摘自Wikipedia 近场通讯词条）
说到NFC我们不得不提到RFID，你或许对RFID感到陌生，但它已经包围了我们了，饭卡、公交卡、门禁卡等等你用到的只要轻轻触碰一下就能支付或者做其它事情的卡都运用了RFID。RFID卡可以小到一个硬币大小，也可以做到在几米外交换数据。相信大家会在高速公路收费站看到一些自动缴费通道吧？这也属于RFID技术。NFC则是在RFID上演变来的，适用于电子设备（手机、平板等）的短距离数据传输技术。它可以变成一张RFID卡，也可以变成一台刷卡机，甚至可以两个设备靠近交换数据。看完了概念，下面将会介绍些NFC的实际运用例子。