1、概述
近幾年，網絡與通信技術的飛速發展，無線通信在人們的生活中扮演着越來越重要的角色，近距離無線通信技術正在成爲關注的焦點，也意味着個人區域網絡（PAN）的日漸成熟。近距離無線通信技術包括了藍芽、802.11（Wi-Fi）、ZigBee、紅外（IrDA）、超寬頻（UWB）、近距離無線通信（NFC）等，它們都有其立足的特點，或基於傳輸速度、距離、耗電量的特殊要求；或着眼於功能的擴充性；或符合某些單一應用的特別要求等。但是沒有一種技術可以完美到足以滿足所有的要求。
NFC技術是在無線射頻識別技術（RFID）和互連技術二者整合基礎上發展而來的，只要任意兩個設備靠近而不需要線纜接插，就可以實現相互間的通信，可以用於設備互聯、服務搜尋以及移動商務等廣泛的領域。
NFC作爲一種簡單易用的近距離無線技術，由於其對消費者的巨大吸引力以及便捷的使用方式，日前正迅速成爲世界各地運營商、手持設備製造商、信用卡公司和公共交通系統的首選技術，該技術可以進行包括安全支付和票務等非接觸式交易。
2、NFC技術
2.1 NFC標準
NFC技術由Philips、Nokia和Sony主推的一種近距離無線通信技術（NFCIP-1），並向ECMA國際組織提交標準草案。這項開放技術規格NFCIP-1被認可爲ECMA-340標準，並由ECMA向ISO/IEC提交標準，現在該技術被批准納入ISO/IEC18092。2003年NFCIP-1被ETSI批准爲TS 102 190 v1.1.1。爲了兼容非接觸式智能卡，2004年NFC論壇又推出了NFCIP-2規範，並被相關組織批准爲ECMA-352、ISO/IEC 21481和ETSI TS 102 312 V1.1.1。
其中NFCIP-1標準詳細規定NFC設備的調製方案、編碼、傳輸速度與RF接口的幀格式，以及主動與被動NFC模式初始化過程中，數據衝突控制所需的初始化方案和條件。此外，這些標準還定義了傳輸協議，其中包括協議啓動和數據交換方法等。
NFCIP-2則指定了一種靈活的網關係統，用來檢測和選擇三種操作模式之一：NFC卡模擬模式、讀寫器模式和點對點通信模式。選擇既定模式以後，按照所選的模式進行後續動作。網關標準還具體規定了RF接口測試方法（ISO/IEC 22536和ECMA-356）和協議測試方法（ISO/IEC 23917和ECMA-362）。這意味着符合NFCIP-2規範的產品將可以用作ISO/IEC 14443 A和B以及Felica（Proximity Cards）和ISO 15693（Vicinity Cards）的讀寫器。
2.2 NFC技術特點
NFC技術的要點有：
（1）在ISO/IEC 18092 NFCIP-1下進行標準化；
（2）以13.56MHz RFID技術爲基礎；
（3）通信距離爲20cm；
（4）與現有的非接觸式智能卡國際標準相兼容；
（5）數據傳輸速率106kbit/s、212 kbit/s或424kbit/s。
1.近距離感應
NFC設備之間的極短距離接觸，主動通信模式爲20cm，被動通信模式爲10cm，讓信息能夠在NFC設備之間點對點快速傳遞。
2.安全的通信
除了極短距離通信先天的安全性；避免信息遭監控與竄改。NFC的安全機制也可通過加/解密系統來確保移動裝置間的安全通信。數據安全方面除標籤的密碼保護外，數據部分可用一些算法實現安全管理，如DES、RSA、DSA、MD5等，讀卡機與卡之間也可相互認證，實現安全通信和存儲；
3.快速的處理速度
從NFC移動設備偵測、身份確認到數據存取只需要約0.1s的時間即可完成。
4.服務的配對訪問
通過NFC技術可在單一移動設備上提供多種應用服務。這些應用服務一一對應到移動設備上有，而啓用每一服務時必須輸入對應的密鑰才能訪問，這樣的管理方式讓單一移動設備上的多個服務能夠確保其安全性。
5.主被動通信模式切換
手機內信息既能夠被讀卡器讀取，手機本身也能作爲讀卡器，還能實現兩個手機間的近距通信。
2.3 NFC設備
NFC設備是NFC通信的讀寫設備，可作爲發起設備或目標設備，集成於個人移動通信終端的NFC多媒體手機是目前發展的主流。
NFC標籤是儲存數據的IC，可被NFC設備讀取，通常應用在被動通信模式下。如符合ISO/IEC 14443規範的Philips公司的MIFARE卡和Sony公司的Felica卡。
2.4 通信模式
NFC通信通常在發起設備和目標設備間發生，任何的NFC裝置都可以爲發起設備或目標設備。兩者之間是以交流磁場方式相互耦合，並以ASK方式或FSK方式進行載波調製，傳輸數字信號。發起設備產生無線射頻磁場來初始化NFCIP-1的通信（調製方案、編碼、傳輸速度與RF接口的幀格式）。目標設備則響應發起設備所發出的命令，並選擇由發起設備所發出的或是自行產生的無線射頻磁場進行通信。
1.主動模式
在主動模式下，每臺設備要向另一臺設備發送數據時，都必須產生自己的射頻場。如圖1所示，發起設備和目標設備都要產生自己的射頻場，以便進行通信。這是點對點通信的標準模式，可以獲得非常快速的連接設置。
圖1 主動通信模式
2.被動模式
在被動模式下，NFC發起設備（也叫主設備，啓動NFC通信的設備），在整個通信過程中提供射頻場（RF-field），如圖2所示。它可以選擇106kbit/s、212kbit/s或424 kbit/s其中一種傳輸速度，將數據發送到另一臺設備。另一臺設備稱爲NFC目標設備（從設備），不必產生射頻場，利用感應的電動勢提供工作所需的電源，使用負載調製（Load Modulation）技術進行數據收發。
圖2 被動通信模式
移動設備主要以被動模式操作，可以大幅降低功耗，並延長電池壽命。在一個應用會話過程中，NFC設備可以在發起設備和目標設備之間切換自己的角色。利用這項功能，電池電量較低的設備可以要求以被動模式充當目標設備，而不是發起設備。
3、NFC技術成功的關鍵因素
NFC存在着巨大的潛力去改變消費者行爲和消費習慣，併爲移動商務創造新的商機。其獨特的簡單操作方式使其特別方便消費者使用，其具有的安全性使其成爲付費和金融應用的理想選擇，這些都是這一技術得到普及的關鍵因素。
由於NFC設備將被用來存儲和交換更爲敏感的信息，如手機支付中將涉及個人銀行帳戶和密碼。NFC設備交互過程中信息安全顯得尤爲重要。目前對於NFC設備已經提出了多種安全實施方案，但最終選擇哪種安全實施方案將受許多因素的影響。特別是NFC產業鏈中與安全應用的所有權、不同參與者（移動運營商、金融服務提供商和手機廠商等）之間形成的業務夥伴關係和利益分配關係，以及這些安全應用實際的個性化過程都將在定義最佳實施方案時起重要的作用。
3.1 NFC+SIM卡安全模式
在這種情況下，SIM卡將託管移動商務應用程序和安全密鑰。通過手機SIM卡在運營商與手機用戶之間實現安全結算和身份識別，譬如可以把用戶的銀行卡信息與手機SIM卡相關聯。這是以運營商爲主導的支付模式，在這種方案下，顯然運營商能在NFC產業鏈中獲得極爲有利的位置，SIM卡只能由運營商發放，運營商能確保在信息交換過程中的參與權與設置控制權。
3.2 NFC+智能IC卡安全模式
這是一種機卡分離方案，通過把一個專用的智能加密芯片嵌入到手機內部來實現安全通信。在這種情況下，支付/票證應用程序和相關的安全密鑰則要存儲在智能卡IC中。這是以銀行爲主導的支付模式，智能IC卡發行公司（銀行）將掌握着客戶關係和身份驗證，管理了NFC的空中交易。運營商則處於NPC產業鏈的下游爲NFC產業提供通信服務，除增加了移動應用的數據業務流量外，將很難獲得實質性的好處。
3.3 NFC+SIM卡+智能IC卡安全模式
這個方案下消費者可以將各種卡（銀行卡、公交卡、門禁卡等）將信息通過空中下載（OTA）的方式下載到NFC移動終端的SIM卡上，再用手機支付。這實際上是一種以第三支付機構爲主的支付模式。這是泛歐聯盟StoLPaN項目所倡導的開放式的商用和技術框架，這個第三方機構獨立於運營商和智能IC卡發行公司，但顯然會使整個NFC產業鏈拉得更長。
4、NFC移動應用
手機是一機多用的通信、娛樂、攝像及導航工具，迅速成爲我們唯一所需的便攜設備。通過將NFC集成到手機系統解決方案中，手機的可用性、多功能性及附加價值大大提升，安全付費、對等連接以及接入無源的智能裝置中的信息都將成爲現實。
NFC技術集成於個人移動通信終端，充分體現了信息傳輸、安全支付與移動電話一體化的設計概念，滿足了大多數消費者喜歡移動電話交易的便利、易用和“時尚”。配備NFC的手機通過讓消費者體驗直觀的連接方式，進而改變信息和服務的分配、付費和訪問方式。NFC手機能夠進行安全的移動支付和交易，還可以在移動過程中，方便地進行點對點通信以及輕鬆獲取信息。NFC這一前瞻性技術將有非常廣闊的應用前景。
NFC裝置大致上可分成兩大類的應用：標籤與讀取器。當NFC裝置當成標籤使用時，通常有以下幾種典型應用：非接觸式付款、門禁卡、智能廣告發布及ID識別等。當NFC裝置當成讀取器時，多媒體信息傳輸（如電子名片交換、圖鈴交換和MP3音樂共享）以及下載智能廣告取得產品或活動的相關資訊。
其典型的應用流程如圖3所示。
圖3 典型的NFC應用場景
2006年6月中國移動福建公司廈門分公司和諾基亞、飛利浦、廈門易通卡等公司共同在廈門啓動中國首個NFC手機支付現場試驗。百名志願者使用具備NFC功能的諾基亞3220，可實現在廈門市任何一個廈門易通卡覆蓋的公交汽車、輪渡、餐廳、電影院、便利店等營業網點的手機支付，親身體驗NFC技術帶來移動支付的便捷。
2007年由多家公司、大學和用戶組織共同成立泛歐聯盟，旨在開發開放式架構，以進一步開發和部署近距離無線通信（NFC）技術，並推動其在手機中的應用。該項目名爲“NFC在倉儲物流及支付領域的應用（Store Logistics and Payment with NFC StoLPaN）”，由歐盟委員會及信息社會技術（IST）項目共同投資，旨在爲應用於移動設備、基於NFC的服務開發一個開放式的商用和技術框架。這些架構將超越手機類型及服務性質的限制，推動基於NFC的移動應用在衆多行業市場中的部署。
5、總結
目前，非接觸式應用已經在支付、交通票務等諸多行業得到普遍採用。這意味着在不久的將來，手機將可能成爲現金和服務卡支付形式的補充。近期業界的一些動向，如今年年末倫敦將推出非接觸式支付卡和終端，以及GSM協會在NFC標準化方面做出的努力，清晰地表明業界了向非接觸式服務邁進的決心。就全球各地NFC試驗的效果而言，通過手機接入娛樂、信息和服務並進行安全支付的簡單便捷性得到倡導移動生活方式的消費者的青睞。