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1 背景简介
2 定义，分类，与RFID的区别
2.1 NFC的定义
2.2 NFC的分类
2.3 NFC与RFID的区别
3 NFC协议概述
3.1 NFC协议标准组织
3.2 NFC协议标准的演进
3.3 NFC Forum标准
3.4 Single Wired Protocol - SWP
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1 背景简介
20世纪90年代，RFID在民用产品上被广泛应用。但由于缺乏标准，不同企业使用的RFID产品的频率、编码、存储规则和数据内容等不尽相同，阅读器和标签不能通用，企业之间无法进行数据与协同工作。
非接触卡市场份额被Philip和Sony两家公司把持。Philip主导的Mifare最后成为ISO 14443-A标准（即Type-A或NFC-A）；Sony主导的Feilica JIS X6319-4（由幸福felicity和卡card组成）（即Type-F或NFC-F）未成ISO标准，主要在日本使用；Motorola主导而后成为ISO 14443-B标准（即Type-B或NFC-B）的应用不如Mifare和Felica广泛。
由于标准不统一，阻碍了市场发展。2003年，Philip和Sony两家公司基于ISO/IEC 14443（非接触式IC卡标准）协议，研发出的一种短距离无线通信协议，取名为NFC(Near Field Communication)。该技术融合了Mifare和Felica，增加了点对点（Peer to Peer，P2P）通信。
2004年Philip、Sony和Nokia公司牵头成立了NFC Forum，负责开发NFC标准和互操作性协议，致力于推广NFC技术和商业应用。
2006年6月27日，Nokia携手福建移动、厦门易卡通和Philip，在厦门进行中国首个NFC手机支付试验。后与银联合作在上海进行全球范围内首个NFC空中下载试验。
Google从Android 2.3开始支持NFC功能，其力推的Nexus S手机使用了NXP NFC PN544芯片。2011年推出的Google Wallet不仅支持信用卡，还支持购物卡、礼品卡等。
另外，我国移动支付标准围绕中国银联主导的13.56MHz和中国移动主导的2.4GHz展开后，2012年底中国人民银行正式发布《中国金融移动支付技术标准》，明确现阶段NFC(13.56MHz射频通信技术)成为金融行业非接触式近场移动支付的标准，并支持将SE(Secure Element 安全模块)存储在SIM卡中的NFC-SIM(SWP-SIM)卡方案。
2 定义，分类，与RFID的区别
2.1 NFC的定义
NFC（Near Field Communication，近场通信）是一种基于RFID技术的短距离非接触式的射频通信技术。工作频率为13.56±7MHz，通信速率有106Kbps、212Kbps、424Kbps或848Kbps，通信距离为0 - 20CM（通常有效通信距离为4CM以内）；能够以卡模拟（Card Emulation），读写器（Reader / Writer）和点对点通信（Peer to Peer Communication）三种工作模式，实现移动支付、电子票务、智能广告和信息交换等业务。
2.2 NFC的分类
1 按工作模式分，有卡模拟、读写器和点对点通信三种。
(1)卡模拟模式下的NFC终端，相当于传统的银行卡、公交卡和门禁卡等IC卡，只需将该NFC终端靠近带NFC功能的POS机/公交刷卡机/门禁设备，就可以完成移动支付交易或进入权限。
(2)读写器模式下的NFC终端，能够读写传统IC卡和NFC标签，及工作在卡模拟模式下的NFC终端上的内容。
(3)点对点通信模式下的两个NFC终端，能够完成信息交换；如基于Android Beam应用的两个手机碰触，即可完成网页、图片或联系人等信息的交换。
2 按通信方式（调制模式）分，有被动通信（被动负载调制，Passive Load Modulation，PLM）和主动通信（主动负载调制，Active Load Modulation，ALM）。
(1)被动通信方式，指NFC通信所需的射频场，由通信的发起方(Initiator) NFC终端产生，选择106Kbps、212Kbps、424Kbps或848Kbps传输速率，发起通信请求。而目标方(Target) NFC终端从该射频场获取能量，并通过负载调制技术，以相同的传输速率，将数据发送到发起方。主要用于卡模拟和读写器模式中。
(2)主动通信方式，指NFC通信所需的射频场，由NFC终端双方交替产生，即双方在需要通信时产生自己的射频场，另一方处于帧听模式，这就要求双方都是有源设备。主要用于点对点通信模式下。
2.3 NFC与RFID的区别
NFC技术起源于RFID，但是与RFID相比有一定的区别，主要包括以下内容：
(1)工作频率：NFC的工作频率为13.56MHz，而RFID的工作频率有低频（125～134kHz），高频（13.56MHz），超高频（860～960MHz）及微波段频率（2.45GHz，5.8GHz）。
(2)工作距离：NFC的理论工作距离为0 - 20cm，但在产品实现上，由于采用了特殊功率控制技术，使其工作距离只有0 - 10cm，从而更好地保证业务的安全性。由于RFID具有不同的频率，其工作距离在几厘米到几十米不等。
(3)工作模式：NFC同时支持卡模拟、读写器和点对点通信。而在RFID中，非接触卡和读卡器是两个独立的实体，不能切换，当然也不支持点对点通信。
(4)应用领域：NFC主要应用在移动支付、公交卡和门禁卡等领域，而RFID集中在物流管理系统、停车管理系统、高速公路收费系统和资产管理等低成本应用上。
(5)协议标准：NFC的底层通信协议兼容高频RFID的底层通信协议，即兼容ISO 14443 / ISO 15693标准。NFC技术还定义了比较完整的上层协议，如LLCP，NDEF和RTD等。
综上，尽管NFC和RFID有区别，但是NFC起源于RFID，尤其是底层通信协议是完全兼容高频RFID技术的。因此在高频RFID技术的应用领域中，同样可以使用NFC技术。
3 NFC协议概述
3.1 NFC协议标准组织
(1) ISO ( International Organization for Standardization ) 国际标准化组织，全球性的非政府组织。
(2) ECMA ( European Computer Manufactures Association ) 欧洲计算机制造商协会，研究通信技术标准。
(3) JIS ( Japanese Industrial Standards ) 日本工业标准，日本最权威的标准。
(4) ETSI ( European Telecommunications Standards Institute ) 欧洲电信标准化协会，非营利性电信标准化组织。
3.2 NFC协议标准的演进
(1) ISO 14443是近场耦合集成电路卡(Proximity Integrated Circuit Card, PICC)标准，有两种：ISO 14443A ( Type-A, NFC-A )即Philip Mifare系列产品；ISO 14443B ( Type-B, NFC-B )是Motorola等公司主导的产品。
(2) ISO 15693是RFID非接触式IC卡(Vicinity Integrated Circuit Card, VICC)标准，定义了工作在13.56MHz±7KHz频率下智能标签和读写器的空气接口及数据通信规范。其通信距离比ISO 14443远，但应用较少，主要有个人身份识别、会议签到、图书馆管理、门禁控制、物品跟踪/防伪、仓储物流等领域。
(3) JIS X6319-4 (Type-F, NFC-F)，即Felica标准。
(4) ECMA 340 / ISO 18092，即Near Field Communication Interface and Protocol-2 (NFCIP-1)，近场通信接口和协议；是ECMA 340被ISO接受并重新命名为ISO 18092。规范了13.56MHz电感耦合装置的近场通信接口和协议，包括主动通信方式和被动通信方式，射频接口的调制方式、编码、传输速度和帧格式，以及防冲突机制、协议协商和数据交换的传输协议。
(5) ECMA 352 / ISO 21481，即Near Field Communication Interface and Protocol-2 (NFCIP-2)；是ECMA 352被ISO接受并重新命名为ISO 21481；将ISO 14443、ISO 15693和ISO 18092融合，通过标准的流程对这三种协议进行选择，使产品同时支持这三种协议并协同工作。
(6) ECMA 385，即NFCIP-1 Security Services and Protocol (NFC-SEC)，被称为NFC安全标准，为NFCIP-1定义了安全通道和共享安全服务。被ISO接受后命名为ISO 13175-1.
(7) ETSI TS 102 613，即SWP（Single Wired Protocol，单线协议），定义了SIM卡与NFC芯片之间的接口规范，是UICC（Universal Integrated Circiut Card，通用集成芯片卡）和CLF（Contactless Frontend，非接前端；指NFC芯片）之间的物理层和数据链路层协议。
(8) ETSI TS 102 622（SIM卡与NFC芯片之间的接口规范）定义了HCI (Host Control Interface)，用于主机之间的通信接口，在SWP协议之上负责UICC和CLF之间逻辑传输管道的建立和路由。
以上各标准的演进过程如下图所示，最终会归结为NFC Forum标准。
3.3 NFC Forum标准
Analog规范主要定义NFC设备的RF特性，如波形、RF场强、RF操作域。
Digital规范主要实现ISO 14443和ISO 18092中的数字协议部分，定义了NFC-A、NFC-B和NFC-F三种技术的基本通信功能，如编码格式、调制方式、传输速率、传输协议、帧格式、命令帧、数据帧等。包括NFC设备的四种角色：发起方、目标方、卡模拟设备和读写器设备。
Activities规范定义了如何使用Dialog规范中的内容来建立通信，即NFC通信的四个阶段：初始化（包括冲突检测和技术发现等过程）、设备激活、数据交换和设备挂起。
3.4 Single Wired Protocol - SWP
SWP在单线上实现全双工通信，有两个方向的信号S1（CLF到UICC/(U)SIM）和S2（UICC/(U)SIM到CLF），通信的双方是CLF(Master)和UICC/(U)SIM(Slave)。S1是电压信号，SIM卡通过电压表检测S1信号的高低电平，采用脉冲宽度调制(PWM)方式。S2是电流信号，采用负载调制方式。S1信号必须为高电平时，导通其内部的三极管，S2信号才可以有效传输。这样，S1信号和S2信号叠加在一条单线上，实现全双工通信。
