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近场通信

一種短距離的高頻無線通訊技術

近场通信（英语：Near-field communication，NFC），又称感应通信、近距离无线通信、近距离通信，是一套通信协议，让两个电子设备（其中一个通常是移动设备，例如智能手机）在相距几厘米之内进行通信。[1]

NFC的标志
一部内置NFC的手机在与SmartPoster通信

NFC如同过去的电子票券智能卡一般，允许移动支付取代或支持这类系统。NFC应用于社交网络，分享联系方式、照片、影片或文件。[2]具备NFC功能的设备可以充当电子身份证和钥匙卡。[3]NFC提供了设置简便的低速连接，也可用于引导能力更强的无线连接。[3]

概述

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近场通信技术由非接触式射频识别（RFID）演变而来，由飞利浦半导体（现恩智浦半导体）、诺基亚和索尼共同于2004年研制开发[4]，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[5]。其传输速度有106Kbit/秒、212Kbit/秒或者424Kbit/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。

每一个完整的NFC设备可以用三种模式工作：

  • 卡模拟模式（Card emulation mode）：这个模式其实就是相当于一张采用RFID技术的IC卡[6]。可以替代现在大量的IC卡（包括信用卡）场合商场刷卡、IPASS、门禁管制、车票、门票等等。此种方式下，有一个极大的优点，那就是卡片通过非接触读卡器的RF域来供电，即便是寄主设备（如手机）没电也可以工作。NFC设备若要进行卡片模拟（Card Emulation）相关应用，则必须内置安全组件（Security Element, SE）之NFC芯片或通过软件实现主机卡模拟(Host Card Emulation，HCE)。
  • 读卡器模式（Reader/Writer mode）：作为非接触读卡器使用，比如从海报或者展览信息电子标签上读取相关信息。
  • 点对点模式（P2P mode）：这个模式和红外线差不多，可用于数据交换，只是传输距离较短，传输建立速度较快，传输速度也快些，功耗低（蓝牙也类似）。将两个具备NFC功能的设备链接，能实现数据点对点传输，如下载音乐、交换图片或者同步设备地址薄。因此通过NFC，多个设备如数位相机、PDA、计算机和手机之间都可以交换资料或者服务。

与蓝牙的比较

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NFC 蓝牙 低功率蓝牙
RFID兼容 ISO 18000-3 active active
标准化机构 ISO/IEC Bluetooth SIG Bluetooth SIG
网络标准 ISO 13157 etc. IEEE 802.15.1 IEEE 802.15.1
网络类型 Point-to-point WPAN WPAN
加密 not with RFID available available
范围 < 0.2 m ~10 m (class 2) ~1 m (class 3)
频率 13.56 MHz 2.4-2.5 GHz 2.4-2.5 GHz
Bit rate 424 kbit/s 2.1 Mbit/s ~1.0 Mbit/s
设置程序 < 0.1 s < 6 s < 0.006 s
功耗 < 15mA (read) varies with class < 15 mA (xmit)

NFC和蓝牙都是短距离通信技术，而且都集成到移动电话。但NFC不需要复杂的设置程序。NFC也可以简化蓝牙连接。

NFC略胜蓝牙的地方在于设置程序较短，但无法达到低功率蓝牙（Bluetooth Low Energy）的传输速率。在两台NFC设备相互连接的设备识别过程中，使用NFC来替代人工设置会使建立连接的速度大大加快：少于十分之一秒。NFC的最大资料传输量424 kbit/s远小于Bluetooth V2.1（2.1 Mbit/s）。虽然NFC在传输速度与距离比不上蓝牙（小于20 cm），但相应可以减少不必要的干扰。这让NFC特别适用于设备密集而传输变得困难的时候。

相对于蓝牙，NFC兼容于现有的被动RFID（13.56 MHz ISO/IEC 18000-3）设施。NFC的能量需求更低，与蓝牙V4.0低功耗协议类似。当NFC在一台无供电的设备（比如一台关机的手机，非接触式智能信用卡，或是智能海报）上工作时，NFC的能量消耗会要大于低功率蓝牙V4.0。

对于移动电话或是行动消费性电子产品来说，NFC的使用比较方便。NFC的短距离通信特性正是其优点，由于耗电量低、一次只和一台机器链接，拥有较高的保密性与安全性，NFC有利于信用卡交易时避免被盗用。NFC的目标并非是取代蓝牙等其他无线技术，而是在不同的场合、不同的领域起到相互补充的作用。

可利用NFC通信的操作系统与软件

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Android

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  • Android Beam
    • 由Google及OHA制定，利用内置NFC芯片、并使用Android操作系统的设备间互相通信、传输网址、Google地图信息、联系人信息（vCard）或图片。此功能限定Android 4.0以上的设备才可使用。[7]
  • S Beam
    • 由Samsung制作，目前仅内置于部分Samsung生产的Android设备上，当两只内置S Beam的手机利用NFC通信后，便会开启Wi-Fi Direct功能进行高速传输，甚至可传输大容量的音乐、视频档案[8]。与其功能类似的软件如Majed Alhajry制作的Super Beam[9]。

Windows Phone 8

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  • 触摸+发送
    • 适用于内置NFC功能的Windows Phone 8设备，可利用NFC与蓝牙功能传输网址、图片、影片或联系人资料。[10][11]

Windows 10 Mobile

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  • 触摸+发送
    • 适用于内置NFC功能的Windows 10 Mobile设备，可利用NFC与蓝牙功能传输网址、图片、影片、联系人资料和文件。

Windows 8和Windows 8.1

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  • 触摸并发送
    • 部分发售的Windows 8笔记本电脑内置NFC功能，[12]使其能与其他Windows 8/8.1/10笔记本电脑、移动设备进行通信。[13]

Windows 10

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  • 触摸并发送
    • 部分发售的Windows 10或windows8/8.1升级的笔记本电脑内置NFC功能，使其能与其他Windows 8/8.1/10笔记本电脑、移动设备进行通信。

iOS

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  • Apple Pay
    • 自 2014 年首次支持 NFC 功能的 iPhone 6 发布。由首次支持直至 2019 年，iPhone 的 NFC 功能仅可用于 Apple Pay。但自 2019 年 iOS 13 发布后，Apple 开放了 iPhone 的 NFC 标签读取与写入功能，可搭配 快捷指令 完成自动化操作。

商务应用

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台湾

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  • NFC手机一卡通：由一卡通票证公司与中华电信合作，将一卡通服务导入手机NFC应用，成为台湾首张NFC手机交通票证，不但可使用NFC手机搭乘捷运，也能透过手机随时查询票卡余额或交易纪录，卡片信息亦能透过空中下载至手机SIM卡，即使更换手机也能继续使用，2013年7月已正式推出。 [15]
  • 电子机票：利用手机的NFC功能结合电子机票身份证明以感应方式办理登机，取代纸本传统机票，目前尚在测试阶段。
  • Samsung Pay 悠游卡： 由台湾三星与悠游卡公司合作，于2020年3月正式启动。将悠游卡服务加入Samsung Pay，卡片信息可透过Samsung Pay App空中下载，透过NFC直接感应付款。可实现在线加值、快速感应付款、开通多元卡种，及购买定期月票等功能。

香港

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  • 八达通移动电话卡（Octopus Mobile SIM）：八达通卡有限公司宣布由2013年10月10日起联同电讯盈科移动通信推出八达通移动电话卡。此服务目前支持20款Sony、10款LG、15款Samsung及5款HTC智能手机[17]，八达通首席执行官张耀堂表示会继续测试其他手机及与其他电信商商讨合作[18][19]。用户只需将八达通移动电话卡插入手机，并将手机NFC之收发器放于收费器上，与一般八达通卡使用方法无异，但并不能于八达通增值机增值。

中国大陆

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  • 银联闪付（Quick Pass）：闪付是中国银联推出的一种非接触式支付方式，基于NFC HCE卡模拟技术，可以在无卡情况下使用支持NFC的手机完成小额交易，目前在中国大陆已经应用在包括餐饮、零售、公共交通等多领域。苹果Apple Pay在中国大陆区的交易方式便是采取闪付通道完成的。[21]
  • 交通联合虚拟卡
  • 亿通行Pay·秒通卡：亿通行为北京地铁官方的单程票互联网票务客户端，2021年6月28日启用NFC[22]

手机支付

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  • Apple Pay
    • Apple Pay 是苹果公司的移动支付和电子现金服务，让消费者可使用该公司推出的iPhone（iPhone 6 或更新机型）、Apple Watch 兼容的移动设备（iPhone 5 或更新机型配对使用 Apple Pay）和 iPad（iPad Air 2、iPad mini 3、iPad Pro 或更新机型）等移动设备来进行款项支付。Apple Pay 不需使用特殊的非接触型终端设备，可与 VISA 的 payWave、万事达卡的 Contactless、中国银联的云闪付以及美国运通的 ExpressPay 直接兼容。在初期 Apple Pay 仅限于美国地区使用。
  • Google Pay
    • 专为Android手机设计的手机支付软件，其采用了NFC科技进行无卡付款。Android KitKat 4.4 或更高版本支持NFC功能的手机，到Play商店下载“Google Pay”应用程序，加入信用卡或金融卡，开启NFC功能，将手机屏幕解锁后轻碰在POS机的NFC解读器即可进行付款。
    • 目前支持国家或地区：美国、英国、新加坡、澳洲、香港、波兰、新西兰、爱尔兰、日本、比利时、俄罗斯、台湾、韩国。
  • Samsung Pay
    • 专属Samsung手机的无卡支付软件，它也类似 Google Pay，不过其特色是支持MST（磁信号安全传输）支付，其类似所有支付卡的黑色磁条的磁信号，因此它支持所有POS机，无论传统POS机或新型POS机。
    • 目前支持国家或地区：韩国、美国、香港、中国（闪付）、西班牙、澳洲、波多黎各、新加坡、巴西、台湾、俄罗斯和马来西亚。（目前有些国家进行测试，并开放给支持的手机用户参与。）
    • 在台湾，部分较新的Samsung手机能够使用悠游卡功能，其使用方法与范围与一般悠游卡无异，例如大众运输系统与小额支付[23]。
  • 华为支付
  • 小米支付
    • 小米支付（英语：Mi Pay）是小米科技的一种基于NFC技术的移动支付服务。使用支持小米支付的小米手机，可直接在支持NFC的读取器以及银行卡、交通卡读取器上直接接触使用。截止至2018年4月，小米支付的支持范围仍限于中国大陆（但交易范围不限于中国大陆）。

参考资料

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  1. ^ Cameron Faulkner. What is NFC? Everything you need to know. Techradar.com. [30 November 2015]. （原始内容存档于2021-04-26）. 
  2. ^ Pelly, Nick; Hamilton, Jeff. How to NFC. Google I/O 2011. 10 May 2011 [16 April 2014]. （原始内容存档于2021-04-11）. 
  3. ^ 3.0 3.1 NFC as Technology Enabler. NFC Forum. [15 June 2011]. （原始内容存档于2013-12-22）. 
  4. ^ NFC與QR Code並列行動支付方案選項. 2014-05-12 [2018-02-19]. （原始内容存档于2021-04-11）. 
  5. ^ Ortiz 2008.
  6. ^ 你应该知道的NFC知识. 2016-06-20 [2018-02-19]. （原始内容存档于2021-04-11）. 
  7. ^ 傳輸畫面內容. Google. [永久失效链接]
  8. ^ 用Wi-Fi Direct無限串連你的裝置：Samsung S Beam. 郑翔文. [February 27, 2013]. （原始内容存档于2021-04-11）. 
  9. ^ SuperBeam - WiFi Direct Share. Google Play. [March 30, 2013]. （原始内容存档于2021-04-11）. 
  10. ^ 點選以分享相片、網站及其他內容. Microsoft Windows操作说明（台湾）. [2013-05-19]. （原始内容存档于2014-01-05）. 
  11. ^ NFC sharing between Android and Windows Phone 8. Alex Dobie. [October 29, 2012]. （原始内容存档于2013-05-09）. 
  12. ^ NFC Windows 8 to Android Demo. 365CloudTech. [November 23, 2012]. （原始内容存档于2021-04-11）. 
  13. ^ 輕觸即可和身旁的人一起分享. Microsoft Windows. [2013-05-19]. （原始内容存档于2013-03-12）. 
  14. ^ 開放中華電與國泰世華員工申請試用，NFC手機信用卡時代就快來了. Mengkuei Hsu. [May 10, 2013]. （原始内容存档于2016-04-27）. 
  15. ^ 中華電攜手高捷，「一機在手，港都Smart遊」手機交通票證卡試辦計畫啟用，最快年底上路，你看台灣真偉大~. [2013-07-04]. （原始内容存档于2021-04-11）. 
  16. ^ 台新无卡提款抢先跑手机设置领现更方便[永久失效链接]
  17. ^ http://www.hkcsl.com/tc/NFC-Mobile-Payment-Service/ （页面存档备份，存于互联网档案馆） (2016/02/01 浏览)
  18. ^ 八達通 x Sim卡 Sony手機先用得 - 即時新聞 - 要聞 - 20131010. Apple Daily 苹果日报. [2014-01-16]. （原始内容存档于2016-06-07）. 
  19. ^ AI Trading Bot. Coin Staking. [2024-02-26]. （原始内容存档于2024-10-04）. 
  20. ^ Mobile Payment 服務. hangseng.com. [2014-01-16]. （原始内容存档于2016-07-30）. 
  21. ^ 银联云闪付开通支持Apple Pay服务-中国银联 China UnionPay. 中国银联. [2017-03-04]. （原始内容存档于2017-03-30）. 
  22. ^ 亿通行秒通卡支持Apple Pay交通卡 这下不用提前充值了. 新浪数码. 2021-06-28 [2021-12-13]. （原始内容存档于2021-12-13）. 
  23. ^ Samsung Pay | 悠遊卡 全面開通 | 台灣三星電子. Samsung tw. [2021-02-02] （中文（台湾））. 
  24. ^ HUAWEI Pay银行卡, 无需联网, 一触闪付, 安全便捷|华为官网. consumer.huawei.com. [2020-07-01]. （原始内容存档于2019-02-24）. 

外部链接

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