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导言
毫无疑问的，卡片技术仍不断在演化中，过去印字卡、磁条卡在体积上至少都需要名片般的大小，只能放在皮夹内，如今提升至芯片卡后，小到可以嵌入到手机（如：SIM卡）、手手表（如：SONY的FeliCa）中，将芯片卡的体积设计成与现有磁条卡相同的大小，不过是为了迁就使用者的习惯罢了。
然而，芯片卡也不是卡片的最终型态，有金属接脚的接触式芯片仍需要插卡、退卡等机械动作，容易造成寿命磨耗，因此开始有非接触式的芯片卡（Contact-less Smart Card），运用感应原理运作，或者也可说是无线化的芯片卡（Wireless Smart Card）。
那么，卡片芯片化、存取无线化已是最终型态了吗？答案依然是否定，因为Philips与SONY、NOKIA联手提出了新型态的无线芯片卡：近场通讯（Near Field Communication；NFC），将让芯片卡有更多意想不到的应用。
既要收敛一统 又要多样发挥
过去即有无线芯片卡的规范，为何今日又要再提出NFC呢？
答案在于更专精、更多样化的应用，「既专精又多样」这听来似乎有些令人矛盾，且让笔者详细解释。
所谓专精，主要是将无线通讯辨识的技术进行应用对象的区别，分成「动物」、「个人」、「货品」，今日常言的「为动物植入芯片」，以防止宠物走失、遗弃究责、畜牧管理等，所用的是ISO 11784、ISO 11785等规范（使用125kHz频段），此方面已相当成熟，少有新变化。
然而「个人」与「货物」的规范就稍嫌紊乱，常见的有ISO 14443A、ISO 14443B、ISO 15693、ISO 18000-3、以及SONY的FeliCa等，这些都使用13.56MHz频段，ISO 14443A、FeliCa等只有数公分至十数公分的感应距离，多用于身份辨识之用；而ISO 14443B、ISO 15693、ISO 18000-3（即是RFID）则有数十公分至数公尺的感距，多用于货柜、货箱盘点之用（日后将逐渐扩展至一般商店卖架）。
从趋势来看，货管方面已开始朝RFID方面一统，或至少要兼容RFID（如：ISO 15693兼容ISO 18000-3），同样的身份辨识的运用也开始需要更一致的依循，然后以共同依循为基础往上延伸，眼前ISO 14443A、FeliCa等各由Philips与SONY所提出，两种规格各有不同，ISO 14443A于1996年便已出现，使用普及，包括国内捷运的悠游卡（EasyCard）亦采用，而近年来才提出的FeliCa在技术上较新，实际运用方面除了在日本商店、车站之外，也扩展至亚洲的运输票务系统上，如香港的八达通卡、新加坡的ez-link卡。
如果ISO 14443A与FeliCa各自发展，将有可能如过去Beta、VHS录像带规格的无谓争斗，所以Philips与SONY决定共同推展一统性的方案，即是NFC。NFC将可相容现有的ISO 14443A（亦是Philips自有的MIFARE）及FeliCa（曾期望申请为ISO 14443C，但之后放弃），使身份辨识的无线芯片卡获得更专注一致的发展。
所以，RFID（ISO 18000）专注于仓货盘查，NFC（ISO 18092）专注于身份辨识，有了一致的规格默契后，再进行更多样的无线应用。
至于更多样的应用，除了身份辨识、优惠储值、偏好记录之外还能有何应用吗？答案是肯定的。NFC的目标相当远大，辨识、储值、记录都只是基本运用，NFC希望成为各种手持装置的预设基础无线接口，例如成为装置与计算机间的无线同步接口、无线下载或上传接口，成为装置与电视、视讯盒互通的接口，成为装置间对传的接口，成为装置与其它无线通讯（如：Bluetooth、WiFi）的衔接接口，不再限定只是卡片用途，更具体地说，就是希望用无线感应来担任虚拟连接器（Virtual Connector）的角色。
再从另一个角度看，确实「人」与「物」的无线辨识应用有很大的不同，物上的无线标签强调低廉，相对的个人的无线身份辨识强调安全；货物盘点强调长距离、大范围感应，个人则只需要摆脱机械接触的短距感应；货物盘点需要不断强化相同时间内的辨识数目，以及辨识日益加快移动（多半指运输带、通关口、仓管进出处）的物品，且每次辨识的信息传量不大，相对的人则强调单一、快速、大数据量的无线传输，少有大量、快速的辨识需求（高流量票务系统例外）。
NFC的发展与技术
与现有其它无线规格相同的，NFC也是以国际标准为基础来进行商用推展，2002年12月欧洲通讯标准组织ECMA通过Philips提出的申请，将NFC列入ECMA 340规范，之后2003年9月SONY也加入NFC，2004年9月正式由ISO通过为ISO/IEC 18092。
附注：2004年12月ECMA推出ECMA 340第二版，内容与ISO/IEC 18092完全对应。
附注：ECMA 340为NFC的主体标准，即是规范与制订NFC的接口与协议：NFCIP-1（Near Field Communication Interface and Protocol），另有相关规范标准：EMCA 356、EMCA 362，前者规范NFC在无线收发接口上的测试方法，后者规范NFC在协议传输上的测试方法。
ISO 18092颁布后，同样在2004年，Philips、SONY与NOKIA共同发起了NFC论坛（NFC Forum），共同推动NFC的发展与应用，目前的主要会员有MasterCard、NEC、Samsung、Panasonic、NIKIA、SONY、Microsoft、Philips、TI、Motorola、RENESAS、VISA、Logitech、Gemplus、LG、SIEMENS、Infineon、Sony Ericsson、JCB等。
至于技术表现上，NFC目前最高传速为424kbps，最远传距为20cm，不过这必须进一步说明，除424kbps外，NFC另有106kbps与212kbps的传输速率，传距达20cm亦需要补充，这必须是在主动模式（Active Mode）下才有的距离，被动模式（Passive Mode）下最远仅10cm。
接着还有更多的技术细节，NFC实体层面使用振幅偏移（Amplitude Shift Keying；ASK）的调变法，并使用射频碰撞避免法（RF Collision Avoidance；RFCA）来因应多方同时存取的需求，此法与ZigBee的CSMA-CA法异曲同工。这也是NFC独特之处，NFC不似传统卡片将存取限定在一对一的两方，而是允许同时多方相互存取（类似无线网络）。另外在收发双工方面NFC是以时槽（Time Slot）方式来处理。
在数据链路层面，NFC使用曼彻斯特（Manchester）编码法，且在传输侦错、更错上可选用CRC演算，且在实现上是以ITU-T V.41规范为依据。
虽然目前NFC最快为424kbps，但事实上其所用的ASK调变技术仍有提升空间，根据NFC标准中的预先定义，未来将会有846kbps、1695kbps、3390kbps、6780kbps的可能性，不过必须在主动模式下才能如此高速，被动模式最快应当即在现有的424kbps。
所谓主动与被动，其实与RFID的定义相同，通讯双方有一方完全不具备自有电力，而直接取用发波方送来的载波作为短时间内的运作能量，此即是被动模式，相对的若有自带电能，自行能发波与另一方沟通，则称为主动模式。另外在NFC标准的文件中也经常用到两个角色名词：Initiator（初始方）与Target（目标方），Initiator指最先发起沟通与发波的一方（自带电），Target则为响应的一方，Target若是倚赖载波电能的吸收而运作便属被动，若自带电力运作则属主动。
主动由于双方都具自有电力，所以能提升传输速度或传输距离，不过NFC似乎将主动化的提升潜力用于增加传速，若用在提升传距则会与RFID之类的货管运用相近，且笔者从各种迹象看，NFC未来的规划也都是朝加速传输迈进，对增加传距毫无表示。
然而坚持短距（20cm内）诉求亦有其好处，Bluetooth、WiFi都有一定的传距（数公尺至数十公尺），且都使用ISM通用频段（2.4GHz），因此需要强化抗干扰方面的设计，如跳频（FHSS）、展频（DSSS）等。而NFC虽也使用ISM通用频段（13.56MHz），但由于频率较低，加上传距短，干扰的问题也就相对减少许多，不需要花太多的制订心力在抗干扰上。
此外，ASK调变法本就不适合用于长距传输与干扰环境上（调变后所送出的信号振福会因距离拉长而导致能量衰减的信号改变，或因干扰而改变），笔者个人推测Philips会退出ZigBee，或许与ZigBee不断朝短讯、长距发展有关连，短讯、长距的运用取向等于是与现有NFC反向而行。
「NFC手机」将是杀手应用？
过去的非接触式芯片卡多半与接触式芯片卡一样，被制做成兼容于一般磁条卡的模样，并放于皮夹中，非接触式的好处是不用再从皮夹中抽出卡片，直接将皮夹近接感应即生效，比接触式更为方便。
然而人类追求方便的动力从未止尽，进出捷运口还得掏出皮夹来感应，能否连「掏」都可以省略呢？答案是有的，SONY提出的FeliCa，就提供嵌入于手表内的方案，只要将手表靠近查票口即可通关，而且感应时间比一般非接触式芯片卡更快，一般为0.3sec，FeliCa仅0.1sec，这对高进出量的交通站而言相当受用。
随身物的嵌入运用成为非接触式芯片卡的新致力方向，嵌入作法使其体积更小、运用更方便。不过，今日的个人随身物不仅有手表，手机也相当地普及，因此NFC吸取上述种种优点，认为将NFC接口及功能嵌入至手机是最新、最有利的作法，此便成为NFC手机。
嵌入至手表与嵌入至手机有何差别？首先，就被动（Passive）运用而言差异不大，但在主动运用下就有差别，嵌于手表的NFC芯片、接口若使用手表的电能来运作，则必然要使用数字表（模拟的机械、石英表不具电能），且电子表所携的电力有限，不能供NFC长时间运作，相对的手机拥有较手表充沛的电力。
再者，手机本身必然都要有SIM卡，作为辨识与账单的依据，SIM卡亦是芯片卡，但目前却多只用于简易的信息记录，实在可惜，若能让SIM卡除了机内接触存取外，另以NFC为其增辟外部的无线通讯管道，成为Dual Interface（接触接口与无线接口）的Smart Card，就可以加入更多的应用，虽然NFC手机在感应上没有NFC手表方便（依然要掏出来），但应用上却可更为多样，也比传统卡片型式多样，理由是薄卡不易置入电池，即便有薄型电池可内嵌，电力也比手机少，充电、换新也都比手机困难。况且，主动模式愈是高速、长时间运作，愈可能实现多样的应用，而高速、长时间就需要充沛的电力为援。
当然！个人随身物还有PDA（个人数字助理）、DSC（数字相机）、MP3 Player（数字随身听）等，且电容量都不见得低于一般手机，但是论普及度依然是手机第一，愈是普及愈有机会开拓新的运用，一个银发族、菜篮族也会用手机，但不见得会用MP3随身听、数码相机。所以「NFC手机」等于是替未来芯片卡的各种杀手应用做好铺路、打底。现在BenQ、Motorola、NEC、NOKIA、Samsung、SIEMENS都有意愿推出NFC手机。
NFC普及三部曲：NFC卡片、NFC用品、NFC网域
「普及」是推倡任何新通讯应用的最高指导原则。回到近百年前，若全世界只有您家申装电话，还不知道要打给谁？
为了普及，NFC方案必须尽可能便宜，分析师认为任何的NFC内嵌花费当设在2美元以下，另外要尽可能增加用量。因此，即便NFC手表、NFC手机等嵌入方案较有应用愿景，但不排除以最传统的卡片型式出现，毕竟习惯上的兼容也有助于增加NFC的用量。
所以，NFC除了最传统的NFC卡片外，进阶作法才是内嵌于随身装置的NFC用品（可称为智能型用品：Smart Object），最后如前所述，NFC并非只能一对一相连，亦可多方互连，当NFC卡片、NFC用品够普及时，NFC所构成的互通网域就会显现，以「卡→物→网」的普及方向努力。
不过，NFC论传速、传距都低于WPAN定位UWB（Ultra Wide Band），以NFC所建构成的无线网络，将会是超小范围（20cm内）、中低传速（6.7Mbps内）的WPAN，笔者姑且将此称为「Mini WPAN」
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发表于 2015-3-25 10:47:17
