近場(chǎng)磁通信是什么意思

近場(chǎng)磁通信是什么意思

近場(chǎng)磁通信縮短無(wú)線距離

　　如果以距離來(lái)比較無(wú)線傳輸?shù)脑?，通常長(zhǎng)距離的效果會(huì)比較好。但是，一項(xiàng)稱做近場(chǎng)通信（Near Field Communications，NFC）的新技術(shù)，其開(kāi)發(fā)者卻以其能跨越極短的距離而自豪。

　　NFC可通過(guò)一個(gè)極小的、低成本的、只需少量能源的無(wú)線發(fā)射機(jī)，在10厘米的距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)。其微弱的信號(hào)傳輸有助于確保安全性——想都不用想黑客可以在建筑物之外從一臺(tái)筆記本電腦對(duì)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行攻擊，即使與你鄰座的同事也無(wú)法捕捉到信號(hào)；但是，如果你真的想交換數(shù)據(jù)，并且想將你的NFC設(shè)備搬到該同事旁，卻能即刻建立連接。更令人驚奇的是，你可以帶著該設(shè)備到走廊盡頭的自動(dòng)售貨機(jī)購(gòu)買一杯蘇打水。正是基于NFC的這些特性，諾基亞、三星于今年8月30日宣布其下一代手機(jī)將裝有NFC芯片，諾基亞還承諾其NFC手機(jī)將于今年年底上市。

　　對(duì)于手機(jī)廠商而言，NFC為其進(jìn)入智能卡市場(chǎng)提供了一個(gè)低成本的途徑。手機(jī)用戶未來(lái)可將其手中的電話當(dāng)做通過(guò)電子旋轉(zhuǎn)門、檢票處、甚至在超市結(jié)賬的智能卡。通過(guò)NFC技術(shù)，用戶甚至可以將其數(shù)字相機(jī)電話中的圖像通過(guò)附近的電視機(jī)播放出來(lái)，或者從地鐵廣告牌中獲取產(chǎn)品促銷報(bào)價(jià)，或者在NFC手機(jī)間交換聯(lián)絡(luò)信息。這項(xiàng)由電子消費(fèi)品巨人Philips和Sony聯(lián)合開(kāi)發(fā)的技術(shù)，可使低成本無(wú)線芯片應(yīng)用于從電視機(jī)、個(gè)人電腦到數(shù)碼相機(jī)的各種產(chǎn)品之中。市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)ABI Research預(yù)測(cè)，到2009年，NFC產(chǎn)品會(huì)占到整個(gè)手機(jī)市場(chǎng)的一半份額。

　　術(shù)業(yè)有專攻

　　NFC技術(shù)符合去年批準(zhǔn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn):該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，基于13.56MHz頻率的傳輸速度最大可達(dá)424kbps（以前ＮFC設(shè)備的速度僅被限制為此值的一半）。NFC技術(shù)的傳輸范圍比起無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)（radio frequency identification，RFID）來(lái)要小得多，而新的標(biāo)準(zhǔn)正是基于此而定：傳輸距離是10厘米而非2～5米。但與RFID一樣，NFC信息也是通過(guò)頻譜中無(wú)線頻率部分的電磁感應(yīng)耦合（inductive electromagnetic coupling）方式來(lái)傳遞的。

　　上述二者的關(guān)鍵區(qū)別在于NFC中增加了能夠快速建立P2P網(wǎng)絡(luò)的軟件。因?yàn)?a href="http://www.ttokpm.com/tags/藍(lán)牙/" target="_blank">藍(lán)牙或ZigBee設(shè)備之間的P2P無(wú)線通信可令NFC設(shè)備彼此自動(dòng)尋找對(duì)方進(jìn)而建立通信連接（但如今流行的Wi-Fi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)卻有所不同，它還需要一個(gè)接入集線器）。這個(gè)P2P方案也不同于RFID網(wǎng)絡(luò)，后者是建立于主/從關(guān)系之下，并且芯片以被動(dòng)的方式通過(guò)昂貴的、需要能源支持的“讀取”設(shè)備來(lái)讀取。而NFC設(shè)備卻能被設(shè)置為被動(dòng)和主動(dòng)兩種模式，即使在設(shè)備關(guān)機(jī)的情況下（被動(dòng)模式），仍然可以發(fā)送識(shí)別數(shù)據(jù)，也正是這一特點(diǎn)使其成為智能卡應(yīng)用的理想選擇。同時(shí)，它也可在主動(dòng)模式下，與其他主動(dòng)或被動(dòng)的RFID設(shè)備進(jìn)行通信。

　　除了低廉的成本之外，NFC的核心優(yōu)勢(shì)是其連通速度。Philips美國(guó)公司的遙控識(shí)別業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理Tariq Shahab表示：“NFC的配置和配對(duì)可以快速、容易地實(shí)現(xiàn)?！?與此相對(duì)，同樣是為近距離設(shè)備之間交換數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的藍(lán)牙技術(shù)則需要在通信設(shè)備間進(jìn)行繁復(fù)的設(shè)置。正是基于這一即時(shí)建立連接的能力，NFC開(kāi)始被定位為虛擬連接器，當(dāng)利用其他更強(qiáng)大的無(wú)線技術(shù)如藍(lán)牙和Wi-Fi建立通信連接時(shí)，NFC可于其間起到中介作用。

　　作為一種無(wú)線物理層技術(shù)，近場(chǎng)磁通信具有眾多獨(dú)特屬性，使它成為高密度、短距離流應(yīng)用的理想選擇。盡管其低成本及低功耗的優(yōu)勢(shì)為人所津津樂(lè)道，但使NFC能夠在這些應(yīng)用中替代RF技術(shù)的原因是這種磁場(chǎng)的獨(dú)特衰減特性。

　　為了在便攜式無(wú)線應(yīng)用中獲得良好的聲音質(zhì)量，就必須保證服務(wù)質(zhì)量(QoS)。在語(yǔ)音和音樂(lè)的實(shí)時(shí)傳輸應(yīng)用中，QoS主要是指設(shè)備必須滿足用戶對(duì)實(shí)時(shí)內(nèi)容的質(zhì)量與可靠性的期望。在技術(shù)層面上，該術(shù)語(yǔ)是指?jìng)鬏攦?nèi)容所要求的帶寬、延遲時(shí)間及誤碼率等傳輸參數(shù)必須預(yù)先得到保證。在音頻應(yīng)用中，通常會(huì)從聲音質(zhì)量的下降中察覺(jué)到QoS的惡化，表現(xiàn)在噪聲、噼啪聲、靜電噪聲及漏失等方面。相反，如果是利用QoS較差的信道來(lái)發(fā)送“非時(shí)間關(guān)鍵”的數(shù)據(jù)，那么所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)丟失可以利用各種數(shù)據(jù)重發(fā)技術(shù)來(lái)糾正，而且通常不會(huì)被用戶察覺(jué)。

　　“劣勢(shì)”也是“優(yōu)勢(shì)”

　　我們可以比較一下作為短距離通信的物理層解決方案，NFC與傳統(tǒng)RF各具有什么優(yōu)缺點(diǎn)。NFC通過(guò)在設(shè)備之間耦合一個(gè)低功率、非傳播的準(zhǔn)靜態(tài)磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信。由于磁場(chǎng)能量具有很強(qiáng)的1/r6衰減，因此NFC在1.5至2米的距離上是高度可靠的。表面上看，這似乎是NFC系統(tǒng)的一大劣勢(shì)，但對(duì)于短距離通信而言，這其實(shí)是一個(gè)相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。

　　盡管少量射頻能量總會(huì)泄漏到自由空間，但大部分能量被存儲(chǔ)在準(zhǔn)靜態(tài)磁場(chǎng)中，形成一個(gè)嚴(yán)密的通信“泡”。正是這個(gè)特性允許NFC以非常低的功率生成適度的帶寬，即使在高用戶密度的情況下，也能從空間上分配給多個(gè)用戶。每位用戶擁有在其物理空間內(nèi)的全部帶寬，即使發(fā)生少數(shù)“重疊”，也很容易利用非常簡(jiǎn)單的頻率分配技術(shù)予以解決。此外，場(chǎng)特性相對(duì)不易受周圍環(huán)境的影響，因?yàn)椴徽撌欠翊嬖诮饘傥矬w、導(dǎo)電材料或人體，磁場(chǎng)能量都可靠地以1/r6規(guī)律衰減。

　　RF通信在場(chǎng)形狀和傳播特性上與NFC有很大差異。理論上，調(diào)制的RF平面波在自由空間中傳播的衰減接近于1/r2。由于傳播距離更長(zhǎng)，因此所有系統(tǒng)實(shí)際上必須能共享由時(shí)分或頻分技術(shù)分配的帶寬。在現(xiàn)實(shí)中，RF信號(hào)也相當(dāng)不可預(yù)測(cè)，尤其在室內(nèi)，到處存在衰減及阻擋。此外，根據(jù)所謂的遮蔽效應(yīng)，人體會(huì)顯著衰減和反射RF信號(hào)。由所有這些因素導(dǎo)致的信號(hào)損失通?？赏ㄟ^(guò)以更高功率進(jìn)行傳輸來(lái)得到一定程度的修復(fù)，但這仍需要更多的共享帶寬。

　　用戶間的帶寬分配問(wèn)題在2.4GHz RF頻段顯得尤為嚴(yán)重。隨著藍(lán)牙、Wi-Fi及試圖分享這一有限帶寬的其他消費(fèi)電子設(shè)備的增加，該頻段變得越來(lái)越擁擠。其結(jié)果是導(dǎo)致日益嚴(yán)重的干擾及互操作性問(wèn)題，而這些問(wèn)題不能通過(guò)簡(jiǎn)單地增加發(fā)射功率(這進(jìn)一步加重了干擾)或采用其他更復(fù)雜、更消耗功率的頻率管理方案來(lái)解決。

　　NFC基本上不會(huì)受這些問(wèn)題的影響。在1/r6衰減規(guī)律下所形成的緊密通信“泡”允許高密度的NFC系統(tǒng)共存于同一地點(diǎn)中，而且能保證QoS。此外，因?yàn)橄到y(tǒng)的發(fā)射功率極低，所以基本上能滿足全球大多數(shù)地區(qū)對(duì)輻射功率的限制規(guī)定，從而在工作頻率上具有更大的靈活性。今天的NFC設(shè)備，如用于移動(dòng)電話的無(wú)線耳機(jī)等，即工作在13.56 MHz的全球ISM頻段上，已知的干擾源只有同樣遵循1/r6衰減規(guī)律的RFID閱讀器(不是RFID標(biāo)簽)。當(dāng)它們之間的距離處于1至2米的范圍內(nèi)時(shí)將發(fā)生干擾。

　　應(yīng)用多樣

　　只要與具有加密功能的安全控制器芯片集成，NFC芯片還可當(dāng)做智能卡使用。與Sony和Philips一起，作為推動(dòng)此技術(shù)發(fā)展的NFC論壇的第三個(gè)主要參與者，Visa已經(jīng)售出了上億塊遙控智能卡，其用戶主要分布在亞洲，且絕大多數(shù)被用于征收通行費(fèi)。

　　如果人們憑借手舉著一塊遙控智能卡即可更快速更安全地通過(guò)旋轉(zhuǎn)門，而不是要將卡插入某個(gè)讀取器那么費(fèi)事的話，那么手舉手機(jī)通過(guò)旋轉(zhuǎn)門則會(huì)更方便。智能卡通常太厚以至于將幾個(gè)同時(shí)放在錢夾里會(huì)不太方便，需要時(shí)還得費(fèi)勁從錢夾中摸出，用后再放回去。最初的NFC智能卡應(yīng)用會(huì)是在那些對(duì)結(jié)賬速度要求很高的購(gòu)物場(chǎng)所，如檢票處、超市以及音像店等。

　　Philips公司更期望將NFC當(dāng)做公共交互式廣告的工具而出售。Shahab描述了如下的情形:用戶步行通過(guò)機(jī)場(chǎng)或地鐵時(shí)，停下腳步并將其手機(jī)貼近內(nèi)置有NFC芯片的廣告牌，以下載利用NFC或更快速的無(wú)線技術(shù)像藍(lán)牙或Wi-Fi轉(zhuǎn)制的歌曲、手機(jī)鈴聲、游戲、票或者是優(yōu)惠券什么的，或者，他們也可下載手機(jī)能自動(dòng)連接到的某個(gè)網(wǎng)址的內(nèi)容。目前，Philips正與Internet內(nèi)容提供商如Vivendi Universal一起開(kāi)發(fā)具有上述功能的顯示產(chǎn)品。

　　問(wèn)題尚存

　　當(dāng)然，近幾年來(lái)，大量有關(guān)這類公共交互式銷售方案的建議被討論了多次，但幾乎沒(méi)什么進(jìn)展。所有的方案都面臨著可能影響其執(zhí)行效果的各種障礙，欲令匆忙的用戶停下腳步并且進(jìn)行如上的操作，需要簡(jiǎn)單、快速、可靠的技術(shù)，數(shù)量足夠多的用于廣告牌的顯示器，并且價(jià)格要極具誘惑力。此外，NFC還面臨著另外一個(gè)問(wèn)題：盡管10厘米的傳輸距離對(duì)于智能卡而言是優(yōu)勢(shì)，但在擁擠的、人來(lái)人往的場(chǎng)所進(jìn)行這種交互式操作，從實(shí)用性和用戶的心理接受程度上講也存在著一定的難度。

　　NFC最初的成功將很可能有賴于像Visa這樣的電子支付公司如何積極地游說(shuō)廠商將NFC嵌進(jìn)智能卡票據(jù)方案中。逐漸地，NFC進(jìn)而可步遙控智能卡的后塵進(jìn)入更廣泛的零售交易中。為了吸引客戶，手機(jī)廠商的興趣會(huì)在如何利用NFC實(shí)現(xiàn)在電視上顯示數(shù)碼相機(jī)影像或在手機(jī)間彼此交換聯(lián)系信息。

　　如果再有一些手機(jī)廠商加入支持NFC的隊(duì)伍中來(lái)的話，則不難預(yù)見(jiàn)，NFC作為通用智能卡將逐漸成為手機(jī)未來(lái)主要部件的基礎(chǔ)。在“智能卡智能電話”這一設(shè)想實(shí)現(xiàn)之前，MasterCard、摩托羅拉、微軟以及松下這些公司也不會(huì)閑著，必會(huì)于這一過(guò)程中扮演一定的角色。并且，如果NFC的研發(fā)始終本著其簡(jiǎn)單、低價(jià)的原則，也必將令NFC手機(jī)真正成為人們生活中不可或缺之物。