近場磁通信是什么意思

近場磁通信縮短無線距離

　　如果以距離來比較無線傳輸的話，通常長距離的效果會比較好。但是，一項稱做近場通信（Near Field Communications，NFC）的新技術，其開發者卻以其能跨越極短的距離而自豪。

　　NFC可通過一個極小的、低成本的、只需少量能源的無線發射機，在10厘米的距離內實現。其微弱的信號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筆記本電腦對Wi-Fi網絡進行攻擊，即使與你鄰座的同事也無法捕捉到信號；但是，如果你真的想交換數據，并且想將你的NFC設備搬到該同事旁，卻能即刻建立連接。更令人驚奇的是，你可以帶著該設備到走廊盡頭的自動售貨機購買一杯蘇打水。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將裝有NFC芯片，諾基亞還承諾其NFC手機將于今年年底上市。

　　對于手機廠商而言，NFC為其進入智能卡市場提供了一個低成本的途徑。手機用戶未來可將其手中的電話當做通過電子旋轉門、檢票處、甚至在超市結賬的智能卡。通過NFC技術，用戶甚至可以將其數字相機電話中的圖像通過附近的電視機播放出來，或者從地鐵廣告牌中獲取產品促銷報價，或者在NFC手機間交換聯絡信息。這項由電子消費品巨人Philips和Sony聯合開發的技術，可使低成本無線芯片應用于從電視機、個人電腦到數碼相機的各種產品之中。市場研究機構ABI Research預測，到2009年，NFC產品會占到整個手機市場的一半份額。

　　術業有專攻

　　NFC技術符合去年批準的相關標準:該標準規定，基于13.56MHz頻率的傳輸速度最大可達424kbps（以前ＮFC設備的速度僅被限制為此值的一半）。NFC技術的傳輸范圍比起無線射頻識別技術（radio frequency identification，RFID）來要小得多，而新的標準正是基于此而定：傳輸距離是10厘米而非2～5米。但與RFID一樣，NFC信息也是通過頻譜中無線頻率部分的電磁感應耦合（inductive electromagnetic coupling）方式來傳遞的。

　　上述二者的關鍵區別在于NFC中增加了能夠快速建立P2P網絡的軟件。因為藍牙或ZigBee設備之間的P2P無線通信可令NFC設備彼此自動尋找對方進而建立通信連接（但如今流行的Wi-Fi無線網絡技術卻有所不同，它還需要一個接入集線器）。這個P2P方案也不同于RFID網絡，后者是建立于主/從關系之下，并且芯片以被動的方式通過昂貴的、需要能源支持的“讀取”設備來讀取。而NFC設備卻能被設置為被動和主動兩種模式，即使在設備關機的情況下（被動模式），仍然可以發送識別數據，也正是這一特點使其成為智能卡應用的理想選擇。同時，它也可在主動模式下，與其他主動或被動的RFID設備進行通信。

　　除了低廉的成本之外，NFC的核心優勢是其連通速度。Philips美國公司的遙控識別業務發展經理Tariq Shahab表示：“NFC的配置和配對可以快速、容易地實現。” 與此相對，同樣是為近距離設備之間交換數據而設計的藍牙技術則需要在通信設備間進行繁復的設置。正是基于這一即時建立連接的能力，NFC開始被定位為虛擬連接器，當利用其他更強大的無線技術如藍牙和Wi-Fi建立通信連接時，NFC可于其間起到中介作用。

　　作為一種無線物理層技術，近場磁通信具有眾多獨特屬性，使它成為高密度、短距離流應用的理想選擇。盡管其低成本及低功耗的優勢為人所津津樂道，但使NFC能夠在這些應用中替代RF技術的原因是這種磁場的獨特衰減特性。

　　為了在便攜式無線應用中獲得良好的聲音質量，就必須保證服務質量(QoS)。在語音和音樂的實時傳輸應用中，QoS主要是指設備必須滿足用戶對實時內容的質量與可靠性的期望。在技術層面上，該術語是指傳輸內容所要求的帶寬、延遲時間及誤碼率等傳輸參數必須預先得到保證。在音頻應用中，通常會從聲音質量的下降中察覺到QoS的惡化，表現在噪聲、噼啪聲、靜電噪聲及漏失等方面。相反，如果是利用QoS較差的信道來發送“非時間關鍵”的數據，那么所產生的數據丟失可以利用各種數據重發技術來糾正，而且通常不會被用戶察覺。

　　“劣勢”也是“優勢”

　　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RF各具有什么優缺點。NFC通過在設備之間耦合一個低功率、非傳播的準靜態磁場來實現無線通信。由于磁場能量具有很強的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系統的一大劣勢，但對于短距離通信而言，這其實是一個相當大的優勢。

　　盡管少量射頻能量總會泄漏到自由空間，但大部分能量被存儲在準靜態磁場中，形成一個嚴密的通信“泡”。正是這個特性允許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用戶。每位用戶擁有在其物理空間內的全部帶寬，即使發生少數“重疊”，也很容易利用非常簡單的頻率分配技術予以解決。此外，場特性相對不易受周圍環境的影響，因為不論是否存在金屬物體、導電材料或人體，磁場能量都可靠地以1/r6規律衰減。

　　RF通信在場形狀和傳播特性上與NFC有很大差異。理論上，調制的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，因此所有系統實際上必須能共享由時分或頻分技術分配的帶寬。在現實中，RF信號也相當不可預測，尤其在室內，到處存在衰減及阻擋。此外，根據所謂的遮蔽效應，人體會顯著衰減和反射RF信號。由所有這些因素導致的信號損失通常可通過以更高功率進行傳輸來得到一定程度的修復，但這仍需要更多的共享帶寬。

　　用戶間的帶寬分配問題在2.4GHz RF頻段顯得尤為嚴重。隨著藍牙、Wi-Fi及試圖分享這一有限帶寬的其他消費電子設備的增加，該頻段變得越來越擁擠。其結果是導致日益嚴重的干擾及互操作性問題，而這些問題不能通過簡單地增加發射功率(這進一步加重了干擾)或采用其他更復雜、更消耗功率的頻率管理方案來解決。

　　NFC基本上不會受這些問題的影響。在1/r6衰減規律下所形成的緊密通信“泡”允許高密度的NFC系統共存于同一地點中，而且能保證QoS。此外，因為系統的發射功率極低，所以基本上能滿足全球大多數地區對輻射功率的限制規定，從而在工作頻率上具有更大的靈活性。今天的NFC設備，如用于移動電話的無線耳機等，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衰減規律的RFID閱讀器(不是RFID標簽)。當它們之間的距離處于1至2米的范圍內時將發生干擾。

　　應用多樣

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

　　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旋轉門，而不是要將卡插入某個讀取器那么費事的話，那么手舉手機通過旋轉門則會更方便。智能卡通常太厚以至于將幾個同時放在錢夾里會不太方便，需要時還得費勁從錢夾中摸出，用后再放回去。最初的NFC智能卡應用會是在那些對結賬速度要求很高的購物場所，如檢票處、超市以及音像店等。

　　Philips公司更期望將NFC當做公共交互式廣告的工具而出售。Shahab描述了如下的情形:用戶步行通過機場或地鐵時，停下腳步并將其手機貼近內置有NFC芯片的廣告牌，以下載利用NFC或更快速的無線技術像藍牙或Wi-Fi轉制的歌曲、手機鈴聲、游戲、票或者是優惠券什么的，或者，他們也可下載手機能自動連接到的某個網址的內容。目前，Philips正與Internet內容提供商如Vivendi Universal一起開發具有上述功能的顯示產品。

　　問題尚存

　　當然，近幾年來，大量有關這類公共交互式銷售方案的建議被討論了多次，但幾乎沒什么進展。所有的方案都面臨著可能影響其執行效果的各種障礙，欲令匆忙的用戶停下腳步并且進行如上的操作，需要簡單、快速、可靠的技術，數量足夠多的用于廣告牌的顯示器，并且價格要極具誘惑力。此外，NFC還面臨著另外一個問題：盡管10厘米的傳輸距離對于智能卡而言是優勢，但在擁擠的、人來人往的場所進行這種交互式操作，從實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廠商將NFC嵌進智能卡票據方案中。逐漸地，NFC進而可步遙控智能卡的后塵進入更廣泛的零售交易中。為了吸引客戶，手機廠商的興趣會在如何利用NFC實現在電視上顯示數碼相機影像或在手機間彼此交換聯系信息。

　　如果再有一些手機廠商加入支持NFC的隊伍中來的話，則不難預見，NFC作為通用智能卡將逐漸成為手機未來主要部件的基礎。在“智能卡智能電話”這一設想實現之前，MasterCard、摩托羅拉、微軟以及松下這些公司也不會閑著，必會于這一過程中扮演一定的角色。并且，如果NFC的研發始終本著其簡單、低價的原則，也必將令NFC手機真正成為人們生活中不可或缺之物。