NFC | #1 什麼是 NFC?
前言
工作關係接觸到 NFC 技術，分享一些筆記和資料，未來會搭配 iOS App 範例進行說明。
目錄
- What is NFC?
- Communication Modes
Passive mode
Active mode - Operation modes
Card Emulation mode
Reader / Writer mode
Wireless Charging mode
Host Card Emulation
Peer-to-Peer mode
Secure Element based Card Emulation - Communication protocols
- NFC in OSI
What is NFC?
NFC (Near-Field Communication) 中文翻譯為「近場通訊」或「近距離無線通訊」，NFC 在 1983 年首次被 NXP Semiconductors(Philips Semiconductors 前身)的研究人員提出。2002 年，Sony, Nokia 和 Philips 三家公司合作成立 NFC Forum ，此論壇致力於推動 NFC 標準協定和推廣 NFC 技術。
NFC 是基於 RFID 技術的延伸，是一種短距離高頻的無線通訊技術，運作頻率為 13.56 MHz ，傳輸距離為 20 公分以內，傳輸速度為 106 Kbit/s, 212 Kbit/s, 424 Kbit/s 三種。
運作時 NFC reader 會主動發射 RF 無限頻率並為 NFC tag 產生電力，這讓 NFC tag 可以設計的更簡單，例如：無電源標籤、貼紙、鑰匙圈、卡片等。
近年來逐漸發展為一種無線通訊技術，並應用在行動支付、門禁系統、穿戴裝置等。
Communication Modes
NFC 的通訊模式分為兩種：
Passive mode
被動通訊模式。
手機與 NFC tag 進行通訊。
Active mode
主動通訊模式。
手機與手機通訊，或是兩者都是有電力的設備進行通訊。
Operation modes
運作模式可以分為以下幾種：
Card Emulation mode
卡片模擬模式。使用手機模擬成 NFC tag 和 NFC reader 進行通訊。
例如：IPASS，公司考勤系統，門禁系統。
Reader / Writer mode
讀卡機模式。使用手機當作 NFC reader 用來和 NFC tag 進行通訊來寫入資料或讀取資料，此模式允許設備讀取包含網址、聯絡資訊或自動化的標籤。
例如：展覽或博物館會有 NFC tags，接觸後會出現展覽或產品的相關資訊。
Wireless Charging mode
無線充電模式。此模式用於管理電力傳輸，可為電源有限的小型裝置充電。
例如：耳機、智慧手錶等。
Host Card Emulation
主機卡模擬模式。透過此模擬實作，位於 Host 的 HCE app 負責模擬卡片，NFC controller 將所有讀取到的指令轉送給 Host，HCE app 可以使用 NFC API 和 reader 進行通訊。
Peer-to-Peer mode
點對點模式。將兩個 NFC 設備靠近感應即可交換資料。
例如：手機跟手機進行傳輸資料。
Secure Element based Card Emulation
此模式由 NFC 設備的安全元件進行模擬。此安全元件可以是嵌入 NFC 設病的安全晶片，也可以是支援 NFC 的 SIM 卡。此兩種 solution 都是由 reader 讀取指令後再被轉送到安全元件進行處理，此方式可以實現高安全性等級的交易。
Communication protocols
NFC 通訊技術在市場上有幾種不同的通訊協議，這些通訊協議使用不同的編碼進行通訊，而 NFC Forum 建立了一組規範讓 NFC 設備可以使用這些不同的通訊協議，以下為可支援 NFC 的通訊協議：
ISO/IEC 14443 Type A compliant Readers and Cards
ISO/IEC 14443 Type B compliant Readers and Cards
ISO/IEC 15693 compliant Cards
ISO/IEC 18092 compliant Devices
JIS-X 6319–4 compliant Readers and Cards
NFC Forum Tags
Other NFC Forum Devices
NFC tag types
市場上有很多 NFC tags 的外型和尺寸，NFC Forum 定義了五種不同的 NFC tag types 來允許不同的尺寸、成本、功能實作進行使用，這五種不同 NFC tag types 因儲存 NDEF 的底層通訊協議和資料結構會有些許不同，但 NFC tag 的行為模式是一樣的。
NFC tags 可以儲存資料或寫入資料，tag 可以由製作商自行編碼或使用 NFC Forum 規範編碼。
Type 1～4 Tag 由 NFC Forum 定義。
NFC in OSI
若把 NFC 技術放在 OSI model 中，大致可以把 NFC 相關技術分為：
Physical layer (實體層)
NFC 天線設計、無線信號的傳輸。
Data Link Layer (資料連結層)
ISO 14443 Type A, ISO 14443 Type B, FeliCa, ISO15693..。
補充：若要把這些不同的 NFC tag types 歸類在實體層也是可以，因為 NFC tag 的實體天線設計就有不同了。
Network Layer (網路層)
無。
Transport Layer (傳輸層)
無。
Session Layer (工作階段層)
無。
Presentation Layer (展示層)
NDEF 裡使用的資料結構或語法。
Application Layer (應用層)
NDEF 的功能集中在應用層，包含資料的交換等。
