由于能夠以無線方式實現數英寸范圍內的數據傳送，近場通信(NFC)開啟了一個新技術時代。其整個生態系統完全支持從非接觸支付卡到移動設備間認證的各種應用。這種生態系統包括諸如具有NFC功能的微控制器等芯片、無線事務處理方面的標準，以及處理各種通信任務的協議堆棧。

非接觸支付卡已經可在全球51,000個商業網點使用。像智能手機和平板電腦等具有NFC的設備可以模擬非接觸支付卡。這些設備可用于各種服務，例如電子票務、電子優惠券；安全文件共享；辦公室、家庭和汽車內的接入控制。借助NFC技術和地理目標技術，谷歌去年發布谷歌錢包NFC支付計劃時就與Citi、First Data、MasterCard和Sprint等公司建立了合作伙伴關系。

與此同時，生物特征辨識護照也使用非接觸智能卡來增強安全性能。所謂的智能海報系統則通過不同的方式來開展基于位置的交互式廣告業務。對于后一種系統而言，用戶可以將具有NFC功能的手機在海報的射頻標簽(RFID)上方掃過，從而進行廣告業務訪問，然后手機通過移動網絡連接到合適的后端服務器。在用戶和海報標識(ID)等數據的基礎上，服務器將回送針對用戶和物理位置而剪裁過的信息。用戶因此可以了解某種產品或服務，或者獲取優惠券以及進行預約。

為了保護安全性，像智能卡和安全單元IC等器件提供了硬件方式的防篡改特色功能、用于認證的公鑰基礎架構(PKI)加速功能以及通信信道和/或內容的硬件加密功能。這些特色功能可以滿足高級EMV(Eruopay、MasterCard和Visa)安全要求。支撐軟件范圍從驅動程序、中間件到軟件開發套件十分廣泛。

除了NFC硬件和軟件之外，還有移動網絡運營商和事務處理服務提供商組成的生態系統。可信任服務管理平臺(TSM)將移動網絡運營商、銀行、服務提供商和NFC移動設備鏈接在一起。像Isis(北美地區的ATT、T-Mobile和Verizon聯合組建的一家合資公司)等移動網絡運營商也提供TSM功能。

NFC硬件架構

圖1顯示了手機中的一種可能的NFC實現。像瑞薩RF21近場通信控制器等無接觸前端(CLF)主要完成射頻連接,以及與手機應用處理器和用戶身份模塊(SIM)卡的接口功能。

圖1：在某種場合，手機可以使用非接觸前端(CLF)整合NFC功能。下一代集成式方案能提供更大靈活性。

圖2是另外一種配置，它將CLF集成在瑞薩RF21S等安全微控制器內部，因此進一步提高了靈活性。這種下一代方法可以根據要求使NFC功能獨立于SIM卡或與SIM卡一起工作。安全的NFC微控制器可以實現許多應用要求的所有功能，這些應用有EMV財務事項、運輸系統支付卡、票務和身份證等。

圖2：在下一代NFC實現中，微控制器將集成CLF和安全單元(SE)，從而支持使用內部SE或外部SIM卡的通用NFC事務處理功能。

另外，這種微控制器支持NFC調制解調功能，因此能夠通過手機中的SIM卡或其它安全單元實現額外服務。由于這種方法最大限度地實現了多功能性，因此這種微控制器也適合零售設備、筆記本電腦和平板電腦中的應用。

另外一種配置方法在SD卡中實現了與NFC有關的所有功能。對于只有一個SD卡插槽的移動設備，用戶可以插入該卡實現即時NFC功能。這種實現方法的一個問題是射頻接收的持續性，但銀行可能偏向于它，因為它能保持獨立于手機生態系統。這種方法還允許不具備NFC功能的產品支持NFC服務，雖然目前來說主要采用的是卡模擬模式。

移動電話、公司標識或任何其它設備都可以使用非接觸粘貼標簽(在制造過程中像三明治一樣預壓在設備外殼中的嵌入物)實現NFC功能。

另外，NFC-USIM嵌入物將安全NFC微控制器和柔性射頻天線整合在一起，可以與SIM卡一起安裝進手機SIM插槽并提供NFC服務。這種單元在本地完成NFC功能，然后將與通用SIM有關的信號傳送到主控制器。

有三種協議堆棧能以不同模式實現與NFC目標的通信：點到點堆棧，卡模擬堆棧和讀出/寫入堆棧。圖3顯示了這些堆棧如何適配進NFC架構。

圖3：NFC可以工作在三種模式下，每種模式都得到設備主處理器上的一種協議堆棧支持。

在由Inside Secure公司贊助的一種開源版本中推出了開放式NFC，它提供了一種完整的NFC中間件解決方案，可用于開發移動電話、嵌入式產品和其它設備。這種堆棧覆蓋了從低層射頻控制到NFC論壇規定的標簽處理等廣泛的功能范圍。開發人員可以在從內核實時操作系統應用程序，到用于Android的開放式NFC等各種平臺上使用這種堆棧。

NFC的主要挑戰是判斷如何發揮這種技術的優勢實現目標產品。具體挑戰包括如何在手機中仔細設計，以避免來自其它元件的磁場干擾。同樣，鑒于NFC日益流行，開發人員需要管理將多個安全單元器件整合進一個移動產品的復雜性。

確保NFC的可靠性、安全性和易用性對任何NFC解決方案來說都是至關重要的目標，因為消費者的接受度是技術成功的關鍵。隨著消費者對具有NFC功能的產品逐步熟悉，今后幾年NFC應用的范圍將快速擴展。