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超短距離無線通訊NFC論壇的標準化動向
2010/07/25 23:24:40瀏覽3172|回應0|推薦0

隨著攜帶型數位電子機器的普及化,日常生活中使用行動電話與IC卡片等電子錢包的機會也大幅增加,透過短距離無線通訊(NFC;Near Field Communication)技術,電子錢包與讀取機能夠形成直感性的人機介面。攜帶型電子機器與資訊家電的連線,若使用短距離無線通訊技術,能夠讀取記錄在標籤內的資訊,未來它的應用備受高度重視。有關攜帶型電子機器應用短距離無線通訊技術的發展動向,它是以行動電話為中心逐漸朝國際化發展,特別是最近幾年市場強烈要求機器之間的相互連接性,有鑑於此本文要介紹短距離無線通訊技術標準化組織,以及短距離無線通訊論壇(NFC Forum)的標準化動向。 

發展經緯
        短距離無線通訊技術使用頻率為13.56MHz電磁波,在10cm左右狹窄範圍進行雙向無線通訊。短距離無線通訊技術是由不具備電源的IC卡,利用短距離無線通訊技術,能夠進行讀寫∕通訊的被動通訊,以及具備電源的機器二者,相互形成所謂的主動與目標,依此定義動態通訊。
 
        短距離無線通訊技術的標準化,在歐洲與日本主要是依循普及的通訊模式發展,2003年策定ISO/IEC 18092 NFCIP-1(Near Field Communication Interface and Protocol-1)標準規格。相關技術例如ISO/IEC 14443是非接觸IC卡的近接通訊(Proximity Communication)規格,它規定Type A、B兩種方式。ISO/IEC 15693規定通訊距離較長的近徬通訊(Vicinity Communication)規格,如果整理這些規格,可以彙編成ISO/IEC 18092、14443、15693,等彼此共存的三種無線資料通訊方式,至於ISO/IEC 21481 NFCIP-2則規範選擇何者的機制。
 
NFC論壇的組織架構
        短距離無線通訊論壇以啟蒙全球的短距離無線通訊技術,拓展適合制定規格的商品為目的在2004年成立,短距離無線通訊論壇根據ISO/IEC的標準規格,開發可以提高機器之間相互連接性的相關技術,推薦使用這些技術開發商品。成立當初加盟企業有23家,爾後不斷拓展至半導體廠商、行動電話廠商、家電廠商、移動通訊廠商、服務業、SI業者,到2009年1月為止加盟企業總共142家。
 
        圖1是短距離無線通訊論壇的組織架構,理事會是決定組織意圖的機構,理事會由13家企業構成,SONY公司擔任理事會的議長,日本電氣、NTT Dokomo、Panasonic、Renesas、SONY等公司擔任理事。理事會下設有三個委員會,擁有檢討詳細課題的「工作小組」,以及擔任各別案件的「任務小組」,直屬理事會的任務小組設有:建立與其它團體、組織協調架構的「連絡任務小組」;制定詳細營運規則的「策定計劃任務小組」。接著依序介紹技術委員會、法令遵循委員會、市場委員會的功能。
技術委員會
工作小組
        技術委員會進行協議、資料架構等技術規格的制定,委員會下設有三個工作小組,分別是:短距離無線通訊機器工作小組、應用主架構工作小組、保全工作小組。
 
        短距離無線通訊機器工作小組(NFC Devices WG)是為建構短距離無線通訊機器,進行相關共通功能技術規格制定,下面設有五個任務小組,分別是:(1)為了與控制短距離無線通訊機器整體的元件主機(DH;Device Host)進行無線通訊,制定有關短距離無線控制器介面技術規格的「短距離無線控制器介面任務小組(NCI-TF;NFC Controller Interface-TF)」。(2)進行有關數位協議技術規格制定、短距離無線通訊機器通訊技術規格建立的「模式切換任務小組(MS-TF;Mode Switching-TF)」。(3)進行有關Peer-to-Peer(P2P)模式理論連結控制協議相關技術規格制定的「點對點任務小組(Peer-to-Peer TF)」。(4)進行有關讀∕寫(R/W)模式時,處理短距離無線通訊標籤動作規定,以及短距離無線通訊標籤內資料格式相關技術規格制定的「標籤與格式任務小組(Tag & Formats TF)」。(5)進行有關讀短距離無線通訊機器,無線介面類此特性相關技術規格制定的「無線射頻任務小組(RF;Radio Frequency TF)」。
 
        「應用主架構工作小組(Application Frame Work WG)」是規定主架構,進行有關架構使用的資料形式以及與藍牙等其它通訊方式連接相關技術規格、建議的制定。「保全工作小組(Security WG)」是處理有關短距離無線通訊技術保全與資料保護問題。
 
技術架構
        圖2是技術委員會規定的技術架構,此處定義:Card E mulation(CE)、Peer-to-Peer(P2P)、讀∕寫(R/W)三種動作模式。Card Emulation(CE)模式,可以使短距離無線通訊機器與非機接觸IC卡、短距離無線通訊標籤,變成完全相同的動作模式,該模式實現與市場相當普及的非接觸IC讀、寫通訊互換性,此模式屬於巨集模式。Peer-to-Peer(P2P)模式,可以實現短距離無線通訊機器之間的點對點(P2P)通訊。讀/寫(R/W)模式,可以實現短距離無線通訊標籤、非機接觸IC卡的資料讀∕寫。
技術規格
        到2009年1月為止,以短距離無線通訊論壇的技術架構為平台,發佈的技術規格分別如下。
        (1) 規定短距離無線通訊標籤的共通資料格式「NDEF (NFC Data Exchange Format)Technical Specification」。
 
        (2) 規定短距離無線通訊機器之間,以及短距離無線通訊機器與短距離無線通訊標籤之間,信息使用的記錄型式如下所示:
         ˙ NFC RTD(Record Type Definition)Technical Specification。
         ˙ NFC Text RTD Technical Specification。
         ˙ NFC URI RTD Technical Specification。
         ˙ NFC Smart Poster RTD Technical Specification。
         ˙ NFC Generic Control RTD Technical Specification。
 
        (3) 實現從讀、寫變成NDEF資料寫入,以及從短距離無線通訊變成NDEF資料讀入的技術。
 
        (4) 從短距離無線通訊切換成短距離無線通訊以外,例如藍牙、無線區域網路(WLAN;Wireless Local-Area Network)等通訊的技術。目前正在策定NFC Forum Connection Handover Technical Specification,下列第
 (5)、第(6)項是今後預定發佈的技術規格。
 
        (5) ISO/IEC 18092,ISO/IEC 14443規定的數位信號封裝技術規格,分別是:「NFC Digital Protocol Specification、「NFC Activity Specification」。
 
        (6) 它是將NFC Digital Protocol Specification的上位協議當作位置,點對點(P2P)使用的理論連接控制協議技術規格,亦即邏輯連結控制協議規格(LLCP;Logical Link Control Protocol)。
 
        以上是構成短距離無線通訊機器,基本功能方塊的技術規格。
 
法令遵循委員會
        法令遵循委員會主要功能是確認短距離無線通訊機器是否依照技術規格,確保相互連接性、制定製品認證制定,法令遵循委員會下面設有三個工作小組,分別是:「Minimun Level of Interoperability WG」,為擔保短距離無線通訊機器的相互連接性,檢討機器必須遵循的最低功能清單。「Compliance Program WG」 ,檢討製品認證制度的運作與管理規則。「Testing WG」,為驗證短距離無線通訊機器的規格遵循性,以及短距離無線通訊機器之間的互換性,檢討法令遵循委員會將成為認證對象的技術規格範圍,當作高水準認證要求條件整理、彙集。此外它與技術委員會進行的技術規格書策定並行,進行試驗規格書的準備,促進製品認證制度早期啟動,進行運作架構的建立。
 
市場委員會
        市場委員會主要功能是拓展短距離無線通訊論壇的成果,促進業界的活性化,積極發表各種報導、參加展示會、製作網頁、召募企業會員等等。此外商標與標誌的製作、提供,也是市場委員會的功能之一,市場委員會具有以下三個工作小組。
 
發展工作小組 (Developers WG)
        發展工作小組進行機器的製作、系統的開發、支援廠商等活動,定期表揚全球優良事例。
 
市場交流工作小組(Marketing Communications WG)
        提高認證制度的認知度,進行證明已認證機器的認證標誌準備,此外還制作、公佈有關短距離無線通訊技術一般解說,以及短距離無線通訊服務的生態白皮書。在此同時當作全新資訊管道,利用「Webcast」的Web發揮雙向交流,促進市場的理解。
 
軼聞工作小組 (Events WG)
        提高重要展示會有關短距離無線通訊相關製品的存在性,進行會後的支援與「NFC Zone」的展現。
 
適用性
        短距離無線通訊服務一直是最受注目的應用領域之一,短距離無線通訊論壇持續整理基本技術規範的同時,還進行下個戰略性領域探索活動,例如NTT Dokomo擔任理事會設置移動任務小組(Mobile Task Force),2007年底任務小組開始檢討短距離無線通訊移動生態、架構、技術要件,再將檢討結果整理、彙集成「Essentials for Successful NFC Mobile Ecosystems」白皮書,在2008年10月正式對外公佈。
 
        有關白皮書的內容概要,在短距離無線通訊服務傳統,非接觸IC卡透過兼具行動電話的功能,夠獲得三種特徵分別是:對話性利用、通訊功能的利用、通訊功能的活用。
 
對話性利用
        傳統IC卡片必須確認預付額度,變更密碼時必須借助特殊外部機器的連接,相較之下短距離無線通訊服務,只需利用行動電話的按鍵或是銀幕,就能夠以單體進行對話性利用。
 
通訊功能的利用
        利用行動電話的通訊功能,可以進行IC卡片應用的追加、刪除,不需發行新卡也能夠導入新服務。
 
通訊功能的活用
        活用行動電話的通訊功能,可以獲得服務提供者與使用者直接交流等效益,此外還能夠傳送客戶專用廣告給使用者。
 
        如圖3所示白皮書提倡將具備這類特徵的元件當作「短距離無線通訊行動電話」。為實現以上三種特徵,短距離無線通訊移動系統,必須具備信託服務管理 (TSM;Trusted Service Manager) 功能。信託服務管理可以發揮複數服務提供者、移動操作者、短距離無線通訊行動電話的集線器功能。
      白皮書揭示短距離無線通訊行動電話、信託服務管理、服務提供者應該具備的功能,提出移動架構方案。除此之外白皮書還介紹短距離無線通訊移動相關既有技術與標準化的發展動向。
 
        以往短距離無線通訊論壇未將保全要求的卡片應用納入範圍,然而在短距離無線通訊移動領域,它卻成非常為重的對象,在此領域變成實質先行,標準化活動在後面追趕的形態,因此白皮書說明FeliCa與MIFARE等實質方式,同時還介紹服務相當普及的日本國內狀況,以及服務普及的關鍵要素。
 
        移動通訊業者團體全球行動通訊系統組織GSMA (Global System for Mobile Communications Association) ,對促進短距離無線通訊移動服務(NFC-MS;Near Field Communication-Mobile Service)非常熱心,因此白皮書也深入介紹相關活動。
 
        短距離無線通訊移動領域,等同於擁有與卡片業者、移動通訊業者截然不同價值觀、歷史的業界成員,跨足新應用領域的分水嶺,因此白皮書的製作上單純用語的選擇,為克服這些差異就花費許多時間,不過全新的服務往往誕生於境界領域,這意味著白皮書今後可望成新領域的拓荒者。
 
展望
        日常生活中不可欠的行動電話,儲存許多生活上必要的資訊,這些資訊若能夠與生活周圍的電子機器連結、使用,就可以作許多處理,其中簡易、安全、直感性傳遞資訊的手段,首推短距離無線通訊方式。為實現機器之間的連結,超越業界以全球視野制定技術標準、確保相互連結性成為重要的一環。
資料來源: 全亞文化/作者 巫文玄  2010/7/1 (http://www.asia-info.net/detail_elec.asp?id=9704)

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引用
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