前言

　　近年來，NFC(Near Field Communication，近場通信)技術在世界范圍內受到重視，終端制造商、內容提供商、設備制造商、電信運營商等產業鏈各方都積極參與到NFC的應用研究中。國際標準組織對各種基于NFC技術的應用開展了研究，并出臺各種標準和規范。

　　隨著短距離無線技術的不斷發展與成熟，特別是無線個人局域網(Wireless Personal Area Network，WPAN)的升溫，短距離數據業務迅速發展，結合非接觸識別技術(Radio Frequency IDentification，RFID)與無線連接技術而發展起來的NFC技術將成為具有競爭力的短距離無線通信技術之一。相對于其他短距離無線通信技術，NFC具有通信距離短、連接建立時間短、工作能耗需求低、安全性高、網絡拓撲結構簡單、成本低廉、方便易用和直觀性強等特點，并且與現有非接觸智能卡技術相互兼容，因此，NFC技術非常適合應用于移動智能終端的非接觸式服務，實現財務信息或敏感個人信息等重要數據的快速交換。

　　NFC 標準和技術的日臻成熟，使其廣泛應用于移動支付、電子票務、智能媒體、身份識別、社交娛樂和電子設備等領域。隨著NFC業務的迅速推廣，電信運營商在信息整合能力及運營模式方面有了新的挑戰。一方面應依托NFC產品提升用戶滿意度及用戶黏性，進一步注重NFC產品運用和客戶體驗與服務保障工作;另一方面應注重開放共享，加強業內及跨行業交流與合作，有效利用資源;因此，充分借鑒國內外同行業已有成熟經驗，基于NFC的業務系統模型和標準體系框架，分析執行域和管理域的通信標準，是運營商大力發展NFC業務、并在NFC產業環境優化方面發揮積極作用的前提。

　　1 基于NFC通信的標準體系

　　1.1 基于NFC通信的業務系統模型

　　NFC 技術本身作為一種通信方式只是設備的通信接口，而目前國際所提倡的是從‘NFC as a Service(近場通信即服務)’的角度出發，即將NFC技術真正作為一種服務進行推廣。本以此為文研究的出發點將NFC作為業務來運營。具體業務系統架構見圖1。1)NFC業務平臺。其作為NFC業務的運營和業務管理平臺，具備業務開通、關閉、用戶需求信息的提供、用戶行為信息的采集和維護、智能信息終端的維護、軟件的遠程更新等功能。2)智能信息終端。其作為NFC業務平臺延伸到用戶生態環境的前置終端，為用戶提供觸手可及的NFC服務;具備與智能終端之間進行NFC交互，并將用戶需求提交到業務平臺上進行處理等功能。3)智能終端。其作為為用戶提供NFC業務的載體，主要作為人機接口，通過智能終端與智能信息終端的NFC交互，實現業務的推送等。

　　圖1 NFC業務系統架構

　　基于上述NFC業務運營的角色需求，我們將NFC業務系統模型分為管理域和執行域兩大部分，分別通過數據上傳通道和數據下傳通道進行連接，如圖2所示。1)管理域。面向NFC業務的運營和開展，進行業務管理、用戶數據的處理等，是對應系統架構圖的NFC業務平臺。2)執行域。面向用戶的NFC生態環境，真正貼近用戶本身，開展具體的基于NFC技術的業務;對應系統架構圖的智能信息終端和智能終端。

　　1.2 基于NFC通信的標準體系架構

　　NFC業務和技術的發展主要是建立在標準發展的基礎上，國際上圍繞NFC技術及制定相關標準的組織主要有ETSI、ISO/IEC、NFC-Forum和GSMA等。而隨著移動支付業務的發展以及行業標準的制定和發布，國內針對底層NFC技術基礎、技術要求也做出了相應規定。

　　圖2 NFC業務系統模型

　　按照圖2所示的NFC業務系統模型，現有的NFC技術標準主要分為兩大部分，即執行域技術標準和管理域技術標準。其中執行域技術標準主要由ECMA、 ISO/IEC、ESTI和NFC-Forum組織制訂。GSMA目前主要正式發布的標準是以實現NFC技術的互通性和實用性為原則，以SIM- based解決方案為出發點的需求規范，執行域和管理域均有涉及。基于NFC通信的標準體系框架如圖3所示。

　　圖3 基于SIM-based的標準體系框架

　　為整合NFC服務資源，提高NFC應用價值，實現NFC業務的互通、NFC技術標準的發展，應在底層執行域實現標準的規范統一，為業務應用的通用性鋪平道路，上層管理域標準實現各平臺之間的互通。

　　2 執行域的NFC通信標準統一

　　2.1 國際的NFC通信標準

　　現有國際執行域NFC技術標準主要分為兩大部分，即物理層協議部分和應用層協議部分。其中物理層協議部分主要由ECMA、ISO/IEC和歐洲電信標準化協會(ESTI)完成，而應用層協議主要由NFC-Forum組織制訂，GSMA發布了少量應用層標準，意在支持SWP、UICC等手機應用。

　　2.1.1 物理層NFC通信標準

　　最初的執行域協議為NFC接口協議1(NFCIP-1)[1]，是由Philips、Nokia和Sony主推的一種近距離無線通信技術。NFCIP-1標準詳細規定了NFC設備的調制方案、編碼、傳輸速率和RF接口的幀格式以及主動與被動NFC模式初始化過程中數據沖突控制所需的初始化方案和條件。此外，這些標準還定義了傳輸協議，其中包括協議啟動和數據交換方法等。Philips、Nokia和Sony向ECMA國際組織提交NFCIP-1標準草案，編號為ECMA-340，經過ECMA審議和修改之后，由ECMA向ISO/IEC提交標準，并被確定為標準ISO/IEC 18092[2]，其中該協議還應用了ISO/IEC 23917和ISO/IEC 22536,這兩份協議均涉及了NFC的測試方法，包括協議測試方法和RF/IF測試方法等。2003年NFCIP-1又被ETSI批準

　　為TS 102 190 v1.1.1[3]。ECMA發布的物理層NFC通信標準參見表1。

　　表1 ECMA發布的物理層NFC通信標準

　　為兼容非接觸式智能卡，2004年NFC-Forum又推出了NFCIP-2[4]規范，并被相關組織批準為ECMA-352、ISO/IEC21481和 ETSI TS 102 312 V1.1.1。NFCIP-2是在原有的NFCIP-1基礎上引用了ISO/IEC14443[5]和ISO/IEC 15693[6]，在2005年確定為ISO/IEC21481。改進版本指定了一種靈活的網關系統，用來檢測和選擇三種操作模式之一：NFC卡模擬模式、讀寫器模式和點對點通信模式。選擇既定模式以后，按照所選的模式進行后續動作。ETSI發布的物理層NFC通信標準參見表2。

　　表2 ETSI發布的物理層NFC通信標準

　　ISO 發布的NFC相關標準以及在NFC相關規范中被引用較多的有NFC安全相關標準和智能卡相關標準。ISO/IEC-13157-1和ISO/IEC- 13157-2定義了NFC-SECNFCIP-1安全服務和協議[7]和NFC-SEC使用的ECDH和AES的加密標準。ISO/IEC-14443 針對非接觸式卡片的應用進行定義，規定了卡片的物理特性、信號能量及信號接口、卡片的初始化和防沖突特性、卡片的數據傳輸協議。ISO/IEC- 15693定義了工作在13.56MHz下智能標簽和讀寫器的空中接口及數據通信規范。ISO/IEC-7816[8]規定了接觸式智能卡的相關規范，包括物理特性、接口規范、傳輸協議、命令交換格式等。ISO發布的物理層NFC通信標準參見表3。

　　表3 ISO發布的物理層NFC通信標準

　　基于上述國際NFC標準分析，得出物理層NFC標準演進，如圖 4所示。

　　圖4 NFCIP的演進圖

　　2.1.2 應用層NFC通信標準

　　應用層協議主要定義具體應用的數據結構、通信協議及NFC設備之間的互通性等，另外，應用層協議的功能和規范基本上參考物理層協議進行制訂。

　　2006 年6月，NFC-Forum推出NFC兼容裝置的標準化技術框架、初始規范和標簽(Tag)格式，其中包括用于智能海報、文本和互聯網資源讀取應用程序的數據交互格式(NDEF)和記錄類型定義(RTD)的三種初始規范。隨著標準制訂工作的進一步展開，2011年，NFC-Forum論壇又對標簽格式做出進一步更新。其選擇的初始標簽格式適用于最廣泛的應用程序和裝置性能，另外，NFC-Forum論壇宣布了所有的NFC兼容的裝置必須支持的四種標簽格式的初始設置，從而使得NFC支持的標簽成為應用層協議中最為重要的組成部分。各個標簽基于ISO/IEC 14443-A或者ISO/IEC14443-B或者SONY公司提出的Felica(衍生自ISO/IEC18092的被動通信模式標準)。Type 1、2、3的標簽最初由Innovision、Philips、SONY等公司獨家供應，Type 4的標簽目前已經有很多制造商生產和其他供應商提供。NFC-Forum發布的應用層NFC通信標準—數據定義參見表4，協議和規范參見表5。

　　表4 NFC-Forum發布的應用層NFC通信標準-數據類型定義

 

　　表5 NFC-Forum發布的應用層NFC通信標準-協議和規范

　　2011年GSMA發布了NFC手機的單線協議需求規范，支持手機近場通信方案，促進手機網絡運營商(MNO)需要的單線協議(SWP)NFC手機的可用性，為規定手機需求的手機網絡運營商提供指導，意在支持基于UICC的移動NFC服務。

　　2012 年11月，GSMA發布NFC的多協議互操作性白皮書，為與NFC手機和UICC交互的手機制造商和鄰近耦合設備(PCD)設置了要求，被限定為卡模擬模式和非接觸交互點對點模式。并沒有定義不符合ISO 14443標準的任何新參數。本白皮書為協調和統一不同的非接觸技術在同樣的生態系統平臺上共同存在奠定基礎。GSMA發布的應用層NFC通信標準參見表 6。

　　表6 GSMA發布的應用層NFC通信標準

　　2.2 國內的NFC通信標準

　　在國內，隨著移動支付業務的發展以及行業標準的制定和發布，針對底層NFC技術基礎的技術要求也做出了相應規定，主要包括中國銀行發布的金融行業移動支付標準，和基于射頻的移動支付國家標準。

　　2.2.1 中國金融移動支付行業標準

　　金融行業移動支付系列標準[10]由中國人民銀行于2012年12月發布，圍繞著移動支付的遠程支付方式和近場支付方式共發布了35本標準規范。標準由數據元、交易模型及流程規范、報文結構及要素、文件數據格式規范4個部分構成。

　　數據元標準可以有效地加強商業銀行、非金融支付機構、商戶之間的互聯互通及信息共享，提高各參與方共同抵御金融風險的能力。交易模型及流程規范對目前近場支付業務中相關的交易模型與流程進行了抽象和規范;報文結構及要素規范標準對目前移動支付領域中比較成熟的通用報文接口進行抽象和規范;文件數據格式規范標準對移動支付領域中比較成熟的、通用的文件數據格式進行抽象和規范。

　　2.2.2 基于射頻的移動支付國家標準

　　基于射頻的移動支付國家標準 [11]分為5個部分，即射頻接口、卡技術要求、設備技術要求、應用管理和安全、射頻接口測試方法。射頻接口規定了基于射頻的移動支付系統的射頻接口;卡技術要求適用于基于射頻的移動支付卡的設計、生產和使用;設備技術適用于基于射頻的移動支付設備的設計和生產;應用管理和安全適用于移動支付卡的設計、生產和使用;射頻接口測試方法規定了基于射頻的移動支付卡和設備的射頻接口測試方法。

　　3 管理域的NFC通信標準互通

　　3.1 國際NFC通信標準

　　國際管理域NFC通信標準主要包含GSMA制定的技術、業務需求白皮書，運營商手機支付服務操作指南、SP應用開發的指導方針等。技術白皮書對TSM服務模型進行描述，業務需求白皮書涉及航空旅行、零售業、交通業，列出了銀行、零售商、運輸運營商和手機運營商組成的服務供應商實現移動NFC服務的框架。

　　3.1.1 NFC技術需求白皮書

　　2010年EPC–GSMA發布了可信服務管理者服務管理的需求和規范，為手機非接觸支付業務的開通和生命周期的管理涉及到的不同服務管理角色定義需求和規范，而且對可能的TSM服務模型提供了描述。

　　2012年10月GSMA發布NFC UICC的需求規范白皮書，列出UICC需求的通用框架來支持基于UICC的NFC設備。白皮書列出NFC UICC最小的需求集合和確保有效一致的NFC設備的發展識別技術缺口規范。GSMA發布的管理域NFC技術白皮書參見表7。

　　表7 GSMA發布的管理域NFC通信標準-技術白皮書

　　3.1.2 NFC業務需求白皮書

　　2011-2012 年GSMA發布的移動NFC在航空旅行、零售業、交通業的一系列白皮書專注于UICC(通常是指在手機內部的SIM卡)方案，以確保服務的安全性。基于 UICC的解決方案符合國際安全標準并且提供獨立于手機類型的世界范圍的用戶體驗。上述白皮書涉及到移動NFC在歐洲和其他發達市場的(如韓國和日本)航空、零售、公共交通領域的解決方案，為其他國家相關領域的移動NFC服務提供參考。

　　2011年2月，GSMA發布手機票務白皮書，加強并且改善了手機在票務服務和票務服務價值鏈里面的作用，為消費者用手機安全的UICC買票和取票提供功能強大又便利的方式。

　　2012年10月，GSMA發布手機錢包白皮書，列出銀行、零售商、運輸運營商和手機運營商組成的服務供應商實現移動NFC服務的框架。GSMA發布的管理域NFC業務白皮書參見表8。

　　表8 GSMA發布的管理域NFC通信標準-業務白皮書

　　3.1.3 其他技術討論文稿

　　2011年4月，GSMA發布移動網絡運營商的手機支付服務操作指南，為GSMA的手機網絡運營商發展基于UICC移動NFC服務的商業部署服務操作規范提供指引。同時也為手機網絡運營商尋求在各自的市場中與其他生態系統的操作者達成一致共識。

　　2012 年8月，GSMA發布NFC SP應用開發的指導方針，為給服務供應商和手機網絡運營商正確發展移動NFC服務應用提供一些管理規則。同時，GSMA發布NFC的MNO-SP接口業務流程實現和移動NFC基礎設施，前者為委托服務管理者(TSM)和手機網絡運營商平臺的交互奠定基礎，后者概括了現有的和/或有計劃的GSMA規范和進程，并定義這些如何與移動NFC基礎設施互相連接，為手機網絡供應商提供一個基于UICC的NFC服務應用前景。GSMA發布的管理域NFC通信標準的其他技術文稿參見表9。

　　表9 GSMA發布的管理域NFC通信標準-其他技術文稿

　　3.2 國內NFC通信標準

　　國內管理域NFC標準目前只在TSM平臺的標準方面達成共識。主要依據《Global Platform卡片規范》的相關技術要求，制定了TSM平臺的技術要求及對卡片應用的操作和管理。而在管理域的組網方式中目前國內針對TSM相關的技術要求和互通性主要有中國金融移動支付行業標準針對可信服務管理技術規范的行業標準以及各個運營商針對本企業的卡片應用管理平臺的規范。

　　3.2.1 中國金融移動支付可信服務管理技術規范

　　該規范[12]規定了移動支付可信服務管理系統的組成、互聯結構、SE安全可信和SE開放共享等服務模型，也規定了公共服務平臺和TSM平臺的主要功能、業務流程、應用接口以及系統安全性要求。主要內容包括以下2點。

　　1) 移動支付可信服務管理系統架構及實現與互聯。作為移動支付的可信基礎措施，移動支付可信服務管理系統構建了移動支付的安全可信、開放共享、多應用共存與互聯互通的基礎。在實現移動支付可信服務管理系統的方案中，根據互聯方式形成了星型和網狀兩種不同的互聯結構，其中網狀互聯結構可作為星型互聯結構的過度組網方案。

　　2) 公共服務平臺和TSM平臺系統功能。公共服務平臺是移動支付參與各方認可的可信第三方實體，面向TSM平臺運營方、SE發行方、應用提供方、服務提供方和用戶提供機構注冊接入、應用注冊、跨機構交互路由、SE可信、SE開放共享功能和應用共享功能。TSM平臺面向SE發行方、服務提供方，通過使用公共服務平臺提供基礎服務、實現SE的注冊發行、安全域的創建和業務應用的下載、個人化等流程。

　　3.2.2 中國聯通Java卡綜合業務管理與下載平臺技術規范v2.0該規范[13]是在相關行業標準的基礎上結合中國聯通公司的Java卡業務的特點而制定的。主要依據《GlobalPlatform卡片規范》關于Java卡多應用管理流程的相關規定對Java卡綜合業務管理與下載平臺應用過程中需要遵守的內容和流程提出了全面要求。該技術規范面向聯通Java卡應用的管理以及流程，明確了Java卡綜合業務管理與下載平臺的技術功能要求以及技術功能建設的技術條件等要求。

　　4 總結

　　基于對國內外移動支付領域主流和比較成熟的技術和業務標準及行業、企業標準的分析，我們發現NFC技術規范在不斷完善，使得NFC業務在技術層面逐漸達成統一，為后續面向NFC業務的互通奠定了基礎，但仍然存在一些欠缺的地方。

　　1) 執行域的部分標準尚需進一步完善。盡管相關標準組織不斷完善物理層、應用層通信標準，但執行域的部分通信標準仍存在一些需要完善的地方。如ETSI的TS 102 223規范并沒有指定有關行政管理階段的任何方面，ICC或終端的任何內部的技術實現僅僅定義在反應接口的規范中，并沒指定任何可能使用的安全算法;對于 UICC應用程序接口(API)支持的第一階段只有一個總的服務描述，并不涉及具體實現的細節。

　　2) 管理域互通模型未有定義。GSMA發布的手機錢包白皮書，列出了不同行業實現移動NFC服務的框架，但僅限于每個行業內部，并未實現各個行業的互通。國內NFC標準目前只在TSM平臺的標準方面達成共識，并未有統一的互通性架構模型定義。

　　但隨著各項標準的完善，為逐步實現以運營商為主導的NFC業務互通奠定了堅實基礎。①更多專注于UICC(通常是指在手機內部的SIM卡)的NFC方案可確保NFC服務的安全性，基于UICC的解決方案符合國際安全標準并且提供獨立于手機類型的世界范圍的用戶體驗。②更多NFC生態系統的操作者會逐漸認識到手機網絡運營商在生態系統中的角色以及創建一個成功的移動NFC生態系統服務運營的重要性。③現有標準為手機網絡供應商提供一個基于UICC的NFC服務應用的美好前景。

　　隨著NFC技術在國內的逐漸普及，國內圍繞NFC產業鏈競相推出了NFC相關應用。尤其在移動支付業務的推動下，國內各大電信運營商加大了發展力度，紛紛啟動NFC業務的商用。隨著電信運營商在NFC領域的不斷發力，以運營商為主導的移動支付市場將迎來一個明顯的增長期，運營商的運營模式與跨界合作方式將進入一個全新的階段。

　　已經具備支持銀聯NFC標準商用能力的中國聯通面對NFC技術不斷發展及應用所帶來的挑戰及機遇，需要進一步加強與行業資源的交流與合作、積極轉變自己的運營模式方可在激烈的科技改革浪潮與大數據流時代中穩住陣腳并發展壯大。(作者簡介：尹霞，碩士，工程師，主要從事移動互聯網、行業信息化以及標準化研究。顧旻霞，碩士，中國聯合網絡通信有限公司技術部技術標準管理處處長，CCSA TC5副主席。研究方向為SIM卡、移動終端、業務平臺技術和物聯網技術以及標準化研究。)