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NFC/蓝牙/WIFI多重技术整合 创意无限

作者:Laughing 来源:中国安防行业网 日期:2014年2月25日 11:05

        由于近距离无线通讯(NFC)的应用,多半涉及个人稳私与财务安全,因此包括国际标准化组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)与优力国际(UL)等认证机构,皆已提出多种安全标准规范,让NFC应用开发商能準确评估安全性与功能性,确保产品品质。

 

        随着芯片技术的革新,目前已经有厂商推出把蓝牙(Bluetooth)、近距离无线通讯(NFC)、无线区域网络(Wi-Fi)与调频(FM)通讯整合在同一芯片内的四合一无线连结方案;蓝牙有着短距离的强大通讯功能,Wi-Fi具备长距离的优势,FM适合室内中距离低频的设备连结,再加上保密性高的NFC,不但能使得设备间的通讯介面整合变得容易,更让未来的消费性电子产品能够变得更轻薄短小,触发更多整合的无限可能。

 

       短距离无线技术既竞争又合作

 

        通讯介面的发展,除了从有线走向无线外,也从室内走向室外。过去业者抢攻办公室与家用的xDSL、光纤与缆线数据机(CableModem)的盛况,在行动网络爆发后,似乎已变成明日黄花,越来越多的使用者在家裡或办公室不再使用有线的网络,而转由各式各样的短距离无线通讯介面做为沟通的媒介。

 

        以PC周边应用为例,无线滑鼠与键盘早就不是新闻,儘管通用序列匯流排(USB)经过10多年的努力,传输速率从USB1.0的2Mbit/s升级到USB3.05Gbit/s,即号称1分鐘内可以把一部高画质(HD)电影传输完毕,传输速率大幅领先串列式先进附加技术(SATA);但目前市面上已开始量产透过Wi-Fi介面传输的硬碟,虽然传输效率低一些,但无线的便利性仍具优势。

 

        另外,高画质多媒体介面(HDMI)的数位讯号传输在取代D-Sub不久,2013年就有Wi-Fi电视问世,及採用蓝牙或Wi-Fi传输的投影机问世。

 

        无线装置间的通讯,塬本只在于FM、红外线与蓝牙的区域内竞争。红外线的功率低,但距离短;FM的距离长但是数位化讯号不佳;蓝牙可传递数位讯号,但距离短,耗电量大。塬本这些通讯介面在各领域间相互竞争,随着手机功能多样化需求,这些介面皆成为标准内建介面,而NFC是最晚加入手机的通讯介面,也代表所有的通讯介面目前是在手机上和平共存的型态,从先前的竞争逐渐转变成既竞争又合作的巧妙情况(图1)。

 

        目前较为热门的几大应用,仍然聚集在下列几种领域:

       

        .FM通讯

 

        除了电信广播接收外,FM也是滑鼠、键盘、耳机、简报器等廉价设备的无线通讯介面,传输距离可达数10公尺,比蓝牙长,功率较低,虽然比较容易受到干扰,但是讯号完整性要求较低,装置也没有授权使用费的成本考量。

       

        .蓝牙

       

        目前蓝牙已经发展到4.0版本,除耗能降低外,传输範围也增加到60公尺,并支援一对多的操作模式。但是授权费用高、耗电与认证模式复杂,仍然是蓝牙普及的障碍。

       

       .Wi-Fi

 

        借由IEEE的大力推动与公共热点的设立,Wi-Fi已成为智慧手持装置必备的通讯介面之一,尤其大量网络资料传输的价格与网络语音服务(VoIP)等语音通讯已臻成熟,越来越多的年轻人採用能在手机上使用的免费VoIP应用软体如LINE或Skype等,做为取代3G/3.5G通讯的媒介。声音品质更好、功率更低、免费与无时间限制等优点,均让Wi-Fi的需求更为殷切。

      

        .NFC

 

        因应手机的记忆体容量越来越大,记忆体也越来越便宜,64GB记忆体的手机已被越来越多的人做为随身碟使用,交换资料也属于必要的功能。以往借由网络硬碟传输,虽然有随处可用的方便性,但是网络硬碟的大小、收费性与传输速度都有限制,如果能透过NFC的身分辨识与资料传输功能,就可以安全而快速地传输资料。

 

       确保通讯安全NFC验证多管齐下

 

        如前所述,无线网络的通讯,最困难的挑战在于干扰,最大的问题就是安全,不只在于网络安全,同时也关係到实体安全。因此目前验证难度最高的产品,其实都是网通产品。举例来说,做为未来智慧电网(SmartGrid)枢纽的智慧电表(SmartMeter),不过小小一颗,国际电气委员会(IEC)就定义了超过五十本标准为智慧电表相关的认证标准,涵盖基本功能、準确性、安全性与各种通讯介面格式的认证方法,同时也定义资料保全能力的标准(表1)。

 

        至于防止资料窜改、窃取或复製的标准,则还在定义中,因电表的资料除了会影响收费外,电表的使用还可能透露住户的行为,因此电表若遭侵入,甚至有可能造成电网的崩溃而造成国家的危险。

 

        即使如手机等民生设备,由于内建的NFC可做为身分鑑别的媒介,业者开始引用为小额付款的机制,因此NFC的认证已被视同为金融交易的等级,必须进行资料安全性的评估。

 

        除此以外,NFC本身是一种实体化的产品架构,是一种芯片产品,并不只是一种单纯的通讯协定与程式代码而已,所以不是单独的软体验证就能搞定,其测试评估的範围必须涵盖产品受电磁干扰、热气、湿气时的安全性与功能性等。

 

        目前知名的认证标准如技术规范ISO/IEC14443A&B,后台资讯交换系统ISO/IEC21481、15693、18092、7816,单元介面的相容性(互通性)测试标准,以及整套系统的可程式电子元件(如微处理器、微电子)软体安全性标准UL1998、IEC61508、ISO/IEC27001等标准,都是NFC业者必须面临的挑战。

 

       技术持续整合产品创意无限

 

        除了塬本的通讯功能外,无线通讯功能也悄悄地渗入无线传输电力的领域。无线电力联盟(WPC)採用20k?105kHz範围、不同频率与模式的通讯波,做为行动装置间的启动讯号与模式识别讯号。NFC在以A4WP联盟中,也将NFC用做无线传输电力的通讯介面之一。其实,NFC也具备场内电力採集(FieldPowerHarvesting)能力,即使电池的电力耗尽,仍可继续进行近距离无线通讯,未来甚至也有做为无线传输电力的潜力。透过新技术的发展与整合,无限的无线商机才正要起飞,但是唯有具备安全与认证,才能飞的又高又稳。

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