無線/高周波

NFCとFelicaの概要

・NFC=Near Field Communication  13.56MHz帯で、10cm程度の近距離無線通信方式のこと。

・NFCフォーラムという組織が2004年に設立され、NFC技術の仕様策定、認証テストの実施、普及促進を行っている。Nokia, NXPセミコンダクターズ, ソニーによって設立された非営利の業界団体。

■NFCの3つの動作モード
 NFCフォーラムではNFCの動作モードを下記の3つで定義している。
 ①②はNFCデバイスの必須要件で、③は対応してなくてもデバイスにNFCマーク表記できる。

①リーダライタモード
   →NFCタグから情報を読み書きするモード。
   ポスター広告などのタグにスマホをかざすと、URLを取得してWebサイト表示やクーポンの取得など。

②P2Pモード(Peer to Peer, 端末間通信)
  →スピーカとスマホのBluetoothペアリングをかざして実施、機器間のデータ通信(Andoid Beam)とか。

③カードエミュレーションモード
  →Suica, Pasmoなどの非接触ICカードとして振る舞う機能。

■規格の関係
・NFCの標準化は2段階で行われた。
①2003年 ISO/IEC 18092 (NFCIP-1)制定
  →NFCIP-1…NFC interface and protocol – 1

②2005年 ISO/IEC 21481 (NFCIP-2)制定
  →NFCIP-1に、ISO/IEC 14443 と ISO/IEC 15693を追加したもの

 ISO/IECの規格では、基礎的な通信プロトコルが定義されている。

・NFC通信規格とは、ISO/IEC 18092 (NFCIP-1) + ISO/IEC 21481 (NFCIP-2) を指す
  →NFC規格の中に、「Felica(Type-F)」「Type-A」「Type-B」「Type-V」が含まれるという関係になっている


【規格別でみてみると…】
・ISO/IEC 14443 … 13.56MHzで通信を行う近接型RFID(~約10cm)の国際標準規格。Type-A / Type-Bについて規定

・ISO/IEC 15693 … 13.56MHzで通信を行う近傍型RFID(~約70cm)の国際標準規格。
  →「ISO/IEC 14443」と「ISO/IEC 15693」は姉妹規格。
  →姉妹規格だと、他にも密着型RFID(~約2mm)の国際標準規格である「ISO/IEC 10536」もある。

・ISO/IEC 18092 … 2003年に策定されたNFCの国際標準規格。Type-AとFelicaについて規定。

・ISO/IEC 21481 … 2005年に策定されたNFCの国際標準規格。ISO/IEC 18092の拡張版。ISO/IEC 18092 + 14443 + 15693。

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「NFC-A」「NFC-B」「NFC-F」「NFC-V」のそれぞれについて説明。

■Felica(Type F, NFC-F)
・ソニーが開発した通信規格
・Felicaの登場は1997年
・ISO/IEC 18092 (NFCIP-1) によって国際標準規格化されている
  →それまではJIS規格(日本産業規格)にすぎなかった
・Felicaチップ搭載でないと使えない
  →NFC対応であるが、Felica非対応の端末がある
・主に日本で利用されている
・日本での利用例だとEdy, WAON, nanaco, Suica, Apple Payとか
・通信距離(目安) : 約10cm以内

 [リーダライタ→カード]
・変調 : 搬送波(13.56MHz)をASK 10%変調
・符号化:マンチェスター
・伝送速度:212kbps / 424kbps

 [カード→リーダライタ]
・変調 : 搬送波(13.56MHz)をASK 10%変調
・符号化:マンチェスター
・伝送速度:212kbps / 424kbps

■TypeA(NFC-A)
・NFC Type-Aの通信プロトコルが一般的に利用されているのは、
  -オランダのNXPセミコンダクターズが開発したMIFAREという規格
  -Broadcomが開発したTopazという規格
・MIFAREの登場は1990年頃。
・ISO/IEC 14443/18092 によって国際標準規格化されている
・主に欧州で利用されている
・日本での利用例だとTaspo
・通信距離(目安) : 約10cm以内

 [リーダライタ→カード]
・変調 : 搬送波(13.56MHz)をASK 100%変調
・符号化:変形ミラー
・伝送速度: 106kbps / 212kbps / 424kbps / 828kbps

 [カード→リーダライタ]
・変調 : 副搬送波(848kHz=13.56GHzの16分周)をOOK変調
・符号化:マンチェスター
・伝送速度:106kbps / 212kbps / 424kbps / 828kbps

●TypeB(NFC-B)
・アメリカのモトローラが開発
・ISO/IEC 14443 によって国際標準規格化されている
・セキュリティが強い
・主に欧米で利用されている
・日本での利用例だとマイナンバーカード、免許証、パスポート、住民基本台帳カード
・通信距離(目安) : 約10cm以内

 [リーダライタ→カード]
・変調 : 搬送波(13.56MHz)をASK 10%変調
・符号化:NRZ-L
・伝送速度: 106kbps / 212kbps / 424kbps / 828kbps

 [カード→リーダライタ]
・変調 : 副搬送波(848kHz=13.56GHzの16分周)をBPSK変調
・符号化:NRZ
・伝送速度:106kbps / 212kbps / 424kbps / 828kbps

●Type-V(NFC-V)
・ISO/IEC 15693 によって国際標準規格化されている
・日本での利用例だと物流のRFIDタグ
・通信距離(目安) : 約70cm以内