NFC (Near Field Communication)
Contents NFC 개념 NFC 특징 NFC 구성 구조, 통신모드, 코딩방식, 태그분류, 동작방식, 동작모드 NFC Technology Architecture NFC 전망 NFC 서비스
NFC (Near Field Communication) 기존 RFID 의확장된개념 Sony 와 NXP 가공동개발한개방형 RFID 기술의일종으로이동통신단말기에탑재하여다양한부가서비스가가능하도록하는근거리무선통신기술 10cm 이내의거리에서양방향으로데이터의송수신을지원 < NFC 와타무선통신시스템비교 > 출처 : NFC Forum
NFC 발전과정 1999 2002 2004 2010 2011~ 특허등록 Sony 와 NXP 에 NFC 포럼설립 성장정체 제 2 의도약 Bruno Charrat가 NFC 관련특허 의해 NFC 기술 개발 단말 ( 피처폰 ) 네트워크속도 / NFC를탑재한스마트폰 등록 용량 (2G) 네트워크속도 / 용량 단말기와카드로 요금 (3G,Wifi, LTE) 동작 ( 데이터종량제 ) 요금 ( 데이터정액제 ) 의식없이장치간 금융 / 통신간 금융 / 통신간 JV 구성 접근시통신 이해관계 구글, 애들등기존의 불편한 UI 플랫폼사업자와 칩탑재비용 이동통신사업자들, 카드사들중심으로 모바일결제시장 선점을위한노력
NFC 특징 (1/3) 태그 + 태그를읽는 READER + 태그에정보를입력하는 WRITER로구성주파수 13.56MHz 대역에서 10cm 이내의이동통신단말기, 가전제품, pc간상호통신을지원데이터전송속도 : 106kbps~848kbps 암호화기술로보안성이뛰어남 두단말기간복잡한페어링절차가필요하지않아 0.1초이내의인식가능 단말과단말간 P2P 가능 Bluetooth, WiFi, UWB(Ultra-wideband) 와도호환가능 ( 일반 )RFID 극초단파대역 (Ultra High Frequency) 900MHz 900MHz 원거리 원거리인식 ( 수미터인식 ( 수미터가능 ) 가능 ) 비접촉식 비접촉식 유통 유통물류물류분야에서주로주로활용활용 특수특수목적을위해서제한적활용활용 NFC 고주파대역 13.56MHz 단거리인식 ( 약 10cm) 비접촉식 다양한분야에활용가능 스마트카드와연동형태로활용 < NFC 와 RFID 비교 > 출처 : 금융보안연구원 (2011)
NFC 특징 (2/3) NFC RFID IrDa BlueTooth Set-up time < 0.1ms < 0.1ms ~ 0.5s ~ 6s Range Up to 10cm Up to 3m Up to 5m Up to 30m Usability Human Centric Easy, intuitive, Fast Item centric Easy Data centric Easy Data centric Medim Selectivity High, given, security Parity given Line of sight Who are you? Use cases Pay, Share, easy set up Item tracking Control & exchange data Network for data exchange, headset Consumer experience Touch, wave, simply connect Get information Easy Configuration needed Frequency 13.56MHz 900MHz 8KHz 2.4GHz < NFC 와다른단거리통신기술의비교 >
NFC 특징 (3/3) NFC 동작프로세스 < NFC 의동작프로세스 > < KT 경제경영연구소, 새롭게주목받는 NFC 의개요, 관련사업자동향및시사점 >
NFC 표준 (1/4) NFC 포럼 NFC 기술국제표준화커뮤니티 Established in 2004 Founded by Philips, Nokia and Sony NFC 세미나, NFC 기술개요및동향
NFC 표준 (2/4) 2010 년 12 월 NFC 포럼의공식인증프로그램시작 N-마크는누구나무료로사용 스마트포스터, 각종카드및레이블등에 NFC 접속가능 표시로활용 NFC 호환태그 : NFC포럼과의무료라이센스계약을통해 N-마크의자유로운사용가능 NFC포럼인증마크 NFC포럼회원사에한해 NFC 기기인증에부여 NFC포럼의기본인증범위 리더 / 태그기능및단말간통신필수동작모드 카드에뮬레이션기능은옵션사항 스마트카드인증주체인 EMVCo와의제휴를통해향후세부적인인증정책결정 NFC 단말 (Device): 적합성및상호운용성시험을통과후인증부여 < NFC 세미나, NFC 기술개요및동향 >
NFC 표준 (3/4) 넓은의미로세개의 RFID 표준모두 NFC 로보고있으나, 정확히 NFC 가지니는 양방향성을지원하는표준은 ISO/IEC 18092 임 KT 경제경영연구소, 새롭게주목받는 NFC 의개요, 관련사업자동향및시사점
NFC 표준 (4/4) ISO/IEC 18092(NFCIP-1): ISO/IEC 14443 의 A 타입과스마트카드의일본표준인 FeliCa 를결합해기기간양방향통신기능을강화시킨표준, NFC 기기의핵심통신표준 ISO/IEC 14443 ( 근접 ): 13.56 MHz 비접촉식근접형 IC 카드표준. 10cm 반경내에서통신가능. 변조방식에따라 A,B 로나누며, 국내교통카드시스템은주로 A 타입을사용 ISO/IEC 15693 ( 근방 ): 13.56 MHz 대역을사용하는비접촉식근방형 IC 카드표준. 1.5m 까지통신이가능해 RFID 응용에사용 ISO/IEC 2481 (NFCIP-2): ISO/IEC 18092(NFCIP-1) 에 ISO/IEC 15693( 근방 ) 을결합한표준. NFC 와 RFID 를단일칩솔루션으로 13.56MHz 대역에서사용가능
NFC 구조 (1/2) 구성요소 NFC 기반 USIM, NFC 컨트롤러칩, NFC 안테나 < 출처 : NFC 이슈분석 (2011.06) SMALLCAP RESEARCH>
NFC 구조 (2/2) NFC Block Diagram <TI TRF7970A NFC TRANSCEIVER Block Diagram> < 출처 : TI TRF7970A Datasheet>
NFC 통신모드 (1/3) 통신하는두기기에내장되어있는루프안테나사이에발생하는자기장을통해데이터전송이이루어짐 리더와리더통신을위한 Active 모드와리더와태그통신을위한 Passive 모드로구별 Active 모드에서리더의역할을하는 Initiator 와태그의역할을하는 Target 으로구분 능동통신모드와수동통신모드두가지통신모드를지원
NFC 통신모드 (2/3) 1) 능동통신모드 (Active Communication mode) Initiator와 Target 기기모두전력공급기로써역할을하며선택적으로전자기장을생성하여통신할수있음 한기기가데이터를수신할때는고주파전자기장을비활성화시킴으로써 Target 기기처럼동작함 < 출처 : NFC 프로토콜분석 (2006.9) REG KOREA>
NFC 통신모드 (3/3) 2) 수동통신모드 (Active Communication mode) Initiator 기기가반송파전자기장 (Carrier Field) 를 Target 기기에제공하여 Target 기기는현재의전자기장을모듈레이팅하여응답 Target 기기는 Initiator가제공하는전자기장에의해전력을공급받아동작하기때문에무선응답기 (Transponder) 라고불리기도함 Peer to Peer 와 RFID 통신을위한확장모드 Peer to Peer 모드에서의장점 : 목표기는전원을절약할수있다. < 출처 : NFC 프로토콜분석 (2006.9) REG KOREA>
NFC 코딩방식 코딩방식두가지코딩방식을선택적으로적용 1) 106kbps 전송 : 100% 모듈레이션을이용한밀러코딩 2) 이외의경우 : 10% 모듈레이션을이용한맨체스터코딩 Baud(Bd) 능동기기 수동기기 424kBd 맨체스터코드, 10% ASK 맨체스터코드, 10% ASK 212kBd 맨체스터코드, 10% ASK 맨체스터코드, 10% ASK 106kBd 수정된밀러코드, 100% ASK 맨체스터코드, 10% ASK
NFC 태그분류 4 가지타입으로분류 구분타입 1 타입 2 타입 3 타입 4 RF 인터페이스 ISO 14443A ISO 14443A ISO 18092 ISO 14443 속도 106 kbps 212 kbps 106-424 kbps 프로토콜자체명령어자체명령어 FeliCa 프로토콜 ISO 14443-4 ISO 7816-4 메모리크기 1KB 이하 2KB 이하 1MB 이하 64KB 이하 응용분야단일응용서비스용저용량태그다중응용서비스용고용량태그
NFC 동작방식 단말기반과 SIM 기반으로나눌수있음 단말기반 SIM 기반 NFC의 SE(Security Element) 로별도의 Smartcard를단말기에내장 Card Emulation, Reader, P2P Mode NFC Radio: ISO 14443 Type A SIM card 내메모리공간에 Security Algorithm을탑재통신사업자가선호하는방식 Card Emulation, Reader, P2P Mode, Battery Low Mode NFC Radio: ISO14443 A&B < 출처 : 금융보안연구원 (2011) >
NFC 동작모드 (1/4) P2P 모드, Reader/Writer 모드, Card Emulation 모드의 3 가지모드로정의 * P2P 모드 : 두대의 NFC 호환기기가서로통신하는모드 * Reader/Writer 모드 : NFC 기기가카드리더기로동작하는모드 ( 태그데이터읽고 / 쓰는 ) * Card Emulation 모드 : NFC 기기가기존 RFID 카드처럼동작하는모드
NFC 동작모드 (2/4) 1) 기기간통신 (P2P) MODE 설명기기간통신 (P2P) 두대의 NFC 휴대폰이카드리더기로서작동하여데이터를상호간에전송할수있는모드스마트폰간데이터전송, PC와스마트폰간파일공유, 일반가전제품과스마트폰간정보업데이트등 NFC를지원하는모든기기사이의직접적인데이터통신을한번의접촉을통해처리할수있으며, 와이파이나블루투스등기존의근거리무선통신과는달리 접촉 이라는물리적이고직관적인사용자이용방식을통해구현되므로매우간편하게데이터통신을연결할수있다. 능동모드로서데이터전송을위해독자적인 RF필드를생성해야하므로전력소모량이큼
NFC 동작모드 (3/4) 2) 리더 / 라이터모드 MODE 설명리더 / 라이터 (R/W) NFC 활성화상태에서 RFID Tag 정보를인식, 휴대폰이카드리더기로서작동하는모드 RFID 태그가부착되어있는포스터에 NFC 스마트폰을접촉하여직접적인정보획득을할뿐만아니라관련웹사이트로의연결까지제공함으로써새로운서비스연결이가능해진다. RFID Tag를인식하기위한전력이필요
NFC 동작모드 (4/4) 3) 카드에뮬레이션 (SC) MODE 설명카드에뮬레이션 (SC) 단말기의 ON/OFF와관계없이항상결제기 ( 리더기 ) 를통해인식이가능한모드비접촉식스마트카드기술과보안기술을접목해안전한모바일결제방식을제공할수있으며, 교통카드와할인쿠폰등의다양한결제수단으로활용할수있으며, PC에서 NFC를제공하는경우 E-커머스의인증방식및결제수단으로 NFC를사용하면매우편리하다. 수동모드 : NFC 이니시에이터가 RF 필드를공급하여데이터를교환하는데필요한전력을제공하는모드로서절전효과
NFC Technology Architecture (1/8) 각영역별설명 1) RF 계층, 태그기술특성정의 2) 모드 (Activi, Listen) 스위칭절차를정의 3) P2p용 LLCP( 프로토콜 ) 정의 4) IP등다른프로토콜과의바인딩절차정의 5) NFC Tag Type 정의 6) 데이터교환형식과표준레코드타입정의 7) Card Emulation 모드정의 8) Use Case별활용방법에대한정보제공 < NFC 세미나, NFC 기술개요및동향 >
NFC Technology Architecture (2/8) 3 가지기능모드별세부아키텍쳐 1) Reader/Writer 모드가동작하기위한아날로그특성과아날로그처리를위한디지털프로토콜그리고 R/W 모드에서지원하는 4가지태그의동작절차등으로구성 2) NFC 기기간 P2P 모드가동작하기위한아날로그특성과아날로그처리를위한디지털프로토콜, 그리고 P2P 통신을위한프로토콜과메시지규약, 레코드타입, 다른통신들과연계하는방법들로구성 3) Card Emulation 모드가동작히기위한아날로그특성과아날로그처리르위한디지털프로토콜, 그리고애플리케이션으로구성 ( 현재개발진행중 )
NFC Technology Architecture (3/8) NFC Specification (1/6) 개발진행중 애플리케이션과관련 나머지는모두장치와관련된부분으로기술적특성에따라 5 가지범주로구분 < 출처 : NFC 포럼, http://ktdsblog.com >
NFC Technology Architecture (4/8) NFC Specification (2/6) 1) 통신프로토콜과관련된영역 명세표준의목적주요내용구현이슈관련기술구조 Digital Protocol Activity LLCP 기기간 NFC 연결, 유지, 데이터교환을위한빌딩블록정의 Use Case 별로디지털프로토콜의빌딩블록을어떻게활용할것인지정의 신뢰성있는 P2P 통신제공 ISO/ICE 18092 NFCIP-1 기반으로 ISO/ICE 14443 포함 상호운용성확보를위한옵션 / 필수사항규정 Use Case 별로동작절차를규정한프로파일정의예 ) NFC 기기간 P2P 통신, 태그에서 NDEF 데이터읽어오기 Peer Mode 로동작시디지털프로토콜상에서링크제어계층정의 P2P 통신, 연결 / 비연결기반전송계층및프로토콜멀티플렉싱제공 < 프로토콜기술명세 > NFC 칩 & 펌웨어에구현됨 특정 Use Case 에대한고유프로파일을기기에반영가능함 NFC 칩세트또는기기의소프트웨어에구현 RF 및 Mode Switch 블록과연계 Mode Switch 블록과연계 Mode Switch 와응용계층사이에위치 P2P 통신의경우만해당
NFC Technology Architecture (5/8) NFC Specification (3/6) 2) 데이터교환을위한형식과관련된영역 명세표준의목적주요내용구현이슈관련기술구조 메시지형식정의 NDEF 메시지는 NDEF NFC 응용데이터를 위한표준데이터형식 제공 하나이상의레코드로 구성가능한메시지형식 분할가능한메시지 최대 4GB 크기지원가능하지만실제적으로태그의메모리크기에따라 스마트포스터 제어정보교환 ( 예, 리모트컨트롤 ) 형태정의 제한됨 < 데이터교환형식기술명세 >
NFC Technology Architecture (6/8) NFC Specification (4/6) 3) 태그형식기술 명세표준의목적주요내용구현이슈관련기술구조 Tag Type 1 Tag Type 2 Tag Type 3 Tag Type 4 NFC 포럼태그로부터 NDEF 메시지를읽고 쓰기위한규약정의 4가지종류의태그형식정의 각태그형식별로읽기 / 쓰기와관련된명령어및파라미터정의 NFC 포럼기기는 4가지종류의태그에대해모두읽고쓰기가가능해야함 모드스위치위에서응용계층을지원 R/W 모드만해당 < NFC 포럼태그형식기술명세 >
NFC Technology Architecture (7/8) NFC Specification (5/6) 4) 레코드타입을만들기위한방법과레코드형식정의영역 명세표준의목적주요내용구현이슈관련기술구조 RTD NDEF 메시지내에서확장가능한데이터타입제공 레코드구조및타입정의 외부에서별도 RTD를정의하는 일반적인 RTD : 텍스트, URI, Text 평문을담고있는레코드를위한규격정의 데이터해석이가능한레코드 경우관련기구 / 기관의도메인 스마트포스터, 제어, NDEF 서명 URI 인터넷리소스접근을위한규격정의 타입 레코드타입은 이름을바탕으로해야함 Smart Poster 텍스트나오디오또는기타정보를담고있는스마트포스터를위한규격정의 NFC 포럼또는외부기구 / 기관에서정의 Generic Cotrol 제어요청을위한규격정의 가능 Signature 서명을위한규격정의 < 레코드형식정의기술명세 >
NFC Technology Architecture (8/8) NFC Specification (6/6) 5) Use Case 별 NFC 활용에대한정의 명세표준의목적주요내용구현이슈관련기술구조 Connetion Handover NFC 사용하여직관적이고안전한 WPAN/WLAN 통신연결제공 타 WPAN/WLAN 통신연결에필요한 메시지정의 통신연결에필요한설정정보는해당기술제정단체에서제공 블루투스페어링 Wi-Fi 보안연결설정 < 참조애플리케이션기술명세 >
NFC 시장전망 (1/2) 단말기와응용서비스를포함한 NFC 시장규모는 2012년 $13.75억에서 2015년 26% 증가한 $17.38억규모를기록할전망 NFC-enabled 휴대폰의시장규모는 2013년 4억 6천만대에서 2015년 8억 1700만대로급속히증가될전망 < 전세계 NFC 시장규모전망 > < 전세계 NFC-enabled 휴대폰시장규모전망 > < 출처 : Visiongain >
NFC 시장전망 (2/2) < NFC 시장발전전망 > <NFC, Beyond Payment Smart Mobile Life 추진방향 (2012) - 방송통신위원회 >
NFC 의국내시장현황 2011년 NFC 지원단말기수는 300만대로추정되며, 2012년에는 1,300만대까지늘어날것으로예상됨 방통위주도로 2011년 11/10~12/31까지명동지역에서 2개월간편의점, 커피전문점, 패스트푸드점등을대상으로 NFC 시범서비스개시 지경부는신세계백화점, 보광훼미리마트에 NFC 기반전자영수증사업을지원 SKT는하나SK카드를통해, KT는 BC카드를통해모바일카드주도권을놓고경쟁중 올해상반기중하나은행등일부은행은지점에 NFC 기반 ATM을도입할예정임 2015년에는국내스마트폰이용자중 80% 가 NFC가탑재된스마트폰을사용하게될것으로전망됨 ( 코리안프레스 ) < 출처 : 국내외 NFC 사업현황 / 전망및서비스모델 (2012)- 기술문화연구소 >
NFC 의해외시장현황 2011년 11월, 세계이동통신사업자협회 (GSMA) 에소속된전세계 45개이통사들은 NFC를모바일결제표준으로지지한다고공식선언 NFC 기술을휴대폰단말기에적용시키기위한규격사양을발표 2012년 10대전략기술 ( 가트너 ) 올해는 NFC의원년, 강력한드라이브개시 올해부터 PC, 게임기등으로 NFC 플랫폼이확대됨 인텔은삼성, 인사이드시큐어등과함께울트라북, 태블릿용 NFC 플랫폼을개발중이며올해 3분기에 NFC를지원하는울트라북이나올예정임 닌텐도는올해출시하는 Wii U 패드에 NFC 탑재결정 2016년에는출하되는전체휴대폰중 85% 에 NFC가탑재될것으로망됨 (ABI리서치) < 출처 : 국내외 NFC 사업현황 / 전망및서비스모델 (2012)- 기술문화연구소 >
NFC 서비스
NFC 대표응용서비스 모바일단말기간접촉응용서비스 개인정보관리응용서비스 정보제공및맞춤형광고관련응용서비스 구분결제계좌이체명함교환페어링개인인증엑세스컨트롤관광안내의료주차 예약광고 / 쿠폰제품정보콘텐츠구매소셜네트워크 대금지불 서비스형태 온라인계좌연계를통한계좌이체등 연락처, 이메일등의명함정보교환 단말기간자료교환을위한무선통신접속 인증을통한출입문개폐 ( 도어락 ) 노트북등전자제품사용자인증 건물, 차량등에대한리모트컨트롤 박물관, 관광정보제공 ( 음성 / 문자 ) 및위치안내 진료기록관리 주차위치확인 포스터접촉을통한공연티켓팅 대중교통티켓팅등 위치기반광고및쿠폰제공등 제품정보열람, 진품판정, 이력추적, 매뉴얼제공및 A/S 정보제공등 E-BOOK, 음악등의콘텐츠다운로드 태그로부터읽어들인정보를소셜네트워크로바로전송
NFC 서비스의구분 카드에뮬레이션 / 리더 /P2P 의 3 개모드로구분 <NFC, Beyond Payment Smart Mobile Life 추진방향 (2012) - 방송통신위원회 >
카드에뮬레이션 (1/5) 모바일지갑 모바일결제에 NFC를활용 : 수수료발생을통한매출증대 모바일지갑을장악하는기업이 NFC 시장의승자가될것 < NFC 를활용한모바일결제 ; LG U+, 토니모리화장품 >
카드에뮬레이션 (2/5) 모바일쿠폰 MoLo Rewards가미국에서시작한 NFC 기반쿠폰프로그램 1) 사용자는웹사이트에서단말기로쿠폰을다운 2) 해당점포에서이동전화기를 NFC 리더에대는것으로쿠폰이해당점포로전달됨 3) 점포는누가쿠폰을다운받아어떻게사용하는지알수있어고객관리에도움이됨 < NFC 를활용한 MoLo Rewards 의쿠폰프로그램 >
카드에뮬레이션 (3/5) 모바일커머스시대의개막 국내모바일쇼핑시장규모는 2011년 2천억원대 모바일쇼핑이용자수는전체스마트폰유저중 47% 11번가모바일서비스 2011년모바일쇼핑월거래액이 18억 5천만원에서 11월 130억돌파 앱다운건수 200만 + 11% 청구할인이벤트 하나 SK 경우모바일카드결제시혜택제공
카드에뮬레이션 (4/5) 티켓 & 키 & 신분증의대체 영화, 공연, 항공등온라인에서구매한티켓을 NFC로편하게이용 아파트키, 자동차키, 사무실키등각종키의대체가가능 신분증, 자동차면허증, 여권기능탑재가능 모바일보딩패스서비스 2009년에어프랑스, 아마데우스, IER은프랑스에서니스 ~ 파리구간항공기이용고객들을대상으로 NFC 기반의보딩패스파일럿테스트를시행 < NFC 기반의보딩패스파일럿테스트단말기 >
카드에뮬레이션 (5/5) BMW의 Connected Drive 자동차키를 NFC로편하게이용할뿐만아니라, 호텔및기차예약등에도활용 < NFC 기반의 BMW 키인식 >
리더기능 (1/2) 쇼핑정보 & 스마트포스터 ( 광고 ) 상품에부탁된태그를인식하여관련정보확인및상품구매로의연결 영화, 공연, 각종광고의포스터에있는태그에모바일기기를가져가면부가정보를확인하거나관련서비스로이동이가능 카메라로 QR 코드를인식하여정보를얻는방식과유사하지만, 별도로애플리케이션실행이필요없어사용자편리성을제공
리더기능 (2/2) SNS 1) Foursqure 대표적인소셜 LBS로 NFC를통한체크인을테스트중 2) Servtag Friendticker라는서비스를시행하여베를린 250개위치에 NFC 태그를설치하고스캔함으로써친구들에게본인의정보를알수있게해준서비스
정보교환 (1/2) 연락처 & 데이터교환 모바일기기기에저장된사진, 동영상, 문서, 연락처정보등을다른모바일기기와손십게공유 카메라, 프린터등과같은디지털기기들과데이터공유도가능 E-2
정보교환 (2/2) 각종태그의보급 저렴하고컴팩트한태그의등장 헬스케어분야에서환자, 약병태그로활용가능 반려동물태그등으로도활용가능 E-1
SUMMARY NFC는개방형 RFID 기술의일종으로이동통신단말기에탑재하여근거리에서양방향으로데이터의송수신을지원하여다양한부가서비스가가능하도록하는근거리무선통신기술 NFC 기반 USIM, NFC 컨트롤러칩, NFC 안테나로구성되며, 능동 / 수동통신모드를지원 NFC의동작은 P2P 모드, Reader/Writer 모드, Card Emulation모드의 3가지모드로구분 NFC Technology Architecture는 8가지영역으로나누어지며, Specification은기술적특성에따라 5가지의범주로구분 향후 NFC 시장은고속성장을이룰것으로전망되며, 카드에뮬레이션 / 리더 /P2P분야에걸쳐다양한서비스의발전이예상됨 END
Reference NFC 포럼 NFC 세미나발표자료-NFC 기술개요및동향 http://ktdsblog.com/ 국내외 NFC 사업현황 / 전망및서비스모델 (2012)-기술문화연구소 NFC, Beyond Payment Smart Mobile Life 추진방향 (2012) -방송통신위원회 새롭게주목받는 NFC의개요, 관련사업자동향및시사점 -KT경제경영연구소 NFC 이슈분석-SMALLCAP RESEARCH