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    2. 네트워크 기출문제

NFC

개념
- 모바일 기기에 장착하여 13.56Mhz 주파수를 이용해 양방향 통신이 가능하고, RFID와 스마트 기능을 통합하여 다양한 비즈니스 모델이 가능한 근거리 무선통신 기술

I.  10cm이내에서 양방향 통신하는 비접촉 근거리 무선 통신 기술, NFC

 가.  NFC(Near Field Communication) 개념

  - 모바일 기기에 장착하여 13.56Mhz 주파수를 이용해 양방향 통신이 가능하고, RFID와 스마트 기능을 통합하여 다양한 비즈니스 모델이 가능한 근거리 무선통신 기술

 

 나. NFC의 일반 특징

특징

설명

양방향 통신

-기존 스마트 카드가 리더기에 데이터를 전송하는 Tag역할만 했지만 NFC는 Tag역할과 더불어 read/write기능을 수행함

-단말기간의 P2P(point to point) 통신을 지원

보안성과

편의성

- 보안성과 편의성은 Trade-off관계

- 기존 Wifi와 블루투스를 이용한 전자거래의 경우 비밀번호를 입력하고 인증서를 받는 등 사용자 입장에서 불편함을 초래했지만 NFC는 10Cm라는 근접거리 통신으로 편리함과 더불어 해킹의 위협을 근본적으로 차단가능

짧은 통신거리

-약 10Cm의 통신거리로 기기를 맞대야만 통신할 수 있는 구조 사용자가 주의만 기울인다면 해킹의 위협을 원천차단

다양한 응용

서비스

-스마트 TV, 스마트폰, 스마트 패드등의 스마트 기기는 OS(운영체제)를 통해 구동되므로 GPS, 카메라, 자이로스코프등의 인터페이스와 SNS, LBS와 연동가능

-스마트 기기의 다양한 인터페이스와 수백, 수천의 application을 통해 서비스의 확장성이 큼

 

 다. NFC 기술적 특징

항목

설명

주파수

13.56Mhz +- 7Khz

전송속도

424kbps

전송거리

10cm 이내(최대 20cm)

표준

ISO/IEC 18092(프로토콜), ISO/IEC 14443, ISO/IEC 15693(IC, 리더 등), ETSI 국제표준

전력

저전력

보안성

카드와 판독기 사이 비밀키 기반 암호화

호환성

블루투스, Wi-Fi/802.11,UWB와 호환, 기존 IOS 14443 장비와 통신가능

통신방식

터치방식(근거리 접촉 시 자동으로 인터페이스 동작)

운영모드

능동통신모드(Active Communication Mode), 수동통신모드(Passive Communication Mode)

내장방식

단말기반(스마트카드 단말기에 내장), SIM기반(SIM카드에 탑재)

동작모드

Card Emulation모드(비접촉식), RW모드(Passive RFID Tag의 리더로 동작), P2P모드(장치간 상호 데이터 교환)

  -  모바일 RFID와 NFC의 가장 큰 기술적 차이는 NFC가 정보의 쌍방향 통신(read/write지원)

  -  암호화 기술이 적용되어 무선으로 접속해도 정보유출 방지

  -  NFC는 장치 간 근거리 접근 시 관련 소프트웨어와 인터페이스가 자동 동작

 

II.  NFC 구성도, 구조적 특징, 동작방식, 태그의 종류, 응용분야

 가.  NFC 구성도

 

 나.  NFC 구조적 특징

NFC 기기의 하드웨어 구조

   1) NFC칩 : 송수신한 데이터를 처리하는 NFC 칩 NFC 기술의 핵심, 다른 어플리케이션과 하드웨어 컨트롤을 담당

   2) 안테나 : RF를 송수신하기 위한 안테나

   3) SE(Secure Element) : 보안을 담당. 결재, 고객정보관리를 위한 핵심요소

 

 다. NFC 동작 프로세스 예시

nfc_comm.jpg

  1) 리더 역할을 하는 NFC 기가는 주기적으로 RF를 송출해 RF 필드를 검색

  2) RF 필드가 검색되면 초기 명령을 통해 선택된 전송속도로 대상기기와 통신, 대상기기는 수신된 데이터를 디지털로 처리

    3) 대상 기기는 동일한 전송속도로 리더 역s할흘 하는 NFC 기기에 응답. 태그 역할을 하는 NFC 기기는 이를 디지털로 처리

 

 라.  NFC 통신 동작방식

방식

내용

능동통신모드

Active Communication Mode(자체 전원공급 지원)

- 발신기(initiator)와 목표기(target) 모두 스스로 생성한 RF 필드를 사용하여 통신

-  Initiator: 리더 역할, Target: 태그 역할

- 리더와 리더간 P2P통신

능동방식

수동통신모드

Passive Communication Mode(자체 전원공급 미지원)

- 발신기가 RF필드를 생성하고 목표기는 발신기의 명령에 load modulation scheme으로 응답

- 리더와 태그간 통신

수동방식

 

 마.  NFC 동작방식

유형

내용

Card Read/

Write

- ISO 14443A 규격을 만족하는 카드/태그는 모두 읽고 쓸 수 있음

- 교통카드, Mifare 카드 등

Wired Mode

- 뱅킹 칩과 뱅킹 애플리케이션 사이의 통신을 NFC 칩이 중계하여 NFC 단말에 기존 뱅킹 시스템 수용 가능

Virtual Card Mode

- 스마트 카드와 NFC 칩이 접촉식 통신을 하고 NFC 칩이 ISO 14443 통신을 하여 각 VAN 사에서 제공하는 신용카드 결제 시스템에서 사용

P2P 전송

- NFC Device간 데이터 전송

- 단말기의 주소록이나 사진, 벨소리 등의 데이터 전송

 바.  NFC 태그의 종류

항목

타입1

타입2

타입3

타입4

RF인터페이스

ISO 14443A

ISO 14443A

ISO 18092

ISO 14443

속도

106kbps

106kbps

212kbps

106~424kbps

프로토콜

자체 명령어

자체 명령어

FeliCa

ISO 14443-4,

ISO 7816-4

메모리크기

1KB 이하

2KB 이하

1MB 이하

64KB

응용분야

단일 응용 서비스용 저용량 태그

다중 응용 서비스용 고용량 태그

 사.  NFC 응용분야

분야

설명

데이터 교환

- 스마트폰 간, 또는 PC, 일반 가전제품과 스마트폰 간 정보

업데이트 등 데이터 통신

서비스 발견 및 연결

- RFID 태그가 부착되어 있는 스마트 포스터에 접촉을 통한

정보획득 및 해당 웹사이트로의 연결까지 제공

- 와이파이와 블루투스 간 간편 연결에도 사용

전자결제 및 티켓팅

- 비접촉식 스마트카드 기술과 보안기술 접속 안전한 모바일

결제 방식 제공

- 교통카드와 할인 쿠폰 등 다양한 결제 수단으로 사용

 

III.  NFC 기술 동향 및 활성화를 위한 주요 적용분야

 가.  NFC 기술 동향

  -  스마트폰의 급격한 확산에 따라 다양한 융합 기술로 서비스 활성화 진행 중

  -  카드업체와 통신업체 연합 및 제휴 활성화(SKT+하나카드, KT+BC)

  -  디바이스 업체에서 NFC 기능이 탑재된 스마트폰 출시

  -  모바일 신용카드, RFID 리더/태그 및 데이터 전송장치로 다양한 NFC 기술 활용

 

 나.  NFC 활성화를 위한 주요 적용분야

적용분야

설명

금융결제

분야

- 비접촉 결제, 온라인 결제

- 비접촉 분야는 현금결제를

대체하는 모바일 결제를 의미

- 온라인 결제는 온라인 계좌에 접속해 기기간 통신으로 송금이 가능한 대체 수단

액세스

컨트롤 분야

- 교통기관이나 이벤트 등의

티켓팅

- 이통망의 접속권한으로 PC,

차량 등에 접속

- 단말간에 무선통신 접속을

간편하게 셋업하는 페어링

개인정보

관리

- 휴대폰에 저장된 개인정보를

이용해 사용자 인증 실행

- GPS 기능과 연계한 위치정보를 전송하는 ‘지역마케팅’

  -  전문가들은 NFC의 주요 활동분야 중 모바일 결제 분야가 가장 활성화 될 것으로 전망

 

IV.  NFC와 근거리 무선통신 기술 비교

구분

NFC

블루투스

UWB

Zigbee

표준

ISO/IEC 18092, ISO/IEC 14443A

IEEE 802.15.1

 

IEEE 802.15.3a

(고속 전송),

IEEE 802.15.4a

(위치인식)

IEEE 802.15.4b

주파수

13.56MHz

2.4GHz

(ISM Band)

500MHz ~ 1Gbps

2.4GHz,

868/915MHz

변조

-

FHSS

QFK/PAM/PPM

DSSS

NW

구성

Peer-to-Peer

Point-to-Point

Point-to-Multipoint

Point-to-Point

Cluster-tree, Star, Mesh

MAC

-

TDMA

CDMA/OFDM

CSMA/CA

전송

속도

424Kbps

24Mbps

(Bluetooth 4.0)

500Mbps

250Kbps

(보조장치 통해 20Kbps 가능)

전송

거리

20Cm 이내

10M~100M

(3.0, 4.0)

10m

표준10m

(최대75m)

노드수

-

8

1

254

전송

전력

15mA(read)

1mW

0.1mW

4~20(dBm)

활용

센싱, 결제,

데이터 통신, 사용자인증

음성, 팩스, AV 등 다양한 통신 지원,

단말기 파일

전송

멀티미디어

데이터 전송

센서간 통신

기기제어, RFID

특징

읽기와 쓰기를 모두 지원,

저전력,

WPAN 기기간 페어링 및 상호 연동

저가, 저전력, 네트워크 구성(최대 7개),

페어링 방식,

간섭현상 발생

고속 전송,

저전력, 전파

간섭으로 인한 손실 최소

저전력, 저속, 근거리, 저가,

다수 NW 구성 가능(255개)

적용
제품군

스마트카드, SIM카드 내장

중저가품

($5)

고가품

($10이하)

초저가품

($1.5~2.5)

 

V.  NFC와 블루투스 비교

구분

NFC

Bluetooth

표준

ISO/IEC 18092, ISO 14443A

IEEE 802.15.1

주파수

13.56MHz

2.4~2.5GHz

통신거리

20cm 이내

10m 이내

Topology

Point to Point

Point to Multipoint

전송속도

424Kbps

2.1Mbps

Set-up 시간

0.1초 이하

6초 내외

RFID 호환성

가능

불가능

 

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