NFC規格と通信方式

NFCの基本概要

NFCは、無線通信技術の一種ですが、BluetoothやWi-Fiと異なり、通信距離が極めて短いことが特徴です。
利用する周波数帯は13.56MHzで、これはISM（Industrial, Scientific and Medical）バンドに属します。この帯域は世界的に免許不要で利用できるため、グローバルな普及が容易になっています。
一般的な近接用途では、ISO/IEC 14443では、通信距離は10cm程度です。これは、セキュリティを重視した設計思想によるものです。近距離でしか通信できないため、第三者による盗聴やリレー攻撃のリスクが低減されます。
通信速度はISO/IEC 14443系では106kbpsから848kbpsで、動画や大量データの転送には不向きですが、認証や設定情報の交換には十分です。ISO/IEC 15693（Type５）では、26~53kbpsです。

NFCリーダー／ライターとNFCタグ/カードの通信原理

NFCの通信は、電磁誘導を利用した磁界結合方式で行われます。送信側のアンテナコイルが発生する磁界を、受信側のコイルが受け取ることで電力と信号を伝達します。この仕組みにより、パッシブタグ（電源を持たないタグ）でも動作可能です。例えば、交通系ICカードやNFCタグは、リーダーから供給される電磁エネルギーで動作します。
セキュリティ面では、AESやDESといった暗号化技術が採用され、認証プロトコルも組み込まれています。これにより、決済や個人情報のやり取りにおいて高い安全性が確保されます。また、エラーチェックにはCRC（Cyclic Redundancy Check）が用いられ、通信の信頼性を担保します。

通信モードと規格

NFCには大きく分けて3つの通信モードがあります。

① カードエミュレーションモード

スマートフォンやデバイスがICカードのように振る舞うモードです。交通系ICカードやモバイル決済（EMVCo）で利用される代表的な方式で、ISO/IEC 14443に準拠しています。これにより、既存のカードリーダーとの互換性が確保され、導入が容易です。

② リーダー／ライターモード

NFC機器がタグやカードを読み書きするモードです。タグはType 1～Type 5に分類され、容量や通信速度、セキュリティ機能が異なります。例えば、Type 2タグは低コストで広く普及しており、製品情報やURLの格納に適しています。このモードを使用すればスマートフォンを決済端末として使用することができます。

③ P2Pモード（Peer-to-Peer）

NFC対応機器同士で双方向通信を行うモードです。ISO/IEC 18092（NFCIP-1）に準拠します。現在は主に産業機器・車載機器のパラメータパラメーター設定など、スマートフォン以外の機器間通信で利用されます。

• スマートフォン同士のP2P通信（Android Beam等）は、Android 10以降廃止されており、現在のスマートフォンでは一般的に利用できません。

これらのモードは、用途に応じて使い分けられます。決済や認証にはカードエミュレーション、製品情報の提供にはリーダー／ライター、機器間の通信にはP2Pモードが適しています。次章では、これらを支える規格体系とNFC Forumの役割について解説します。

NFC通信を使ったアプリケーション

Bluetoothワイヤレスイヤホンを使用する際には、まずスマートフォンとのペアリング設定が必要です。NFC通信は、この“ペアリング手順”を簡単にするために活用されています。
ワイヤレスイヤホンにはNFCタグが内蔵されており、ペアリングに必要なMACアドレスなどの情報が格納されています。ユーザーがスマートフォンをイヤホンにかざすと、イヤホン側はこれらの情報をNDEF形式で送信します（NDEFについては次章で詳しく解説します）。スマートフォンはNDEFを読み取るだけでペアリング設定を自動で完了できるため、ユーザーは複雑な操作を行う必要がありません。
ペアリングが完了すると、音楽や音声データなどのメインの通信は Bluetoothを使って行われます。つまり、NFCは安全・確実に近距離でペアリング情報を渡すための手段、Bluetoothはメインデータを高速伝送する手段という役割分担になっています。

ワイヤレスイヤホンとスマートフォン間の通信イメージ

NFC Forumの役割と主要仕様：NDEFの構造とNFCタグの種類

NFCのエコシステムは、単に「近距離で通信できる」だけでは成立しません。異なるメーカーの端末やタグ、OSやドライバ、さらには決済・交通・アクセス制御などのサービス層が、相互運用できることが不可欠です。ここで中心的な役割を担うのがNFC Forumです。NFC Forumは、NFCの普及促進と標準化、認証制度の整備を通じて「誰が作っても、どこで使っても、同じように動く」状態を実現するためのルールを定めています。

NFCのプラットフォーム・アーキテクチャ

NFCフォーラム・アーキテクチャはOSI参照モデルに基づいています。物理層はISO/IEC 14443や18092に準拠し、データリンク層ではNFC Digital Protocolで信頼性を確保します。ネットワーク層はLLCPやSNEPで論理リンクを管理し、アプリ層ではNDEF形式でデータ交換を行います。これにより決済、認証、IoT連携など多様な用途を安全に実現します。

NFC Specification Architecture（出展: NFC Forum）

まとめ

NFCは単なる近距離通信ではなく、決済・認証・IoT・車載など幅広い分野で活躍する技術です。通信モードの理解と規格準拠の設計は、製品の信頼性と市場適合性を左右します。今後は、NFCとBluetooth LEやUWBとのハイブリッド利用、車載システムへの統合など、さらなる進化が期待されます。