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近场通讯手艺拓展电信智能卡应用

宣布时间:2010年08月17日 23:08    宣布者:conniede
要害词: 近场通讯 , 拓展电信 , 智能卡
比来,近场通讯(NFC)手艺应用在天下规模内遭到了普遍关注,国内外的电信运营商、手机厂商等不合角色纷纷睁开应用试点,一些国际性协会组织也起劲阻拦尺度化促进使命。据业内相关机构意料,基于近场通讯手艺的手机应用将会成为移动增值营业的下一个杀手级应用。

甚么是近场通讯

1 近场通讯(NFC)手艺


近场通讯(Near Field Communication,NFC),是由非接触式射频识别(RFID)及互连互通手艺整合演变而来,经由历程在单一芯片上集成感应式读卡器、感应式卡片和点对点通讯的功效,应用移动终端完成移动支付、电子票务、门禁、移出发份识别、防伪等应用。

NFC接纳13.56MHz作为近距离通讯频率尺度,兼容ISO 14443、ISO 15693、Felica等射频尺度。其尺度操作距离只需几厘米,运转距离规模在20cm内,数据传输速率可以选择106Kb/s、212Kb/s或许424Kb/s,未来可前进至1Mb左右。NFC信息转达是经由历程频谱中无线频率部门的电磁感应耦合要领完成的。

2 电信智能卡

智能卡的称谓泉源于英文名词“Smart Card”,是IC卡(集成电路卡)的一种。智能卡网罗中央处置赏罚赏罚器CPU、可编程只读存储器EEPROM、随机存储器RAM和固化在只读存储器ROM中的卡内操作系统COS(Chip Operating System)。卡中数据分为外部读取和外部处置赏罚赏罚部门,能够确保卡中数据安然可靠。

凭证应用的行业来划分,智能卡又可以划分为:电信智能卡、金融智能卡、身份证智能卡、门禁智能卡等。现在我国电信行业总发卡量已逾越20多亿张,占我国IC卡刊行总量的75%左右。2006年中国联通电信智能卡刊行量逾越了 1.27亿张,中国移动刊行量约4亿张。

电信智能卡最后的定位仅仅是承当手机登录群集时的鉴权认证,通常称为SIM卡或UIM卡。随着移动通讯手艺和增值营业手艺的生长,电信智能卡曾经生长成了运营商快速睁开增值营业的强年夜平台。

近场通讯手艺及应用

1 近场通讯手艺研究停留


从现在情形看,近场通讯相关的主要手艺妄图网罗以下几种。

● 双界面卡

双界面卡是基于卡片的处置赏罚赏罚妄图,由一个微处置赏罚赏罚器芯片和一个与微处置赏罚赏罚器相连的天线线圈组成,集接触式与非接触式接口为一体,两种接口共享统一个微处置赏罚赏罚器、操作系统和EEPROM。非接触界面由读写器发生的电磁场供应能量,经由历程射频要领完成能量供应和数据传输。接触界面完全兼容接触式卡片应用系统和读写机具。

经由历程双界面卡妄图完成的移动增值服务,只限于卡模拟要领,例如电子钱包卡、电子票、门禁卡等应用。现在完成要领网罗定制手机、低资源天线组件两种妄图。

● NFC

NFC是基于手机终真个手艺处置赏罚赏罚妄图,将NFC控制芯片、非接触式应用芯片(SmartMx)、射频天线集成得手机上。

NFC妄图可以完成卡模拟、浏览器模拟、点对点通讯三种应用形式,例如支付类应用、票务应用、防伪、广告、数据同步等。

● eNFC

eNFC是手机和智能卡相融合的完成要领,将非接触式IC卡应用放在(U)SIM卡中,NFC芯片经由历程单线通讯协定与(U)SIM卡通讯,加倍切合机卡分另外手艺特点。原来的移动通讯应用与非接触式IC卡等增值应用由统一的单芯片治理,使得移动运营商可加倍安然、轻盈、有力的对(U)SIM卡和其中的增值应用阻拦刊行、治理和控制,是以遭到多数运营商的喜欢。

2 手艺尺度化

NFC由Philips、Sony两家公司提出后,在2003年12月8日经由历程ISO/IEC(International Organization for Standardization/International Electrotechnical Commission)机构的审核而成为国际尺度,并在2004年3月18日由ECMA(European Computer Manufacturers Association)认定为欧洲尺度。现在曾经由历程的尺度编列有ISO/IEC 18092(NFCIP-1)、ECMA-340、ECMA-352、ECMA-356、ECMA-362、ISO/IEC 21481(NFCIP-2)。

为了推动NFC手艺的生长和普及,飞利浦、索尼和诺基亚培植了一个非营利性的行业协会——NFC 服装网服装论坛,旨在促进NFC手艺的实验和尺度化,确保装备和服务之间协同协作。现在,NFC服装网服装论坛在全球具有逾越100多个成员,其中网罗我国的复旦微电子和清华同方微电子。

2006年8月,NFC服装网服装论坛正式对外宣布四份关于NFC的手艺文件,使NFC有了更清晰详细的完成偏向,同时也使NFC手艺与手机的联络取得主要停留。这些文件网罗数据交流名堂(NFC Data Exchange Format,NDEF)、纪录类型界说(NFC Record Type Definition,RTD),和与RTD相关的文件与群集资源的基本手艺规格(NFC Text RTD Technical Specification、NFC URI RTD Technical Specification)。

现在仍有NFC的一些尺度没有被一定,自2006年11月USB组织对SIM卡和手机基带间的高速接口阻拦投票以来,手机中SIM卡与NFC芯片毗连的接口尺度曾经拖延了相当长的时间。国际尺度化组织在专注于NFC接口方面的使命,现在仍在阻拦中。

3 应用形式及国内外案例

近场通讯营业支持卡模拟、浏览器模拟,点对点通讯三种应用形式。

  • 卡模拟:银行卡、积分卡、种种储值卡、身份识别、门禁、行业卡等应用;
  • 浏览器形式:阻拦读取标签广告、防伪等应用;
  • 点对点通讯形式:供应两个NFC装备之间数据传输、游戏等服务。

近几年时间里,国内外阻拦了许多有关NFC手艺应用的实验,为手艺刷新和应用推行奠基了很好的基础,其中网罗:

  • 日本NTT DoCoMo公司自2004年7月推出基于非接触式IC卡式手机钱包营业,欲望用手机钱包徐徐替换人们在钱包中放置的一切物品。
  • 韩国SK Telecom公司推出的基于非接触IC卡手艺的MONETA营业,应用手机与银行信用卡联络,应用户应用手机阻拦现场支付营业。
  • 诺基亚推出了新款6131近场通讯手机,并阻拦了关于电子钱包、公交应用、数据营业下载等应用的实验;美国银行试点应用手机供应万事达卡PayPass应用;法国巴黎公交与地铁系统接纳近场通讯手艺,完成了手机购置车票与扣费搭车,并推出了商用版本的SAGEM非接触手机终端和照顾的SIM卡;从欧洲到北美近场通讯应用曾经从试点使命徐徐走向试商用。
  • 2006年6月诺基亚、厦门移动、厦门易通卡公司、菲利浦公司合营在厦门启动中国首个近距离通讯手机付泛起场实验。应用Nokia3220手机完成厦门易通卡笼罩的公交汽车、轮渡、餐厅、片子院、便利店等营业网点的手机支付。
  • 2007年3月13日正式在上海推出了移动认证营业,这个营业由诺基亚公司和上海质监、上海消防团结实验。执法职员只需持定制防伪应用的近场通讯手机,便可随时随地读取烟花炮竹所贴电子标签的全球唯一识别码,并实时上传至防伪服务器与数据库校验。
  • 2007年5月17日由重庆移动、重庆市商业银行、结行商务无限公司联络刊行的长江掌中行卡正式投入商用。它有尺度的非接触IC卡和手机粘贴卡两种体现形式,可普遍应用于传统批发业、群集数字产物破费、公用事业代收费营业、智能化治理领域等。
  • 湖北电信现在与武汉天喻协作开发基于小闭塞的非接触式IC卡应用,接纳应用预置在卡片中的要领,现在曾经预置的应用有公交卡、校园卡等。

基于电信智能卡的近场通讯手艺探索

1 手艺妄图特点

该妄图以SIM卡为焦点,应用放在单芯片的SIM卡中,确保了营业完全是由运营商控制并阻拦有用治理。营业逻辑层与射频RF层划分,营业逻辑由SIM卡治理,而射频由内置于手机的NFC芯片阻拦治理。接纳此妄图,可以很容易地将现在曾经在Java卡上完成的其他应用,例如银行及公交应用部署在SIM卡上,使SIM卡成为一卡多用的多功效卡。妄图特点以下:

  • 以运营商为焦点:在这个手艺妄图中,一切的非接触式应用都存储在运营商刊行的SIM 卡上,是以运营商可以有用地妄图和治理非接触式营业,施展焦点的作用。
  • 多协定支持:手机可以支持卡片模拟及读卡器形式,兼容ISO 1443 type A、type B、type B calypso、Felica和RFID-ISO 15693。
  • 匮电使命形式:纵然在手机关机或许电池用尽的情形下,SIM卡中的非接触应用依然可以正常使命。关于公共交通及小额支付,这是一个异常须要的功效。
  • 多应用支持:SIM卡支持Global Platform(GP)手艺架构。这类架构保证了在SIM卡中可以凭证一套完全的安然尺度培植多个自力的安然域,以存储多种完全不合的应用,例如移动通讯、公共交通、电子钱包、票务应用、门禁等。
  • 营业的可移植性及延续性:由于应用信息是存储在SIM卡中,是以在用户替换手机以后,一切的应用都可以一连。
  • 安然性:SIM卡自己的安然机制为存储在卡中的生意营业供应了一个安然的运转情形。同时,基于GP架构的Java卡更完成了不合应用之间的隔离,有用防止未授权的恶意进击行动。
  • 开放的处置赏罚赏罚妄图:相关的手艺尺度均已开放并提交至ETSI。

2 相关手艺环节

eNFC芯片组

该芯片组请求支持尺度的ISO 15693, ISO 14443-A/B、ISO 18092协定;支持读卡器、卡片模拟和点对点数据传输三种使命形式,支持匮电使命形式。现在已有Inside公司可供应商用产物,NXP公司也将于2007岁尾供应此类芯片组。

SIM卡

为保证SIM 卡上生意营业应用的安然性和生意营业应用的空中下载,凭证Global Platform请求完成SIM卡的应用治理架构。为保证应用供应商及可信托的第三方能够自力开发生意营业应用,SIM卡应同时支持Java卡尺度,以保证卡片及应用的互操作性。同时支持单线通讯协定完成与eNFC芯片之间的通讯,也必须兼容ISO 7816接口保证SIM卡原有移动通讯营业的正常应用,并支持多线程操作形式。现在雅斯拓等多家卡商都可供应此类卡片。

时时彩图1 SIM卡架构图


手机终端

手机终端硬件上,需集成eNFC芯片及天线,将eNFC芯片与SIM卡的第六管脚相连,以保证eNFC芯片与SIM卡的通讯。在软件方面,完成BIP协定以支持SIM卡经由历程TCP/IP通道与远端服务器阻拦通讯。SAGEM此类手机终端曾经在巴黎地铁的试点项目应用。

时时彩图2 手机终端硬件结构图


3 主要手艺效果研究

(1)NFC控制芯片与SIM卡通讯协定

推敲到与国际尺度兼容效果,NFC控制芯片与SIM卡通讯协定将接纳单线协定。手机上的非接触模块被划分为以下两个部门。

eNFC芯片组:eNFC芯片组与天线一起被设计在手机中,起到一个调制解调器的作用。它主要用来处置赏罚赏罚射频RF协定自己,将射频旌旗暗记转换为帧旌旗暗记从SIM卡上的C6管脚传送到SIM卡中,或许将从SIM卡统一管脚吸收到的帧旌旗暗记转换为射频旌旗暗记。

SIM卡:SIM卡主要用于存储Java应用并处置赏罚赏罚非接触生意营业,卡片须支持单线协定并能够与eNFC芯片阻拦通讯。

单线协定自己是一个全双工的通讯协定,应用电压电流调制在SIM卡片及eNFC芯片组之间传输数据。

时时彩图3 单线协定提要模子图


(2) 应用安然机制

一切系统及营业流程遵守GP尺度,以知足应用各方对安然性的请求。凭证GP尺度,卡片内存被脱离为若干自力的安然域,分为以下两种类型。

  • 卡片刊行者安然域:担负卡片治理功效,控制其他安然域的生命周期,由卡片刊行者(通常是运营商)掌控;
  • 应用供应方安然域:应用供应方可以在自己控制的安然域内下载及装配新的应用。另外,相关各手艺环节对应用安然也有保证。
  • SIM/UIM卡:凭证GP尺度完成卡片的应用治理构架,保证卡片上生意营业的安然性和应用能够安然的经由历程空中下载;
  • 受理终端(POS):受理终端需凭证应用刊行方的密钥治理系统、手艺尺度、营业流程请求阻拦定制;
  • 应用刊行系统:系统设计切合GP尺度,分为卡片刊行方、应用刊行方系统,接纳完全分另外密钥系统,各自自力治理;
  • 手机终端:只作为透明的传输通道,不存储任何与应用刊行、电子钱包破费、充值历程相关的密钥、证书,降低被破解风险。

(3)匮电使命形式

公交、门禁等尺度应用均请求支持匮电使命形式,此时能量主若是由线圈感应取得,相对无限。低能量会招致射频性能低和弗成靠数据发生,这就请求NFC控制芯片、SIM卡等都具有低功耗使命才干,有用应用手机的残留电量到达匮电使命状态下的优胜的射频性能。

应用远景展望

电信智能卡未来必将会供应更年夜存储容量、更高通讯速率、更强盘算才干和加倍完善的身份鉴权系统。基于以上的手艺保证,电信智能卡将会成为一个支持多义务、多应用的营业平台。作为其中一类主要的应用,近场通讯手艺应用将改变移动运营商、手机厂商、智能卡厂商、系统供应商、应用供应商之间协作的要领,培植新的营业形式与赚钱时机,进一步前进用户破费行动的电子化水平,从而成为移动通讯行业增值营业新的增添点。
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