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手机支付技术在城市一卡通中应用的方案

来源:住房和城乡建设部IC卡服务中心      2010/6/27 11:58:47

   1. 手机支付概述

    手机支付,就是允许用户使用其移动终端(通常是手机)对所消费的商品或服务进行账务支付的一种服务方式。整个手机支付产业链包括移动运营商、支付服务商(比如银行,银联等)、应用提供商(公交、校园、公共事业等)、设备提供商(终端厂商,卡供应商,芯片提供商等)、系统集成商、商家和终端用户。

    目前手机支付在城市一卡通中的应用主要是实现手机具备公交IC卡功能,可以刷手机乘坐公交车或者其他小额消费应用。随着技术和运营模式的不断成熟,以后手机也可以作为充值终端或者消费终端实现在线充值或者消费的功能。目前手机支付技术实现主要有双界面USIM、SWP、RFSIM和NFC四种方案。

    2. 手机支付方案

    2.1 双界面USIM方案

    USIM(Universal Subscriber Identity Module)全球用户识别卡是第三代手机卡,该SIM卡不仅可以实现传统的接触式SIM卡的功能,还增加了非接触通讯功能,可支持手机的非接触支付等应用,其中比较有代表性的是SIMpass技术。

    该新型双界面SIM卡由层叠式的天线结构、高导磁率介质层以及双界面芯片模块构成。在非接触工作方式下可通过接触触点提供芯片工作所需电源,增加非接触工作方式下卡片的通讯距离并提高通讯的稳定性,弥补非接触工作方式直接从场中获取能量弱的缺点,可在非接触方式下支持卡片进行复杂的操作或带动大容量的存储器。在卡片应用时采用非金属的卡座以及手机后盖,尽量减少金属对非接触通讯的影响,同时卡座的金属接触触点采用弹簧针结构以减小其对非接触通讯的影响。

    双界面USIM卡方案利用SIM卡保留的C4/C8两个引脚作为S2C接口连线,从而实现SIM卡与NFC的连接。但由于目前实现双界面USIM卡方案的C4/C8两个保留引脚已被国际标准组织定义为大容量SIM的高速接口,与SIM卡的未来发展存在冲突,因此该方案较少被接受。

    优势:

    1) 13.56MHZ可兼容现有设备,无需改造终端;
    2)用户数据可由城市运营商控制。

    缺点:

    1) 需改造目前现有手机;
    2) 占用了SIM卡的C4/C8管脚(高速接口预留);
    3) 稳定性有待解决。

    2.2 SWP方案

    SWP(Single Wire Protocol)是采用C6引脚的单线连接方案。在SWP方案中,接口界面包括三根线:VCC(C1)、GND(C5)和SWP(C6),其中SWP一根信号线上基于电压和负载调制原理实现全双工通讯,这样可以实现SIM卡在ISO7816界面定义下同时支持7816和SWP两个接口,并预留了扩展第三个高速(USB)接口的引脚。支持SWP的SIM卡必须同时支持ISO和SWP两个协议栈,需要SIM的COS是多任务的OS系统,并且这两部分需要独立管理的,ISO界面的RST信号不能对SWP部分产生影响。

    SWP是在一根单线上实现全双工通讯,定义了S1和S2两个方向的信号, SWP传输的波特率可以从106KBPS最高上升至2MBPS。从SWP的定义看,SWP方案同时满足ISO7816、NFC和大容量高速接口,并且是全双工通讯,可以实现较高波特率。SWP系统地定义了从物理层、链路层到应用层的多层协议,并已经上升成为ETSI的标准,正在争取成为ISO的标准,目前得到业界较多的支持。从另一个角度看,SWP方案要求SIM卡和NFC模拟前端芯片同时重新设计,涉及的面比较广,市场推进的难度较大。另外,NFC应用非常关注掉电模式下的应用,SWP的S2负载调制通讯方式带来接口的功耗损失,对掉电模式下的性能有不利影响。

    优势:

    1) 13.56MHZ可兼容现有设备,无需改造终端;
    2) 用户数据可由城市运营商控制;
    3) 稳定性相对比较好;
    4) 符合欧洲电信业标准。

    缺点:

    需改造目前现有手机。

    2.3 RFSIM方案

    RFSIM卡是可实现中近距离无线通信的手机智能卡,是一个可代替钱包、钥匙和身份证的全方位服务平台。它的最大特点是不需换手机,现有手机换一张智能卡后就成了类 NFC手机,但使用的频率是2.4G,不是13.56M,通信距离可在10-500CM自动调整,单向支持100M(数据广播)。

    RFSIM卡不仅具备现有SIM卡的电信功能,由于天线、安全芯片及电信芯片完全集成Plug-in卡体中,还可以承载电子钱包、电子票、公交、非接触门禁/考勤等企业一卡通应用。

    优势:

    近场通信无需手机支持。

    劣势:

    1) 需要POS终端支持2.4G通讯协议;
    2) 通信距离不易控制;
    3) 功耗偏高;
    4) 不支持掉电工作模式;
    5) 蓝牙、WiFi等设备潜在的电磁干扰 。

    2.4 安全NFC手机

    现有NFC手机在设计中多将NFC芯片组放在手机后盖上,包括存储芯片。在大规模商用时,会将存储芯片整合到手机主板上。但是,无论是在主板还是后盖,在手机上的固化意味着更换手机时有丢失原卡信息的可能。其次,虽然NFC芯片有有源和无源两种被感知方式,但在推出的NFC手机中,都由手机电池供电,万一手机没电,NFC就无法运作。

    虽然目前NFC手机已经有成熟的产品,但是NFC手机受专利保护,所有的用户数据不由城市运营商控制。

    3. 建议

    通过对以上四种方案的分析对比,可以看出,手机支付技术如果在城市一卡通系统中应用,将面临改造终端机具或者手机的问题,无论城市运营机构采用何种方案,建议遵循以下原则:

    (1)为降低运营成本,系统改造费用应由移动运营商解决;
    (2)使用手机支付不能影响城市通卡运营机构的原有利益;
    (3)线下支付环境应使用城市通卡运营机构的原有环境;
    (4)线下支付产生的数据应由城市通卡运营机构负责清算;
    (5)SIM卡的操作系统应符合住房和城乡建设部相关标准要求;
    (6)密钥安全及数据安全应由住房和城乡建设部IC卡应用服务中心和城市通卡运营机构共同承担。

    总的来说,不管是哪种方案,对于城市通卡运营机构来说都是可以接受的,甚至可以同时使用多种方案。

分享到新浪微博         责任编辑:苏洁   投稿邮箱:editor@yktworld.com
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