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手机非接触支付的技术标准比较分析
作者：RFID世界网 收编
来源：电信科学
日期：2010-10-29 10:03:02
摘要：目前，国内外电信运营商都在大力发展RFID移动支付应用。
1 前言
利用RFID（radio frequency identification，射频识别）开展的移动支付业务已经成为移动生活的发展热点。根据行业协会Eurosmart和市场研究公司Strategy Analytics的数据，2011年消费者用手机支付的金额将达220亿美元。目前，国内外电信运营商都在大力发展RFID移动支付应用。
2 RFID技术简介
RFID是一种非接触式的自动识别技术，通过特定频率的射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别过程无需人工干预，还可以同时对多个高速运动的物体进行识别，且操作方便、快捷。
根据使用频率的差异，RFID可以分为低频（LF，135 kHz以下）、高频（HF，13.56 MHz）、超高频（UHF，860～960 MHz）、微波（MW，2.4 GHz和5.8 GHz）；根据能源的供给方式又可以分为无源RFID、有源RFID以及半有源RFID。
RFID的基本组成部分包括标签（Tag）、阅读器（Reader）和天线（Antenna）。其工作原理比较简单：标签进入磁场范围后，接收、解读阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获取的能量发送存储在芯片中的产品信息（passive tag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（active tag，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。
RFID因其方便快捷、操作简单的特性发展迅猛，从最基础的身份识别功能发展出多种扩展应用，如商品标签、门禁考勤、移动支付、跟踪定位等。
3 电信运营商发展RFID技术的必要性
RFID技术受到电信运营商的广泛关注，随着移动通信技术的发展，电信运营商都将RFID支付技术的研究作为手机增值服务的重要方向之一。电信运营商为何如此重视RFID支付技术，主要有以下一些原因。
首先，电信运营商发展RFID支付应用是双赢的选择。经过几年的发展，手机用户逐渐趋向饱和，尤其是语音业务已经相当完善，发展的空间已经不大，电信运营商的目光已经转向了手机上的各种增值服务。RFID应用越来越丰富，尤其是2010年快速发展的公交、地铁应用，使RFID技术逐渐被人们所熟知和接受，用户使用习惯和产业链已经培育起来。因此，越来越多的电信运营商将RFID移动支付应用视为未来移动生活的一个战略产品。
其次，RFID与手机都强调私人专有的特性，RFID比较典型的应用有身份证、银行卡、门禁卡等，都是用于或者基于个人身份识别的应用；随着手机的普及，手机在作为个人通信工具的同时，在一定程度上也已经成为个人身份的标识。
再次，手机中有一个天然的模块可以用来存放身份识别信息和支付信息——SIM/UIM卡。SIM/UIM卡也是电信运营商的用户身份识别模块。随着工艺的改进，卡容量越来越大，有大量的余留空间可以存放与具体应用相关的识别信息，比如银行卡账户、公交卡等应用的个人身份信息。SIM/UIM卡中的信息还可以通过相应的管理平台，如OTA平台，利用空中接口进行便捷、安全的管理。同时，一张SIM/UIM卡中可以存放多种RFID应用，各种应用之间互不干扰。
最后，电信运营商拥有丰富完善的通信网络，在许多RFID应用环节中可以显现出意想不到的便利性。比如，传统的充值方式，用户必须到特定的网点或POS机上才能完成，而利用RFID与SIM/UIM卡结合，就可以利用移动网络进行随时随地的空中充值操作了。
电信运营商可以利用RFID移动支付产品来丰富自身的增值业务，增加用户黏性；而RFID可依托电信运营商强大的网络和推动力来促进产业链的发展。两者不谋而合，近些年，双方的合作探索不断涌现，共同推动了RFID支付应用的飞速发展。
4 电信运营商在RFID移动支付领域的应用实例
共同的利益、市场的需求、广阔的前景是电信运营商推动RFID发展的动力所在，从二维码应用到NFC手机，再到如今的RF SIM，在RFID移动支付应用的发展道路上，电信运营商进行了大胆的探索和尝试。
在国外，最成功的RFID移动支付应用电信运营商当属日本的NTT DoCoMo。从2004年8月推出移动支付业务（CsaifuKeitai）、2005年12月推出手机钱包业务至今，NTT DoCoMo已经将此项业务拓展到海外多个市场，包括欧洲多个国家、新加波、中国香港、中国澳门等。其RFID手机刷卡业务采用了FeliCa IC作为移动支付技术，FeliCa IC技术是索尼、飞利浦公司在NFC基础上改进的一种RFID技术。NTT DoCoMo通过整合银行、商户、手机厂商，建立起一个完善的产业链，用户通过将银行卡信息内置到FeliCa IC中，利用定制的手机终端就可以在合作商户中的POS机上进行手机刷卡消费。截至2008年9月，日本手机支付用户已经超过4 900万。
早在2001年，韩国SKT公司推出了名为MONETA的移动支付业务，用户申请此项业务后将获得一张内置信用卡功能的手机智能卡，可以用于商品购买、ATM机提现、自动售货机购物以及支付地铁等公交费用，并于2004年8月开通了手机金融服务。目前在韩国，每月有超过30万人在购买新手机时，会选择具备存储银行交易资料并进行交易信息加密功能的手机，移动支付业务使手机变为传统支付工具的替代品。
欧美的主要电信运营商也都十分重视RFID移动支付技术，开展了多种试点应用。如法国4大移动电信运营商和6大银行合作，联合Visa和Mastercard于2007年12月推出手机“无接触”付费试用活动，受到了人们的欢迎；MasterCard公司于2009年春季向用户提供了贴纸形式的PayPass RFID支付卡，用户将贴纸贴在手机上，即可在Dairy Queen和Sheetz等一些商家进行消费。
在国内，中国移动于2006年6月联合Nokia、厦门易卡通进行了NFC手机支付的测试。其后，2008年与握奇公司、广州地铁公司合作推出了基于SIMpass方案的手机地铁票；2009年7月，正式在湖南、上海、重庆、广东4个省市试点手机小额支付业务，采用了2.4 GHz的RF SIM方案，用户无需更换手机，只需要更换SIM卡，即可开通手机支付功能。
2010年5月中国联通在上海发布了基于NFC技术的手机支付业务，用户通过内置NFC芯片的手机或者NFC手机贴卡等方式即可使用手机支付业务。
国内外电信运营商对RFID移动支付技术都十分看好，特别是手机支付产品。但由于多种原因，目前还只有少数国家有成熟的应用：一个原因是各国实际情况差异较大，产业链较长，特别是与银行的关系差别较大；另一个原因是RFID移动支付技术还未形成统一的行业标准，各种技术间差异较大且各具优势。
5 几种RFID支付技术的比较与分析
RFID支付技术本身已经比较成熟，但如何与手机结合开展应用还处于探索阶段。目前存在多种RFID支付技术方案，主要有贴片卡、NFC、eNFC、SD卡、SIMpass、RF SIM等。
技术本身没有优劣势，但电信运营商在开展具体业务时，需要考虑如成本、与电信运营商的关联度、安全性、技术成熟度、用户使用习惯等诸多因素，下面我们就一些重要的方面对几种技术进行简单的比较，见表1。
贴片卡方式是最容易、成本最低的将手机结合RFID应用的方式，但也是生命力最弱的一种方式。主要是因为贴片卡方式对电信运营商来说关联性太弱，也很难起到黏着用户的目的，同时由于无法建立起与SIM/UIM卡的关联，无法提供空中充值、远程应用管理等功能。
eNFC方式是NFC方式的一个演进技术。eNFC方案中产业链利益偏向电信运营商，由SIM/UIM卡控制业务逻辑，但缺陷也很明显，手机终端和UIM卡都需要定制或改造，并且尚无任何商用或试点案例。
SD卡方式实现原理有些类似贴片卡方式，与电信运营商关联较弱，且需要进行终端定制或改造。
SIMpass方案将应用信息和RFID模块都集成到SIM/UIM卡中，对电信运营商十分有利，用户也无需更换手机终端。但是，由于天线是从SIM/UIM中引出的，而不同手机终端SIM/UIM卡的放置位置不同，因此需要进行适配，同时天线比较容易折断、并不能适配所有手机也是问题。
RF SIM是一种新型的RFID产品，采用了2.4 GHz的通信频率。它将RFID模块、天线和应用信息都集成在SIM卡中，用户只需要更换SIM卡即可使用，从手机成本、业务控制角度来说是电信运营商的最佳选择。但由于原先的RFID行业应用较少用到2.4 GHz，银行、公交等主要行业的POS机都不支持，POS终端需要改造成本。另外，2.4 GHz的通信范围比较大，用户对RFID的安全担忧也是一个需要考虑的问题。
多样的技术给了我们多样的选择，电信运营商需要进行综合考虑，选择最适合的技术方案。
6 对电信运营商发展RFID支付的建议
电信运营商发展RFID支付应用，不仅需要从技术角度选择，还需要从其他方面进行考虑。
产业链中的地位：电信运营商是否一定要控制产业链，占据主导地位；
商业模式：RFID支付需要前期的大量投入，构建合适的价值链是电信运营商需要关注的重点；
用户接受程度：RFID支付是一种新型的产品，用户使用习惯也需要一个培养的过程；
交易安全性与金融风险：由于采用无线通信方式且无人工干预，用户会对支付的安全性有所担心，因此，交易过程中的金融风险也是电信运营商不得不面对的问题。
要快速、规范地推进RFID移动支付发展，电信运营商需要针对以下几方面进行思考。
（1）行业标准的统一
许多业内人士一直认为标准不统一是手机刷卡难以推广的根本原因，主要集中在13.56 MHz和2.4 GHz两种频率上。采用13.56 MHz频率的几种技术都需要定制手机终端或者加装天线，手机终端成本、产业链培育、用户更换终端成本等方面对国内电信运营商来说是不能不考虑的；2.4 GHz技术的缺陷主要是非传统行业标准，POS终端需要改造、较广的通信范围存在一定的安全隐患等。13.56 MHz方案拥有的大量成熟应用和2.4 GHz方案不用更换手机终端是各自的主要优势。电信运营商可通过商务谈判或在适合开展RFID应用开展的公交、学校等环境快速推出产品。如果一直没有制定统一的行业标准，对产业链的发展会更加不利，建议由电信运营商联合产业链各方推动和建立RFID技术制定行业标准。
（2）产业链的培育
业务的发展速度取决于电信运营商在产业链中的定位。特别是需要处理好与银行及一些强势应用之间的关系。快速推进RFID支付产业的发展，需要产业链各方紧密合作。日本移动支付发展如此迅速，很重要的一个原因是电信运营商参股了银行，共同推动了移动支付的发展，目前在国内也有电信运营商在积极探索这种方式。同时，还要与POS生产厂商、POS布放厂商、手机终端厂商、商户等产业链各环节加强合作。总之，电信运营商在开展RFID移动支付业务时，需要进行长远考虑，培育产业链的过程不是一朝一夕就可以完成的，应将RFID支付定位于黏着用户的战略性产品。
（3）用户使用习惯的培养
虽然用户已经习惯公交、地铁上的刷卡消费，但如果电信运营商开展RFID支付应用，用户的接受程度还是一个疑问，尤其是RFID支付的安全性、便利性等问题。此外，有没有合适的支付应用也会影响人们使用RFID移动支付的热情。因而，电信运营商开展RFID移动支付，首选贴近人们日常生活的应用，如公交和地铁、餐饮和休闲场所、便利店等，以重点商圈为切入点，带动业务发展。
7 结束语
经过多年的发展，RFID技术已经比较成熟，但大规模商用还处于试点探索阶段。虽然国内电信运营商对发展移动支付还基本处于探索阶段，可借鉴的经验不多、技术标准的多样化、产业链长都制约着电信运营商开展RFID移动支付业务。但移动支付作为一项战略性产品的思路已经比较清晰，电信运营商需要通过制定行业标准、加强产品链和用户使用习惯的培育以及盈利模式的探索，促进移动支付快速、规范地向前迈进。
利用RFID（radio frequency identification，射频识别）开展的移动支付业务已经成为移动生活的发展热点。根据行业协会Eurosmart和市场研究公司Strategy Analytics的数据，2011年消费者用手机支付的金额将达220亿美元。目前，国内外电信运营商都在大力发展RFID移动支付应用。
2 RFID技术简介
RFID是一种非接触式的自动识别技术，通过特定频率的射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别过程无需人工干预，还可以同时对多个高速运动的物体进行识别，且操作方便、快捷。
根据使用频率的差异，RFID可以分为低频（LF，135 kHz以下）、高频（HF，13.56 MHz）、超高频（UHF，860～960 MHz）、微波（MW，2.4 GHz和5.8 GHz）；根据能源的供给方式又可以分为无源RFID、有源RFID以及半有源RFID。
RFID的基本组成部分包括标签（Tag）、阅读器（Reader）和天线（Antenna）。其工作原理比较简单：标签进入磁场范围后，接收、解读阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获取的能量发送存储在芯片中的产品信息（passive tag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（active tag，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。
RFID因其方便快捷、操作简单的特性发展迅猛，从最基础的身份识别功能发展出多种扩展应用，如商品标签、门禁考勤、移动支付、跟踪定位等。
3 电信运营商发展RFID技术的必要性
RFID技术受到电信运营商的广泛关注，随着移动通信技术的发展，电信运营商都将RFID支付技术的研究作为手机增值服务的重要方向之一。电信运营商为何如此重视RFID支付技术，主要有以下一些原因。
首先，电信运营商发展RFID支付应用是双赢的选择。经过几年的发展，手机用户逐渐趋向饱和，尤其是语音业务已经相当完善，发展的空间已经不大，电信运营商的目光已经转向了手机上的各种增值服务。RFID应用越来越丰富，尤其是2010年快速发展的公交、地铁应用，使RFID技术逐渐被人们所熟知和接受，用户使用习惯和产业链已经培育起来。因此，越来越多的电信运营商将RFID移动支付应用视为未来移动生活的一个战略产品。
其次，RFID与手机都强调私人专有的特性，RFID比较典型的应用有身份证、银行卡、门禁卡等，都是用于或者基于个人身份识别的应用；随着手机的普及，手机在作为个人通信工具的同时，在一定程度上也已经成为个人身份的标识。
再次，手机中有一个天然的模块可以用来存放身份识别信息和支付信息——SIM/UIM卡。SIM/UIM卡也是电信运营商的用户身份识别模块。随着工艺的改进，卡容量越来越大，有大量的余留空间可以存放与具体应用相关的识别信息，比如银行卡账户、公交卡等应用的个人身份信息。SIM/UIM卡中的信息还可以通过相应的管理平台，如OTA平台，利用空中接口进行便捷、安全的管理。同时，一张SIM/UIM卡中可以存放多种RFID应用，各种应用之间互不干扰。
最后，电信运营商拥有丰富完善的通信网络，在许多RFID应用环节中可以显现出意想不到的便利性。比如，传统的充值方式，用户必须到特定的网点或POS机上才能完成，而利用RFID与SIM/UIM卡结合，就可以利用移动网络进行随时随地的空中充值操作了。
电信运营商可以利用RFID移动支付产品来丰富自身的增值业务，增加用户黏性；而RFID可依托电信运营商强大的网络和推动力来促进产业链的发展。两者不谋而合，近些年，双方的合作探索不断涌现，共同推动了RFID支付应用的飞速发展。
4 电信运营商在RFID移动支付领域的应用实例
共同的利益、市场的需求、广阔的前景是电信运营商推动RFID发展的动力所在，从二维码应用到NFC手机，再到如今的RF SIM，在RFID移动支付应用的发展道路上，电信运营商进行了大胆的探索和尝试。
在国外，最成功的RFID移动支付应用电信运营商当属日本的NTT DoCoMo。从2004年8月推出移动支付业务（CsaifuKeitai）、2005年12月推出手机钱包业务至今，NTT DoCoMo已经将此项业务拓展到海外多个市场，包括欧洲多个国家、新加波、中国香港、中国澳门等。其RFID手机刷卡业务采用了FeliCa IC作为移动支付技术，FeliCa IC技术是索尼、飞利浦公司在NFC基础上改进的一种RFID技术。NTT DoCoMo通过整合银行、商户、手机厂商，建立起一个完善的产业链，用户通过将银行卡信息内置到FeliCa IC中，利用定制的手机终端就可以在合作商户中的POS机上进行手机刷卡消费。截至2008年9月，日本手机支付用户已经超过4 900万。
早在2001年，韩国SKT公司推出了名为MONETA的移动支付业务，用户申请此项业务后将获得一张内置信用卡功能的手机智能卡，可以用于商品购买、ATM机提现、自动售货机购物以及支付地铁等公交费用，并于2004年8月开通了手机金融服务。目前在韩国，每月有超过30万人在购买新手机时，会选择具备存储银行交易资料并进行交易信息加密功能的手机，移动支付业务使手机变为传统支付工具的替代品。
欧美的主要电信运营商也都十分重视RFID移动支付技术，开展了多种试点应用。如法国4大移动电信运营商和6大银行合作，联合Visa和Mastercard于2007年12月推出手机“无接触”付费试用活动，受到了人们的欢迎；MasterCard公司于2009年春季向用户提供了贴纸形式的PayPass RFID支付卡，用户将贴纸贴在手机上，即可在Dairy Queen和Sheetz等一些商家进行消费。
在国内，中国移动于2006年6月联合Nokia、厦门易卡通进行了NFC手机支付的测试。其后，2008年与握奇公司、广州地铁公司合作推出了基于SIMpass方案的手机地铁票；2009年7月，正式在湖南、上海、重庆、广东4个省市试点手机小额支付业务，采用了2.4 GHz的RF SIM方案，用户无需更换手机，只需要更换SIM卡，即可开通手机支付功能。
2010年5月中国联通在上海发布了基于NFC技术的手机支付业务，用户通过内置NFC芯片的手机或者NFC手机贴卡等方式即可使用手机支付业务。
国内外电信运营商对RFID移动支付技术都十分看好，特别是手机支付产品。但由于多种原因，目前还只有少数国家有成熟的应用：一个原因是各国实际情况差异较大，产业链较长，特别是与银行的关系差别较大；另一个原因是RFID移动支付技术还未形成统一的行业标准，各种技术间差异较大且各具优势。
5 几种RFID支付技术的比较与分析
RFID支付技术本身已经比较成熟，但如何与手机结合开展应用还处于探索阶段。目前存在多种RFID支付技术方案，主要有贴片卡、NFC、eNFC、SD卡、SIMpass、RF SIM等。
技术本身没有优劣势，但电信运营商在开展具体业务时，需要考虑如成本、与电信运营商的关联度、安全性、技术成熟度、用户使用习惯等诸多因素，下面我们就一些重要的方面对几种技术进行简单的比较，见表1。
贴片卡方式是最容易、成本最低的将手机结合RFID应用的方式，但也是生命力最弱的一种方式。主要是因为贴片卡方式对电信运营商来说关联性太弱，也很难起到黏着用户的目的，同时由于无法建立起与SIM/UIM卡的关联，无法提供空中充值、远程应用管理等功能。
eNFC方式是NFC方式的一个演进技术。eNFC方案中产业链利益偏向电信运营商，由SIM/UIM卡控制业务逻辑，但缺陷也很明显，手机终端和UIM卡都需要定制或改造，并且尚无任何商用或试点案例。
SD卡方式实现原理有些类似贴片卡方式，与电信运营商关联较弱，且需要进行终端定制或改造。
SIMpass方案将应用信息和RFID模块都集成到SIM/UIM卡中，对电信运营商十分有利，用户也无需更换手机终端。但是，由于天线是从SIM/UIM中引出的，而不同手机终端SIM/UIM卡的放置位置不同，因此需要进行适配，同时天线比较容易折断、并不能适配所有手机也是问题。
RF SIM是一种新型的RFID产品，采用了2.4 GHz的通信频率。它将RFID模块、天线和应用信息都集成在SIM卡中，用户只需要更换SIM卡即可使用，从手机成本、业务控制角度来说是电信运营商的最佳选择。但由于原先的RFID行业应用较少用到2.4 GHz，银行、公交等主要行业的POS机都不支持，POS终端需要改造成本。另外，2.4 GHz的通信范围比较大，用户对RFID的安全担忧也是一个需要考虑的问题。
多样的技术给了我们多样的选择，电信运营商需要进行综合考虑，选择最适合的技术方案。
6 对电信运营商发展RFID支付的建议
电信运营商发展RFID支付应用，不仅需要从技术角度选择，还需要从其他方面进行考虑。
产业链中的地位：电信运营商是否一定要控制产业链，占据主导地位；
商业模式：RFID支付需要前期的大量投入，构建合适的价值链是电信运营商需要关注的重点；
用户接受程度：RFID支付是一种新型的产品，用户使用习惯也需要一个培养的过程；
交易安全性与金融风险：由于采用无线通信方式且无人工干预，用户会对支付的安全性有所担心，因此，交易过程中的金融风险也是电信运营商不得不面对的问题。
要快速、规范地推进RFID移动支付发展，电信运营商需要针对以下几方面进行思考。
（1）行业标准的统一
许多业内人士一直认为标准不统一是手机刷卡难以推广的根本原因，主要集中在13.56 MHz和2.4 GHz两种频率上。采用13.56 MHz频率的几种技术都需要定制手机终端或者加装天线，手机终端成本、产业链培育、用户更换终端成本等方面对国内电信运营商来说是不能不考虑的；2.4 GHz技术的缺陷主要是非传统行业标准，POS终端需要改造、较广的通信范围存在一定的安全隐患等。13.56 MHz方案拥有的大量成熟应用和2.4 GHz方案不用更换手机终端是各自的主要优势。电信运营商可通过商务谈判或在适合开展RFID应用开展的公交、学校等环境快速推出产品。如果一直没有制定统一的行业标准，对产业链的发展会更加不利，建议由电信运营商联合产业链各方推动和建立RFID技术制定行业标准。
（2）产业链的培育
业务的发展速度取决于电信运营商在产业链中的定位。特别是需要处理好与银行及一些强势应用之间的关系。快速推进RFID支付产业的发展，需要产业链各方紧密合作。日本移动支付发展如此迅速，很重要的一个原因是电信运营商参股了银行，共同推动了移动支付的发展，目前在国内也有电信运营商在积极探索这种方式。同时，还要与POS生产厂商、POS布放厂商、手机终端厂商、商户等产业链各环节加强合作。总之，电信运营商在开展RFID移动支付业务时，需要进行长远考虑，培育产业链的过程不是一朝一夕就可以完成的，应将RFID支付定位于黏着用户的战略性产品。
（3）用户使用习惯的培养
虽然用户已经习惯公交、地铁上的刷卡消费，但如果电信运营商开展RFID支付应用，用户的接受程度还是一个疑问，尤其是RFID支付的安全性、便利性等问题。此外，有没有合适的支付应用也会影响人们使用RFID移动支付的热情。因而，电信运营商开展RFID移动支付，首选贴近人们日常生活的应用，如公交和地铁、餐饮和休闲场所、便利店等，以重点商圈为切入点，带动业务发展。
7 结束语
经过多年的发展，RFID技术已经比较成熟，但大规模商用还处于试点探索阶段。虽然国内电信运营商对发展移动支付还基本处于探索阶段，可借鉴的经验不多、技术标准的多样化、产业链长都制约着电信运营商开展RFID移动支付业务。但移动支付作为一项战略性产品的思路已经比较清晰，电信运营商需要通过制定行业标准、加强产品链和用户使用习惯的培育以及盈利模式的探索，促进移动支付快速、规范地向前迈进。
