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手機非接觸支付的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)比較分析

作者:陳洪 李真 張明杰 林正漢
來源:中國電信股份有限公司上海研究院
日期:2010-11-01 08:41:35
摘要:利用RFID(radio frequency identification,射頻識別)開展的移動支付業(yè)務(wù)已經(jīng)成為移動生活的發(fā)展熱點。根據(jù)行業(yè)協(xié)會Eurosmart和市場研究公司Strategy Analytics的數(shù)據(jù),2011年消費者用手機支付的金額將達220億美元。目前,國內(nèi)外電信運營商都在大力發(fā)展RFID移動支付應(yīng)用。
  1   前言 

  利用RFID(radio frequency identification,射頻識別)開展的移動支付業(yè)務(wù)已經(jīng)成為移動生活的發(fā)展熱點。根據(jù)行業(yè)協(xié)會Eurosmart和市場研究公司Strategy Analytics的數(shù)據(jù),2011年消費者用手機支付的金額將達220億美元。目前,國內(nèi)外電信運營商都在大力發(fā)展RFID移動支付應(yīng)用。 

  2   RFID技術(shù)簡介 

  RFID是一種非接觸式的自動識別技術(shù),通過特定頻率的射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù),識別過程無需人工干預(yù),還可以同時對多個高速運動的物體進行識別,且操作方便、快捷。 

  根據(jù)使用頻率的差異,RFID可以分為低頻(LF,135 kHz以下)、高頻(HF,13.56 MHz)、超高頻(UHF,860~960 MHz)、微波(MW,2.4 GHz和5.8 GHz);根據(jù)能源的供給方式又可以分為無源RFID、有源RFID以及半有源RFID。 

  RFID的基本組成部分包括標(biāo)簽(Tag)、閱讀器(Reader)和天線(Antenna)。其工作原理比較簡單:標(biāo)簽進入磁場范圍后,接收、解讀閱讀器發(fā)出的射頻信號,憑借感應(yīng)電流所獲取的能量發(fā)送存儲在芯片中的產(chǎn)品信息(passive tag,無源標(biāo)簽或被動標(biāo)簽),或者主動發(fā)送某一頻率的信號(active tag,有源標(biāo)簽或主動標(biāo)簽);解讀器讀取信息并解碼后,送至中央信息系統(tǒng)進行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。 

  RFID因其方便快捷、操作簡單的特性發(fā)展迅猛,從最基礎(chǔ)的身份識別功能發(fā)展出多種擴展應(yīng)用,如商品標(biāo)簽、門禁考勤、移動支付、跟蹤定位等。 

  3   電信運營商發(fā)展RFID技術(shù)的必要性 

  RFID技術(shù)受到電信運營商的廣泛關(guān)注,隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展,電信運營商都將RFID支付技術(shù)的研究作為手機增值服務(wù)的重要方向之一。電信運營商為何如此重視RFID支付技術(shù),主要有以下一些原因。 

  首先,電信運營商發(fā)展RFID支付應(yīng)用是雙贏的選擇。經(jīng)過幾年的發(fā)展,手機用戶逐漸趨向飽和,尤其是語音業(yè)務(wù)已經(jīng)相當(dāng)完善,發(fā)展的空間已經(jīng)不大,電信運營商的目光已經(jīng)轉(zhuǎn)向了手機上的各種增值服務(wù)。RFID應(yīng)用越來越豐富,尤其是2010年快速發(fā)展的公交、地鐵應(yīng)用,使RFID技術(shù)逐漸被人們所熟知和接受,用戶使用習(xí)慣和產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)培育起來。因此,越來越多的電信運營商將RFID移動支付應(yīng)用視為未來移動生活的一個戰(zhàn)略產(chǎn)品。 

  其次,RFID與手機都強調(diào)私人專有的特性,RFID比較典型的應(yīng)用有身份證、銀行卡、門禁卡等,都是用于或者基于個人身份識別的應(yīng)用;隨著手機的普及,手機在作為個人通信工具的同時,在一定程度上也已經(jīng)成為個人身份的標(biāo)識。 

  再次,手機中有一個天然的模塊可以用來存放身份識別信息和支付信息——SIM/UIM卡。SIM/UIM卡也是電信運營商的用戶身份識別模塊。隨著工藝的改進,卡容量越來越大,有大量的余留空間可以存放與具體應(yīng)用相關(guān)的識別信息,比如銀行卡賬戶、公交卡等應(yīng)用的個人身份信息。SIM/UIM卡中的信息還可以通過相應(yīng)的管理平臺,如OTA平臺,利用空中接口進行便捷、安全的管理。同時,一張SIM/UIM卡中可以存放多種RFID應(yīng)用,各種應(yīng)用之間互不干擾。 

  最后,電信運營商擁有豐富完善的通信網(wǎng)絡(luò),在許多RFID應(yīng)用環(huán)節(jié)中可以顯現(xiàn)出意想不到的便利性。比如,傳統(tǒng)的充值方式,用戶必須到特定的網(wǎng)點或POS機上才能完成,而利用RFID與SIM/UIM卡結(jié)合,就可以利用移動網(wǎng)絡(luò)進行隨時隨地的空中充值操作了。 
電信運營商可以利用RFID移動支付產(chǎn)品來豐富自身的增值業(yè)務(wù),增加用戶黏性;而RFID可依托電信運營商強大的網(wǎng)絡(luò)和推動力來促進產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。兩者不謀而合,近些年,雙方的合作探索不斷涌現(xiàn),共同推動了RFID支付應(yīng)用的飛速發(fā)展。 

  4   電信運營商在RFID移動支付領(lǐng)域的應(yīng)用實例 

  共同的利益、市場的需求、廣闊的前景是電信運營商推動RFID發(fā)展的動力所在,從二維碼應(yīng)用到NFC手機,再到如今的RF SIM,在RFID移動支付應(yīng)用的發(fā)展道路上,電信運營商進行了大膽的探索和嘗試。 

  在國外,最成功的RFID移動支付應(yīng)用電信運營商當(dāng)屬日本的NTT DoCoMo。從2004年8月推出移動支付業(yè)務(wù)(CsaifuKeitai)、2005年12月推出手機錢包業(yè)務(wù)至今,NTT DoCoMo已經(jīng)將此項業(yè)務(wù)拓展到海外多個市場,包括歐洲多個國家、新加波、中國香港、中國澳門等。其RFID手機刷卡業(yè)務(wù)采用了FeliCa IC作為移動支付技術(shù),F(xiàn)eliCa IC技術(shù)是索尼、飛利浦公司在NFC基礎(chǔ)上改進的一種RFID技術(shù)。NTT DoCoMo通過整合銀行、商戶、手機廠商,建立起一個完善的產(chǎn)業(yè)鏈,用戶通過將銀行卡信息內(nèi)置到FeliCa IC中,利用定制的手機終端就可以在合作商戶中的POS機上進行手機刷卡消費。截至2008年9月,日本手機支付用戶已經(jīng)超過4 900萬。 

  早在2001年,韓國SKT公司推出了名為MONETA的移動支付業(yè)務(wù),用戶申請此項業(yè)務(wù)后將獲得一張內(nèi)置信用卡功能的手機智能卡,可以用于商品購買、ATM機提現(xiàn)、自動售貨機購物以及支付地鐵等公交費用,并于2004年8月開通了手機金融服務(wù)。目前在韓國,每月有超過30萬人在購買新手機時,會選擇具備存儲銀行交易資料并進行交易信息加密功能的手機,移動支付業(yè)務(wù)使手機變?yōu)閭鹘y(tǒng)支付工具的替代品。 

  歐美的主要電信運營商也都十分重視RFID移動支付技術(shù),開展了多種試點應(yīng)用。如法國4大移動電信運營商和6大銀行合作,聯(lián)合Visa和Mastercard于2007年12月推出手機“無接觸”付費試用活動,受到了人們的歡迎;MasterCard公司于2009年春季向用戶提供了貼紙形式的PayPass RFID支付卡,用戶將貼紙貼在手機上,即可在Dairy Queen和Sheetz等一些商家進行消費。 

  在國內(nèi),中國移動于2006年6月聯(lián)合Nokia、廈門易卡通進行了NFC手機支付的測試。其后,2008年與握奇公司、廣州地鐵公司合作推出了基于SIMpass方案的手機地鐵票;2009年7月,正式在湖南、上海、重慶、廣東4個省市試點手機小額支付業(yè)務(wù),采用了2.4 GHz的RF SIM方案,用戶無需更換手機,只需要更換SIM卡,即可開通手機支付功能。 

  2010年5月中國聯(lián)通在上海發(fā)布了基于NFC技術(shù)的手機支付業(yè)務(wù),用戶通過內(nèi)置NFC芯片的手機或者NFC手機貼卡等方式即可使用手機支付業(yè)務(wù)。 

  國內(nèi)外電信運營商對RFID移動支付技術(shù)都十分看好,特別是手機支付產(chǎn)品。但由于多種原因,目前還只有少數(shù)國家有成熟的應(yīng)用:一個原因是各國實際情況差異較大,產(chǎn)業(yè)鏈較長,特別是與銀行的關(guān)系差別較大;另一個原因是RFID移動支付技術(shù)還未形成統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),各種技術(shù)間差異較大且各具優(yōu)勢。 

  5   幾種RFID支付技術(shù)的比較與分析 

  RFID支付技術(shù)本身已經(jīng)比較成熟,但如何與手機結(jié)合開展應(yīng)用還處于探索階段。目前存在多種RFID支付技術(shù)方案,主要有貼片卡、NFC、eNFC、SD卡、SIMpass、RF SIM等。 

  技術(shù)本身沒有優(yōu)劣勢,但電信運營商在開展具體業(yè)務(wù)時,需要考慮如成本、與電信運營商的關(guān)聯(lián)度、安全性、技術(shù)成熟度、用戶使用習(xí)慣等諸多因素,下面我們就一些重要的方面對幾種技術(shù)進行簡單的比較,見表1。 

  貼片卡方式是最容易、成本最低的將手機結(jié)合RFID應(yīng)用的方式,但也是生命力最弱的一種方式。主要是因為貼片卡方式對電信運營商來說關(guān)聯(lián)性太弱,也很難起到黏著用戶的目的,同時由于無法建立起與SIM/UIM卡的關(guān)聯(lián),無法提供空中充值、遠程應(yīng)用管理等功能。 

  NFC方式目前是發(fā)展最成熟的方案,特別是在日本,NTT DoCoMo采用的Felica技術(shù)就是NFC方式的一種改進技術(shù)。技術(shù)成熟、功能全面、有商用案例是其最大的優(yōu)勢,但由于NFC方式需要定制手機終端,SIM/UIM卡不能控制業(yè)務(wù)邏輯,對于電信運營商控制產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)植焕?,另外還存在技術(shù)壁壘。 

  eNFC方式是NFC方式的一個演進技術(shù)。eNFC方案中產(chǎn)業(yè)鏈利益偏向電信運營商,由SIM/UIM卡控制業(yè)務(wù)邏輯,但缺陷也很明顯,手機終端和UIM卡都需要定制或改造,并且尚無任何商用或試點案例。 

  SD卡方式實現(xiàn)原理有些類似貼片卡方式,與電信運營商關(guān)聯(lián)較弱,且需要進行終端定制或改造。 

  SIMpass方案將應(yīng)用信息和RFID模塊都集成到SIM/UIM卡中,對電信運營商十分有利,用戶也無需更換手機終端。但是,由于天線是從SIM/UIM中引出的,而不同手機終端SIM/UIM卡的放置位置不同,因此需要進行適配,同時天線比較容易折斷、并不能適配所有手機也是問題。 

  RF SIM是一種新型的RFID產(chǎn)品,采用了2.4 GHz的通信頻率。它將RFID模塊、天線和應(yīng)用信息都集成在SIM卡中,用戶只需要更換SIM卡即可使用,從手機成本、業(yè)務(wù)控制角度來說是電信運營商的最佳選擇。但由于原先的RFID行業(yè)應(yīng)用較少用到2.4 GHz,銀行、公交等主要行業(yè)的POS機都不支持,POS終端需要改造成本。另外,2.4 GHz的通信范圍比較大,用戶對RFID的安全擔(dān)憂也是一個需要考慮的問題。 

  多樣的技術(shù)給了我們多樣的選擇,電信運營商需要進行綜合考慮,選擇最適合的技術(shù)方案。 

  6   對電信運營商發(fā)展RFID支付的建議 

  電信運營商發(fā)展RFID支付應(yīng)用,不僅需要從技術(shù)角度選擇,還需要從其他方面進行考慮。 

  產(chǎn)業(yè)鏈中的地位:電信運營商是否一定要控制產(chǎn)業(yè)鏈,占據(jù)主導(dǎo)地位; 

  商業(yè)模式:RFID支付需要前期的大量投入,構(gòu)建合適的價值鏈?zhǔn)请娦胚\營商需要關(guān)注的重點; 

  用戶接受程度:RFID支付是一種新型的產(chǎn)品,用戶使用習(xí)慣也需要一個培養(yǎng)的過程; 

  交易安全性與金融風(fēng)險:由于采用無線通信方式且無人工干預(yù),用戶會對支付的安全性有所擔(dān)心,因此,交易過程中的金融風(fēng)險也是電信運營商不得不面對的問題。 

  要快速、規(guī)范地推進RFID移動支付發(fā)展,電信運營商需要針對以下幾方面進行思考。 

  (1)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一 

  許多業(yè)內(nèi)人士一直認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一是手機刷卡難以推廣的根本原因,主要集中在13.56 MHz和2.4 GHz兩種頻率上。采用13.56 MHz頻率的幾種技術(shù)都需要定制手機終端或者加裝天線,手機終端成本、產(chǎn)業(yè)鏈培育、用戶更換終端成本等方面對國內(nèi)電信運營商來說是不能不考慮的;2.4 GHz技術(shù)的缺陷主要是非傳統(tǒng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),POS終端需要改造、較廣的通信范圍存在一定的安全隱患等。13.56 MHz方案擁有的大量成熟應(yīng)用和2.4 GHz方案不用更換手機終端是各自的主要優(yōu)勢。電信運營商可通過商務(wù)談判或在適合開展RFID應(yīng)用開展的公交、學(xué)校等環(huán)境快速推出產(chǎn)品。如果一直沒有制定統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),對產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展會更加不利,建議由電信運營商聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈各方推動和建立RFID技術(shù)制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 

 ?。?)產(chǎn)業(yè)鏈的培育 

  業(yè)務(wù)的發(fā)展速度取決于電信運營商在產(chǎn)業(yè)鏈中的定位。特別是需要處理好與銀行及一些強勢應(yīng)用之間的關(guān)系??焖偻七MRFID支付產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,需要產(chǎn)業(yè)鏈各方緊密合作。日本移動支付發(fā)展如此迅速,很重要的一個原因是電信運營商參股了銀行,共同推動了移動支付的發(fā)展,目前在國內(nèi)也有電信運營商在積極探索這種方式。同時,還要與POS生產(chǎn)廠商、POS布放廠商、手機終端廠商、商戶等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)加強合作??傊娦胚\營商在開展RFID移動支付業(yè)務(wù)時,需要進行長遠考慮,培育產(chǎn)業(yè)鏈的過程不是一朝一夕就可以完成的,應(yīng)將RFID支付定位于黏著用戶的戰(zhàn)略性產(chǎn)品。 

 ?。?)用戶使用習(xí)慣的培養(yǎng) 

  雖然用戶已經(jīng)習(xí)慣公交、地鐵上的刷卡消費,但如果電信運營商開展RFID支付應(yīng)用,用戶的接受程度還是一個疑問,尤其是RFID支付的安全性、便利性等問題。此外,有沒有合適的支付應(yīng)用也會影響人們使用RFID移動支付的熱情。因而,電信運營商開展RFID移動支付,首選貼近人們?nèi)粘I畹膽?yīng)用,如公交和地鐵、餐飲和休閑場所、便利店等,以重點商圈為切入點,帶動業(yè)務(wù)發(fā)展。 

  7   結(jié)束語 

  經(jīng)過多年的發(fā)展,RFID技術(shù)已經(jīng)比較成熟,但大規(guī)模商用還處于試點探索階段。雖然國內(nèi)電信運營商對發(fā)展移動支付還基本處于探索階段,可借鑒的經(jīng)驗不多、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的多樣化、產(chǎn)業(yè)鏈長都制約著電信運營商開展RFID移動支付業(yè)務(wù)。但移動支付作為一項戰(zhàn)略性產(chǎn)品的思路已經(jīng)比較清晰,電信運營商需要通過制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、加強產(chǎn)品鏈和用戶使用習(xí)慣的培育以及盈利模式的探索,促進移動支付快速、規(guī)范地向前邁進。