RCC技術

2011年1月,亞塞拜然開通基於RCC技術的手機支付業務 2011年9月,蘭州開通基於RCC技術的手機支付業務 2012年5月,印尼開通基於RCC技術的手機支付業務

簡介

RCC(Range Controlled Communication 限域通信)是中國原始創新技術,於2009年成為中國移動企業標準,並獲工信部互聯互通標準工作組及中國通信標準化協會立項。該技術採用2.45GHz頻段結合低頻磁技術,同時解決了信號穿透手機及距離控制問題,使得近場通信功能可在SIM卡上實現,並可利用手機網路實現便利充值及查詢。具備RCC功能的SIM卡可透過手機與消費終端直接完成交易,作業系統不參與,交易數據不經過其他中間環節。中國企業掌握RCC核心智慧財產權,現申請專利近600項,其中核心專利在美國、墨西哥及亞非大國獲得授權。該技術已在中國規模商用,發展速度非常快。
據了解,NFC技術,由索尼、諾基亞、飛利浦等企業在2003年制定,是當前移動支付行業標準。而RCC技術則由以國民技術為代表的一批國內企業制定,於2010年率先在上海世博會套用“世博通”,深圳市2011年推出的“手機深圳通”更是擁有140萬用戶規模,不僅國內的哈爾濱、青島、包頭、綿陽等城市複製深圳模式,國際上也有亞塞拜然、印尼等國在推廣手機錢包上選擇這一技術。
作為移動支付線下套用的兩種主流技術,RCC與NFC主要差異對比如下表:
 
NFC技術

RCC技術

技術路線

沿用傳統技術路線。
採用13.56MHz,源於傳統非接觸卡成熟技術,套用於行動電話存在技術局限

開創全新技術路線。
採用2.4GHz頻段通信結合低頻磁距離控制,適用於行動電話新載體

受理環境要求

需改造受理環境。
原本目標是共用非接觸卡13.56M受理環境,因射頻參數、交易協定差異造成仍需改造部分機具,包括軟體硬體

需改造受理環境。
頻段不同,改造非接觸卡13.56M受理環境更簡便,僅在外圍覆蓋薄膜橋接電路即可完成改造,軟體無需更改,代價低

用戶環境要求

用戶需更換且限定使用特製NFC手機、還需更換用戶卡。
不同品牌、型號及版本NFC手機軟體硬體均需兼容性測試,現僅部分高端智慧型手機支持

用戶只需更換用戶卡。
用戶可任意使用、更換或升級手機,且不限智慧型手機或功能手機。

安全性

高。基於高頻磁場控制距離,無源模式下安全。

高。基於低頻磁場控制距離,不易輻射信號。

智慧財產權

共1700餘項專利,國外占1400項,中國企業無控制力

中國企業近600項專利,PCT 70餘項,核心專利在美國授權。

通信頻寬

106K-848K,通信速度慢

1M-8M(10倍),通信速度快

套用體驗

刷卡多不暢順,難以滿足公交捷運快速通過要求。
交易距離0-4cm,低於傳統卡片0-10cm要求,常有滯頓

刷卡流暢,滿足公交捷運快速通過要求。
0-10cm雙向讀寫,符合傳統卡片要求

產品形態

RCC產品主要分為卡和讀卡器兩類:
1)RCC卡。用戶只需更換SIM卡SD卡,無需換手機、無需改變手機號碼即可實現手機刷卡支付。
RCC卡片產品形態

2)RCC讀卡器。在新生產的POS機具內增加一個RCC讀卡器模組,或在已有的POS增加一個RCC讀卡轉換模組(貼膜方式),即可實現RCC移動支付商戶受理。
RCC讀卡器產品形態

其中,RCC卡能夠適配市面上絕大部分手機(適配率達到96%以上),涵蓋所有SIM卡類型如,標準SIM卡MicroSIM、NanoSIM。同時還兼容市面金屬外殼的手機包括iPhone5/5s、HTC ONE等機型。

推廣及套用

我國企業自主創新的RCC技術於2009年面世後,中國移動率先採用,分別在深圳捷運、公交、上海世博上海捷運及許多大學及企業規模套用。在海外的亞塞拜然、印度尼西亞等地也已啟動商用。截止2014年3月,僅深圳市發卡規模超過140萬張,“手機深圳通”模式還在青島、哈爾濱、包頭、綿陽等地複製落地。深圳已成為國內移動支付用戶規模最大的示範城市,移動支付“深圳模式”引起了海內外廣泛關注。
截至2014年3月,手機深圳通項目合計發卡140萬,活躍率均達到70%以上。累計交易金額5.4億元。
RCC移動支付技術主要套用領域包括:手機銀行卡公交卡、商戶消費、停車卡加油卡、校企一卡通、手機(VIP)會員卡、手機讀書卡、優惠券、電子票等。
RCC技術主要套用領域

技術原理及安全性

RCC移動支付技術採用2.4G射頻信道和磁信道的雙通道機制。磁信道利用低頻準靜態磁場,以耦合方式完成可靠距離控制;射頻信道採用高頻寬2.4GHz頻段,以電磁場發射接收方式完成高速數據交換;在物理層協定上,採用高強度密碼技術將兩個信道緊密融合,共同完成近場支付功能。
RCC移動支付系統實現如圖所示。
系統原理

支持RCC技術的卡耦合到磁信號後,解調解碼出磁信息,根據磁信息動態生成2.4G射頻信道參數,使得卡與讀卡器在此參數指定的動態改變的秘密信道上通信;磁信息承載於低頻準靜態磁場中,僅在安全範圍傳播,能夠保障2.4G通道鏈路參數和數據的安全,是整個會話過程中通信雙方進行安全通信的基礎;交易過程中採用高強度密碼算法可確保磁信道和2.4G射頻信道的緊密捆綁的高安全性。
其工作過程分為三個階段:
1)激活階段:①讀卡器按規定場強持續傳送低頻準靜態磁場信號,②當卡片進入限定磁場區域內被激活,③卡片根據磁場信號判斷是否進入接入階段。
2)接入階段:讀卡器與卡通過2.4G射頻通道相互認證,確定交易對象之間的唯一的合法性。
3)交易階段:讀卡器與卡完成交易。卡與讀卡器之間通過2.4G頻段進行數據交換,同時保證交易範圍在磁場範圍內。
RCC技術具有以下優勢:
1、手機適應性好。2.4G射頻及低頻準靜態磁場對手機的適應性都非常好;
2、距離控制可靠性高,採用低頻準靜態磁場控制距離而非2.4G頻段本身。
RCC技術原理上保證了高安全性從而可套用於支付領域。低頻準靜態磁場輻射範圍遵循物理規律,即其隨距離增加以R規律快速、穩定的衰減,輻射範圍極難以人為延展,通信距離安全性非常高,相對13.56M更難傳播。這一物理特性決定了RCC移動支付技術安全性,有著更強的抗攻擊性能。RCC技術高安全性主要體現在以下四方面:
1、基於物理規律的距離控制從原理上保障高安全等級;
2、距離控制機制貫穿整個交易過程保障工程實施高安全性;
3、高強度密碼機制保障鏈路層高安全性;
4、採用獨立安全體系,不與手機硬體、作業系統掛鈎,便於檢測和評估。

RCC智慧財產權及產業鏈情況

整個產業鏈上企業是RCC技術專利的主要持有者,包括國民技術、廈門盛華、中科訊聯、東信和平、武漢天喻、上海柯斯、上海錦諾、上海坤銳、長電科技、中國移動中國聯通等三十餘家國內企業。
RCC移動支付產業配套完善,從晶片設計、晶片製造、模組生產、套用開發、系統集成等各個環節都有多個廠商參與,產能滿足大批量商用要求。
RCC智慧財產權主要為中國企業掌握。截止2012年底,RCC技術現有近400項專利申請,分布在系統架構、空口協定、射頻技術、低功耗技術、晶片技術、安全套用、生產測試等方向,無外國廠商在此領域申請專利。獲得授權的RCC相關專利達267項,其中60項專利遞交了PCT國際專利優先權申請,並有十餘項專利分別在美國、墨西哥及亞非大國獲得授權。
截止2014年3月份,RCC技術累計申請專利近600項,其中77項專利遞交了PCT國際專利優先權申請。

RCC標準化情況

2011年8月,工信部互聯互通標準工作組針對RCC技術,召集電信運營商及多家公司組成專項工作組,啟動標準化工作。同年,中國通信標準化協會啟動RCC技術標準化工作,至今已經過多次工作會議商討修訂,形成協會標準報批稿。經過5年多的產品最佳化、3年多的標準化工作及近千萬用戶實踐驗證,RCC技術已實現標準化和統一化,各家RCC產品已經實現互聯互通。
早在2011年,工信部已與央行共同啟動移動支付標準制定工作,工信部互聯互通標準工作組及中國通信標準化協會CCSA均為RCC技術標準化開展了多年工作。

RCC移動支付快速實施方案

基於RCC技術的移動支付方案的實施,主要分為RCC卡片發行和受理終端改造兩部分。作為一種創新型技術,RCC移動支付方案具備快速實施的特點。
RCC卡片發行
基於RCC技術的移動支付套用,卡片的發行和使用變得非常簡單。因為RCC卡片非接通信功能的天線和器件全部集成卡內,發行方只需給用戶辦理或更換一張SIM卡(SD卡),用戶無需更換手機、無需手機作業系統的支持,插入卡片就可以實現手機刷卡功能。基於RCC技術實現的卡片可支持市面上所有尺寸SIM卡槽(普通SIM、Micro SIM、Nano SIM)的手機,具備全面快速推廣潛質。
受理終端改造
為配合讀取RCC卡片,受理終端需要支持RCC功能。根據不同的需求場景,可採用不同的方案。
方案一:對於研發階段或有升級需求的終端機具,可以通過在機具中集成RCC讀卡器模組的方式實現。RCC讀卡器模組具有多種尺寸規格、採用UART接口、使用簡潔的指令集,非常利於終端機具集成。
終端機具的RCC模組集成示意圖

終端機具的RCC模組集成示意圖

方案二:對於已經布放的終端機具,可以採用RCC讀頭轉接模組的方式實現。其主要原理是通過轉接天線將終端發出的13.56MHz信號轉換成RCC卡片的2.4GHz信號,從而實現終端機具與RCC卡片的數據互動。此方式無需改動終端機具的軟體,僅需從機具上取電,將轉接天線疊放在13.56M的天線上即可,實施起來非常簡單快捷。RCC讀頭轉接模組天線的尺寸和材質可以根據不同型號的機具進行定製,同樣具備全面快速推廣潛質。
RCC讀卡轉接模組實物圖

RCC讀卡轉接模組實物圖

國內外套用情況

在國內外主要的套用試點情況如下:
  • 2009年7月,RCC移動支付產品通過中國移動套用測試
  • 2010年1月,上海捷運開通基於RCC技術的手機刷卡功能,RCC產品正式面向公眾發行
  • 2010年5月,上海世博會開通基於RCC技術的手機票刷卡入園功能
  • 2011年1月,亞塞拜然開通基於RCC技術的手機支付業務
  • 2011年6月,深圳全面開通基於RCC技術的手機深圳通業務
  • 2011年9月,蘭州開通基於RCC技術的手機支付業務
  • 2012年5月,印尼開通基於RCC技術的手機支付業務
  • 2012年12月,哈爾濱正式開通基於RCC技術的手機城市通卡業務
  • 2013年5月,青島正式開通基於RCC技術的手機琴島通業務
  • 2014年1月,包頭正式開通基於RCC技術的手機鹿城通業務
  • 2014年1月,綿陽正式開通基於RCC技術的手機綿州通業務

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