ГОСТ Р ИСО/МЭК 15693-2-2004
Группа Э46
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Карты идентификационные
Карты на интегральных схемах бесконтактные
КАРТЫ УДАЛЕННОГО ДЕЙСТВИЯ
Часть 2
Воздушный интерфейс и инициализация
Identification cards. Contactless integrated circuit(s) cards. Vicinity cards.
Part 2. Air interface and initialization
ОКС 35.240.15
ОКП 40 8470
Дата введения 2005-01-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации ТК 22 "Информационные технологии", Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении" (ВНИИНМАШ), ОАО "Московский комитет по науке и технологиям"
ВНЕСЕН ТК 22 "Информационные технологии"
2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 9 марта 2004 г. N 115-ст
3 Настоящий стандарт представляет собой аутентичный текст международного стандарта ИСО/МЭК 15693-2:2000 "Карты идентификационные. Карты на интегральной(ых) схеме(ах) бесконтактные. Карты удаленного действия. Часть 2. Воздушный интерфейс и инициализация"
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Введение
Введение
Настоящий стандарт - один из серии стандартов, описывающих параметры идентификационных карт, как определено в ГОСТ Р ИСО/МЭК 7810, и их применение в рамках обмена информацией.
Настоящий стандарт описывает электрические характеристики бесконтактного интерфейса между картой удаленного действия и соответствующим терминальным оборудованием. Интерфейс включает в себя передачу энергии и двунаправленную передачу данных.
Стандарт не препятствует применению в карте технологий, регламентируемых также другими стандартами.
Стандарты на бесконтактные карты охватывают следующие типы карт:
- поверхностного действия (серия стандартов ИСО/МЭК 10536);
- близкого действия (серия стандартов ИСО/МЭК 14443);
- удаленного действия (серия стандартов ИСО/МЭК 15693). Эти карты предназначены для работы на расстоянии от связанного с ними терминального оборудования.
Применение настоящего стандарта может повлечь за собой использование патентов. За соответствующей информацией необходимо обращаться в следующие организации, являющиеся обладателями патентных прав:
- по подразделу 7.2 настоящего стандарта "Скорость передачи и кодирование данных":
Infineon Technologies AG
Р О Box 800949
D-81609 Munich
Germany;
Koninklijke Philips Electronics N.V.
Prof. Holstlaan 6
6566 AA Eindhoven
The Netherlands;
Omron Corporation
Intellectual Property Group
20 Igadera, Shimokaiinji,
Nagaokakyo-City
Kyoto, 617-8510 Japan;
- no подразделам 8.2 "Поднесущая" и 8.3 "Скорости передачи данных" настоящего стандарта:
Техас Instrument
Deutschland GmbH
D-85350 Freising
Germany.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает характеристики полей, используемых для передачи энергии и двунаправленной передачи данных между терминальным оборудованием (VCD) и картами удаленного действия (VICC).
Стандарт следует применять совместно с другими частями ГОСТ Р ИСО/МЭК 15693.
Стандарт не устанавливает требования к средствам генерирования полей связи, а также средствам подавления электромагнитного излучения и биологической защиты.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р ИСО/МЭК 15693-1-2004 Карты идентификационные. Карты на интегральных схемах бесконтактные. Карты удаленного действия. Часть 1. Физические характеристики
ИСО/МЭК 10373-7:2001* Карты идентификационные. Методы испытаний. Часть 7. Карты удаленного действия
ИСО/МЭК 15693-3:2001* Карты идентификационные. Карты на интегральных схемах бесконтактные. Карты удаленного действия. Часть 3. Предотвращение конфликта и протокол передачи
_____________
* Международные стандарты ИСО/МЭК - во ВНИИКИ Госстандарта России.
3 Определения
В настоящем стандарте используют термины и определения по ГОСТ Р ИСО/МЭК 15693-1, а также следующие.
3.1 коэффициент амплитудной модуляции: Коэффициент, равный 
, где 
и 
- пиковая и минимальная амплитуды сигнала соответственно.
Примечание- Значение коэффициента может быть выражено в процентах.
3.2 поднесущая: Сигнал с частотой 
, используемый для модулирования несущей частоты 
.
3.3 байт: Восемь битов данных, обозначаемых как b1 . . . b8, от старшего значащего бита (MSB) b8 до младшего значащего бита (LSB) b1.
4 Обозначения и сокращения
В настоящем стандарте применяют следующие сокращения и обозначения.
4.1 Сокращения
ASK - амплитудная манипуляция (Amplitude shift keying).
EOF - конец кадра (End of frame).
LSB - младший значащий бит (Least significant bit).
MSB - старший значащий бит (Most significant bit).
PPM - фазоимпульсная модуляция (Pulse position modulation).
RF - радиочастота (Radio frequency).
SOF - начало кадра (Start of frame).
VCD - терминальное оборудование для карт удаленного действия (Vicinity coupling device).
VICC - карта на интегральных схемах удаленного действия (Vicinity integrated circuit card).
4.2 Обозначения - амплитуда немодулированной несущей. - амплитуда модулированной несущей. - частота рабочего поля (несущая частота). - частота поднесущей.
- максимальная напряженность рабочего поля.
- минимальная напряженность рабочего поля.
5 Начальный диалог
Диалог между VCD и VICC (одной или несколькими VICC одновременно) осуществляется через следующие последовательные операции:
VCD активизирует VICC радиочастотным рабочим полем;
VICC ждет команду от VCD;
VCD передает команду;
VICC передает ответ.
Эти операции используют радиочастотный интерфейс сигналов связи и передачи энергии, установленный в следующих разделах стандарта, и должны выполняться в соответствии с протоколом, описываемым в ИСО/МЭК 15693-3.
6 Передача энергии
Передача энергии на VICC осуществляется посредством радиоволн через антенны в VCD и VICC. Радиочастотное рабочее поле, сообщающее энергию VICC от VCD, подвергается модуляции для передачи данных с VCD на VICC, как описано в разделе 7.
6.1 Частота
Частота радиочастотного рабочего поля составляет 13,56 МГц ±7 кГц.
6.2 Рабочее поле
VICC должна правильно функционировать в диапазоне от до 
.
Минимальная напряженность рабочего поля составляет 150 мА/м (среднеквадратическое значение).
Максимальная напряженность рабочего поля 
составляет 5 А/м (среднеквадратическое значение).
VCD должно генерировать поле напряженностью не менее и не более 
в местах, определенных изготовителем (рабочая зона).
Кроме того, VCD должно быть способно передавать энергию любой одиночной эталонной VICC (описана в методах испытаний) в местах, определенных изготовителем (в пределах рабочей зоны).
VCD не должно генерировать поле напряженностью выше, чем значение, установленное в ГОСТ Р ИСО/МЭК 15693-1 (для переменного магнитного поля), в любой возможной позиции VICC.
Методы испытаний для определения рабочего поля VCD установлены в ИСО/МЭК 10373-7.
7 Интерфейс сигналов связи при передаче данных с VCD на VICC
Для некоторых параметров интерфейса определены несколько режимов, учитывающих различные международные регламенты радиосвязи и условия применения.
Благодаря установленным режимам любое кодирование данных может сочетаться с любой модуляцией.
7.1 Модуляция
Связь между VCD и VICC осуществляется с использованием принципа ASK. Применяются два коэффициента амплитудной модуляции: 10% и 100%. VIСС должна быть способна декодировать оба вида сигнала. VCD определяет, какой коэффициент амплитудной модуляции применять.
В зависимости от выбора, сделанного VCD, "пауза" будет создаваться, как показано на рисунке 1 или 2.
Рисунок 1 - Модуляция несущей для случая 100% ASK
Интервал времени | Значение, мкс | |
не менее | не более | |
| 6,00 | 9,44 |
| 2,10 |
|
| 0 | 4,50 |
| 0 | 0,80 |
Восстановление синхронизации должно наступать после 
Рисунок 1 - Модуляция несущей для случая 100% ASK
Рисунок 2 - Модуляция несущей для случая 10% ASK
Параметр | Значение | Параметр | Значение | ||
не менее | не более |
| 0,05( | ||
| 6,00 | 9,44 |
| He более 0,10( | |
| 3,00 |
| |||
| 0 | 4,50 | |||
Коэффициент амплитудной модуляции, % | 10,00 | 30,00 | |||
, 
VICC должна быть действующей при любом значении коэффициента амплитудной модуляции от 10% до 30%.
Рисунок 2 - Модуляция несущей для случая 10% ASK
7.2 Скорость передачи и кодирование данных
Кодирование данных должно выполняться с использованием фазоимпульсной модуляции.
VICC должна поддерживать два способа кодирования данных. VCD должно выбрать один из них и указать его VICC в начале кадра (SOF), как определено в 7.3.
7.2.1 Способ кодирования данных "1 из 256"
Значение байта должно быть представлено местоположением одной паузы. Местоположение паузы в одном из 256 последовательных периодов длительностью 256/ (приблизительно 18,88 мкс) определяет значение байта. В этом случае передача одного байта занимает приблизительно 4,833 мс, а результирующая скорость передачи данных составляет 1,65 кбит/с (/8192). Последний байт кадра должен быть полностью передан до посылки EOF.
Рисунок 3 поясняет технику этого кодирования с применением фазоимпульсной модуляции.
Рисунок 3 - Способ кодирования "1 из 256"
Рисунок 3 - Способ кодирования "1 из 256"
На рисунке 3 данные 'Е1'=(11100001)b=(225) передаются от VCD к VICC.
Пауза должна возникать во второй половине периода, определяющего значение байта, как показано на рисунке 4.
Рисунок 4 - Параметры одного периода
Рисунок 4 - Параметры одного периода
7.2.2 Способ кодирования данных "1 из 4"
Для способа кодирования "1 из 4" также применяют фазоимпульсную модуляцию; в этом случае местоположение импульса определяет сразу два бита. Четыре последовательные пары битов формируют байт, при этом младшая пара битов передается первой.
Результирующая скорость передачи данных составляет 26,48 кбит/с (/512).
На рисунке 5 представлены техника кодирования при помощи одного из четырех местоположений импульса и само кодирование.
Рисунок 5 - Способ кодирования "1 из 4"
Местоположение импульса кодирует пару битов "00"
Местоположение импульса кодирует пару битов "01" (1=LSB)
Местоположение импульса кодирует пару битов "10" (0=LSB)
Местоположение импульса кодирует пару битов "11"
Рисунок 5 - Способ кодирования "1 из 4"
На рисунке 6 показан пример передачи данных 'Е1'=(11100001)b=225 с VCD.
Рисунок 6 - Пример кодирования способом "1 из 4"
Рисунок 6 - Пример кодирования способом "1 из 4"
7.3 Передача кадров с VCD на VICC
Кадрирование данных выбрано для упрощения синхронизации и не зависит от протокола.
Кадры должны быть разграничены началом кадра (SOF) и концом кадра (EOF) и реализованы с использованием нарушения кода. Неиспользуемые варианты зарезервированы за международными организациями по стандартизации ИСО/МЭК для будущего применения.
VICC должна быть готова к получению кадра с VCD в течение 300 мкс после отправки кадра на VCD.
VICC должна быть готова к получению кадра в течение 1 мс после активизации питающим полем.
7.3.1 SOF для выбора кода "1 из 256"
Последовательность SOF, представленная на рисунке 7, выбирает способ кодирования данных "1 из 256".
Рисунок 7 - Начало кадра при способе кодирования "1 из 256"
Рисунок 7 - Начало кадра при способе кодирования "1 из 256"
7.3.2 SОF для выбора кода "1 из 4"
Последовательность SOF, представленная на рисунке 8, выбирает способ кодирования данных "1 из 4".
Рисунок 8 - Начало кадра при способе кодирования "1 из 4"
Рисунок 8 - Начало кадра при способе кодирования "1 из 4"
7.3.3 EOF для любого способа кодирования данных
Последовательность EOF, применяемая для любого способа кодирования данных, представлена на рисунке 9.
Рисунок 9 - Конец кадра при любом способе кодирования
Рисунок 9 - Конец кадра при любом способе кодирования
8 Интерфейс сигналов связи при передаче данных с VICC на VCD
Дня некоторых параметров интерфейса определены несколько режимов, с тем чтобы учесть различные шумовые влияния и условия применения.
8.1 Модуляция нагрузкой
VICC должна быть способна устанавливать связь с VCD через зону индуктивной связи, где на нагрузке несущая модулируется поднесущей частотой . Генерирование поднесущей должно происходить при переключении нагрузки в VICC.
Амплитуда модуляции на нагрузке должна составлять не менее 10 мВ при измерении, описываемом в методах испытаний, установленных в ИСО/МЭК 10373-7.
8.2 Поднесущая
Может использоваться одна или две поднесущие в соответствии с выбором, осуществляемым VCD. На выбранный вариант VCD указывает посредством первого бита в заголовке протокола, как определено в ИСО/МЭК 15693-3. VICC должна поддерживать оба режима.
Если используется одна поднссущая, то частота 
поднесущей (частота модуляции нагрузкой) должна составлять /32 (423,75 кГц).
Если используются две поднесущие, то частота должна составлять /32 (423,75 кГц), а частота 
-/28 (484,28 кГц).
Если представлены две поднесущие, то между ними должно быть постоянное соотношение фаз
8.3 Скорости передачи данных
Может использоваться низкая или высокая скорость передачи данных. Выбор скорости осуществляет VCD и указывает на выбранный вариант посредством второго бита в заголовке протокола, как определено в ИСО/МЭК 15693-3. VICC должна поддерживать скорости передачи данных, представленные в таблице 1.
Таблица 1- Скорости передачи данных
Скорость передачи данных | Одна поднесущая | Две поднесущие |
Низкая | 6,62 кбит/с ( | 6,67 кбит/с ( |
Высокая | 26,48 кбит/с ( | 26,69 кбит/с ( |
8.4 Представление и кодирование битов
Данные должны быть закодированы с использованием манчестерского кодирования в соответствии со следующими схемами. Все указанные интервалы времени относятся к высокой скорости передачи данных с VICC на VCD. Для низкой скорости передачи данных используется такая же поднесущая частота или частоты, но в этом случае число импульсов и интервалы времени должны быть умножены на четыре.
8.4.1 Кодирование битов при использовании одной поднесущей
Логический ноль начинается с восьми импульсов частотой /32 (приблизительно 423,75 кГц), за которыми следует немодулированный интервал длительностью 256/ (приблизительно 18,88 мкс), см. рисунок 10.
Рисунок 10 - Логический ноль
Рисунок 10 - Логический ноль
Логическая единица начинается с немодулированного интервала времени длительностью 256/ (приблизительно 18,88 мкс), за которым следуют восемь импульсов частотой /32 (приблизительно 423,75 кГц), см. рисунок 11.
Рисунок 11 - Логическая единица
Рисунок 11 - Логическая единица
8.4.2 Кодирование битов при использовании двух поднесущих
Логический ноль начинается с восьми импульсов частотой /32 (приблизительно 423,75 кГц), за которыми следуют девять импульсов частотой /28 (приблизительно 484,28 кГц), см. рисунок 12.
Рисунок 12 - Логический ноль
Рисунок 12 - Логический ноль
Логическая единица начинается с девяти импульсов частотой /28 (приблизительно 484,28 кГц), за которыми следуют восемь импульсов частотой /32 (приблизительно 423,75 кГц), см. рисунок 13.
Рисунок 13 - Логическая единица
Рисунок 13 - Логическая единица
8.5 Передача кадров с VICC на VCD
Кадрирование данных выбрано для упрощения синхронизации и не зависит от протокола.
Кадры должны быть разграничены началом кадра (SOF) и концом кадра (EOF) и реализованы с использованием нарушения кода. Неиспользуемые варианты зарезервированы за международными организациями по стандартизации ИСО/МЭК для будущего применения.
Все указанные интервалы времени относятся к высокой скорости передачи данных с VICC на VCD.
Для низкой скорости передачи данных используется такая же поднесущая частота или частоты, но в этом случае число импульсов и интервалы времени должны быть умножены на четыре.
VCD должно быть готово к получению кадра с VICC в течение 300 мкс после отправки кадра на VICC.
8.5.1 SOF при использовании одной поднесущей
SOF состоит из трех частей:
- немодулированного интервала длительностью 768/ (приблизительно 56,64 мкс);
- 24 импульсов частотой /32 (приблизительно 423,75 кГц);
- логической единицы, которая начинается с немодулированного интервала длительностью 256/ (приблизительно 18,88 мкс), за которым следуют восемь импульсов частотой /32 (приблизительно 423,75 кГц).
SOF для одной поднесущей представлено на рисунке 14.
Рисунок 14 - Начало кадра при использовании одной поднесущей
Рисунок 14 - Начало кадра при использовании одной поднесущей
8.5.2 SOF при использовании двух поднесущих
SOF состоит из трех частей:
- 27 импульсов частотой /28 (приблизительно 484,28 кГц);
- 24 импульсов частотой /32 (приблизительно 423,75 кГц);
- логической единицы, которая начинается с девяти импульсов частотой /28 (приблизительно 484,28 кГц), за которыми следуют восемь импульсов частотой /32 (приблизительно 423,75 кГц).
SOF для двух поднесущих представлено на рисунке 15.
Рисунок 15 - Начало кадра при использовании двух поднесущих
Рисунок 15 - Начало кадра при использовании двух поднесущих
8.5.3 EOF при использовании одной поднесущей
EOF состоит из трех частей:
- логического нуля, который начинается с восьми импульсов частотой /32 (приблизительно 423,75 кГц), за которыми следует немодулированный интервал длительностью 256/ (приблизительно 18,88 мкс);
- 24 импульсов частотой /32 (приблизительно 423,75 кГц);
- немодулированного интервала длительностью 768/ (приблизительно 56,64 мкс).
EOF для одной поднесущей представлен на рисунке 16.
Рисунок 16 - Конец кадра при использовании одной поднесущей
Рисунок 16 - Конец кадра при использовании одной поднесущей
8.5.4 ЕОF при использовании двух поднесущих
EOF состоит из трех частей:
- логического нуля, который начинается с восьми импульсов частотой /32 (приблизительно 423,75 кГц), за которыми следуют девять импульсов частотой /28 (приблизительно 484,28 кГц);
- 24 импульсов частотой /З2 (приблизительно 423,75 кГц);
- 27 импульсов частотой /28 (приблизительно 484,28 кГц).
EOF для двух поднесущих представлен на рисунке 17.
Рисунок 17 - Конец кадра при использовании двух поднесущих
Рисунок 17 - Конец кадра при использовании двух поднесущих
ПРИЛОЖЕНИЕ А (справочное). Совместимость стандартов
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)
Настоящий стандарт не препятствует дополнительному применению для VICC других существующих стандартов на карты, таких как, например, стандарты следующих серий:
ИСО/МЭК 7811 Карты идентификационные. Способ записи
ИСО/МЭК 7812 Карты идентификационные. Идентификация эмитентов
ИСО/МЭК 7813 Карты идентификационные. Карты для финансовых операций
ИСО/МЭК 7816 Карты идентификационные. Карты на интегральной(ых) схеме(ах) с контактами
ИСО/МЭК 10536 Карты идентификационные. Карты на интегральной(ых) схеме(ах) бесконтактные. Карты поверхностного действия
ИСО/МЭК 14443 Карты идентификационные. Карты на интегральной(ых) схеме(ах) бесконтактные. Карты близкого действия.