"ГОСТ Р ИСО/МЭК 15693-2-2013. Национальный стандарт Российской Федерации. Карты идентификационные. Карты на интегральных схемах бесконтактные. Карты удаленного действия. Часть 2. Воздушный интерфейс и инициализация"
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 06.09.2013 N 879-ст)

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении" (ВНИИНМАШ) и Техническим комитетом по стандартизации ТК 22 "Информационные технологии" на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 22 "Информационные технологии"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 сентября 2013 г. N 879-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО/МЭК 15693-2:2006 "Карты идентификационные. Карты на интегральных схемах бесконтактные. Карты удаленного действия. Часть 2. Воздушный интерфейс и инициализация" (ISO/IEC 15693-2:2006 "Identification cards - Contactless integrated circuit cards - Vicinity cards - Part 2: Air interface and initialization", IDT).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВЗАМЕН ГОСТ Р ИСО/МЭК 15693-2-2004

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Январь 2019 г.

7 Международная организация по стандартизации (ИСО) и Международная электротехническая комиссия (МЭК) обращают внимание, что применение международного стандарта, указанного в пункте 4, может повлечь за собой использование патентов.

Организации ИСО и МЭК не берут на себя ответственность за определение доказательств, законности и границ этих патентных прав.

Патентообладатели заверили ИСО и МЭК в том, что они готовы вести переговоры с претендентами со всего мира о предоставлении лицензий на разумных и не дискриминированных условиях, включая сроки. Это заявление патентообладателей зарегистрировано в ИСО и МЭК.

За соответствующей информацией можно обращаться в следующие организации:

Некоторые положения международного стандарта, указанного в пункте 4, также могут являться объектом патентных прав, не идентифицированных выше. ИСО и МЭК не несут ответственности за идентификацию таких прав

Настоящий стандарт - один из серии стандартов, описывающих параметры идентификационных карт, как определено в ИСО/МЭК 7810, и способы их применения для 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.

Настоящий стандарт не препятствует применению в карте технологий, регламентируемых другими стандартами.

Стандарты на бесконтактные карты охватывают разные типы карт в соответствии с положениями, описанными в ИСО/МЭК 10536 (карты поверхностного действия), ИСО/МЭК 14443 (карты близкого действия), ИСО/МЭК 15693 (карты удаленного действия). Данные карты предназначены для работы на поверхности, в непосредственной близости и на небольшом удалении от связанного с ними терминального оборудования.

Международный стандарт ИСО/МЭК 15693-2:2006 подготовлен подкомитетом N 17 "Карты и идентификация личности" совместного Технического комитета N 1 ИСО/МЭК "Информационные технологии".

Настоящий стандарт устанавливает природу и 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 ИСО/МЭК 15693.

Стандарт не устанавливает требования к средствам генерирования полей связи, а также средствам подавления электромагнитного излучения и биологической защиты.

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие международные стандарты (для датированных ссылок следует использовать только указанное издание, для недатированных ссылок - последнее издание указанного стандарта, включая все поправки к нему):

ISO/IEC 10373-7, Identification cards - Test methods - Part 7: Vicinity cards (Карты идентификационные. Методы испытаний. Часть 7. Карты удаленного действия)

ISO/IEC 15693-1, Identification cards - Contactless integrated circuit cards - Vicinity cards - Part 1: Physical characteristics (Карты идентификационные. Карты на интегральных схемах бесконтактные. Карты удаленного действия. Часть 1. Физические характеристики)

ISO/IEC 15693-3, Identification cards - Contactless integrated circuit cards - Vicinity cards - Part 3: Anticollision and transmission protocol (Карты идентификационные. Карты на интегральных схемах бесконтактные. Карты удаленного действия. Часть 3. Антиколлизия и протокол передачи данных)

В настоящем стандарте применены термины и определения по ИСО/МЭК 15693-1, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 индекс модуляции (modulation index): Показатель, равный (a - b)/(a + b), где a и b - пиковая и минимальная амплитуды сигнала соответственно.

Примечание - Значение показателя может быть выражено в процентах.

3.2 поднесущая (subcarrier): Сигнал с частотой f_s, используемый для модулирования несущей частоты f_c.

3.3 байт (byte): Строка, состоящая из 8 битов данных, обозначаемых как b1...b8, от старшего значащего бита (MSB, b8) до младшего значащего бита (LSB, b1).

В настоящем стандарте применяют следующие сокращения и обозначения.

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 - радиочастотный (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).

a - амплитуда немодулированной несущей;

b - амплитуда модулированной несущей;

f_c - частота рабочего поля (несущая частота);

f_s - частота поднесущей;

H_max - максимальная напряженность рабочего поля;

H_min - минимальная напряженность рабочего поля.

Диалог между VCD и VICC (одной или несколькими VICC одновременно) осуществляется через следующие последовательные операции:

- VCD активизирует VICC с помощью RF-рабочего поля;

- VICC ждет команду от VCD;

- VCD передает команду;

- VICC передает ответ.

Перечисленные операции используют RF-интерфейс сигналов связи и передачи энергии, установленный в следующих разделах стандарта, и должны выполняться в соответствии с протоколом, описываемым в ИСО/МЭК 15693-3.

Передача энергии на VICC осуществляется посредством радиоволн через антенны в VCD и VICC. RF-рабочее поле, сообщающее энергию от VCD к VICC, подвергается модуляции для передачи данных с VCD на VICC, как описано в разделе 7.

Частота f_c RF-рабочего поля составляет 13,56 МГц +/- 7 кГц.

VICC должна правильно функционировать в диапазоне от H_min до H_max.

Минимальная напряженность рабочего поля H_min составляет 150 мА/м (среднеквадратичное значение).

Максимальная напряженность рабочего поля H_max составляет 5 А/м (среднеквадратичное значение).

VCD должно генерировать поле напряженностью не менее H_min и не более H_max 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 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.

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.

Коммуникации между VCD и VICC осуществляются с использованием принципа ASK. Применяются два индекса модуляции: 10% и 100%. VICC должна быть способна декодировать оба вида сигнала. VCD определяет, какой индекс модуляции применять.

В зависимости от выбора, сделанного VCD, "пауза" будет создаваться, как показано на рисунке 1 или 2.

Восстановление синхронизации должно наступать после t₄.

VICC должна быть действующей при любом значении индекса модуляции от 10% до 30%.

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.

Значение байта должно быть представлено местоположением одной паузы. Местоположение паузы в одном из 256 последовательных периодов длительностью 256/f_c (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 (f_c/8192). Последний байт кадра должен быть полностью передан до того, как VCD пошлет EOF.

Рисунок 3 поясняет технику этого кодирования с применением фазоимпульсной модуляции.

На рисунке 3 данные 'E1' = (11100001)₂ = 225 передаются с VCD на VICC.

Пауза должна возникать во второй половине периода, определяющего значение байта, как показано на рисунке 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 (f_c/512).

На рисунке 5 представлены техника кодирования при помощи одного из четырех местоположений импульса и само кодирование.

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"

На рисунке 6 показан пример передачи данных 'E1' = (11100001)₂ = 225 с VCD.

Кадрирование данных выбрано для упрощения синхронизации и независимости протокола.

Кадры должны быть разграничены началом кадра (SOF) и концом кадра (EOF) и реализованы с использованием нарушения кода. Неиспользуемые варианты зарезервированы 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.

Последовательность SOF, представленная на рисунке 7, выбирает способ кодирования данных "1 из 256".

Последовательность SOF, представленная на рисунке 8, выбирает способ кодирования данных "1 из 4".

Последовательность EOF, применяемая для любого способа кодирования данных, представлена на рисунке 9.

Для некоторых параметров интерфейса определены несколько режимов, с тем чтобы учесть различные шумовые влияния и условия применения.

VICC должна быть способна устанавливать связь с VCD через зону индуктивной связи, где несущая нагружается, чтобы генерировать поднесущую с частотой f_s. Генерирование поднесущей должно происходить при переключении нагрузки в VICC.

Амплитуда нагрузочной модуляции должна составлять не менее 10 мВ при измерениях в соответствии с методами испытаний нагрузочной модуляции VICC, установленными в ИСО/МЭК 10373-7.

Могут 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 поднесущая, то частота f_s1 поднесущей (частота нагрузочной модуляции) должна составлять f_c/32 (423,75 кГц).

Если используются две поднесущие, то частота f_s1 должна составлять f_c/32 (423,75 кГц), а частота f_s2 - f_c/28 (484,28 кГц).

Если представлены две поднесущие, то между ними должно быть постоянное соотношение фаз.

Могут 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.

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.

Логический ноль начинается с восьми импульсов частотой f_c/32 (приблизительно 423,75 кГц), за которыми следует немодулированный интервал длительностью 256/f_c (приблизительно 18,88 мкс) (см. рисунок 10).

Логическая единица начинается с немодулированного интервала времени длительностью 256/f_c (приблизительно 18,88 мкс), за которым следуют восемь импульсов частотой f_c/32 (приблизительно 423,75 кГц) (см. рисунок 11).

Логический ноль начинается с восьми импульсов частотой f_c/32 (приблизительно 423,75 кГц), за которыми следуют девять импульсов частотой f_c/28 (приблизительно 484,28 кГц) (см. рисунок 12).

Логическая единица начинается с девяти импульсов частотой f_c/28 (приблизительно 484,28 кГц), за которыми следуют восемь импульсов частотой f_c/32 (приблизительно 423,75 кГц) (см. рисунок 13).

Кадрирование данных выбрано для упрощения синхронизации и независимости протокола.

Кадры должны быть разграничены началом кадра (SOF) и концом кадра (EOF) и реализованы с использованием нарушения кода. Неиспользуемые варианты зарезервированы 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.

SOF состоит из трех частей:

- немодулированного интервала длительностью 768/f_c (приблизительно 56,64 мкс);

- 24 импульсов частотой f_c/32 (приблизительно 423,75 кГц);

- логической единицы, которая начинается с немодулированного интервала длительностью 256/f_c (приблизительно 18,88 мкс), за которым следуют восемь импульсов частотой f_c/32 (приблизительно 423,75 кГц).

SOF для одной поднесущей представлено на рисунке 14.

SOF состоит из трех частей:

- 27 импульсов частотой f_c/28 (приблизительно 484,28 кГц);

- 24 импульсов частотой f_c/32 (приблизительно 423,75 кГц);

- логической единицы, которая начинается с девяти импульсов частотой f_c/28 (приблизительно 484,28 кГц), за которыми следуют восемь импульсов частотой f_c/32 (приблизительно 423,75 кГц).

SOF для двух поднесущих представлено на рисунке 15.

EOF состоит из трех частей:

- логического нуля, который начинается с восьми импульсов частотой f_c/32 (приблизительно 423,75 кГц), за которыми следует немодулированный интервал длительностью 256/f_c (приблизительно 18,88 мкс);

- 24 импульсов частотой f_c/32 (приблизительно 423,75 кГц);

- немодулированного интервала длительностью 768/f_c (приблизительно 56,64 мкс).

EOF для одной поднесущей представлен на рисунке 16.

EOF состоит из трех частей:

- логического нуля, который начинается с восьми импульсов частотой f_c/32 (приблизительно 423,75 кГц), за которыми следуют девять импульсов частотой f_c/28 (приблизительно 484,28 кГц);

- 24 импульсов частотой f_c/32 (приблизительно 423,75 кГц);

- 27 импульсов частотой f_c/28 (приблизительно 484,28 кГц).

EOF для двух поднесущих представлен на рисунке 17.

Настоящий стандарт не препятствует дополнительному применению для VICC других существующих стандартов на карты, таких как, например, стандарты следующих серий:

ISO/IEC 7811 (all parts) Identification cards - Recording technique (Карты идентификационные. Способ записи);

ISO/IEC 7812 (all parts) Identification cards - Identification of issuers (Карты идентификационные. Идентификация эмитентов);

ISO/IEC 7813 Information technology - Identification cards - Financial transaction cards (Информационные технологии. Карты идентификационные. Карты для финансовых операций);

ISO/IEC 7816 (all parts) Identification cards - Integrated circuit cards (Карты идентификационные. Карты на интегральных схемах);

ISO/IEC 10536 (all parts) Identification cards - Contactless integrated circuit(s) cards - Close-coupled cards (Карты идентификационные. Карты на интегральной(ых) схеме(ах) бесконтактные. Карты поверхностного действия);

ISO/IEC 14443 (all parts) Identification cards - Contactless integrated circuit cards - Proximity cards (Карты идентификационные. Карты на интегральной(ых) схеме(ах) бесконтактные. Карты близкого действия).