迭層卡原理及應(yīng)用的研究

郭 達(dá) 廖 軍 張智江

【摘要】文章剖析了迭層卡的原理,分析了迭層卡通過智能卡應(yīng)用工具箱能夠?qū)崿F(xiàn)的電信功能,并研究了迭層卡在使用中可能會遇到的各種問題。

【關(guān)鍵詞】智能卡 迭層卡 智能卡應(yīng)用工具箱

1 引言

在移動通信技術(shù)大發(fā)展的今天,各種新技術(shù)、新應(yīng)用層出不窮,特別是在移動通信終端側(cè),有很多巧妙的應(yīng)用,目前較受關(guān)注的迭層卡就是其中的一種。

電信行業(yè)使用的智能卡:GSM(Global System of Mobile)網(wǎng)絡(luò)中使用的智能卡被稱為SIM(Subscriber Identity Module)卡[1];CDMA(Code Division Multiple Access)網(wǎng)絡(luò)中使用的智能卡被稱為UIM(User Identity Module)卡[2];UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)網(wǎng)絡(luò)中使用的智能卡被稱為USIM(Universal Subscriber Identity Module)卡[3],三種智能卡雖與網(wǎng)絡(luò)交互的流程以及內(nèi)部實(shí)現(xiàn)上各有不同,符合不同的標(biāo)準(zhǔn),但是在物理和電氣特性上都一樣,換句話說,目前移動通信網(wǎng)絡(luò)中使用的智能卡的外形、觸點(diǎn)、電壓等都是一樣的。

而迭層卡是一種經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的智能卡,它是在一張普通智能卡卡上貼上一張相對很薄的智能卡,再插入手機(jī),而這張薄膜狀的迭層卡中存儲著一張智能卡的所有信息,能實(shí)現(xiàn)一張智能卡的所有功能。當(dāng)它貼在一張普通智能卡上并插入手機(jī)中后,這個手機(jī)就具備了兩個號碼;同時這張貼上去的卡能提供菜單,用戶可以通過手機(jī)調(diào)用這個菜單來更換當(dāng)前使用哪張卡。這種卡的出現(xiàn),方便了用戶的使用:過去用戶需要把手機(jī)關(guān)機(jī)再更換卡片,現(xiàn)在只要通過在手機(jī)菜單中選取激活哪張卡就能實(shí)現(xiàn)。這種卡有很多叫法,如迭層卡、薄膜卡、雙集成電路卡等,但目前沒有統(tǒng)一名稱,本文將其稱為迭層卡。

本文將分析了這種迭層卡的實(shí)現(xiàn)原理;然后根據(jù)智能卡應(yīng)用工具箱技術(shù)能提供的增值功能,分析迭層卡能提供的特色應(yīng)用;最后分析迭層卡可能帶來的技術(shù)問題和監(jiān)管問題。

2 迭層卡原理

在迭層卡出現(xiàn)之前,有一種實(shí)現(xiàn)方案也能實(shí)現(xiàn)在一臺手機(jī)中容納兩張智能卡,其原理和迭層卡相似并易于理解。

如圖1所示,普通手機(jī)中只有一個智能卡插槽,但這種實(shí)現(xiàn)方案是在這個插槽中插入一個形如智能卡的卡片,將智能卡使用的觸點(diǎn)接出來到一個可以容納兩張甚至多張智能卡的卡槽,再通過控制開關(guān),就可選擇使用其中的哪張智能卡與手機(jī)相連,從而達(dá)到一機(jī)多號的目的。

迭層卡比上述的方法有所改進(jìn),通過改裝其中一張智能卡,做到電路的邏輯連接與上面的方法一致。其中一張智能卡做成了雙面都有觸點(diǎn),一面與手機(jī)相連,一面與另一張SIM卡貼在一起,由于工藝的進(jìn)步,這種雙面都有觸點(diǎn)的卡可以做得非常薄,而且中間還能加入存儲與邏輯芯片,本身就擁有一張智能卡的全部功能。圖2中A卡為普通智能卡,B卡為迭層卡,A卡的下表面為有觸點(diǎn)的面,B卡的兩面都有觸點(diǎn)。

A卡和B卡通過某種方式迭在一起并保持緊耦合,就可以插入手機(jī)的卡槽中了,比如在A卡沒有芯片的塑料部分打一個孔,B卡對應(yīng)該位置突起,就可以將A卡和B卡緊密地結(jié)合在一起了;或者通過圖3的方式也能將兩張卡結(jié)合在一起。

通過圖1～圖3的方式,都可以實(shí)現(xiàn)一機(jī)雙卡,但顯然圖2和圖3迭層卡的方式不用改動手機(jī),具有較強(qiáng)的可實(shí)施性。一機(jī)雙卡的好處顯而易見:可以選擇資費(fèi)優(yōu)惠的號碼撥打電話,區(qū)分工作與私人電話,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的好壞選擇號碼。但在同一時刻,只能有一張智能卡為激活狀態(tài)。

圖2和圖3中的迭層卡原理相同,只是物理形態(tài)有所不同。與圖1的方式相比,除了不用改動手機(jī)之外,選擇哪張卡作為當(dāng)前激活的卡可以通過智能卡提供的菜單進(jìn)行選擇,還可以使用智能卡應(yīng)用工具箱開發(fā)一些相應(yīng)的功能,方便用戶的使用,這在下一節(jié)中分析。

插入手機(jī)中的普通智能卡和迭層卡應(yīng)該為同一制式,并與手機(jī)的制式相同,比如在圖2中,A卡和B卡應(yīng)同為SIM卡插入GSM手機(jī),或者同為UIM卡插入CDMA手機(jī),而不能A卡為SIM卡而B卡為UIM卡。這里需要特別指出的是,SIM卡和USIM卡是兼容的,USIM卡能插入GSM手機(jī),SIM卡也能插入U(xiǎn)MTS手機(jī)[4],所以A卡和B卡的組合可以為SIM卡和USIM卡的組合。

3 迭層卡的增值功能分析

迭層卡一般通過智能卡的菜單來切換兩張SIM卡,選用其中的一張來作為當(dāng)前激活卡片來使用。智能卡菜單基于智能卡應(yīng)用工具箱,其中GSM的SIM卡基于STK(SIM ToolKit),UMTS的USIM卡基于USAT(Universal SIM Application Toolkit),CDMA 1X卡基于CCAT(CDMA Card Application Toolkit),這幾個應(yīng)用工具箱基于不同的標(biāo)準(zhǔn),但實(shí)現(xiàn)的功能類似,表1列出了這幾種制式的區(qū)別和遵循的標(biāo)準(zhǔn)。

迭層卡可以基于智能卡應(yīng)用工具箱開發(fā)一些功能,來為迭層卡用戶提供較好的用戶體驗(yàn)。智能卡應(yīng)用工具箱(CAT,Card Application Toolkit)可以從智能卡發(fā)送主動式命令,讓終端執(zhí)行操作,在迭層卡的應(yīng)用場景中,可以為用戶提供一些類似于呼叫轉(zhuǎn)接,顯示信息,發(fā)送短信等功能。

CAT的主動式命令DISPLAY TEXT可以實(shí)現(xiàn)在手機(jī)屏幕上顯示字符的功能,迭層卡可以利用這條命令顯示當(dāng)前激活的智能卡的標(biāo)識,比如當(dāng)前激活的智能卡為運(yùn)營商A的時候在手機(jī)屏幕上顯示運(yùn)營商A的名稱,或者顯示這張卡對應(yīng)的電話號碼,當(dāng)用戶一看手機(jī)屏幕即知當(dāng)前使用的是哪張智能卡。

CAT的主動式命令SET UP CALL可以發(fā)起語音呼叫,利用這條命令可以實(shí)現(xiàn)呼叫轉(zhuǎn)接的功能,表2是某運(yùn)營商呼叫轉(zhuǎn)接與撥打號碼的對應(yīng)關(guān)系,通過撥打這些特殊的號碼,可以實(shí)現(xiàn)呼叫轉(zhuǎn)接,這樣大大方便了用戶的使用,比如用戶使用一張智能卡的時候,可以把另外一張智能卡的呼叫轉(zhuǎn)移到當(dāng)前激活的這張智能卡上。這些呼轉(zhuǎn)都可以預(yù)先在迭層卡上做好設(shè)置,當(dāng)切換使用智能卡的時候做到自動呼轉(zhuǎn)到激活智能卡。

CAT的主動式命令POWER ON CARD和POWER OFF CARD可以實(shí)現(xiàn)重啟智能卡,通過這兩個命令,可以實(shí)現(xiàn)兩張卡之間的切換而不用關(guān)閉手機(jī)電源。

此外還可利用CAT主動命令中的其他命令,開發(fā)一些有用的功能。舉例來說,CAT只能解決呼叫的轉(zhuǎn)移,而不能解決短信的轉(zhuǎn)移,有些迭層卡中設(shè)計(jì)了一種機(jī)制,過一段時間會切換到非激活的這張卡,接收短信并通過SEND SS命令把短信轉(zhuǎn)發(fā)到經(jīng)常激活的這張卡上。

CAT還能使用SET UP MENU在手機(jī)上顯示字符菜單,用戶按下菜單,就能執(zhí)行上面描述的操作。

這里需要強(qiáng)調(diào)的是,手機(jī)對CAT支持的程度不一樣,有些手機(jī)可能因?yàn)椴荒茏R別某些主動式命令而導(dǎo)致對應(yīng)的功能無法使用。

4 迭層卡尚待解決的問題

迭層卡的使用,可以實(shí)現(xiàn)一機(jī)雙卡,利用智能卡應(yīng)用工具箱設(shè)計(jì)出適合用戶使用的電信功能以提升用戶體驗(yàn)。但是迭層卡在使用中可能會帶來一些技術(shù)問題,此外相關(guān)的行業(yè)監(jiān)管措施也尚不明確。

在技術(shù)上,迭層卡會增加智能卡的厚度,而且迭層卡除了與手機(jī)觸點(diǎn)接觸,還和另外一張智能卡觸點(diǎn)接觸,如果電路設(shè)計(jì)不好,將會增大智能卡機(jī)卡傳輸接口的不穩(wěn)定性,增加耗電。

在技術(shù)上,有另外一種技術(shù)也能實(shí)現(xiàn)迭層卡的這種功能,這就是SIM卡復(fù)制。目前已經(jīng)存在將多張SIM卡的密鑰計(jì)算出來并復(fù)制到一張卡上[8],通過CAT也同樣能實(shí)現(xiàn)上一節(jié)所提到的功能,一張卡上可以容納的電話號碼更多,最多可達(dá)到12卡合1,而且市面上很容易買到這種卡和軟件程序,相比迭層卡,拋開相關(guān)的法律問題,這種方法其實(shí)更受到愿意嘗試新技術(shù)人群的青睞。

SIM卡復(fù)制利用技術(shù)的缺陷,這種行為顯然不是合法的行為。但是迭層卡是否合法,目前也沒有定論。舉個簡單的例子,如果運(yùn)營商A發(fā)行迭層卡,覆蓋在運(yùn)營商B的普通卡上,那么運(yùn)營商B就有理由認(rèn)為運(yùn)營商A損害了其利益,一旦產(chǎn)生糾紛,在目前法規(guī)中尚未能找到適用的條款。

迭層卡是一種新技術(shù),能夠提供一卡雙號,方便用戶使用。但技術(shù)有時候是一把雙刃劍,運(yùn)營商選用這種技術(shù),應(yīng)充分考慮可能帶來的負(fù)面影響,電信監(jiān)管的措施也應(yīng)該考慮給這些法律無法找到明確適用條款的應(yīng)用,給出相關(guān)的政策。只有在這些問題都解決了的前提下,迭層卡的應(yīng)用前景才能明朗。

參考文獻(xiàn)

[1]3GPP TS 51.011. Specification of the Subscriber Identity Module-Mobile Equipment(SIM-ME) interface[S].

[2]3GPP TS 31.102. Characteristics of the Universal Subscriber Identity Module(USIM) application[S].

[3]3GPP2 C.S0032. Removable User Identity Module for Spread Spectrum Systems[S].

[4]郭達(dá),張尼,顧旻霞,等. 2G/3G共存時期終端與智能卡的兼容性分析[J]. 移動通信,2009年7月(上).

[5]3GPP TS 51.01. Specification of the SIM Application Toolkit for the Subscriber Identity Module-Mobile Equipment(SIM-ME) interface[S].

[6]3GPP TS 31.111. Universal Subscriber Identity Module(USIM)Application Toolkit(USAT)[S].

[7]3GPP2 C.S0035,CDMA Card Application Toolkit (CCAT)[S].

[8]郭達(dá),張尼,張智江. SIM卡復(fù)制原理及防范措施研究[J]. 數(shù)字通信世界,2009(6).

【作者簡介】

郭 達(dá):工學(xué)博士,畢業(yè)于北京郵電大學(xué),中國聯(lián)通在站博士后,研究方向?yàn)橐苿油ㄐ沤K端與智能卡。

廖 軍:計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)博士,信息與通信系統(tǒng)博士后,研究方向?yàn)橐苿踊ヂ?lián)網(wǎng),電信業(yè)務(wù)以及面向服務(wù)的計(jì)算。

張智江:中國聯(lián)通技術(shù)部總經(jīng)理,教授級高工,長期從事電信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營和管理工作。