智能卡数据传输T1传输协议及详解
通信协议论文：智能卡T=1通信协议的分析与实现
通信协议论文：智能卡T=1通信协议的分析与实现【中文摘要】智能卡的英文名字为“Smartcard”,又称集成电路卡,即IC卡(Integrated Circuit card),是在塑料基片中镶嵌一个集成电路芯片并封装成卡的形式。
它以体积小、集成电路芯片技术先进以及保密措施特殊和无法被破译及仿造的特点被大众所接受。
智能卡应用到的国际标准包括以下几个方面:1.物理特性:ISO7816:1987;ISO7813;ISO7816-1:1987。
2.触点尺寸与位置:ISO/IEC 7816-2:1988。
3.电信号与传输协议:ISO/IEC7816-3:1997。
4.行业间交换用指令:ISO/IEC 7816-4:1994。
5.应用标识符的编号系统和注册过程:ISO/IEC 7816-5:1994。
本文的主要是分析和实现智能卡底层通信协议。
智能卡通信协议常用的有两种:T=0和T=1通信协议。
由于T=0协议存在检错机制不完善、数据泄漏等诸多不足,因此本文主要讨论接触式智能卡中的T=1异步半双工块传输通信协议。
本文分析智能卡的工作流程,异步传输复位应答(ATR)的构成及内容,协议类型选择(PPS)对传输参数的修改,块帧...【英文摘要】Analysis and Implementation of Protocol T=1 in Smart CardsThe English name for the smart card Smartcard, also known as IC cards, IC card (Integrated Circuit card), is embedded in the plastic base film, and packaged into a single integrated circuit chip card form. It small size integrated circuit chip technology and advanced and special securitymeasures can not be deciphered, and copy features are accepted by the public.Smart card applications to the international standards include the following:...【关键词】通信协议智能卡 T=1协议【英文关键词】communication protocol smart cards Protocol T=1【目录】智能卡T=1通信协议的分析与实现摘要4-6ABSTRACT6-7第1章绪论10-12 1.1 T=1 异步半双工块传输通信协议概述10-11 1.1.1 数据传输协议分类10 1.1.2 T=0 协议介绍10-11 1.1.3 T=1 协议介绍11 1.2 论文的主要工作11-12第2章智能卡系统12-13 2.1 智能卡简介12 2.2 智能卡操作系统12-13第3章 T=1 异步半双工块传输通信协议分析13-20 3.1 智能卡的数据传输13-14 3.1.1 数据传输的物理规程13 3.1.2 数据传输的初始流程13-14 3.1.2.1 复位应答（ATR）13-14 3.1.2.2 协议类型选择（PPS）14 3.2 T=1 传输协议14-18 3.2.1 数据链路层14-16 3.2.1.1 块帧14-15 3.2.1.2 起始域15-16 3.2.1.3 信息域(INF)16 3.2.1.4 终止域(EDC)16 3.2.2 等待时间16-17 3.2.2.1 字符等待时间（CWT）16-17 3.2.2.2 字组等待时间（BWT）17 3.2.3 发送和接收序列计数器17 3.2.4 无差错操作17-18 3.2.5 差错处理18 3.3 协议报文结构（APDU）18-20 3.3.1 命令APDU18-19 3.3.2 应答APDU19-20第4章 T=1 异步半双工块传输通信协议实现20-47 4.1 系统结构及模块划分20-25 4.1.1 概述20-23 4.1.1.1 智能卡系统20-21 4.1.1.2 通信子系统21-23 4.1.2 接收模块23 4.1.3 发送模块23-24 4.1.4 协议初始化模块24 4.1.5 协议设置模块24 4.1.6 重传模块24 4.1.7 同步模块24 4.1.8 计数器模块24 4.1.9 校验码模块24-25 4.2 系统处理流程设计25-39 4.2.1 主守护流程25-28 4.2.2 PPS 处理流程28-30 4.2.3 信息块（I-Block）处理流程30-32 4.2.4 接收确认块（R-Block）处理流程32-34 4.2.5 系统块（S-Block）处理流程34-39 4.2.5.1 卡信息域尺寸确定（IFSC）34-36 4.2.5.2 接口设备信息域尺寸确定（IFSD）36-38 4.2.5.3 再同步（Resynchronization）38-39 4.3 特殊问题的解决方法39-41 4.3.1 发送与接收计数器的实现39-40 4.3.2 发送与接收状态位的改变40-41 4.4 系统实现功能测试41-47 4.4.1 无差错操作协议准则测试用例41-43 4.4.2 差错处理协议准则测试用例43-47第5章结束语47-48附录48-49参考文献49-51作者简介及在学期间所取得的科研成果51-52致谢52。
8E1T1-M报文协议
8E1/T1-M 报文协议是一种用于在 T1 传输线路上传输数据的报文格式。
T1 传输线路是一种常用的数字通信线路，可用于连接计算机网络、电话系统等设备。
8E1/T1-M 报文协议将T1 传输线路的带宽分成24 个时隙，每个时隙可以传输8 个数据位，因此称为8E1。
这种协议还包含了一些控制信息，用于管理数据传输过程，例如检测线路故障、控制传输速率等。
使用8E1/T1-M 报文协议时，数据会被分成一个个报文块，每个报文块包含一定数量的数据位和控制信息。
这些报文块会在T1 传输线路上进行传输，并在接收端进行解析和处理。
8E1/T1-M 报文协议的帧结构如下所示：
帧头：用于标识帧的开始。
同步字符：用于帧同步。
报文块：由数据位和控制信息组成。
帧尾：用于标识帧的结束。
报文块由多个数据位和控制信息组成，包括：
数据位：用于传输应用层数据。
控制信息：包括同步报文块、数据报文块、结束报文块和复位报文块。
在使用8E1/T1-M 报文协议时，数据会被分成一个个报文块，每个报文块包含一定数量的数据位和控制信息。
这些报文块会在T1 传输线路上进行传输，并在接收端进行解析和处理。
通信基础知识：E1T1业务介绍及其区别
通信基础知识：E1T1业务介绍及其区别E1/T1业务在通信设备中应用广泛。
自从进入通信行业，所见到的通信设备产品大部分都带有E1业务，而T1业务则是近期在开发设备中所要实现的业务类型。
那么，E/T1业务具体指什么呢？可以用来干什么？它们有什么区别？带着这些疑问，让我们来揭开E1/T1业务的面纱。
话务语音通信常识话音时隙的帧频率为8000帧/S，每帧8bit，即一路话音信号的速率为64kbit/S。
E1/T1简介——什么是E1/T1，用来干什么T1/E1表示具有高质量的通话和数据传送界面，属PDH（准同步数字系列，Pseudo-synchronous Digital Hierarchy）体系接口，最初应用于电话公司的数字化语音传输。
北美使用T1标准，能够最多支持24位用户同时拔号，而欧洲使用E1标准，可以支持30位用户。
E1/T1都是ITU-T统一规定的电接口速率，遵从标准ITU-TG.703/704。
E1是欧洲标准的基群速率2.048Mbps，T1是北美和日本标准的基群速率1.544Mbps。
中国采用的是欧洲标准即E1。
关于E1① 一条 E1在同轴电缆线上是 2.048M的链路，用 PCM(脉冲编码调制 )编码。
② 一个 E1的帧长为 256个 bit，分为 32个时隙，一个时隙为 8个 bit。
③ 每秒有 8k个 E1的帧通过接口，即 8K*256=2048kbps。
④ 每个时隙在 E1帧中占 8bit， 8*8k=64k，即一条 E1中含有 32个 64K。
E1帧结构E1分为成帧，成复帧与不成帧三种方式，在成帧的E1中第0时隙用于传输帧同步数据，其余 31个时隙可以用于传输有效数据；在成复帧的 E1中，除了第 0时隙外，第 16时隙是用于传输信令的，只有第 1到 15，第 17到第 31共 30个时隙可用于传输有效数据；而在不成帧的 E1中，所有 32个时隙都可用于传输有效数据。
当 E1用于七号信令时，在 32个时隙（ Time Slot）中，第 0时隙被用作帧同步信息，一般使用第 16时隙作为 7号信令的通道，其余30个时隙被用作语音通道。
T1 CAS信令解析
了解一下信令系统对在语音问题中的排错是很有帮助的。
信令系统分两大类，CAS和CCS信令系统。
CAS，Channel Associated Signaling；CCS，Common Channel Signaling。
当然还有其他一些信令系统，比如ISDN，但这属于CCS信令的一种扩展方式，以后会单独列举出来。
T1CAS首先，我们来看看T1的数字信令格式。
我们再来看一下T1帧的特性：一个T1帧有193bit，24个时隙中每一个时隙有8个bit，这里一个时隙就是一个DS0（Digital Service Zero），外加1个成帧bit。
每125微秒发送一个T1帧，那么1秒钟有8000个T1帧存在。
那么（8×24+1）×8000=1544000，所以T1的带宽为1.544Mbps。
但实际可用的带宽应该是1.536Mbps，因为成帧bit不能够传输数据。
T1有两种主要的成帧结构标准：SF（Super Frame）或称之为D4，它指定了在一个序列中有12个帧。
D4的帧模式为100011011100（Framing bit为1是第一个帧，为0是第二个，跟着的0是第三个等等，一共12个帧）。
这个唯一的成帧序列能够使接收端的T1设备可以在四个帧以内同步，因为在这12bit的模式内，每4个帧的成帧bit都是唯一的。
由于每秒有8000个T1帧，所以有8000个F位可用于成帧。
ESF（Extended Superframe）结构是SF帧结构的一种升级，而且在公有和私有网络中占据主导地位。
ESF重新定义了F bit的意义。
在ESF中，8000个F bit内有2000个用于成帧，2000个用于循环校验（CRC），4000个用于智能管理通道，用于检测端到端的控制功能例如回环测试和错误报告。
由于每个DS0通道可以携带64kbps，G.711也需要64kbps的带宽，所以没有其他的空间去携带信令。
在语音实施过程当中，T1在每第六个帧循环中插入信令信息。
TI-100Base-T1车载以太网的应用
TI-100Base-T1车载以太网的应用1 引言近年来，汽车电气系统变得越来越复杂，主要是由信息娱乐，高级驾驶员辅助系统（ADAS），动力总成和车身电子系统的发展所驱动。
由于当今车辆中各种电子控制单元（ECU）之间共享大量的实时数据和固件/软件，因此这些系统需要更快的通信网络。
尽管以太网是商业和工业应用中长期流行的通信协议，但直到100BASE-T1的出现，它才被广泛应用于汽车工业。
有些车辆使用100BASE-TX应用于车载诊断（OBD）。
然而，100BASE-TX无法在汽车生态系统中发展，因为它需要两条双绞线电缆，并且不符合国际无线电干扰委员会（CISPR）25 Class5中的辐射发射限值的严格要求。
100BASE-T1的开发是为了满足汽车系统的需求。
它只需要一条非屏蔽单/双绞线电缆就可以在至少15 m的通信距离上以100 Mbps 的速度发送和接收数据。
100BASE-T1排放曲线符合CISPR 25 class5附件G带状线方法和其他汽车排放标准，例如Open Alliance 的TC8。
2 100BASE-T1在汽车上的应用2.1 什么是100BASE-T1？1）100BASE-T1是一个100 Mbps的汽车以太网标准，也称为IEEE 802.3bw标准，以前被称为BroadR-Reach标准。
2）IEEE 802.3bw （100BASE-T1）是由汽车公司以及领先的集成电路（IC）制造商和系统开发商共同开发的一种新的物理层（PHY）通信协议。
3）100BASE-T1可通过非屏蔽单/双绞线电缆以100 Mbps的通信速度满足更大的带宽需求。
4）100BASE-T1将车载生态系统标准化为一种网络架构，从而简化了ECU之间的整体通信，甚至可能消除了对较早或更不普遍的协议（如面向媒体的系统传输（MOST）或FlexRay）的需求。
5）100BASE-T1可以通过非屏蔽单双绞线电缆使用以太网协议的音频视频桥接（AVB）标准集合，在车辆内实现音频，视频，互联汽车，固件/软件和校准数据的通信。
PCSC接口API说明
VC中PC/SC智能卡接口的编程[摘要]本文介绍了如何在VC中通过PC/SC接口实现对智能卡读写器的操作，并给出了详细的例子代码。
[关键词] 智能卡、PC/SC、智能卡读写器1 引言完整的智能卡应用系统由后台服务程序、主机或终端应用程序和智能卡等组成。
其中，后台服务程序提供了支持智能卡的服务。
例如，在一个电子付款系统中，后台服务程序可以提供到信用卡和帐户信息的访问；主机或终端应用程序一般存在于台式机或者终端、电子付款终端、手机或者一个安全子系统中，终端应用程序要处理用户、智能卡和后台服务程序之间的通讯；智能卡则存储用户的一些信息。
终端应用程序需要通过读卡器来访问智能卡，在一个系统中，通常存在多家厂商提供的读卡器，因此需要一个统一的读卡器设备驱动接口。
随着智能卡的广泛应用，为解决计算机与各种读卡器之间的互操作性问题，人们提出了PC/SC（Personal Computer/Smart Card）规范，PC/SC规范作为读卡器和卡与计算机之间有一个标准接口，实现不同生产商的卡和读卡器之间的互操作性，其独立于设备的API使得应用程序开发人员不必考虑当前实现形式和将来实现形式之间的差异，并避免了由于基本硬件改变而引起的应用程序变更，从而降低了软件开发成本。
Microsoft在其Platform SDK中实现了PC/SC，作为连接智能卡读卡器与计算机的一个标准模型，提供了独立于设备的API，并与Windows平台集成。
因此，我们可以用PC/SC接口来访问智能卡。
2 PC/SC概述PC/SC接口包含30多个以Scard为前缀的函数，所有函数的原型都在winscard.h中声明，应用程序需要包含winscard.lib，所有函数的正常返回值都是SCARD_S_SUCCESS。
在这30多个函数中，常用的函数只有几个，与智能卡的访问流程对应，下面将详细介绍这些常用函数。
3 PC/SC的使用3.1建立资源管理器的上下文函数ScardEstablishContext()用于建立将在其中进行设备数据库操作的资源管理器上下文（范围）。
T1网桥转换器应用说明
GVE-T1E1/T1/LAN双协议转换器用户手册目录第一章概述1．1前言1．2技术指标第二章安装和使用2．1电源和环境要求2．2前后面板2．3内部开关设置第三章技术支持第一章概述1．1前言GVE-T1是采用ASIC电路设计技术研制的利用1条E1线路或者1条T1线路传输以太网Ethernet数据的双协议以太网桥转换器。
以扩展以太网的传输距离和应用范围。
它配有E1/HDB3或T1/B8ZS作为线路接口，E1可以是成帧N×64Kbps(N=1--31)和无帧2048Kbps，俗称信道化和非信道化，在成帧模式下支持CAS/CCS（30和31时隙）的选择，CRC4自适应。
T1通过非帧1.544Mbps的全透明带宽将远程局域网连接。
传输时钟可以从接收信号G.703线路中复原，也可以是内时钟工作方式。
以太网Ethernet支持10M/100M自适应。
GVE-T1的以太网Ethernet UTP口符合IEEE 802.3/IEEE 802.3u,并具备VLAN 802.1 Q功能。
GVE-T1的E1满足ITU的G. . 703、G. . 704和G. . 706的要求。
GVE-T1的T1符合ANSI T1.403-1999；ANSI T1.408；AT&T TR 62411的要求GVE-T1具有数据和图象传输的两种模式可供选择。
GVE-T1具有本地和远程环路，可以方便用户进行线路测试和故障诊断，以实现端对端的完整性测试。
GVE-T1前面板有丰富的指示灯, 显示设备的工作状态及告警信号。
典型应用如下：图一1．2技术指标以太网特性Ethernet局域网地址表LAN Table：10000个，自动学习和自动更新过滤和转发速率Filtering and Forwarding:每秒30000帧缓冲器Buffer:64M吞吐量等待Delay:1帧VLAN：具备，802.1Q VLAN局域网特性LAN标准：符合IEEE 802.3/ IEEE 802.3 u/Ethernet工作方式：全双工/半双工数据速率:10Mbps/100Mbps自适应物理接口：UTP；屏蔽RJ-45，交叉和直联可选广域网特性WAN1: E1/HDB3技术指标线路传输速率：N×64Kbps(N=1--31)；2048Kbps线路编码：HDB3/CRC4自适应线幀格式：G.703(成帧/无帧)线路接口：阻抗120Ω，物理接口RJ45 平衡阻抗75Ω，物理接口BNC 不平衡传输特性：符合G.703/G.704/G.7062: T1/B8ZS线路传输速率：1.544Mbps线路编码：B8ZS线帧格式：无帧全透明线路接口：平衡100Ω，物理接口RJ45传输特性；符合ANSI T1.403-1999ANSI T1.408，AT&T TR 62411时钟：内时钟，从时钟（线路G.703时钟）测试方法：本地模拟环路，远端数字环路；电源：交流220V±10％，50Hz；直流-48V±15%功耗：5W；体积：225mm×145mm×40mm；第二章安装和使用本章介绍GVE-T1的前后面板、指示灯、开关、接口以及连接电缆。
lte cat1技术参数
lte cat1技术参数（原创实用版）目录1.LTE Cat1 技术简介2.LTE Cat1 技术参数详解2.1 下行链路参数2.2 上行链路参数2.3 系统参数2.4 信道参数2.5 调制与解调方式2.6 编码与解码方式2.7 传输速率与延迟正文LTE Cat1 技术，全称为 Long Term Evolution Category 1，是我国移动通信网络中的一种重要技术，主要用于无线数据传输。
该技术拥有较高的传输速度和较低的延迟，广泛应用于智能手机、平板电脑等移动设备。
接下来，我们将详细解析 LTE Cat1 的技术参数。
1.LTE Cat1 技术简介LTE Cat1 技术是基于 3GPP（第三代合作伙伴计划）制定的 LTE 标准，属于 LTE 网络中的中低速类别。
相较于高速率的 LTE Cat3、Cat4 等技术，LTE Cat1 在传输速率和延迟方面具有较好的平衡。
它适用于对数据传输速率要求不高，但对延迟敏感的应用场景，如物联网、智能家居、工业自动化等领域。
2.LTE Cat1 技术参数详解2.1 下行链路参数LTE Cat1 的下行链路参数主要包括峰值下载速率、信道带宽和符号数。
其中，峰值下载速率可达 100Mbps，信道带宽为 1.4MHz，符号数为 12。
2.2 上行链路参数LTE Cat1 的上行链路参数主要包括峰值上传速率、信道带宽和符号数。
其中，峰值上传速率可达 50Mbps，信道带宽为 1.4MHz，符号数为 6。
2.3 系统参数LTE Cat1 的系统参数包括时隙结构、帧结构、子帧长度等。
它采用TDD（时分双工）模式，时隙结构为 10ms，帧结构为 Type 1，子帧长度为 1ms。
2.4 信道参数LTE Cat1 的信道参数主要包括信道编码率、调制方式、解调方式等。
信道编码率为 1/3，调制方式为 QPSK（四相位调制），解调方式为 BPSK （二相位调制）。
2.5 调制与解调方式LTE Cat1 的调制与解调方式包括调制方式和解调方式。
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智能卡数据传输T＝1传输协议
类别：消费电子阅读：883
T＝1传输协议是智能卡的异步半双工通信协议。
它立足于国际标准ISO/IEC 7816-3。
EMV 规范也和此协议有关。
T＝1协议是面向字组的协议，这就是说一个字组是卡和终端之间可以传输的最小数据单元。
这项协议以严格的层次划分为特点，可作为数据链路层归入OSI参考模型中。
在这种意义上，层次划分也就意味着数据指向较高的层次，诸如应用层，并可完全由数据链路层透明地处理。
除了这一层直接和所传输的数据的内容的解释与修改有关之外，不再需要别的层次。
特别是报文的安全性需要严格地遵守层次划分，只有这样才能使用户加密的数据通过接口而不必求助于复杂的方法或技巧。
目前，T=1是惟一的国际智能卡协议可以使安全数据得以在其所有变型的情况下传输而没有任何问题或危及其安全性。
传输的过程开始于卡送出ATR之后，或在成功执行了PTS之后。
第1个字组由终端发送，下一个则由卡发送。
于是，通信按此方式继续，发送权在终端与卡之间轮换。
顺便提及，T＝1协议的应用不限于智能卡／终端的通信，它被用于多种终端和它们与之相连的计算机间交换有用的数据和控制数据。
数据传输率对任何协议自然都是一个最令人感兴趣的方面，表1列出了T=1协议传输某些典型命令的时间。
表1 T=1传输协议对某些典型命令的数据传输时间
（时钟频率为3.5712MHz，分频值为372，X0R差错检测码，每条命令有2位停止位和8位数据字节，C＝命令，R=应答）1，字组结构所传送的字组实质上用于两种不同的目的，其中之一是透明传输的应用专用数据，另一个则是传输协议控制数据或对传输差错的处理。
传输的字组由开始的组头字段，信息字段和最后的组尾字段组成，组头和组尾字段是强制性的，必须总是发送的。
相反，信息字段是可选的，它含有应用层的数据，它可能是发送给
智能卡的命令APDU或是来自卡的应答APDU。
传输字组的结构如图1所示。
图1 T＝1传输字组的结构在T=1中有三种基本的不同类型的字组：信息字组、接收确认字组和系统字组。
信息字组（I字组）用于透明地交换应用层的数据。
接收确认字组（R字组），它不含有任何数据字段，被用于对接收的认可或否认。
系统字组（S字组）用于和协议本身有联系的控制信息，取决于特定的控制信息，它们可能有一个信息字段。
2．组头字段组头字段含有三个子段：结点地址（NAD），协议控制字节（PCB）和长度（LEN），它为三字节长并含有对实际传输字组的控制和指针数据。
这三个子段的编码见表2～表5。
1）结点地址NAD（Node ADdress）组头字段的第1个字节被称为结点地址（NAD）字节，它含有字组的目标和源地址，它们的每一个用三位编码，如果未用地址，则有关位置为0。
此外，为了和老的微控制器相容，对EEPROM或EPROM的编程电压提供了控制。
然而，这一点没有实际应用，因为现在的所有智能卡微控制器在芯片内都有一个电荷泵。
表2 结点地址（NAD字段）
2）协议控制字节PCB（Protocol Control Byte）接着结点地址的子段是协议控制字节（PCB）。
如同名字所暗示，它用来控制和管理传输协议，这就增加了所需的编码数量，PCB 字段主要用来编码字组类型，以及有关的补充信息。
表3 I字组的PCB字段
表4 R字组的PCB字段
表5 S字组的PCB字段
3）长度LEN（LEngth Field）字节的长度字段（LEN）以十六进制的形式指明信息字段的长度，其值可为‘00’至‘FE’。
编码‘FF’目前未用而留各未来扩充之用。
3，信息字段在I字组中，信息字段起着应用层数据（OSI第7层）的集装箱的作用。
此字段的内容被完整而透明地传送，这就是说此内容由传输协议直接送出，而不经任何分析或评估。
在S字组中，这个字段传送关于传输协议的数据，这是此字段的内容用于传输层的惟一情形。
按照ISO标准，信息字段的大小范围为‘00’至‘FE’（254）字节，‘FF’（255）被ISO为未来应用而保留。
终端和卡可以有不同大小的I字段。
终端I字段的缺省大小为32字节的接口设备信息字段大小（Inf．。
rmation Field Size for the interface Device），它可以通过特殊的s字段来改变，这个32字节的缺省值也适用于卡的卡信息字段大小IFSC（Information Field Size for the Card），但它可由ATR①中的一个参数来修改。
在实践中，对于终端和卡二者，I字段的大小在50～140字节之间。
4，组尾字段这个字段在字组的末尾传送，含有一差错检测码，是由字组中前面所有的字节算得的。
计算使用的要么是纵向冗余检测LRC（Longitudinal Redundancy Check）要么是循环冗余检测CRC（Cyclic Redundancy Check ）。
所用方法必须在ATR的接口字符中予以规定。
如果没有规定，则隐含地约定使用LRC法。
否则，根据ISO 3309就进行CRC计算。
所用除法多项式和V.41的推荐是一样的，G(X)=X16+X12+X5+1。
两种差错检测码只能用于差错检测，它们不能校正一个字组差错。