中联科技商场银行POS交易GPRS解决方案———中联科技商场银行POS

［编辑简介］：针对商场银行POS 交易中的通讯瓶颈问题，中联科技提出了一种基于GPRS的解决方案，本文对方案的优点进行了分析并给出整体方案架构及主要产品的技术特点。［摘要］：［关键词］：中联科技 POS GPRS
  
  一、商场银行POS交易对GPRS网络设备的需求分析
  1、现有商场银行POS 交易系统现状 随着中国加入WTO 后金融领域的竞争加剧，各大银行纷纷转为以服务为中心，提供各种增值服务，提供各种方便的手段。近年来中国各大银行发行的商场银行POS 数量持续增长，同时持卡金融客户对用卡环境提出了更高的要求。目前商场银行POS 主要应用在两个大的领域：商业消费及自助交易，现状如下：
商业消费：主要通过各商业网点的银行POS 来实现。联网采用电话拨号方式，存在单笔交易通讯费用高（每笔至少0.22 元）和银行中心技术复杂、资金投入大等缺点。
自助交易：主要通过各种ATM 柜员机、圈存机来实现。特别随着各种自助银行网点、社区银行网点的快速发展，可以完成多种如充值、交费、查询金融服务，逐渐成为商业消费之外的另一种主流商场银行POS 应用模式。另外像上海出现的金融公交专用充值机也属于这种范围。该方式联网一般采用DDN 等专线方式，存在三个大的缺点，一是专线的通讯使用费用较高；二是申请和变更线路的时间周期较长；三是不能根据业务情况进行调整，如像现在的高校开学期间、展销会等情况下，不能根据金融业务的要求，临时增加新的业务网点。因此，银行一直希望找到一种组网方便、性价比高、随时在线的、稳定的通信方式，来解决商场银行POS 交易中的通讯瓶颈问题，改善商场银行POS 用卡环境，提高银行的服务质量。而现在中国移动的GPRS网络正是满足这一需求的新兴通信方式，完全可以取代过去的有线拨号、有线DDN方式，同时在性能和价格方面均有质的飞跃。2、采用GPRS 实现商场银行POS 交易的优点
永远在线：解决了拨号繁忙和拨号时间较长的两大缺点，提高了效率。
通讯费用低：商场银行POS 交易的通信特点是具有突发性，但数据量小，对采用流量计费的GPRS非常有优势。以单笔POS刷卡为例，采用有线拨号方式最低费用为0.22元。而采用GPRS方式，费用降低为1～2分钱，降低了80%以上，非常具有优势。
业务地点可移动：摆脱了过去有线网络申请、维护等固定地点限制，可根据业务的实际需要申请及移动交易地点，特别适合新兴的社区银行及金融公交充值系统。
强有利的安全措施：GPRS网络采用GSM 的多种物理信道加密方式，同时在应用层，还提供中心专线接入、专用APN等安全措施，完全满足金融系统对安全的要求。下面详细介绍GPRS网络特点、GPRS网络设备和应用方案。二、GPRS发展现状及技术分析 GPRS(General Packet Radio Service 通用分组无线业务)是在现有GSM 网络上发展出来的一种新的分组交换数据应用业务。GPRS 是全球移动通信网络技术向第三代移动通信(3G)演进的主流技术和重要里程碑，被称为2.5 代移动通信。与传统的GSM 电路拨号交换相比，GPRS 在资源利用效率、交换容量和性能上都有一个质的飞跃。GPRS 抛弃了传统的独占电路交换模式，采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，有效地利用了信道资源，带宽最高可达171.2Kb/s。目前中国移动的GPRS 覆盖范围在中心城市几乎达到了100%，在边远地区也达到了80%以上，实际应用带宽大约在20-40Kb/s，特别适合像金融交易、远程监测等行业各种中低速率的突发通信需求，完全取代过去传统的有线MODEM、X.25、数传电台、短信等通信方式。GPRS 采用TCP/IP 协议，非常容易和现有INTERNET技术及应用平台整合，将使各种IP 技术与服务同移动通信技术相结合，为客户提供各种高速高质的移动数据通信业务。  图1:GPRS网络结构图 1、GPRS 网络特性
TCP./IP网络：GPRS网络完全采用TCP/IP协议进行通信，由于TCP/IP 协议的事实标准和广泛使用性，为各种设备的互联互通提供了极大的方便性。
分组交换：分组交换是将数据以存储转发的方式传送到目的端，可以使不同的数据传输“共用”传输带宽，非常适用于数据应用。
频谱效率：在GSM系统中的数据通信是采用独占信道的电路交换方式，在成本效率上缺乏可行性。而GPRS则可灵活运用将1～8无线时隙组合在一起，给多个用户提供高达171.2Kbps 的共享带宽，极大地提高了无线资源的利用率。
Internet识别：用户通过GPRS系统的网关GGSN 连接到互联网。目前任何一种在固定Internet 上的业务（如文件传输协议FTP、网页浏览、交谈、信函等）通过利用GPRS将同样能在移动网络上实现。2、GPRS 数据传输的优点
移动通信：GPRS 无线通信打破了过去有线通信的固定位置限制，可根据业务需要随时增减数据传输点，极大地拓展了通信的领域。
费用低廉：GPRS 网络按照客户收发数据包的数据流量来收费，而不是采用过去的在线时间方式收费，极大地降低了通信使用费用。以金融交易和监测、监控数据传送为例，同样的一笔业务，其通信费用约为过去的1/5~1/8，具有较强的成本竞争能力和市场推广性。目前中国移动推出了包年900.00元不计流量的优惠政策。
永远在线：客户随时都与网络保持联系，即使没有数据传送时,客户仍然在网上与网络之间还保持一种连接。
快速登录：连接时间很快。GPRS 无线终端一开机，就已经与GPRS 网络建立了连接，每次登录网络，只需要一个激活过程，一般仅需1 到3 秒。
高速传输：由于GPRS 网络采取了先进的分组交换技术，数据传输最高理论值可达171.2kb/s。实际使用中一般能达到20～40 kb/s。
组网灵活：中国移动的GPRS 网络覆盖面广，可全国漫游而不增加额外费用，特别适合中小用户以低成本方式在短时间内组建自己的跨区域性数据网络。
信道保障：GPRS 通信链路由中国移动这样的专业运营商维护，在出现通信链路中断的情况下能得到及时抢修，免除通信链路维护的后顾之忧。
防雷击：GPRS 采用小功率短天线，不需要室外架设大天线，克服了有线传输设备和无线电台容易被雷击而损坏和中断通信的情况。三、GPRS系列通信产品简介 GPRS 系列网络设备，实现了完整的PPP 协议及上层TCP/IP 协议，具有Router 功能，并使非IP系统通过简单的串口通信实现Internet 和Intranet 接入；基于Web方式配置简单、方便；与SMS配合，提高可靠性，降低成本。该设备特别适合以下应用：
适合点多分散的数据传输；
适合跨地域的企业应用；
适合条件差、野外的使用环境；
适合中小数据通信量的数据传输；
适合移动数据传输的应用（移动车辆等）；
适合手持设备的应用。图2:GPRS IP MODEM 内部功能示意图GPRS IP MODEM 是一款集成了GPRS MODEM 传输功能和TCP/IP 网络、路由功能于一体的新型无线移动通信网络设备。广域网络采用GPRS，内部网络采用标准100BaseT 和串口（包括RS232、RS485 等）连接两种方式。根据不同的应用环境，物理上的这三个接口能够灵活运用，采用不同的连接方式，使该设备具备了三大功能：以太网→GPRS网络的路由功能；串口→GPRS 网络转换功能；串口→以太网网络转换功能。1、商场银行POS 交易系统解决方案对比
  传统的POS设备提供RS232/485接口，随着以太网的普及，目前各商场的POS 系统联网也主要采用以太网方式，POS 终端要接入以太网有两种选择，一是在原有POS 终端设备内部集成以太网硬件和IP模块软件，POS 终端直接提供以太口接入指定的网络设备（如HUB 或Switch）；另一种解决方案是，不改变POS 终端设备，采用GPRS IP Modem设备进行转换，由POS终端的RS232/485串口与GPRS IP Modem的串口相连，GPRS IP Modem提供串口到以太网的协议转换功能，再接入指定的网络设备。每一POS终端配一个GPRS IP Modem 设备，接入方便，并且不需要对已有的线路和设备进行改造，如图三。
   
  图3：每POS网络连接图
   
  图4：中心机房网络连接图 去掉中间的网络通信设备（如Hub、Switch），系统简化后的拓扑图如图5，通过级联方式实现每POS终端的联网。传统的商场POS 是一种拨号POS，是基于传统的电话网络建立的，通过内置的Modem拨号呼叫至授权中心；而在授权中心则由网络接入控制器（NAC）连接若干条中继线（视规模不同，中继线配备2 至10 条不等，最多为16条）接收POS 数据，经过网控器（NAC）先行处理、变换为银行或其他受理机构的主机可接受的数据格式后，送至授权主机进行处理。这种POS系统不易于扩展，综合布线造价高。
  2、GPRS 网络产品突出特点 图4：GPRS网络产品配置界面
具有完整的IP 功能：是非IP 设备到GPRS IP 网络的IP 桥接器，直接把用户POS终端、ATM 柜员机、圈存机等设备平滑过渡接入到GPRS网络。
具有ROUTER 功能：具有100Base网络接口。支持TCP、UDP、ICMP、IP、ARP、PPP、Telnet、HTTP、FTP、DNS、DHCP、NAT 等多种网络应用，同时能将本地的多台IP设备共享接入GPRS 网络，极大提高了性能价格比。
管理界面友好：通过内嵌的Web Server 进行配置管理，非常直观，操作简单、方便，支持远程维护，根据管理权限可实现远程配置、远程升级和重启动。
远程网管功能：用户在数据中心能对多个远程GPRS 设备点进行集中维护和运行检测，可根据需要增加SNMP网管协议。
UDP 透明传送：能将串口数据按照客户的时间响应及帧大小要求以UDP 方式快速传送到数据中心，但存在可能出现数据丢失的情况，适合于远程监测监控应用。
TCP透明传送：能将串口数据按照客户的时间响应及帧大小要求以TCP 方式可靠传送到数据中心，特别适合于对网络传送可靠性要求严格的金融交易等应用。
心跳监测功能：为了满足数据中心对各远程GPRS设备点的实时监测，可设置GPRS网络设置在无数据传送情况下定时向数据中心报告自己的运行状态。
短信备份功能：在GPRS 网络出现异常中断的情况下，能将远程GPRS 设备点的紧急数据通过短信方式传送到数据中心。
按需拨号功能：特别适合像金融交易这样的远程GPRS 设备点主动向数据中心发起连接的应用。一方面能根据需要随时建立连接，同时也能在没有交易的情况下，自己主动断开和中心的连接，有效减轻数据中心的网络负荷，将远程点的长连接变成了按需建立的短连接。
远程唤醒功能：在远程GPRS 设备没有主动上网的情况下，数据中心为网络管理的需要可通过短信通知和拨号振铃的方式将远端设备唤醒，拨入GPRS网络。3、产品具有的优势目前CDMA1X网络设备处于一个新兴的蓬勃发展阶段。 CDMA1X 网络产品是在已成熟的宽带路由器和SNMP 网管设备等产品的基础上发展起来的全新系列产品，硬件采用全新的32位嵌入式RISC CPU，处理能力及系统资源提高10 倍以上。 软件上采用完整的嵌入式OS 及TCP/IP 协议包，整体方案和其他竞争对手的产品相比有如下技术优势：
具有100BaseT 网络接口及完整的IP ROUTER 功能，其他产品均无网络接口。
具有TCP可靠连接方案，专为金融交易应用而设计。
内嵌WEB Server 配置方式，方便直观。
强大的网络管理功能，适合行业应用。
为整体解决方案提供所需要的系列网络设备。
支持远程维护，具有远程配置、远程升级和重启动的功能。
四、银行储蓄所GPRS典型应用方案
   图5:商场银行POS交易GPRS整体方案示意图统 此方案主要包括数据中心和远程GPRS网点两大部分，分别介绍如下：1、数据中心金融数据中心通过光纤、DDN 等数据专线直接和移动中心机房的GPRS 网络连接，中心的数据吞吐率大，数据安全保密性强，同时远程点和中心点均处于同一网段IP 地址，通信双方处于对等位置，便于多种业务的开展。目前银行已采用该中心方式的方案，特别是最近随着中国银联的统一，该模式已经在全国多个大城市开通运行。2、远程GPRS 网点远程GPRS网点的设备及组网方案因网点的设备数量多少而有较大差别，主要集中为两种方式：（1） 网点为单台设备，那么每个原来的金融设备POS、ATM 柜员机等只需要增加一个具有串口的GPRS IP MODEM就好了。连接方式为上面整体方案的左边三种典型应用。同时我们也可以提供全内置GPRS IP MODEM 小模块，可以内嵌在已有的POS机或者ATM 柜员机中。（2） 网点为多台金融设备集群使用。该方案的一般应用背景是如商场多楼层多台POS一起使用或者像自助银行网点有多种自助银行机具集中在同一物理位置，如果采用为每台设备均配置GPRS模块的方案，不仅初始安装费用会提高，而且长期营运的使用费用也较高，同时中国移动的GPRS 基站对同一物理位置的多个GPRS设备接入也有负荷能力限制。所以我们独家推出以下解决方案，具有非常高的性能价格比。
具有较高的综合性能价格比。
易于网络采集点的扩展，几乎不受到网点规模的限制，可以在中国移动的全网覆盖范围内使用。跨省份、跨地区的网络也非常容易组建。
可实现集中网络管理，可用SNMP协议实现所有网点设备。
GPRS 方案只是通信方式的改变，对上层应用软件系统几乎没有任何影响。同时对现在银行大量存在的各种金融机具也不需要更换和进行硬件电路更改，只需要将原来的软件驱动接口作一点改动就行。4、商场银行POS 交易GPRS 方案的安全性分析
GPRS的物理链路数据本身已经采用了加密传送。
该方案实质为内网方案，所有数据均与Internet 隔离。大大增强了信息的安全性。
可以向移动申请单独的APN(网络接入点名称)，类似于VPN 方案，可以限制非法SIM 用户的登录。五、商场银行POS交易GPRS方案经济效益分析 具有40 台POS 的商场使用情况对比每台POS每天刷卡笔数约为50笔，共计2000笔交易。（ 1 ）电话拨号方式一年的费用：240.00 元固定座机费x3 部电话＋0.22x2000x365=162040.00元。（2）采用GPRS方式一年费用：共计：0.5x2000x0.03x365=10950.00 元每年可节约通信费用150000.00 元。综上所述采用GPRS 网络通信替代原来的电话拨号、DDN 等固定线路方式具有非常可观的经济效益。采用GPRS新的通信方式，除了新增GPRS通信设备的费用外，不需要在系统软件级作任何修改，能把现有银行的各种设备充分利用起来，有较高的经济价值。
六、商场银行POS交易GPRS方案风险评估 由于银联的成立和商场银行POS交易的集中处理，为GPRS网络进入商场银行POS交易提供了千载难逢的好机会，主要基于以下两点：1、中心端：银联和各银行中心之间的接口标准和规范已经制定实施。银联和中国移动GPRS网络之间的接口标准和规范同样已经制定并开始营运，目前已经在全国的大城市开通。所以该部分的风险较小。2、远程GPRS 网点：关于这部分的标准和规范以及具体实施细则也已经制定并实施，但缺乏一个有效的集群POS接入解决方案。而我们的方案正是填补了这方面的空白，可以将GPRS在商场银行POS交易系统中的规模推广，具有良好的社会价值和经济效益。该方案已经在北京家乐福超市实际投入使用，是一个风险较小、收益较高，具有较高商业推广价值的项目。