【開發故事】“檢票機”與“進出入”管理雙向出擊（三）

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    【開發故事】非接觸IC卡席卷日本，開發源于“快遞”需求（二）

    【開發故事】席卷日本的非接觸IC卡，開發源于“快遞”需求（一）

　索尼的開發組可謂是遇到了最佳合作伙伴。 

　　1988年11月。為了將非接觸IC卡應用于鐵路的自動檢票機，索尼與日本鐵道綜合技術研究所簽訂了合作開發協議。協議內容是在半年后的1989年春季前，向鐵道綜研交付實驗用系統。雖然只是研究所之間的協議，但其前景卻光彩奪目。只要開發成功，擁有數百萬乘客的JR集團就能成為索尼的業務合作對象。 

　　話雖如此，統領開發組的伊賀章和實際領導技術開發的日下部進二人卻無法只顧著高興。因為他們感到，這項開發會極其困難。鐵道綜研提出的非接觸 IC卡性能參數非常嚴格。例如“1分鐘通過60人”、“內存為數百Byte”、“通信時間為200ms”、“檢票錯誤率為10-5以下”等等。  

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鐵道綜合技術研究所提出的非接觸IC卡性能參數 

　　其中，難以實現的參數有兩個。一是讀取和寫入都要實現非接觸。二是“確保30cm的通信距離”。按照鐵道綜研開發負責人三木彬生的設想，卡片要能夠在口袋和皮包里通過檢票。類似于如今的汽車ETC。 

　　確保30cm通信距離的最佳方式是使用2.4GHz頻帶，與索尼為快遞開發的標簽相同。但2.4GHz頻帶的電波存在弱點：當距離較長時，多部檢票機和卡片發出的電波會相互干擾，造成信號無法正確收發。而且2.4GHz頻帶的電波無法穿透人體。在高峰時，大量乘客的阻擋有可能使檢票機無法工作。 

    首先從開發讀取專用起步 

　　伊賀雖然是樂天派，但也不會進行毫無勝算的合作開發。他的手中掌握著為開發指明道路的法寶。 

　　在與鐵道綜研進行交涉的同時，伊賀還在開拓IC卡的其他用途：辦公室出入管理系統。員工只要佩帶IC卡站在門前，門就會自動開關。沒有IC卡的外來人員和可疑人員無法進入辦公室。 

　　伊賀關注這一用途的理由在于寫字樓的建筑熱潮。1988年正是日本經濟回暖之時。在以幕張新都心為代表的新城市中，一座座嶄新的寫字樓平地而起。而這些地方必然需要人員進出入管理系統。 

　　伊賀還想到，進出入管理系統無需非接觸寫入功能。只需鐵道綜研系統的簡易版即可。如果首先找出電波干擾和人體阻礙的解決辦法，同時研究非接觸寫入技術。那么，鐵道綜研提出的苛刻日程絕非毫無可能。 

    克服1號機的弱點 

　　非接觸讀取技術的逐步成熟也給了伊賀莫大的勇氣。1988年秋天，負責實際開發的日下部等人為解決以往問題而設計的新型芯片已基本成型。 

　　當時仍在開發的IC卡系統是由IC卡調制讀卡器發射電波的振幅并對其進行反射，向讀卡器輸送信息。但首款試制品的反射波中混雜有較大噪聲，讀卡器無法正常讀取信號。日下部等人在信號的編碼方式中找到了出路。利用頻繁在High和Low之間切換信號的Manchester方式取代了以往的NRZ方式。這種方式雖然會使信號變得冗長，但容易屏蔽低頻噪聲。除改變編碼方式外，他們還開發出了用于穩定振蕩頻率的PLL電路。  

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　　索尼開發組把傳輸數據的編碼方式從NRZ碼改換為了Manchester碼。NRZ碼是“0”置換為“Low”，“1”置換為 “High”，Manchester碼則是“0”由“High-Low”表示，“1”由“Low-High”表示。NRZ在“0”或“1”連續排列時信號無法反轉，而Manchester碼具有信號每隔1bit必然反轉的特點。這不僅使信號同步更加簡單，而且便于實用濾波器去除低頻噪聲。 

　　1989年2月。采用新設計的芯片終于完成了。不出所料。讀卡器正確地讀取了IC卡發出的信號。 

　　非接觸寫入方式的開發同樣進展順利。日下部選擇的方法非常簡單。進出入管理用IC卡原本配備有寫入數據的端子。暴露于卡片表面的端子可以通過接觸記錄器端子寫入數據。日下部想到：“如果把卡片上的端子直接更換為檢波二極管，是不是能夠實現非接觸寫入呢？” 

　　這一想法同樣正確。在把記錄器發射電波的功率提高到法定極限300mW后，接收電波的檢波二極管兩端產生了1V左右的電壓。足夠用于改寫內存。只要對記錄器發射的高強度電波的功率進行調制，就可以像接觸式那樣，向寫入端子發送信號。當初看似高不可攀的難題就這樣輕而易舉地解決了。 

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索尼1989年向鐵道綜合技術研究所交付的非接觸IC卡試制品。（攝影：中村宏） 

　　1989年春天，索尼向鐵道綜研交付了能夠無線寫入數據的IC卡。拿到試制品后，鐵道綜研展開了非接觸IC卡的運用實驗。伊賀和日下部心中充滿了前所未有的成就感。他們終于按照對方的要求成功開發出IC卡，并進入了實用化實驗。如果這項技術得到JR集團自動檢票機的采用，無疑會實現爆炸式普及。 

　　1990年1月，進出入管理系統率先投入實用。首先引進系統的是位于千葉市幕張的東京瓦斯大廈。當時幕張地區正值寫字樓建設熱潮。在得知索尼開發出進出入管理系統的消息后，眾多大廈管理公司紛紛要求采用。 

　　對于伊賀等人而言，進出入管理系統真正進入辦公室是極大的一步。這不僅是長年辛苦的成果，而且是2.4GHz頻帶電波系統能夠經受實用考驗的最好證明。令人擔心的電波干擾和人體屏蔽問題暫且得以回避。達到應用于車站檢票的水平也不過是時間的問題。 

    今后10年不會采用 

　　“糟啦、糟啦，伊賀！你看看這條報道！” 

　　此時正是與鐵道綜研進行合作開發1年半之后的1990年5月。一位開發組成員發瘋似地沖進了房間。 

　　“慢點、慢點。出什么事了？” 

　　伊賀拿起報紙找到那篇報道。 

　　他頓時臉色蒼白。 

　　“JR東日本采用預付式磁卡‘IO Card’” 

　　這相當于向伊賀宣告停止開發。因為鐵道綜研著手開發非接觸IC卡系統的目的正是預付式車票。