一文看懂SIM卡

说到SIM卡，大家都不陌生。

现在是移动互联时代，几乎每个人都有手机。而在手机里，就有SIM卡。

这个指甲盖大小的玩意，已经成为我们生活中不可或缺的一部分。

手机再牛逼，如果没有SIM卡，也是个废柴。既不能打电话，也不能发短信，更不能移动上网。

因为手机必须有“合法身份”，才能使用运营商的通讯网络，享受通信服务。

而你从营业厅买回来的SIM卡里面，“写入”了手机号，代表了你的“合法身份”。

那么，SIM卡就只是一个存储了“手机号”的小金属片吗？

并不是！

SIM卡的内部构造

SIM卡，全名是Subscriber Identity Module（用户识别模块）。因为它一直以卡片形式存在，所以我们都习惯叫它SIM卡。

但实际上，SIM卡是一个装有CPU（微处理器）的芯片卡。

除了CPU之外，SIM卡上面还有程序存储器ROM、工作存储器RAM、数据存储器EEPROM，以及串行通信单元。

所以说，SIM卡，其实就是一台微型计算机。

我们使用手机和SIM卡时，手机会向SIM卡发出命令，SIM卡根据标准规范来执行并反馈结果。SIM卡并不是一张单纯的信息存储卡。

如果各位仔细观察SIM卡，会发现这个小金属片上面会被划分成不同的区域，有点像“图腾”。

这些不同的区域，实际上是SIM卡和手机连接时，不同的触点连接。

SIM卡槽

不同的触点，有着不同的用处。有的是给SIM卡供电，有的是为了手机和SIM卡交换数据。

电源(Vcc) 、复位(RESET) 、时钟(CLK) 、接地端(GND)、编程电压(VPP)、数据I/O口(Data)

在SIM卡上，究竟有哪些信息呢？

1、由SIM卡生产厂商存入的系统原始数据。

2、由移动运营商在将卡发放给用户时注入的网络参数和用户数据。包括鉴权和加密信息、算法、参数。

3、由用户自己存入的数据。比如，短消息、通讯录、话费记数等。

4、用户在用卡过程中自动存入和更新的网络接续和用户信息类数据。包括最近一次位置登记时的位置信息，临时移动用户号（TMSI）等。

这些数据信息中，第1类是写死无法修改的，第2类是只有专业部门才能查阅和更新的，第3、4类才是手机可以读写更新的。

所以说，SIM绝不只是存了一个「手机号码」那么简单。

SIM卡的发展史

说完SIM卡的构造，我们再来看看它的历史。

SIM卡作为通信史上的一个伟大发明，其实诞生超过30年了。

上世纪90年代，GSM在欧洲诞生，并在全球迅速普及。

1991年，德国捷德公司开发了世界上第一张SIM卡，随后卖了300张给芬兰运营商Radiolinja。

沃达丰的

问一个问题，大家知道为什么现在新办的SIM卡，都会嵌入在一张名片大小的卡片上吗？

除了这样更方便携带之外，还有一个很重要的原因——因为最开始的SIM卡，就是名片那么大的（也就是和银行卡一样大）。使用时，必须整张卡，塞进手机里。

标准卡（原卡） VS 银行卡

上面这个才是真正的「标准SIM卡」，也叫“原卡”。

我们国家移动通信起步晚，大部分人最早接触的SIM卡，是这样的——

Mini SIM卡（红框内）

上图这种卡，我们通常以为是标准SIM卡，其实不是。它叫「Mini SIM卡」，是手机小型化之后，在原卡基础上发展出来的。

2010年，欧洲电信标准协会（ETSI）再从Mini SIM发展出「Micro SIM卡」。Micro SIM卡首次使用在苹果公司所推出的iPad及iPhone 4，后续iPhone 4S、iPad 2等众多智能手机都有采用。

Micro SIM 和 iphone4

2011年，又是苹果公司，提出「Nano SIM卡」标准，经过2012年的一番竞争（战胜了诺基亚、RIM、摩托罗拉联合提交的方案），该标准被ETSI采纳为4FF标准。Nano SIM卡最早被应用在iPhone 5与iPad mini。

Mini SIM、Micro SIM、Nano SIM（从左到右）

所以，独立实体形态的SIM卡，一共有四个标准。

连SIM卡都减肥成功了，你还有什么理由不努力？

关于SIM卡的变化，大家其实都看得出来了，并不是什么技术的重大进步，说白了，就是剪塑料（剪卡）。

剪卡

剪卡如今也是一件很常见的事情，淘宝买个剪卡器，自己就能剪。

小卡也可以通过卡托，变成大卡。

其实，关于SIM卡，大家还有一个误解。

一直以来，我们把手机卡都叫做SIM卡，这并不严谨。

SIM卡是属于GSM技术的，对于GSM的死敌——CDMA来说，它的手机卡，并不叫SIM。

那早期的CDMA手机，用的是什么卡？

答案是——没有卡。

嗯，你没听错，早期的CDMA手机是不插卡的。而且，目前国际上的CDMA运营商（为数不多了），它们的手机也基本上是不插卡的。

小枣君是搞CDMA出身的，对这个再清楚不过了。当年我所参与的海外CDMA项目，那些运营商的C网手机都是不插卡的。

那CDMA手机靠什么来拥有手机号码等信息呢？

有的是运营商直接在手机中写入号码，然后一起卖给用户。

有的是通过OTA，也就是Over The Air，空中放号。例如，买了全新的CDMA手机之后，第一次开机，按指定格式发一些消息，即可实现手机号码信息的写入，变成一部正常的手机，这就是一次OTA空中放号的过程。

如果大家有点印象，很多年前iPhone刚火起来的时候，很多人去买国外的水货iPhone 4S，就会买到美国CDMA运营商Verizon的iPhone 4S，当时被称为“V版”iPhone，都是不能插手机卡的。

如果你要在中国用它，必须“找关系”，对手机进行“烧号”，才能使用。其实，就是把你的电信号码“烧进”手机里面，实现机卡一体。

话说，当年中国加入WTO时，建了一张CDMA网络，后来辗转归了中国联通，再后来，又卖给中国电信。而我们也对这张C网做了一点“小改动”，就是必须有“卡槽”。

于是，中国这张CDMA网络，成了世界上唯一一张要插手机卡的CDMA网络。

CDMA制式的手机卡，叫UIM卡，全名是User Identify Module，很巧，中文名也叫用户识别模块。

Subscriber和User，都有“用户”的意思。

通信行业里，通常用subscriber指代手机用户。

现在，UIM是由中国电信倡导，CDMA的大旗，也是中国电信勉强在扛（接近退网）。

UIM和SIM除了技术制式上的区别之外，在外型尺寸、作用功能方面几乎没有什么不同，所以大家通常也把UIM称为SIM。

进入最近十年，因为设备小型化的需求，加上可穿戴设备以及物联网应用的蓬勃发展，nano SIM也无法满足需求，需要进一步减小模块的体积，甚至消灭实体模块。

于是，就有eSIM、soft SIM等虚拟SIM技术。

关于eSIM，可以看这篇文章：关于eSIM，看这一篇就够啦！

好了，以上就是对SIM的介绍。感谢大家的耐心阅读！

本文来自微信公众号“鲜枣课堂”（ID：xzclasscom），作者：小枣君，36氪经授权发布。