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。