SIM 的英文全称是“Subscriber Identity Module”,即“用户身份模块”。它的主要作用是在移动终端设备与网络通讯时提供身份识别信息及存储数据,大家比较容易理解的就是我们的电话号码(身份识别信息)是与 SIM 卡直接绑定的,还有 SIM 卡还可以存储电话号码、短消息等数据。
 
COMPRION 公司的测试用 SIM 卡
 
现在的 3G 与 4G 移动系统里,准确地说 SIM 是一个应用的概念,承载 SIM 应用的这张物理卡的名称是 UICC(Universal Integrated Circuit Card),一张 UICC 卡可以同时包括多种逻辑应用,例如用户标识模块(SIM)、通用用户标识模块(USIM),及其它应用(电子钱包等)。
 
USIM 是 UICC 卡上的另外一种应用。USIM 提供了不同于 SIM 的另外一组参数,用于 3G 移动系统中的 WCDMA 网络以及 4G 网络中。也就是说只包含 SIM 应用的 2G 手机卡是无法在 3G/4G 网络中工作的,这也是为什么我们要使用 4G 业务必须去运营商营业厅更换 USIM 手机卡的原因。下表列出了 SIM 与 USIM 的主要区别。
 
 
CDMA 终端原来不采用外置 SIM 卡,相关的电话号码标识信息存于终端内,北美运营商曾普遍采用这种方式,2000 年 TIA-820 标准才定义了 R-UIM(可移动用户识别模块),支持 SIM 卡的 CDMA 终端在亚洲最流行。
 
辨识完 SIM、USIM、UICC 这几个名词之后,让我们回过头来再看看手机 SIM 卡本身的一些知识点(下文中还是继续使用 SIM 卡来指代所有的手机卡)。
 
SIM 卡的结构与数据信息
SIM 卡的核心部分是一块芯片,内有 5 个模块:CPU、ROM、RAM、数据存储器 EEPROM 和串行通信单元,这 5 个模块集成在一块集成电路中。SIM 卡插入手机后,电源端口提供电源给 SIM 卡内各模块。SIM 卡的存储容量有 8KB、16KB、32KB、64KB、甚至 1MB 等。
 
 
SIM 卡中主要包括下列信息:
IMSI:用户身份标识,用于接入鉴权。
 
MSISDN:移动用户的手机号码。
 
密钥、加密算法:用于鉴权,空中接口中数据的加密和完整性保护。
 
所属网络标识
 
短消息
 
个人识别号码及解锁号码
 
SIM 卡技术与能力的变迁
 

 

SIM 卡的尺寸变化
近年来,为了满足更小的手机空间要求,SIM 卡也经历了全尺寸 SIM、Mini-SIM、Micro-SIM、Nano-SIM 的演变,而且演变的周期越来越短。早期的 GSM 手机曾经使用全尺寸 SIM 卡,其大小与标准信用卡相同,后来由于其尺寸限制了手机的外形很快就被弃用,但大家从运营商拿到的 SIM 卡还是会嵌套在一个全尺寸的卡内,直到最近才陆续开始采用更小尺寸的卡。
 
采用全尺寸 SIM 卡的摩托罗拉 GSM 手机
 
Mini SIM 卡是被使用的时间最久也是最广泛的类型,Micro SIM 卡是 2010 年开始出现的更小尺寸的 SIM 卡,最早使用的智能手机是 iPhone 4,Apple 始终致力于推动 SIM 卡的小型化,2012 年 iPhone5 又成为第一款支持 Nano SIM 卡的手机。不同尺寸的 SIM 卡的芯片部分其实都是一样的,这也就造就了剪卡器与卡托的流行。
 
SIM 卡尺寸对比
 
SIM 卡剪卡器与卡托
 
SIM 卡尺寸类型详细信息
 
在物联网时代,传统 SIM 卡这种与终端设备物理插入式的结合缺点明显,因此 eSIM 卡的概念开始出现。所谓 eSIM 卡,即 Embedded-SIM,嵌入式 SIM 卡,本质上还是一张 SIM 卡,只是它直接嵌入到终端设备的电路板上,其尺寸比目前最小的 Nano-SIM 还小很多,大大节省了传统 SIM 卡卡槽空间。下图最右侧就是 eSIM 卡的实际大小。
 
 
eSIM 卡另一个关键优势是,它可通过远程编程的方式支持不同的运营商,可在不同运营商网络间切换,像选择 WiFi 网络一样选择运营商网络。在不远的将来,eSIM 将成为物联网模块及设备不可缺少的组成部分之一。