SIM卡的演进历史

SIM卡的演进历史

现在是移动互联网时代，几乎人人都有手机。

然而，大家都知道，手机再强大，如果没有SIM卡也是没有用的——既不能打电话、发短信，也不能移动上网。

为什么？ 因为SIM卡代表了手机的“合法身份”，相当于手机的“身份证”。

营业厅发放SIM卡

有了这张“身份证”，手机就可以使用运营商的通信网络，享受通信服务。

SIM卡槽

那么，用于“识别”的SIM卡是否只是一块存储“手机号码”的小金属片呢？ 还有其他信息保存吗？ 它是如何工作的？

别着急，今天小枣君就给你一一揭晓！

SIM卡结构

SIM卡，通常简称SIM，它的全称是（ ）。 因为它一直以卡的形式存在，所以我们都习惯称其为SIM卡。

实际上，SIM卡是一种配备有微处理器的芯片卡。

嗯，没错，SIM卡里有一个CPU！

SIM卡上除CPU外，还有程序存储器ROM、工作存储器RAM、数据存储器和串行通信单元。

听起来有点熟？ 是的，计算机有 CPU、ROM、RAM 和 I/O 设备。 所以，SIM卡基本上就是一台微型计算机。

当我们使用手机和SIM卡时，实际上是手机向SIM卡发送命令。 SIM卡按照标准规范执行并反馈结果。 它并不像想象的那么简单，只是一个简单的信息存储。

如果你仔细观察SIM卡，你会发现这个小金属片被分成了不同的区域，有点像“图腾”。

这些不同的区域实际上是SIM卡与手机连接时的不同接触点。

SIM 卡插槽和触点

不同的触点有不同的用途。 有的用于给SIM卡供电，有的用于手机与SIM卡之间交换数据。

电源（Vcc）、复位（RESET）、时钟（CLK）、地（GND）、编程电压（VPP）、数据

肖早君此前说过，SIM卡存储的是我们手机用户的信息。 那么，这些信息到底是什么？ 如下：

1、SIM卡制造商存储的系统原始数据。

2.移动运营商向用户发卡时注入的网络参数和用户数据。 包括认证和加密信息、算法和参数。

3、用户自行保存的数据。 例如短信、通讯录、话费统计等。

4、用户使用卡时网络连接和用户信息数据自动存储和更新。 包括最近一次位置注册时的位置信息、临时移动用户号码（TMSI）等。

这些数据信息中，第一类是硬编码的，无法修改，第二类只能由专业部门查看和更新​​，第三类和第四类可以通过手机读取、写入和更新。

因此，SIM卡有很大的潜力。

SIM卡的演变史

说完SIM卡的结构，我们来看看它的历史。

作为通信史上一项伟大的发明，SIM卡实际上已经存在了近30年了。

20世纪90年代，2G通信标准GSM在欧洲诞生，并在全球迅速传播。

1991年，德国G&D公司开发了世界上第一张SIM卡，随后向芬兰运营商出售了300张。

沃达丰901

发送第一条短信的 GSM 手机和第一部插入 SIM 卡的手机

有谁知道为什么新的SIM卡现在嵌入名片大小的卡中？

SIM卡

除了方便携带之外，最主要的原因是原来的SIM卡有名片那么大。 。 。 使用时必须将整张卡插入手机。 。 。

标准卡（原卡）VS银行卡

上面这张才是真正的“标准SIM卡”，也叫“原卡”。

我国移动通信起步较晚，基本错过了“原卡”时代。 大多数人最先接触的SIM卡是这样的——

Mini SIM卡（红框内）

上图中的卡被称为“Mini SIM卡”。 它是手机小型化后在原来的卡的基础上发展起来的。

2010年，欧洲电信标准协会（ETSI）在Mini SIM的基础上开发出了“Micro SIM卡”。

Micro SIM卡首先在苹果公司推出的iPad和4中使用，后来在4S和iPad 2等多款智能手机中采用。

微型 SIM 卡和

2011年，苹果提出了“Nano SIM卡”标准。 经过2012年的一番竞争（击败了诺基亚、RIM和摩托罗拉联合提交的计划），该标准被ETSI采纳为4FF标准。

Mini SIM、Micro SIM、Nano SIM（从左到右）

因此，SIM卡有四个独立实体形式的标准。

减肥效果显着！

关于SIM卡的变化，大家其实都能看出，这并不是技术的进化。 说白了，就是切塑料（切卡）。

剪卡

剪卡现在是一件很常见的事情。 淘宝上可以买切卡刀，自己剪。

小卡片也可以通过卡片托盘变成大卡片。

总之，可大可小，非常灵活。

SIM卡和UIM卡

其实大家对SIM卡还存在误解。

我们一直把手机卡称为SIM卡，这是不严谨的。

SIM卡属于GSM技术。 至于GSM的死敌CDMA，它的手机卡不叫SIM。

那么早期的CDMA手机用的是什么卡呢？

答案是——没有卡。

嗯，你没听错，早期的CDMA手机是不需要卡的。 而且，目前全球只有少数CDMA运营商，他们的手机基本都是不插卡的。

那么CDMA手机是靠什么来拥有手机号码等信息的呢？

有的运营商直接将号码写入手机，然后一起卖给用户； 有些使用OTA，即Ove​​r The Air，通过无线方式分配号码。

例如，您购买了新的CDMA手机后，第一次开机，发送一些指定格式的消息，写入手机号码信息，将其变成普通手机。 这是一个 OTA 无线号码分配过程。

如果你有印象的话，刚流行的时候，很多人买国外水货4S，都会买美国CDMA运营商的4S。 当时被称为“V版”，不能插手机卡。 如果你想在中国使用，你必须在手机上“寻找连接”并“烧掉帐户”才能使用它。 其实就是把你的电信号码“烧”到手机里，实现手机和卡的一体化。

顺便说一句，中国加入世贸组织时曾与美国进行谈判。 作为条件之一，美国“要求”我们必须建设CDMA网络。 就这样我们得到了中国联通的C网（后来卖给了中国电信）。 而且我们还对这个C网做了一个“小改动”，那就是它必须有一个“卡槽”。

由此，中国的CDMA网络成为全球唯一需要手机卡的CDMA网络。

CDMA手机卡全称UIM卡，全称User。 巧合的是，它的中文名称也叫用户识别模块。

和 User 均表示“用户”。

在通讯行业，通常用来指代手机用户。

现在，UIM是由中国电信发起的，中国电信也扛起了CDMA的大旗。 不过，这种情况可能不会持续太久。

除了技术标准上的差异外，UIM和SIM在外观、尺寸、功能上几乎没有区别，所以大家通常都称之为UIM SIM。

eSIM卡的诞生背景

我之前谈到了剪卡。 那么，问题来了。

现在SIM卡已经被切割成金属部分了，还能再切割吗？

很多人会问，Nano-SIM还不够小吗？ 还是达不到要求？

众所周知，随着科技的不断发展，我们的手机已经变得非常轻薄。

即便如此，手机厂商仍然在对手机的尺寸和空间利用率进行非常认真和疯狂的思考。

尽管Nano-SIM看起来很小，但对于手机制造商来说仍然难以忍受。

除了SIM卡本身外，卡槽结构和相应的接口走线也占用空间。

除了手机之外，最重要的是可穿戴智能设备（智能手表、运动手环、智能眼镜）。 即使 Nano-SIM 对他们来说仍然太大了。

具有通讯功能的手表，空间非常有限

另外，有卡的地方就有卡槽，有卡槽的地方就有缝隙。

手机卡槽

SIM卡槽的缝隙严重影响设备的防水，从而限制了设备的使用场景。

因此，厂商们迫切希望将手机上的“孔”、“缝”全部去掉。

第三点，SIM卡插入卡槽，通过金属触点连接，但这种非焊接的触点会造成接触不良的问题。

特别是对于可穿戴设备来说，它们经常会受到碰撞。 随着时间的推移，它们很容易松动或脱落，影响使用。

最后一点，也是最重要的一点，就是改变数字的难度。

SIM卡代表用户与单一运营商之间的合同关系。 当您申请SIM卡时，即与运营商签订合同并凭卡享受服务。

SIM 卡就像一把钥匙。 一把钥匙只能打开一扇门。 如果你想打开其他门，你必须再买一把钥匙。

换钥匙就意味着换卡。 对于手机用户来说，换卡是一件相当麻烦的事。

针被卡住了，当你需要使用它的时候你永远找不到它。

因此，手机厂商一直在考虑如何用SIM卡彻底解决这些问题。

这一次，苹果最先想到了解决方案。

2011年，苹果向美国专利商标局申请了虚拟SIM卡专利。

2014年，苹果发布了自己的SIM卡Apple SIM，嵌入在美国和英国销售的iPad Air 2和iPad Mini 3平板电脑中，允许用户设备动态选择运营商网络。

2015年7月，苹果和三星计划联合推出eSIM卡。

2016年6月，GSMA（GSM协会）发布了智能手机eSIM规范。 该规范得到了全球30多家运营商、芯片制造商以及苹果、三星、谷歌等智能手机制造商的支持。

那么，eSIM到底是什么？

当你看到eSIM这个词时，你可能会认为“e”代表“电子（）”，是电子SIM卡，但事实并非如此。

eSIM是指SIM（嵌入式SIM卡），本质上是一张SIM卡，只不过变成了SON-8封装的IC，直接嵌入到电路板中。

这样，不仅解决了连接可靠性问题，还节省了高达90%的空间。

而且eSIM具有可编程性，支持通过OTA（空中写卡）方式对SIM卡进行远程配置，实现运营商配置文件的下载、安装、激活、停用和删除。

OTA流程

说白了，你不用去营业厅，就可以灵活选择多个运营商的网络，就像选择Wi-Fi一样方便。

这不是要了操作者的命吗？ ！

长期饭票变成临时饭票，用户与经营者之间的合同关系结束。 用户粘性急剧下降，并且不断掉出。 运营商根本没有选择！

对于苹果、华为等终端设备制造商来说，eSIM根本就不太令人满意——它节省空间、方便设计、降低难度和成本。

Apple Watch 仅比之前的手表厚 0.2mm 即可实现通讯功能

最重要的是，通过eSIM，终端设备制造商可以绕过运营商，直接与用户连接。 至于你的运营商会发生什么，他们不在乎。

这也是终端设备厂商愿意大力推广eSIM的原因——

2015年8月，三星Gear S2成为首款支持eSIM的智能手表。

2017年9月，苹果发布了Apple Watch 3，同样采用了eSIM解决方案。

2017年10月，最新发布的两款手机Pixel 2和Pixel 2 XL成为首款兼容eSIM的智能手机。

……

一时间硝烟四起，终端设备厂商纷纷投入eSIM的怀抱。

话虽如此，正如前面提到的，发布 eSIM 规范的是 GSMA。 GSMA（GSM协会）是代表全球移动运营商利益的组织。 按道理来说，应该抵制。 为什么要推广eSIM？

因为运营商推广的eSIM并不只是针对手机。 他们的重点是物联网。

据专业机构预测，到2025年，全球M2M（对）连接设备数量将达到300亿台，这些设备全部依靠e-SIM相关网络技术实现联网，这对于网络运营商来说是一块巨大的蛋糕。

因此，即使不愿意，很多运营商还是勉强支持eSIM——包括AT&T、德国电信、沃达丰、西班牙电信等各大运营商，都在推动eSIM的发展和普及。

当然，国内运营商也不会袖手旁观。 他们看准了eSIM在物联网领域的巨大商机，并频频做出回应。

2017年6月，在上海CES Asia（亚洲消费电子展）上，中国移动推出全球最小的eSIM NB-IoT通信模块M5310，成为热门话题。

中国联通推广eSIM

除了eSIM之外，您可能还听说过vSIM。

如果eSIM至少是一个硬件，那么vSIM和vSIM根本不做任何事情，完全消除硬件。

例如，SIM功能依赖于操作系统软件，并且不存在实际的物理芯片。 基带修改后，基带重定向直接通过其他接口与操作系统层交互，无需访问SIM硬件。 （这应该是虚拟SIM卡的终极形态！）

华为天极通基于海思技术

虚拟SIM技术的未来

eSIM 和 vSIM 都是虚拟 SIM 技术。

虚拟SIM的发展道路注定是坎坷的。 自诞生以来，围绕这项技术的争议和博弈不断。

比如最初的Apple SIM发布后，美国几大运营商都非常不情愿，以各种借口和附加条件，干脆拒绝了。

而后来的Apple WATCH也发布了很多次，不发布，然后又发布，一遍又一遍……

刚才提到的天极通，也传言正在接受相关部门约谈……

这些阻碍eSIM的神秘力量是有原因的——承载用户数据的SIM卡涉及太多利益，是运营商最重要的资产之一。 怎么可以交给别人呢？

除了利益受损之外，安全因素也是一个大问题。

终端设备制造商鱼龙混杂，包括大公司和小企业。 用户可以信任他们与各个运营商的合同信息吗？ 他们如何确保数据不被篡改或泄露？

对于eSIM系统来说，谁控制了配置eSIM的平台，谁就拥有主动权

尽管eSIM的前进道路充满障碍，但没有人可以否认其未来的趋势。

据权威部门预测，到2020年，eSIM新增连接数将达到2亿，全球将有346-8.64亿部内置eSIM卡的智能手机。 德国电信甚至大胆预测，到2025年，eSIM将完全取代传统SIM。

总而言之，在当前物联网技术爆发式发展的推动下，eSIM的普及势必会加速。 相信在不久的将来，我们将会看到越来越多支持eSIM的产品出现。 也许很快，我们就真的要告别“SIM卡”了。