一文看尽SIM卡的前世今生，以及不得不说的vSIM(纯软虚拟卡)

在很多80、90后的记忆中，一张小小的SIM卡，有着难以割舍的情怀——和女友羞涩的情话短信，第一份工资的到账通知，和爸妈的一次次通话记录，给BAT缴纳的“智商税”，一次次刷新快递详情的等待……甚至不敢想象，没有了它，生活会变成怎样。

不过，用了那么久的SIM卡，你真的懂它吗？今天咱们就来说说SIM卡的那点事儿。

什么是SIM卡？

简单来说，SIM卡就是一个遵循gsm 11.11协议的、加密存储固定数据、业务数据和用户数据，具备运算能力，可输出结果的芯片。当用户把SIM卡插入移动设备后，设备根据SIM卡的信息上报数据，运营商对信息进行鉴权，从而提供相应服务。那么，SIM卡内部是什么样子的呢？咱们来一探究竟。

参考资料：

http://baijiahao.baidu.com/s?id=1567645634763988&wfr=spider&for=pc

如图所示，SIM卡内部有5个模块：CPU（8位，负责运算）、ROM（6~16k bit程序存储）、RAM（6~16k bit内存）、EEPROM（16~256k bit，数据存储）、通信单元。每一个模块各司其职，为设备的可靠通信提供保障。

参考资料：

https://blog.csdn.net/actual_/article/details/5321645

那么，SIM卡都储存了什么数据呢？一起来了解一下：

读表之后，可能有的童鞋还是不太理解IMSI和ICCID的区别，我来举个栗子：

“IMEI”是你的身份证号，“IMSI”是你的学号，“ICCID”是你的门禁卡卡号，“MISDN”是你的代号（9527是你的终生代号~）。

入学时，教务系统会给你分配一个唯一的代号（MSISDN）、学号（IMSI），门禁卡卡号（ICCID），三者互相绑定。

你在任何地方的刷卡行为，教务系统都能根据卡号（ICCID）反查找到你；其他不熟悉的你老师也可以根据你校服上的代号（MSISDN）快速找到你（所以不要没事儿去撩秋香哦）。

如果某天你的门禁卡丢失了，去教务处补卡。你的学号（IMSI）不变，但是门禁卡卡号（ICCID）会变（因为更换了新卡，而每个卡的ID都是不同的）。教务系统中，重新绑定你的学号（IMSI）和门禁卡卡号（ICCID），新的门禁卡生效，旧卡失效。

毕业后，你的学号（IMSI）、学号短号（MSISDN）、门禁卡卡号（ICCID）作废。

此过程中，你的身份证号（IMEI）都是始终不变的，伴随终生。

通过这个例子，相信大家对IMSI和ICCID等的关系有了一个较为清晰的了解。不过实际通信的场景，要比例子复杂得多。

通常情况下，只有用户在开卡时，才会使用到ICCID，其他场景不再使用该数据；通信时，设备使用KI加密后主动并上报IMSI等数据进行身份鉴权，鉴权成功后，ISP提供对应服务；补卡的时候，IMSI也会产生变化——不然会出现冲突，把另一个相同IMSI的设备踢下线。

为什么SIM卡有那么多规格？

N年前，iPhone4首次使用MicroSIM，大家才发现原来SIM卡可以变得那么小。为了能用上iPhone4，很多人还练就了一手剪卡绝技。

而两代后的iPhone5，使用了“更激进”的NanoSIM，更是让大家“惊叹不已”。然而，由于卡片太小，剪卡已经行不通了。还好恰逢4G时代，运营商免费给用户换卡，所以就都直接去营业厅换成NanoSIM啦。

不久的未来，iPhone X 2（暂定名）可能采用eSIM，连实体卡都没有了呢。

那么，为什么看似普普通通的SIM卡还有那么多规格？剪卡到底是怎么回事？且听我慢慢说来。

因为Mini-SIM的“留白”比较多，可以手工剪卡，使之成为Micro-SIM。但是Nano-SIM的体积很小，极容易误伤，导致设备不识别SIM卡。故此，不建议剪卡。

那么，什么是eSIM呢？实际上就是把卡体的塑料部分去掉，直接把SIM卡的芯片焊到PCB板子上，从而实现通信的一种方式。因为eSIM焊在板子上了，所以需要到运营商处“写号”（写入IMSI、KI等数据）才能使用。

华为watch， Apple Watch II、ticWatch等产品内置了eSIM，所以可以实现自主通信，或者使用中国移动提供的服务，自助实现一号多机。

参考资料：《中国移动 “一号双终端”业务启动 SIM卡会消失吗？》

https://www.cnbeta.com/articles/tech/732481.htm

为什么3G升4G要换卡？日后4G升5G是不是也要换卡？

为什么网络升级了，反而还需要用户换卡呢？毕竟换卡也是挺麻烦的一件事。实际上，这是LTE的鉴权方式变更造成的。

不过呢，各个运营商的网络制式不同，OTA卡、USIM卡的发卡情况也不同，所以有的运营商需要更换4G卡，有的不需要。不过为了KPI，所以基本上所有的运营商都让用户换卡了。

插卡不检卡

“明明已经把SIM卡插到板子上，怎么就没办法检测到卡呢？卡放到手机里都是好好的啊……”——对于这种情况，开发者应该认真阅读开发板的使用手册，根据开发板的说明正确用卡。通常，无法检测到卡大概率是因为把卡插反了；小概率是使用了物联网模块不支持的卡（如电信卡）造成的。

如果是偶发性的无法检测到卡，很有可能是接触不良导致的；此时应该认真检查卡体是否有形变，金属触点是否有锈痕，是否使用了不合适的卡托等。

为了方便大家排除故障，特列表格如下，方便大家有针对性地解决此类问题：

精确的流量统计

对于物联网应用而言，流量是相当“金贵”的。哪怕是一个设备每天多几百k的流量，几万个设备的小型应用，一个月也要多付出很多流量成本。那么开发者应该如何精确统计流量使用情况，将流量成本压缩到最低呢？

很多人都会，计算流量谁不会啊，用公式就行了：

单次流量 * 间隔时间 * 天 = 月流量

这个公式看起来很正确。但是，正是看起来的正确，才让很多人都陷入了误区——你无法精确计算每次握手的流量值，更无法预判在实际场景的流量消耗。设备的联网情况也是各异的，无法简单的套用公式求得精确解。

举例：某粒子第一纳秒以亚光速运动，其后收到碰撞静止，直到半衰期。那么此时不能说它半衰期前的平均速度是c/2，而是应该用宏观角度的“位移/时间”这种方式计算平均速度。

同理，计算流量，应该在多种场景计算平均值，而不是单纯的计算单次用量（计算用电量也是如此，而且还要考虑温度等多种因素）。譬如统计各种情况下的日、周流量，再扩大对应倍数，算的月流量（估）。

举个例子说明一下：

从这个示例中可以看出，以不同情况下的日均值、周均值推算月流量近似。也就是说在这个情况下，每个月至少要保证单台设备有35 * 1.05 = 36.8M的流量，才能维持稳定通信。

有的童鞋可能会问，怎样才能减少流量消耗呢？改善信号（最大限度避免重连）、优化流程（减少不必要的通信）、动态调整心跳包间隔（根据实际场景代码自动调整心跳包间隔，而不是固定间隔心跳包）、压缩通信数据（删除不必要的通信信息，压缩数据），可以有效地减少流量消耗。

妈妈说，最重要的要放在最后压轴——vSIM，即虚拟SIM卡

上文说了那么多因为SIM卡问题导致不检卡、无法附着的情况。那么有没有办法一劳永逸的解决这些问题呢？

先给大家讲一个关于SIM卡的趣闻小故事。

2017年4月，EkoLogiczna的成员在一只名为Kajtek的白鹳身上安装了GPS追踪器，希望可以监控到白鹳去往非洲的迁徙路线，以及白鹳的饮食习性。

白鹳是一种候鸟，在接下来的一年里，这只鸟飞行了大约6000公里，EkoLogiczna也如愿收集到了想要的数据。

像许多其他在夏天在波兰筑巢的鹳一样，Kajtek也于2017年8月开始向南迁徙。但在今年2月，发生了一些奇怪的事情。

在从非洲返回波兰的途中，Kajtek到达了苏丹东部的青尼罗河谷，十天后，Kajteks的活动停止了。

观测员认为Kajtek可能已经死了，因为它已经“原因不明”地在该地区停留了两个多月，但在2018年4月26日，观测员再次收到了Kajtek的活动信号。

很奇怪的，信号在一个白天向候鸟迁徙的相反方向折回了25公里，随后彻底消失。

但那并不是故事的结局。上个月，EkoLogiczna在Kajtek的GPS追踪器上安装的SIM卡收到了话费账单，金额高达惊人的10000 PLN（波兰兹罗提，约人民币17520元）

啥情况？鸟打越洋电话了？？

当然不会是鸟突然开始煲电话粥，真相很明显：有人拆下了Kajtek身上的追踪器，拔出了里面的SIM卡，插进了自己的手机，然后拨打了20个小时的电话。

EcoLogic将不得不支付这一天价话费账单。

近2w的话费！这太耸人听闻了！相当于小编我半个月工资呢（这个逼装的完美不？）！可是，如果使用实体卡，这种情况就无法避免，那么有没有什么方式可以用技术手段规避呢？

接下来，让我们以热烈的掌声，请出主角~~~

Duang~duang~duang~

Luat的拳头产品---vSIM

vSIM，即virtual-SIM，虚拟SIM卡技术。特指没有实体SIM卡，完全靠通信模块自身软硬件实现通信的方式。

拥有vSIM功能的通信模块，配合为vSIM特殊定制的底层软件，实现了内置加密存储数据（IMSI、KI等）。在登陆网络、鉴权、通信时，自动处理相应的逻辑，从而实现不需要实体SIM卡也能提供稳定的2G通信体验。

因为vSIM是使用了软件方式代替实体SIM卡，所以资费上，vSIM和实体SIM卡是完全相同的。随着提速降费的推进，我们有理由相信，未来的流量费会更低。

因为不存在实体SIM卡，所以硬件上，也省去了卡座、卡托等成本，更方便布局，对于量产化是极大的优势。使用vSIM，开发者可以更专注于程序的编写。再也不用分心处理用户把SIM卡插反，接触不良等原因导致的通信异常问题啦。

可能很多小伙伴对vSIM并不了解，所以还是不太放心——毕竟SIM卡责任重大，如果vSIM出现问题导致设备频繁断联，甚至离线，这个锅可是背不起的。那么，vSIM体验是否和实体SIM卡一致？上层代码是否需要修改等等？在此小编可以负责任的告诉大家，各位童鞋的请放心，vSIM的信号、通信体验和实体卡完全一样，甚至会更好；上层代码也不需要进行任何修改，既可体验vSIM。

也就是说，实体SIM卡能给你的体验，vSIM都有；而vSIM能带给你的便利，实体SIM卡永远做不到。

vSIM应运而生，顺应物联网IoT场景之需，节省空间，避免盗用，杜绝实体机因射频干扰而掉卡的顽疾。

vSIM代替实体SIM卡，是大势所趋。