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，和爸妈的一次次同话记录，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。

（用打火机灼烧一下，去掉塑料卡片）

（扣掉保护层）

（SIM卡的真身，第一次展露在世人面前）

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。

那么，SIM卡都储存了什么数据呢？一起来了解一下：

数据类型	名称	位数	用途	唯一性	加密	存储上限	可读取	可更改
IMSI	移动用户识别码	15	区别用户的标志	√	√	-	√	×
ICCID	集成电路卡识别码	20	区别SIM卡的标志	√	√	-	√	×
KI	加密数据传递的密钥	128	加密传输数据	√	√	-	×	×
MSISDN	移动台国际用户识别码，即“手机号”	11 / 13	在公共电话网交换网络编号计划中，唯一能识别移动用户的号码 （国内通常为空值）	√	-	-	-	-
PIN	个人识别密码	4	用户锁定/解锁SIM卡	×	√	-	×	√
PUK	PIN解锁码	8	多次输入PIN错误，SIM锁定后使用该码解锁	√	√	-	×	×
通讯录			存储用户的通讯录	×	×	视SIM卡容量而定	√	√
短信			存储用户短信	×	×	视SIM卡容量而定	√	√
其他数据			存储其他用户数据	×	√	视SIM卡容量而定	√	√

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。

Q：我要进行设备身份鉴定，使用IMEI/ICCID/IMSI哪个比较适合呢？

A：IMEI是设备固有的属性，不会因为SIM卡的变化而变化。可用作设备身份鉴定等使用；IMSI、ICCID是和SIM卡固有的属性，如果更换卡片，则对设备而言该数据会改变，不适合作为设备身份鉴定使用。

 

Q：为什么我买的物联卡没有MSISDN？

A：因为MSISDN不是通信的必须的数据。

 

Q：有的手机可以自动获取“本机号码”，我能用这样的手机去取得物联卡的MSISDN吗？

A：部分智能机可以自动获取“本机号码”，不是什么高科技——它只是在后台发了个短信，或者打了个电话，手机操作系统的服务器再把SIM卡MSISDN返回给手机。流量卡没有语音和短信功能，所以这个方法也无法获取“本机号码”。

（除非是某些智能机——如iPhone主动上报ICCID，否则不能提供ICCID反查IMEI、IMSI这样的服务）

 

Q：是不是所有的MSISDN都是固定位数？

A：不是所有的MSISDN都是固定的11位，物联网卡就是13位哦；

 

Q：既然没有MSISDN，那么怎么进行充值/充流量呢？

A：直接联系淘宝客服或尝试联系ISP电话客服寻求帮助。

 

Q：如果破解了KI，是不是能实现一号多机？

A：过去的“小灵通”由于资费低（语音包月制），便携性强，从而衍生了灰色产业链——破解KI实现一号多机；当然，也就会产生串号的情况了。

现在的部分SIM卡也能使用MagicSIM破解；

 

Q：为什么没有SIM卡也能拨打112？

A：如果设备没有SIM卡，则设备会搜索附近所有基站（所以信号不为0），尝试并拨号，如果号码在白名单中（如112, 911, 118, 119, 000, 110, 999等），基站会提供语音服务。

参考资料：https://www.quora.com/How-do-Emergency-call-works-without-any-sim-card

 

为什么SIM卡有那么规格？

N年前，iPhone4首次使用MicroSIM，惊艳四座，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 Xs可能采用eSIM，连实体卡都没有了呢。

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。

通常情况下，大家以为的“普通SIM卡”，实际上是mini-SIM。真正的标准全尺寸SIM卡是酱紫滴：

有的童鞋可能会问，这种卡怎么用啊啊啊啊啊……90年代的大学生，也许会对宿舍的插卡电话还有比较深刻的印象：

没错，就是这种电话用的卡。很不可思议吧……

随着移动设备产品更新换代的需求，这种大体积的卡明显不能满足，所以才出现了体型更小的，更更小的，更更更小的SIM卡：

各种规格的SIM卡三围如下：

	高	宽	厚
Full-size	85.6mm	54mm	0.8mm
Mini-SIM	25mm	15mm	0.8mm
Micro-SIM	15mm	12mm	0.8mm
Nano-SIM	12.3mm	8.8mm	0.8mm

数据来源：https://socialcompare.com/en/comparison/sim-card-format-and-size-comparison

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e-SIM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e-SIM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e-SIM，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。

 

运营商	2G→3G需换卡	3G→4G需换卡	4G→5G需换卡
移动	×	√	×
联通	√	×	×
电信	×	√	×

移动是2G GMS到3G TD-SCDMA，3G兼容2G的鉴权方式，不需要换卡；但是LTE不在兼容GSM的鉴权方式，所以必须换卡；

联通早在2012年就停止发OTA卡。因为3G WCDMA使用了新的鉴权流程，所以2G到3G必须换卡；3G WCDMA到4G LTE，乃至4G LTE到5G NR是不需要换卡的；

电信情况较为特殊，因为高通放弃了CDMA的4G演进，本质上CDMA只有3G EVDO。所以4G时代也只能选择LTE，故此需要换卡。5G基本上也和其他运营商一样，LTE演进到NR，这样就都没什么区别了。

为什么我的物联网开发板插了卡却不检卡 / 无法联网呢？

 很多开发者在开发过程中，可能会遇到各种各样的问题。但是不论任何问题，都可以通过远程升级的方式解决。不过，如果是SIM卡问题造成的设备离线，远程升级也没有了用武之地。鉴于开发者经常会遇到因为SIM卡导致的各类问题，接下来咱们就详细说一说造成这些异常状况的原因和解决方法。

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：

卡类型	病因	解决方案
实体卡	等待时间过短	上电开机后要等待一段时间才能检卡
实体卡	电压不匹配	SIM_VDD输出电压不匹配，应重新设计电路
实体卡	间歇性不检卡	供电问题，或者接触不良
实体卡	卡插反	根据硬件使用手册的相关说明，正确插卡
实体卡	不支持的卡片	根据硬件使用手册的相关说明，使用支持的SIM卡 （如只支持移动/联通，插入电信卡是不能工作的）
实体卡	卡面污损	使用橡皮擦除污痕
实体卡	卡生锈	使用细砂纸打磨后，再用橡皮擦除污痕。如果无效应换新卡 （如工作环境恶劣，应使用防水胶）
实体卡	卡变形	卡背贴几层胶带，使之可以和弹针接触
实体卡	不合适的卡托	更换匹配的卡托
实体卡	卡已损坏	卡芯片异常等原因导致卡片损坏，应换新卡
实体卡	剪卡失误	剪卡失误造成卡片不被识别，应换新卡
eSIM	贴反	根据硬件设计手册重新贴片
eSIM	电压不匹配	重新设计

 

检测到卡，附着失败

“可以检测到卡，但是附着失败是怎么回事呢？”——对于这种情况，请从以下这几个方面排除：

病因	解决方案
卡欠费	充值
流量用光	充值，或等次月恢复额度
卡片不含流量	开通流量服务
信号差	信号差导致附着失败，应调整天线，改善信号强度
基站故障	报修
不支持的网络	如联通已经停止2G服务，应更换为移动卡 （某些国家的ISP也停止了2G支持，所以将出现此类问题）
供电问题	供电较差导致电压跌落，模块自动重启
不在服务区	应更换测试地点
错误的APN	填写错误的APN将无法正常通信

 

 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，算得月流量（估）。

举个例子说明一下：

场景	日流量(M)	周流量(M)
信号强	0.95	6.73
信号弱	1.21	8.56
信号强-服务器间歇性停机	1.03	7.14
信号弱-服务器间歇性停机	1.52	10.24
	平均值：1.178	平均值：8.168
	月（估）：35.34	月（估）：35.005

（示例中仅考虑了信号强弱和服务器停机情况对流量造成的影响。实际场景中还要考虑更多因素，譬如自动售卖机的日均客流变化、远程升级、新消息推送等）

的流量，才能维持稳定通信。35 * 1.05 = 36.8M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

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——v-SIM 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？

接下来，让我们以热烈的掌声，请出主角~~~

Duang~duang~duang~

v-SIM闪！亮！登！场！

掌声欢迎~

v-SIM，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v-SIM功能的通信模块，配合为v-SIM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v-SIM是使用了软件方式代替实体SIM卡，所以资费上，v-SIM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v-SIM，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v-SIM并不了解，所以还是不太放心——毕竟SIM卡责任重大，如果v-SIM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，v-SIM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，v-SIM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v-SIM。

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

既然v-SIM那么给力，哪里能体验到呢？上海合宙通信科技有限公司的Air2xx和Air8xx系列模块。这些模块都已经实现了v-SIM的支持（登录www.openluat.com/Product产品中心查看详情），亦可登陆openluat.taobao.com购买体验。还在犹豫什么，赶快行动吧！

更多关于vSIM的教程，请看这里：https://mp.weixin.qq.com/s/KWJsHft5kLD91k2gIX3Z9A