通信進化史
過去幾百年間，通信技術(shù)經(jīng)歷了天變地異般的發(fā)展：數(shù)百年前的古代，人們通過“烽火傳訊”、“信鴿傳書”、“擊鼓傳聲”、“旗語”等利用自然界的基本規(guī)律和人的基礎(chǔ)感官（視覺，聽覺等）可達性建立通信系統(tǒng)。
到了19世紀中葉以后，隨著電報、電話的發(fā)有，電磁波的發(fā)現(xiàn)，人類通信領(lǐng)域產(chǎn)生了根本性的巨大變革，從此，人類的信息傳遞可以脫離常規(guī)的視聽覺方式，用電信號作為新的載體，同此帶來了一系列技術(shù)革新，開始了人類通信的新時代。利用電和磁的技術(shù)，來實現(xiàn)通信的目的，是近代通信起始的標志。
到了20世紀80年代，隨著數(shù)字傳輸、程控電話交換通信技術(shù)的應(yīng)用，進入了移動通信和互聯(lián)網(wǎng)通信時代。
21世紀之后，從人與人的通信時代，跨入了物與物的互聯(lián)、感知的智能時代。
而本文的主角，SIM卡，自從1991年誕生后，至今還在不斷發(fā)展，是通信技術(shù)中不可或缺的一部分。
SIM卡進化史
大家都知道，手機上插入一張SIM卡，就可以連到運營商網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)打電話等通信功能，沒有了它就是一部“裸機”，就不能接入網(wǎng)絡(luò)運營商進行通信服務(wù)。SIM卡作為網(wǎng)絡(luò)運營商對于我們身份辨別的證件，其起到了重要的作用。
SIM卡（Subscriber Identity Module 客戶識別模塊）實際是裝有微處理器的芯片卡，在這里面存儲了數(shù)字移動電話客戶的信息，加密的密鑰以及用戶的電話簿等內(nèi)容，可供GSM網(wǎng)絡(luò)客戶身份進行鑒別，并對客戶通話時的語音信息進行加密。
它的內(nèi)部有5個模塊，并且每個模塊都對應(yīng)一個功能：微處理器CPU（8位）、程序存儲器ROM（3～8kbit）、工作存儲器 RAM （6～16kbit）數(shù)據(jù)存儲器EEPROM（128～256kbit）和串行通信單元。這5個模塊被膠封在SIM卡銅制接口后與普通IC卡封裝方式相同。這5個模塊必須集成在一塊集成電路中，否則其安全性會受到威脅，因為芯片間的連線可能成為非法存取和盜用SIM卡的重要線索。
SIM卡在與手機連接時，最少需要5個連接線：電源(VCC) 、復位(RST)、時鐘(CLK)、接地端(GND)、數(shù)據(jù)I/O口(I/O)。
關(guān)于SIM卡的形態(tài)，在SIM卡最初誕生之時，其實是一張和信用卡同樣大小的卡片。
這個大小的卡被稱為標準卡。但對于國內(nèi)手機用戶來說，更熟悉的應(yīng)該是以下三種大小的卡：
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第二代標準的Mini卡，國內(nèi)用戶俗稱的大卡。
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第三代標準的Micro卡，俗稱小卡。
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第四代標準的Nano卡。
這些SIM卡的功能都是一樣的，只是隨著技術(shù)發(fā)展，為了適應(yīng)設(shè)備的小型化，SIM卡也越來越小。
那在物聯(lián)網(wǎng)世界里，物與物之間是怎么感知和聯(lián)接的呢？
物聯(lián)網(wǎng)通過設(shè)備上的各種傳感器如溫濕度傳感器、RFID標簽等感知終端來識別物體，采集數(shù)據(jù)等。并通過固定寬帶、NB-IoT、2/3/4/5G在內(nèi)的多種網(wǎng)絡(luò)，將設(shè)備接入到華為 物聯(lián)網(wǎng)平臺 進行互聯(lián)。若設(shè)備使用2/3/4/5G和NB-IoT網(wǎng)絡(luò)接入，則需要通過SIM卡接入運營商網(wǎng)絡(luò)。
而隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，設(shè)備類型越來越多，設(shè)備尺寸越來越小，對SIM卡外部環(huán)境的適配性要求越來越高，對SIM卡壽命的要求越來越長，對SIM卡尺寸的要求越來越小，促使SIM卡的形態(tài)從插拔式SIM卡，演進到嵌入式SIM卡和vSIM卡。
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屬性 |
插拔式SIM卡（mini/micro/nano） |
嵌入式SIM卡（eUICC） |
vSIM |
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尺寸 |
大 |
小 |
無 |
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適配溫度 |
-25℃~85℃ |
-40℃~105℃ |
無限制 |
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壽命 |
10年 |
15年 |
無限制 |
Nano卡雖然看起來已經(jīng)很小了，但是它們還需要設(shè)備具有配套的卡槽。這個卡槽的結(jié)構(gòu)和走線，對于一些智能穿戴設(shè)備（智能手環(huán)、智能眼鏡等）來說還是太大了。而且插拔式SIM卡里面的用戶信息固定不可更改，一張SIM卡就是一個用戶與運營商之間的契約，若您想要切換運營商，必須換卡。為了解決這些問題，eSIM和vSIM誕生了。
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嵌入式SIM卡：eSIM，也稱eUICC（embedded UICC），顧名思義，與傳統(tǒng)可插拔的SIM卡不同，eSIM的概念是將SIM卡直接嵌入到設(shè)備中。eSIM的本質(zhì)還是SIM卡，不過它的“卡體”是一顆直接嵌在電路板的可編程的集成電路，其大小比Nano還要小上幾倍。因為其可編程特性，eSIM支持通過OTA（空中寫卡）方式進行遠程配置，更新運營商配置文件，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切換。綜上所述，因為eSIM將SIM卡功能虛擬化和設(shè)備集成化，使用eSIM時的SIM卡碼號的切換也將迎來全新的用戶體驗： 用戶不必再來回插拔SIM卡，而是直接通過與終端交互，通過APP或者云端，即可在全球范圍內(nèi)將終端智能設(shè)備連接到所選擇的當?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)，且可動態(tài)切換，使設(shè)備可以始終處于優(yōu)質(zhì)網(wǎng)速中。通過這種方式，eSIM不但增強了整體用戶體驗，也為設(shè)備的管理分配帶來極大便利。
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vSIM卡：即virtual-SIM，虛擬SIM卡技術(shù)?？梢哉f，vSIM就是eSIM的進一步演進，繼承了eSIM的功能，并完全消滅了卡體，直接依托通信模塊自身軟硬件實現(xiàn)通信。終端設(shè)備擁有vSIM功能的通信模塊，配合為vSIM特殊定制的底層軟件，實現(xiàn)了內(nèi)置加密存儲數(shù)據(jù)（IMSI、KI等）。在登陸網(wǎng)絡(luò)、鑒權(quán)、通信時，自動處理相應(yīng)的邏輯，從而實現(xiàn)不需要實體SIM卡也能提供穩(wěn)定的通信體驗。
eSIM和vSIM除了進一步縮小甚至消滅了實體卡之外，它們更重要的功能是解除了用戶和運營商的直接綁定，對用戶來說，切換運營商變得和切換WIFI一樣簡單。但對運營商來說，因為用戶粘性變小了，這顯然不是一件好事，但是他們卻也在大力支持eSIM和vSIM，這又是為什么呢？
這個原因其實我們前面已經(jīng)提到了，就是物聯(lián)網(wǎng)。對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備來說，傳統(tǒng)的插拔式SIM卡已經(jīng)無法滿足其設(shè)備上網(wǎng)的需求了。例如，若一個設(shè)備需要全球***，但它在***過程中又需要全程聯(lián)網(wǎng)上報數(shù)據(jù)，那么負責這個設(shè)備的企業(yè)該怎么辦？辦一張有全球***功能的SIM卡？這樣的話***資費就太貴了。在設(shè)備經(jīng)過的每個國家或區(qū)域辦一張本地SIM卡，每到一個新地方就換卡？這樣的話維護和運營成本又會太高。而eSIM/vSIM的空中寫卡能力則能完美解決這個問題，設(shè)備到達每個新區(qū)域前，僅需聯(lián)網(wǎng)更新下配置，到了新區(qū)域后就可以使用本地資費上網(wǎng)了。所以，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備生產(chǎn)商都會去追求這些新技術(shù)，而物聯(lián)網(wǎng)的海量設(shè)備全部需要接入網(wǎng)絡(luò)，這一塊大蛋糕運營商自然不會放過。
物聯(lián)網(wǎng)SIM卡如何選
不同行業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)SIM卡的需求不同，我們可以總結(jié)出以下場景：
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網(wǎng)絡(luò)/SIM卡 |
特點 |
典型行業(yè) |
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NB-IoT、2/3G |
傳輸速率<100Kbps，成本低，功耗低，覆蓋廣 |
三表（電表、水表、氣表）、POS機、共享單車、共享電動車等 |
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4G、5G |
傳輸速率>1Mbps；功耗較高 |
車聯(lián)網(wǎng)、視頻監(jiān)控、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等 |
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備除了無線流量需求外，還需要以下兩個場景流量。
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海外流量：企業(yè)在國內(nèi)生產(chǎn)設(shè)備，銷售海外。使用海外流量，則需和多個海外運營商洽談，部分企業(yè)可能沒有海外渠道。典型的行業(yè)有車企（銷售海外）、物流、運輸、保健等。
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不換卡切換運營商：因網(wǎng)絡(luò)信號不好或訂購套餐到期要更換運營商套餐，需要手工更換不同運營商SIM卡，人工成本高；典型的行業(yè)有新零售、運輸?shù)取?/p>
