【摘要】在物聯網解決方案中，設備移動上網也需要使用SIM卡。那麼，SIM卡是什麼？各種SIM卡有什麼區別？物聯網SIM卡如何選擇？本文將爲您答疑解惑。
通信進化史
過去幾百年間，通信技術經歷了天變地異般的發展：數百年前的古代，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律和人的基礎感官（視覺，聽覺等）可達性建立通信系統。
到了19世紀中葉以後，隨着電報、電話的發有，電磁波的發現，人類通信領域產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的視聽覺方式，用電信號作爲新的載體，同此帶來了一系列技術革新，開始了人類通信的新時代。利用電和磁的技術，來實現通信的目的，是近代通信起始的標誌。
到了20世紀80年代，隨着數字傳輸、程控電話交換通信技術的應用，進入了移動通信和互聯網通信時代。
21世紀之後，從人與人的通信時代，跨入了物與物的互聯、感知的智能時代。
而本文的主角，SIM卡，自從1991年誕生後，至今還在不斷髮展，是通信技術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絡，實現打電話等通信功能，沒有了它就是一部“裸機”，就不能接入網絡運營商進行通信服務。SIM卡作爲網絡運營商對於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，在這裏面存儲了數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容，可供GSM網絡客戶身份進行鑑別，並對客戶通話時的語音信息進行加密。
它的內部有5個模塊，並且每個模塊都對應一個功能：微處理器CPU（8位）、程序存儲器ROM（3～8kbit）、工作存儲器RAM（6～16kbit）數據存儲器EEPROM（128～256kbit）和串行通信單元。這5個模塊被膠封在SIM卡銅製接口後與普通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，因爲芯片間的連線可能成爲非法存取和盜用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)、數據I/O口(I/O)。
關於SIM卡的形態，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。
這個大小的卡被稱爲標準卡。但對於國內手機用戶來說，更熟悉的應該是以下三種大小的卡：
- 第二代標準的Mini卡，國內用戶俗稱的大卡。
- 第三代標準的Micro卡，俗稱小卡。
- 第四代標準的Nano卡。
這些SIM卡的功能都是一樣的，只是隨着技術發展，爲了適應設備的小型化，SIM卡也越來越小。
那在物聯網世界裏，物與物之間是怎麼感知和聯接的呢？
物聯網通過設備上的各種傳感器如溫溼度傳感器、RFID標籤等感知終端來識別物體，採集數據等。並通過固定寬帶、NB-IoT、2/3/4/5G在內的多種網絡，將設備接入到華爲物聯網平臺進行互聯。若設備使用2/3/4/5G和NB-IoT網絡接入，則需要通過SIM卡接入運營商網絡。
而隨着物聯網的發展，設備類型越來越多，設備尺寸越來越小，對SIM卡外部環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卡雖然看起來已經很小了，但是它們還需要設備具有配套的卡槽。這個卡槽的結構和走線，對於一些智能穿戴設備（智能手環、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。爲了解決這些問題，eSIM和vSIM誕生了。
- 嵌入式SIM卡：eSIM，也稱eUICC（embedded UICC），顧名思義，與傳統可插拔的SIM卡不同，eSIM的概念是將SIM卡直接嵌入到設備中。eSIM的本質還是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。因爲其可編程特性，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，實現網絡切換。綜上所述，因爲eSIM將SIM卡功能虛擬化和設備集成化，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或者雲端，即可在全球範圍內將終端智能設備連接到所選擇的當地網絡，且可動態切換，使設備可以始終處於優質網速中。通過這種方式，eSIM不但增強了整體用戶體驗，也爲設備的管理分配帶來極大便利。
- vSIM卡：即virtual-SIM，虛擬SIM卡技術。可以說，vSIM就是eSIM的進一步演進，繼承了eSIM的功能，並完全消滅了卡體，直接依託通信模塊自身軟硬件實現通信。終端設備擁有vSIM功能的通信模塊，配合爲vSIM特殊定製的底層軟件，實現了內置加密存儲數據（IMSI、KI等）。在登陸網絡、鑑權、通信時，自動處理相應的邏輯，從而實現不需要實體SIM卡也能提供穩定的通信體驗。
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，因爲用戶粘性變小了，這顯然不是一件好事，但是他們卻也在大力支持eSIM和vSIM，這又是爲什麼呢？
這個原因其實我們前面已經提到了，就是物聯網。對物聯網設備來說，傳統的插拔式SIM卡已經無法滿足其設備上網的需求了。例如，若一個設備需要全球漫遊，但它在漫遊過程中又需要全程聯網上報數據，那麼負責這個設備的企業該怎麼辦？辦一張有全球漫遊功能的SIM卡？這樣的話漫遊資費就太貴了。在設備經過的每個國家或區域辦一張本地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，設備到達每個新區域前，僅需聯網更新下配置，到了新區域後就可以使用本地資費上網了。所以，物聯網設備生產商都會去追求這些新技術，而物聯網的海量設備全部需要接入網絡，這一塊大蛋糕運營商自然不會放過。
物聯網SIM卡如何選
不同行業對物聯網SIM卡的需求不同，我們可以總結出以下場景：
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網絡/SIM卡 |
特點 |
典型行業 |
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NB-IoT、2/3G |
傳輸速率<100Kbps，成本低，功耗低，覆蓋廣 |
三表（電錶、水錶、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 |
車聯網、視頻監控、工業物聯網等 |
物聯網設備除了無線流量需求外，還需要以下兩個場景流量。
- 海外流量：企業在國內生產設備，銷售海外。使用海外流量，則需和多個海外運營商洽談，部分企業可能沒有海外渠道。典型的行業有車企（銷售海外）、物流、運輸、保健等。
- 不換卡切換運營商：因網絡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；典型的行業有新零售、運輸等。
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