USIM:網絡組成構件-中文百科頻道

基本簡介

随着現有的GSM網絡向3G演變，通信營運商開始把眼光瞄準在UMTS技術上，該技術可以作為GSM網絡的另一種高速數據業務載體，它将成為第二代到第三代移動通信SIM卡良好過渡的技術依托，既支持GSM網絡下的服務，同時也可用于3代網絡下實現手機漫遊和各種服務，例如，實現對諸如高速Internet接入、會議電視和CD質量級聲音之類的新服務。

UMTS的全稱為UniversalMobileTelecommunicationSystem------通用無線通信系統，該技術早在1991年就被提出來作為研究方向，UMTS除支持現有的一些固定和移動業務外，還提供全新的交互式多媒體業務。UMTS使用ITU分配的、用于陸地和衛星無線通信的頻帶。它可通過移動或固定、公用或專用網絡接入，與GSM和IP兼容。

UMTS優勢

1)、使用要求不高

UMTS業務建立在标準的業務能力上，對于所有用戶和無線環境都是一樣的。即使用戶從本地網絡漫遊到其它UMTS網絡，也會感覺自己好像還在本地網絡中。這就是虛拟本地環境（VHE），即不管用戶位于何時何地，或以何種方式接入，VHE都将保證業務提供者整個環境的傳輸（包括用戶的虛拟工作環境）。

2)、接入速度迅速

UMTS可支持高達2Mb／s的數據速率，與IP結合将更好地支持交互式多媒體業務和其它寬帶應用（如可視電話和會議電視等）。實際上，隻要有足夠的帶寬，UMTS可支持更高的速率。例如，在UMTS發展的高級階段，采用LAN（微波或紅外）技術，可使系統速率高達155Mb／s。

3)、應用範圍廣泛

在UMTS的實際實現中，有些用戶可能不會在任何時候都獲得最高的數據傳輸速率。從無線傳輸的物理限制和網絡運營的經濟性方面考慮，在那些偏僻及人口稠密地區，系統隻能支持低速數據業務。因此，UMTS服務要适應不同的數據速率和不同的服務質量（QoS）。在UMTS發展初期，通信量主要來自諸如機場、火車站等地方。然而，用戶希望UMTS的覆蓋範圍足夠大。為此，專家正緻力于研究UMTS在不同網絡間的漫遊技術。這些網絡包括由同一運營者管理的GSM系統，或其它有漫遊協定的網絡。

4)、移動靈活性強

UMTS作為全球性系統，包括陸地和衛星組件。它可通過第二代移動通信系統進行操作，其多制式終端将會擴展UMTS業務的使用範圍。将來，還可能出現更多的使用這些（或其它）标準的網絡，目标是通過不同網絡間的漫遊，實現真正的個人通信。這就意味着用戶能夠從一個專用網絡漫遊到微蜂窩公用網絡，然後再到廣域蜂窩網絡，最後到衛星移動網絡，而其間中斷極少。

5)、較強的實時傳輸率

大多數蜂窩系統都采用電路交換技術進行無線數據傳輸。UMTS則将電路交換和包交換結合起來，給用戶帶來的好處有：任何時候都存在與網絡的虛拟連接；多種計費方式（如按比特計費和包月制等）；不對稱的上下行帶寬。此外隻有UMTS才能提供真正的多媒體業務，尤其是視頻業務。然而GSM也可以提供大多數業務，隻是沒有那麼好的性能而已。。

需求分析

•USIM主要使命是作為安全手段，鑒别并授權用戶進入網絡。

•USIM作為鑒權手段，必須與有關技術委員會的最新規範兼容。

•USIM必須具有較強面向服務的特點。

•USIM作為一個服務平台，必須整合系統帶寬提供的強有力特性，以更安全快速的實現服務。

•USIM必須具備從2G平滑過度到3G的能力。USIM能自如的在GSM和UMTS網絡中實現漫遊。

基本概念

存儲容量

一般USIM卡的IC芯片中，有128KB的存儲容量，可供儲存以下信息：

(1)500組電話号碼及其對應的姓名文字。

(2) 50組短信息(Short Message)。

(3) 5組以上最近撥出的号碼。

(4) 4位USIM卡密碼(PIN)。

市面上的USIM卡芯片有128K,512K,1M多種，以及能提供多媒體業務，非接觸業務的專業USIM卡，容量可以達到M兆級。

密碼

PIN碼是指USIM卡的密碼，存在于USIM卡中，其出廠值為1234或0000。激活PIN碼後，每次開機要輸入PIN碼才能登錄網絡。PUK碼是用來解PIN碼的萬能鑰匙，共8位。用戶是不知道PUK碼的，隻有到營業廳由工作人員操作。當PIN碼輸錯3次後，USIM卡會自動上鎖，此時隻有通過輸入PUK才能解鎖。PUK碼共有10次輸入機會。所以此時，用戶千萬不要自行去碰PUK密碼,輸錯10次後，USIM卡會自動啟動自毀程序，使USIM卡失效。此時，隻有重新到營業廳換卡。其實，隻要小心使用，PIN密碼隻會保護你的安全。

原理

USIM卡是帶有微處理器的芯片，内有5個模塊，每個模塊對應一個功能：

CPU(32位)、程序存儲器ROM、工作存儲器RAM、數據存儲器EEPROM和串行通信單元，這5個模塊集成在一塊集成電路中。

USIM卡在與手機連接時，最少需要5個連接線：

*電源(Vcc) *時鐘(CLK) *數據I/O口(Data) *複位(RST) *接地端(GND)。

外觀類型

剛入網時得到的USIM卡是鑲嵌一張大卡上的，手機普遍使用标準卡（也逐漸出現了小卡），把小卡從大卡上取下來塞進手機的USIM卡插槽即可使用。USIM 卡有大小之分，原卡（即剛到手時）的尺寸為 54mm×85mm （銀行卡标準尺寸），标準卡的尺寸為 25mm×15mm ，小USIM卡（Micro USIM卡）是12x15mm。USIM卡在GSM/WCDMA系統中的應用，使卡和手機分離，USIM卡唯一标識一個客戶。一張USIM卡可以插入任何一部GSM/WCDMA手機中使用，而使用手機所産生的通信費則自己記錄在該USIM卡所唯一标識的客戶帳上。

原卡

比标準卡多了一個架子。原卡大多數僅是作為卡架使用，但部分臨時卡或非實名認證卡上會留有客戶号碼PUK碼和PIN碼。購買後需客戶留存。

标準卡

大多數手機使用的USIM版本。

Micro USIM卡

Micro USIM卡，也叫做3FF USIM卡即第三類規格USIM，尺寸為12x15mm，比我們手機中使用的第二類USIM卡規格15x25mm小了52%，其實小卡就是标準卡上帶有芯片的那一塊， “标準小兩用卡 ” 上面真正起作用的就是它上面的那張 “ 小卡 ” ， “ 小卡 ” 可以從兩用卡中取下。目前國内流行樣式是 “ 标準卡 ” ，小卡也可以換成 “ 标準卡 ” （有個卡托即可）。現在蘋果公司生産的産品（iPhone 4S、iPhone4。）（iPad、iPad2. 3G版本）都是使用Micro USIM卡。

Nano USIM卡

Nano USIM卡是4FF标準的USIM卡，這種Nano USIM卡比Micro USIM卡小三分之一，比起普通USIM卡則小了60%。

内部結構

USIM卡是一個裝有微處理器的芯片卡，它的内部有5個模塊，并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USIM卡銅制接口後與普通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，因為芯片間的連線可能成為非法存取和盜用USIM卡的重要線索。

USIM卡的供電為5V與3V兼容。USIM卡插入手機後，電源端口提供電源給USIM卡内各模塊。

檢測USIM卡存在與否的信号隻在開機瞬時産生，當開機檢測不到USIM卡存在時，将提示“插入USIM卡”；如果檢測USIM卡已存在，但機卡之間的通信不能實現，會顯示“檢查USIM卡”；當USIM卡對開機檢測信号沒有響應時，手機也會提示“插入USIM卡”；當USIM卡在開機使用過程中掉出、由于松動接觸不良或使用報廢卡時，手機會提示“USIM卡錯誤”。

USIM卡的存儲容量有64KB、128K甚至1MB等。多為16KB和32KB，USIM卡能夠儲存多少電話号碼和短信取決于卡内數據存儲器EEPROM的容量（有2KB、3KB、8KB容量）。

技術規格

•EEPROM64KB以上

•JAVA标準支持SUNJava2.2規範

•密碼算法支持RSA等算法

•開發環境完整的開發環境

•專有算法支持

安全體系：

•安全體系體現在以下五個層面。

•網絡訪問安全

•網絡安全

•用戶安全

•應用安全

•可視化配置安全

特性

•防火牆：不同應用存儲在不同的區域中，且有不同密鑰控制。

•支持大電話薄：可儲存海量電話号碼，且每個電話号碼可附加别名、其它相關電話号碼（如家庭電話，辦公電話，傳真，手機等）、email地址等信息。支持GSM與UMTS互聯互通符合的3G标準：

•ETSITS102.221UICC-Terminalinterface;

•Physicalandlogicalcharacteristics.

•3GPPTS21.111USIMandICcardrequirements.

•3GPPTS31.102CharacteristicsoftheUSIMApplication.

•3GPPTS33.1023GSecurity;SecurityArchitecture

SIM卡作為移動電話身份認證的核心，其首要功能主要功能是網絡鑒别，運營商可以通過SIM卡來尋找網絡和确認計費。雅斯拓的一位技術人員對記者說，在技術上，SIM卡的技術和網絡技術沒有必然的聯系，當然，SIM卡本身也會發展，其功能将被拓展，比如目前SIM卡的其他功能還包括：電話薄存儲、消息存儲、激活不同的服務、呼叫限制、STK應用執行，随着卡的容量越來越大，将來SIM卡的功能也逐漸增強。

安全體系

安全體系體現在以下五個層面。

網絡訪問安全。

網絡安全。

用戶安全。

應用安全。

可視化配置安全。

符合标準

ETSI TS 102.221 UICC-Terminal interface; · Physical and logical characteristics.

3GPP TS 21.111 USIM and IC card requirements.

3GPP TS 31.102 Characteristics of the USIM Application.

3GPP TS 33.102 3G Security; Security Architecture

SIM卡作為移動電話身份認證的核心，其首要功能主要功能是網絡鑒别，運營商可以通過SIM卡來尋找網絡和确認計費。雅斯拓的一位技術人員對記者說，在技術上，SIM卡的技術和網絡技術沒有必然的聯系，當然，SIM卡本身也會發展，其功能将被拓展，比如目前SIM卡的其他功能還包括：電話簿存儲、消息存儲、激活不同的服務、呼叫限制、STK應用執行，随着卡的容量越來越大，将來SIM卡的功能也逐漸增強。

SIM卡(Subscriber Identity Module) ，即用戶識别卡，是全球通數字移動電話的一張個人資料卡。它采用A 級加密方法制作，存儲着用戶的數據、鑒權方法及密鑰，可供GSM系統對用戶身份進行鑒别。同時，用戶通過它完成與系統的連接和信息的交換。

移動電話隻有裝上SIM卡才能使用。“SIM卡”有大小之分，功能完全相同，分别适用于不同類型的GSM移動電話。SIM卡可以插入任何一部符合GSM規範的移動電話中，而通話費則自動計入持卡用戶的帳單上，與移動電話無關。

SIM卡的使用，有效的防止了盜用、并機和通話被竊聽，使用戶的正常通信得到了可靠的保障。

為了保證移動電話丢失後不被盜用，每張SIM卡都可設置一組個人密碼（PIN碼）來對SIM卡上鎖，它是由用戶自己設定的。隻有正确輸入密碼後，手機才會進入正常的使用狀态。連續三次輸入錯誤的個人密碼，手機即會将SIM卡鎖住。發生這種情況，立即關機并攜機及SIM卡到無線局營業廳解鎖。如果此時繼續操作，将引起SIM卡的自動封毀，造成不必要的損失。

發展經曆

USIM卡就是第三代手機卡

USIM: Universal Subscriber Identity Module（全球用戶識别卡）

全球用戶身份模塊(USIM)，也叫做升級 SIM ，是在 UMTS 3G 網絡的一個構件。

很多人認為在3G時代，絕大部分應用隻能由手機實現，卡片上的有限資源隻需實現認證功能就可以了。的确，3G的應用十分複雜，大部分的應用都不能通過STK卡來單獨完成。但USIM卡并不是隻能做單純的認證功能，事實證明它正在逐步向移動商務平台、乃至最後的多應用平台過渡，在手機上實現電子錢包、電子信用卡、電子票據等其它應用已不再是難事。這一特點使USIM卡成為了不同行業跨領域合作、相互滲透經營的媒介，如銀行可以參與電信的經營，反之亦然。

除能夠支持多應用之外，USIM卡還在安全性方面對算法進行了升級，并增加了卡對網絡的認證功能，這種雙向認證可以有效防止黑客對卡片的攻擊。同時，USIM卡的電話簿功能更為強大，最多可存入500個電話号碼，并且針對每個電話，用戶還可以選擇是否錄入其它信息，如電子郵件、别名、其它号碼等。

盡管步履蹒跚，但3G還是向我們一步步走來。高額的3G牌照費用也許是許多運營商徘徊不前的原因之一，更重要的是它們對3G應用持以觀望的态度。而且實現基于USIM卡上的多應用還有很多問題亟待解決，如相關的規範不夠完善，缺乏支持這種多應用的手機，更重要的是運營商和相關的企業或政府機構的多方協調會加大這種應用的難度。無論怎樣，第三代移動通信卡片在這方面已經做好了技術準備，相信基于USIM卡的多應用也終會在3G時代得到廣泛使用。