شريحة جوال:
تعد تقنية بطاقة SIM من أشهر التقنيات المستخدمة في الهواتف المحمولة لتفعيل الاتصال والتواصل وعمل روابط مع نظام الخادم وأيضًا استخدامها في مختلف المشاريع الكهربائية والإلكترونية . هي وحدة تعريف المشترك التي تحتوي على الدائرة المتكاملة لتخزين معرف المشترك المحمول الدولي أو IMSI ومفاتيح تحديد المشتركين والمصادقة عليهم في نظام الاتصالات. بطاقة SIM مضمنة في ملف بطاقة ذكية يمكن إزالتها ونقلها إلى هواتف محمولة مختلفة. توفر بطاقة SIM نظام الأمن للمستخدمين. تم صنع أول بطاقة SIM في عام 1991 بواسطة اتصالات Giesecke و Deviant of Sagem في فرنسا.
تتضمن البيانات المخزنة في بطاقة SIM رقمًا تسلسليًا فريدًا يسمى ICCID ، أو رقم تعريف مشترك الهاتف المحمول الدولي أو IMSI ، ومعلومات مصادقة الأمان ، ومعلومات مؤقتة حول الشبكة ، ورقم تعريف شخصي أو PIN ورمز إلغاء الحظر الشخصي أو PUK لإلغاء القفل. تحتوي بطاقة SIM على ذاكرتها الداخلية التي تخزن فيها البيانات والمعلومات الشخصية والمالية وهوية GSM / CDMA. تسمح بطاقات SIM الحديثة بتخزين بيانات التطبيق التي تتصل بالهاتف أو الخادم باستخدام مجموعة أدوات تطبيق SIM. تخزن بطاقة SIM المعلومات الخاصة بالشبكة لمصادقة هوية المشترك في الشبكة. من بين العديد من المفاتيح ، أهم المفاتيح هي ICCID أو IMSI أو مفتاح المصادقة أو Ki أو Local Area Identification أو LAI ورقم الطوارئ الخاص بالمشغل. تم اختراع Micro sim لأحدث الهواتف المحمولة. تحتوي بطاقة SIM أيضًا على بيانات أخرى مثل رقم مركز خدمة الرسائل القصيرة أو SMSC أو اسم مزود الخدمة أو SPN أو رقم اتصال الخدمة أو SDN أو خدمة القيمة المضافة أو VAS وما إلى ذلك. تأتي بطاقة SIM بسعات بيانات مختلفة تتراوح من 32 كيلو بايت إلى 128 كيلو بايت ويمكن تخزينها 250 جهة اتصال.
مفاتيح بطاقة SIM:
1. معرف بطاقة الدائرة المتكاملة أو ICCID - هو رقم الحساب الأساسي الذي يتكون من 19 رقمًا. يحتوي الرقم على أقسام مثل رقم تعريف جهة الإصدار أو IIN ، وتحديد الحساب الفردي ، ورقم التحقق ، وما إلى ذلك.
اثنين. هوية المشترك الدولي في الهاتف المتحرك أو IMSI - يتم استخدامه لتحديد شبكة المشغل الفردية. عادة ما يتكون من 109 أرقام. تمثل الأرقام الثلاثة الأولى رمز البلد المحمول أو MCC ، وتمثل الأرقام التالية من 2 إلى 3 أرقام رمز شبكة الجوال أو MNC ، وتمثل الأرقام التالية رقم تعريف مشترك الهاتف المحمول أو MSIN.
3. مفتاح المصادقة أو كي - هو 128 بت يستخدم لمصادقة بطاقة SIM على شبكة الهاتف المحمول. تحتوي كل بطاقة SIM على مفتاح مصادقة فريد يعيّنه المشغل أثناء التخصيص. يتم أيضًا تخزين مفتاح المصادقة في قاعدة بيانات شبكة الناقل. عند تنشيط الهاتف المحمول لأول مرة باستخدام بطاقة SIM ، فإنه يحصل على هوية المشترك الدولي للهاتف المحمول أو IMSI من بطاقة SIM وينقلها إلى مشغل الهاتف المحمول للمصادقة. ثم تبحث قاعدة البيانات في نظام التشغيل عن IMSI الوارد ومفتاح المصادقة المرتبط به. تقوم قاعدة بيانات المشغل بعد ذلك بإنشاء رقم عشوائي أو RAND وتوقيعه باستخدام IMSI وإعطاء رقم آخر يسمى الاستجابة الموقَّعة 1 (SRES_ 1). سيتم إرسال RAND إلى الهاتف المحمول ثم تقوم بطاقة SIM بالتوقيع عليها باستخدام مفتاح المصادقة وتنتج SRES_ 2 الذي ينتقل بعد ذلك إلى شبكة المشغل. تقارن شبكة المشغل بعد ذلك SRES_1 الذي أنتجته و SRES_2 من الهاتف المحمول. إذا تطابق كلاهما ، يتم مصادقة بطاقة SIM.
4. هوية منطقة الموقع أو LAI - هذه المعلومات المخزنة في بطاقة SIM حول الشبكة المحلية المتاحة. تنقسم شبكة المشغل إلى مناطق صغيرة مختلفة لكل منها LAI.
5. رسائل SMS - يمكن لبطاقة SIM تخزين العديد من الرسائل القصيرة
6. جهات الاتصال - يمكن لشريحة SIM تخزين حوالي 250 جهة اتصال.
وظائف بطاقة SIM:
تؤدي بطاقة SIM الوظائف التالية:
1) يحدد هوية المشترك: IMSI المبرمج على بطاقة SIM هو هوية المشترك. يتم تعيين كل IMSI إلى رقم هاتف محمول ويتم توفيره في HLR للسماح بتحديد هوية المشترك.
2) مصادقة المشترك: هذه عملية ، باستخدام خوارزمية المصادقة على بطاقة SIM ، يتم توفير استجابة فريدة من قبل كل مشترك بناءً على IMSI (المخزن على بطاقة SIM) و RAND (التي توفرها الشبكة). من خلال مطابقة هذه الاستجابة مع القيم المحسوبة على الشبكة ، يتم تسجيل دخول مشترك قانوني إلى الشبكة ويمكنه الآن الاستفادة من خدمات مزود خدمة الهاتف المحمول. أصبحت بطاقة SIM ميزة للعمل المتنقل.
3) التخزين: لتخزين أرقام الهواتف والرسائل القصيرة.
4) التطبيقات: تسمح مجموعة أدوات SIM أو معيار GSM 11.14 بالإنشاء
تطبيقات على بطاقة SIM لتوفير المعلومات الأساسية عند الطلب وغيرها
تطبيقات التجارة الإلكترونية ، الدردشة ، البث الخلوي ، النسخ الاحتياطي لدفتر الهاتف ،
الخدمات القائمة على الموقع إلخ.
بطاقات SIM القائمة على المعالجات الدقيقة:
أهم جزء في بطاقة SIM هو وحدة التحكم الدقيقة الخاصة بها. إنها شريحة بحجم الورق وهي ذاكرة قراءة فقط (ROM) نموذجية يتراوح حجمها بين 64 كيلو بايت إلى 512 كيلو بايت. يتراوح حجم ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) بين 1 كيلو بايت إلى 8 كيلو بايت بينما يتراوح حجم EEPROM بين 16 كيلو بايت إلى 512 كيلو بايت. يحتوي ROM على نظام التشغيل أو نظام التشغيل الخاص بالبطاقة ، بينما يحتوي EEPROM على بيانات تسمى التخصيص الذي يتضمن مفاتيح الأمان ودفتر الهاتف وإعدادات الرسائل القصيرة وما إلى ذلك. ربما يكون جهد تشغيل بطاقة SIM 1.8 فولت أو 3 فولت أو 5 فولت ولكن الفولتية التشغيلية هي تدعم معظم شرائح SIM الحديثة 5 فولت و 3 فولت و 1.8 فولت.
هناك نوعان من بطاقات المعالجات الدقيقة. تأخذ هذه البطاقات شكل بطاقات الاتصال ، التي تتطلب قارئ بطاقة ، أو بطاقات بدون تلامس ، والتي تستخدم إشارات التردد اللاسلكي للعمل.
أنواع بطاقة SIM:
هناك نوعان من بطاقات SIM وهما GSM و CDMA:
GSM:
ترمز تقنية GSM إلى النظام العالمي للهواتف المحمولة ويمكن أن يُنسب أساسها إلى مختبرات بيل في عام 1970. وهي تستخدم نظامًا بتبديل الدوائر وتقسم كل إشارة 200 كيلو هرتز إلى 8 فتحات زمنية 25 كيلو هرتز وتعمل في 900 ميجاهرتز و 800 ميجاهرتز و 1.8 نطاقات جيجاهرتز. يستخدم تقنية إرسال النطاق الضيق - بشكل أساسي مضاعفة الوصول إلى تقسيم الوقت. تختلف معدلات نقل البيانات من 64 كيلو بت في الثانية إلى 120 كيلو بت في الثانية.
CDMA:
يعني CDMA النفاذ المتعدد بتقسيم الشفرة والذي يشرح مبدأ قناة الاتصال الذي يستخدم تقنية انتشار الطيف ومخطط تشفير خاص وهو مخطط تعدد إرسال بتقسيم الوقت ومخطط تعدد إرسال بتقسيم التردد.
