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SIM Card: Conócela a Detalle 1

Nuestra sociedad ha estado dando saltos increíbles dentro del ámbito de la tecnología, saltos que no solo ejercen un gran cambio en los equipos de telecomunicación sino que también ayudan en la vida diaria, desde tarjetas de identificación, activación remota, localización, indumentaria medica, etc. Tal vez uno de los más sobresalientes es que el que usamos en el 80% de nuestros equipos con conexión a datos móviles, una pieza tan importante para poder manejar un smartphone y los metadatos que aunque existe la maneja de poder hacerlo sin este mismo su uso, implementación, integración y eficiencia demuestran el porque de sus existencia y su constante evolución, me refiero a la tarjeta SIM, si aquella tarjetita que le colocas a tu equipo por la parte trasera para poder tener señal y servicio de tu carrier y así poder hacer llamadas, navegar y demás usos a los que hemos sometido a los equipos actuales. Actualmente nos es demasiado común manejar esta pequeña pieza de plástico con circuitos integrado que se nos olvida como era antes el manejo de líneas, contactos y otros servicios con los cuales se vino a mejorar su uso a la llegada de las tarjetas SIM.

CDMA, los fundamentos para la SIM

Para empezar veamos los precedentes de este tipo de tecnologías para la telecomunicación, antes de las SIM teníamos la tecnología CDMA (Code Division Multiple Acces) que emplea una tecnología de espectro expandido y un esquema especial de codificación, por el que a cada transmisor se le asigna un código único, escogido de forma que sea ortogonal respecto al del resto; el receptor capta las señales emitidas por todos los transmisores al mismo tiempo, pero gracias al esquema de codificación (que emplea códigos ortogonales entre sí) puede seleccionar la señal de interés si conoce el código empleado. En los equipos de telefonía la tecnología era empleada por el equipo mismo sin necesidad de ingresar una tarjeta como lo hacemos actualmente con las SIM. La diferencia en el desempeño de la redes es que la detección y codificación de las señales de espectro se hacen en el equipo en todo momento mientras que en las tarjetas SIM la codificación, en gran parte, la realiza la tarjeta, lo que a veces muestra una reducción en la calidad y potencia de la señal recibida.

En CDMA, la señal se emite con un ancho de banda mucho mayor que el precisado por los datos a transmitir; por este motivo, la división por código es una técnica de acceso múltiple de espectro expandido. A los datos a transmitir simplemente se les aplica la función lógica XOR con el código de transmisión, que es único para ese usuario y se emite con un ancho de banda significativamente mayor que los datos. Cada usuario de un sistema CDMA emplea un código de transmisión distinto (y único) para modular su señal. La selección del código a emplear para la modulación es vital para el buen desempeño de los sistemas CDMA, porque de él depende la selección de la señal de interés, que se hace por correlación cruzada de la señal captada con el código del usuario de interés, así como el rechazo del resto de señales y de las interferencias multi-path (producidas por los distintos rebotes de señal).

Tarjeta Inteligente SIM

Para empezar la diferencia entre una tarjeta inteligente y una SIM es inexistente, pues la gran mayoría de la gente tiende a confundir o a hacer una división entre estos dos termino que vienen de lo mismo,  pero que son usados para funciones diferentes, pero como se sabe el uso de las SIMs no solo se limita a la telefonía, sin embargo en esta investigación hablaremos de ella para el campo que nos compete, efectivamente la telecomunicación celular. De manera literal, las SIMs para telefonía celular GSM son tarjetas inteligentes de tamaño reducido que todo teléfono de tecnología GSM/UMTS usa para su funcionamiento, su misión es identificar y autentificar el número de teléfono que esta usando el equipo. La SIM esta compuesta por un microcontrolador  y una memoria lo que le permite contener programas y algoritmos para la gestión de sus recursos como PINs, identificadores, claves,etc.

 

 

Antes que nada una tarjeta inteligente es una tarjeta de plástico del tamaño de una tarjeta de crédito, que contiene un microprocesador capaz de correr programas, guardar información y manejar datos protegidos por distintos mecanismos de seguridad. Comúnmente se le suele denominar como chip a este tipo de tecnologías, pero la diferencia entre ambos radica en que la tarjeta inteligente puede procesar información mientras que el chip simplemente es una tarjeta de memoria con ciertos límites, sin embargo ésto no siempre es así, más desde que la evolución de estas herrameintas ha traido componentes mucho más reducidos los que demuestran un potencial y eficiencia, hasta cierto punto, mayor que el de los mecanismos actuales. Los diferentes tipos de tarjetas Chip se distinguen por el tipo de circuitos integrados con el que cuentan que pueden ser:

  • Con CI de memoria

De / Sin Contacto

  • Con Microprocesador (tarjetas inteligentes)

De / Sin Contacto

Las tarjetas que contienen microprocesador pueden ser utilizadas para aplicaciones que requieren altos niveles de seguridad, múltiples aplicaciones para la tarjeta y también para aplicaciones de cuestiones como los monederos electrónicos con NFC y tarjetas de prepago (ya casi inexistentes). Si agrandamos el recuadro dorado que podemos apreciar en las tarjetas SIM tendremos 8 secciones importantes para su funcionamiento:

 

 

  • Vcc: Alimentación del chip
  • RST: Reset
  • CLK: Reloj
  • RFUx2: Reserved for Future use (Reservado para uso futuro)
  • GND: Tierra
  • VPP: Habilitación de memoria EEPROM
  • I/O: Punto de acceso al chip (Entrada / Salida)

*Su distribución y orden varian de acuerdo al fabricante*

Por lo general el chip se encuentra ubicado debajo de los contactos y esta conectado a estos por medio de cables a las diferentes terminales internas de la tarjeta. Para finalizar este apartado solo cabe mencionar que los chips inteligentes contendrán solamente memoria RAM, ROM y memoria no volatil.

SIM en equipos móviles

Como ya le había platicado en líneas anteriores es una tarjeta SIM es una tarjeta inteligente desmontable usada para teléfonos móviles que almacena de manera segura la clave de servicio del suscriptor usada para identificarse ante la red, de forma que sea posible cambiar la línea de un equipo a otro simplemente moviendo la tarjeta de uno a  otro. El uso de la SIM es obligatorio para las redes GSM, cuyoequivalente en las redes UMTS se denomina USIM o UICC (Universal Integrated Circuit Card) siendo la más famosa la RUIM (Removable User Identify Module) en los equipos CDMA. Para las SIM hay dos especificaciones aplicacbles para su uso que son:

  • GSM 11.11: Especificación de la az SIM-ME (Mobile Equipment)
  • GSM 11.14: Especificación del SIMA ApplicationToolkit para la interfaz SIM-ME

 

 

La más típica es la GSM 11.11 por su bajo costo, la cual solo contiene de 2 a 3 Hb de memoria, lo que abarcaría solo el directorio telefónico y un poco mas, el cual es un espacio usado directamente por el teléfono. Cabe mencionar que este mercado de SIMs esta en un declive inminente, todo quizá por el mejoramiento de los equipo y la necesidad de más y más memoria para funciones nuevas, mientras que la SIM con aplicaciones adicionales, GSM 11.14, se encuentran en el mercado en múltiples capacidades de almacenamiento llegando hasta 512 kb como máximo tamaño actual. Las tarjetas de apenas 16 o 32 Kb de almacenamiento son las más usadas dentro de las redes GSM de alcance 2G poniendo a las de 512 Kb como el standar para GSM de capacidad 3G y en algunos casos 4G.

Como todo circuito integrado las SIM cuentan con un sistema operativo que varia de acuerdo al operador y a su uso, loscuales pueden ser:

  • Nativos.- Software propietario y específico del vendedor (mercado de bajo costo)
  • Basados en JAVA.- Con la ventaja de ser independientes del hardware e interoperables.

Las tarjetas SIM logran almacenar información específica de la red usada para autentificar e identificar a los suscriptores en ella, donde las más sobresalientes e importantes son las de tipo ICC-ID (Identificador Internacional de la Tarjeta de Circuitos), IMSI (Identidad Internacional del Suscriptor Móvil), Ki (Clave de identificación) y LAI (Identificación de área local).  También almacena otros datos específicos del operador como el número del SMSC (centro de servicio de mensajes cortos), el nombre del proveedor de servicio (SPN), los números de servicio de marcado (SDN) y las aplicaciones de servicios de valor añadido (VAS).

Fuentes | Wiki SIM CDMA | Saber Electrónica | Telecomunicaciones I | Principios eléctricos y aplicaciones Digitales (ITM)