Electrónica de la Tarjeta SIM y e-SIM.

SIM (Subscriber Identification Module) ó mejor conocida como tarjeta SIM

Estructura de una SIM card.

CHIP puede ser la expresión habitual con la que se conocen las tarjetas SIM, sabemos que sin ellas no funcionan nuestros teléfonos, y que forman parte de la cuenta de cada usuario, sin embargo también es normal encontrarlas en modems inalámbricos de internet, tarjetas de crédito y débito, post o puntos de venta y otros productos que requieran identificación única de cada cliente.

Pero que son y como funcionan?

Una tarjeta SIM realmente es una cápsula plástica o pequeña tarjeta que porta en su interior un circuito integrado Micro-Controlador de dimensiones diminutas, por lo general del orden de los 2 a 4 milímetros, este circuito integrado tiene como función principal almacenar datos críticos que están relacionados con información especifica y única de cada tarjeta conocida como ICCID (Integrated Circuit Card Identifier) el cual es un identificador de esa tarjeta sim y que puede llegar a tener hasta 22 dígitos, y que ademas ha sido encriptado con un dígito de verificación basado en un complejo algoritmo (Un checksum) conocido como el Algoritmo de LUHN. Ademas incluye otros datos como el IMSI (International mobile subscriber identity) que es un identificador individual de cada suscriptor en la red que ocupa cada operadora, un K¡ (Authentication key) el cual es un código de 128 bits utilizado para autenticar la tarjeta SIM, un LAI (Local Area Identity) y otra información menos importante como mensajería de texto SMS y una pequeña agenda de números de teléfonos de hasta 256 contactos denominados técnicamente como SMSC, ademas incluye información de valor para la empresa operadora como números de consulta de saldo, emergencia. entre otros incorporados bajo los acrónimos (SPN), (SDN) y (VAS).

Los tamaños de la tarjeta SIM evolucionaron desde la SIM Estándar, luego la mini SIM, la micro SIM, nano SIM y recientemente la e-SIM o SIM embebida (Soldada dentro del equipo).

Tamaños de las 4 SIM cards existentes

Sin embargo, a medida que han ido disminuyendo su tamaño, su capacidad de almacenamiento (memoria) y su velocidad de transmisión de datos ha ido aumentando, pasando de ser dispositivos en principio de 2KB de almacenamiento a 512KB y mejorando sus velocidades de transmisión al pasar del protocolo ISA (parte 2 de la ISO / IEC 7816) al protocolo de transmisión de datos de alta velocidad USB IC (Inter-Chip) definida en la norma ETSI Bilbao TS 102 600.

Así mismo, conforme cambiaron las especificaciones de transmisión de datos también lo hicieron sus exigencias eléctricas, es por eso que, los voltajes de alimentación son diferentes para las diferentes tarjetas SIM existentes, encontrándose voltajes de 5V, 3V y 1.8V (ISO/IEC 7816-3 clases A, B and C, respectivamente) que servirán para alimentar el pequeño Micro-Controlador en su interior, quien tiene la tarea de procesar e intercambiar datos con el dispositivo (Teléfono, Post de venta, etc) a través de la ejecución de un sistema operativo propio conocido como COS (Card Operating System) para luego comunicarse a través de los ya mencionados protocolos de comunicación usando los contactos disponibles en el substrato de entrada y salida (Lamina metálica que hace contacto)

Contactos de SIM card Reciente.

Imagen del Micro-Controlador dentro de la tarjeta

Imagen de Rayos X de una SIM card

Cual es el futuro de la SIM card?

Recientemente se ha implementado la e-SIM Embedded SIM o SIM embebida (Incorporada) que seguramente reemplazará por completo a la habitual tarjeta, con lo cual el antiguo SIM card desaparecerá y será reemplazado por un componente en el interior de nuestros teléfonos que estará asociado con funciones como la comunicación, cobertura de señal y verificación desde el Procesador de BaseBand o CPU dependiendo de la arquitectura (Android o iPhone). Esta nueva implementación mantiene la esencia del antiguo SIM card pero ahora se denomina "Elemento Seguro" el cual comprenderá un componente al interior del celular y una tarjeta con contiene información descargable desde la RED conocida como e-sim.

e-SIM

Nueva activación del SIM

El elemento al interior del Celular es un Micro-Controlador que se comunica fundamentalmente a través de la tecnología CLF (Contactless Front-End) y que se fundamenta en la ya conocida near-field communication (NFC) que implementa 3 funciones de operación Card Emulation (Emulación de Tarjeta), Reader/Writer and Peer-to-Peer communication.

Este elemento es un componente de comunicación asíncrona, por lo cual no requiere de un cristal oscilador, lo que reduce el consumo de energía en el dispositivo, ademas esta alimentado con voltajes de 2.4V a 5V y comunicaciones I/O de 1.62V y 3.3V para establecer comunicación con otros elementos dentro del celular fundamentalmente. El encapsulado típico que recientemente se ha implementado fabricado por la compañía ST Microelectronics es de 81 pines en encapsulado WLCSP81 es decir, un componente con la contextura de un integrado de superficie de silicio en BGA de 81 balines.

Encapsulado del Micro Controlador de NFC+e-SIM

Dado que este componente también es capaz de establecer la comunicación NFC, será un sustituto perfecto de las implementaciones anteriores de comunicación de campo cercano, por lo que este nuevo dispositivo, al incorporar información crítica de cada usuario y cuenta asociada, permitirá funciones adicionales como el pago de bienes y servicios con el mismo teléfono usando el NFC, acceso al transporte, Juegos, control de acceso a instalaciones como universidades, empresas etc. que anteriormente ocupaban las tarjetas NFC, opciones de carga entre dispositivos como relojes o audífonos y hasta la puerta de su auto ahora podrá ser aperturada de forma segura con su teléfono gracias a la implementación de esta nueva tecnología e-SIM.

Nuevas funciones del NFC+e-SIM

Sin duda alguna, esta nueva implementación arraiga mucho mas los teléfonos a las necesidades básicas y los productos de consumo masivo que forman parte de nuestra vida cotidiana, con lo cual, se potencia cada vez mas el sector servicio (Servicio Técnico) y la importancia de permanecer siempre a la vanguardia en nuestros laboratorios para estar a la altura que estos nuevos teléfonos requieren.

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Por Nelson Peña.