مشاهده نسخه کامل
: Mohammad
18-08-2007, 19:09
آیا تا به حال به این مساله فکر کرده اید که چرا برای استفاده از شبکه موبایل حتما باید از قطعه ای به نامSIM Card استفاده کرد؟ و اساسا این قطعه کوچک چیست و چه قابلیت‌هایی دارد؟ یا این سوال که مگر در سیم کارت چه اطلاعاتی وجود دارد که می توان از آنها کپی برداری کرد؟
سیم کارت یا واحد شناسایی مشترک (Subscriber Identity Module) یک تراشه حافظه قابل حمل است که در گوشی‌های تلفن همراه و به منظور استفاده از سرویس‌های شبکه مخابرات سیار استفاده می‌شود.
این واحد حافظه همزمان با دیجیتال شدن شبکه‌های مخابرات سیار و ظهور نسل دوم این شبکه‌ها یعنی GSM در سال ۱۹۹۰ ارائه شد. در واقع سیم کارت یک هارد دیسک بسیار کوچک است که به صورت اتوماتیک با قرار گرفتن در هر گوشی موبایل فعال شده و اطلاعات مختلفی از جمله شماره تلفن، اطلاعات شبکه‌ای مشترک، دفترچه تلفن، پیام های کوتاه و . . . . را در خود ذخیره می کند. به بیان دیگر سیم کارت نقش یک گذرنامه را بازی می‌کند که با ارائه آن می‌توان از سرویس شبکه سیار کشورهای مختلف برای برقراری ارتباط استفاده کرد.
● ظرفیت:
سیم کارتها در انواع مختلف و با ظرفیت‌های حافظه‌ای متنوع در بازار موجود می‌باشند:
سیم کارت‌های ۱۶، ۳۲، ۶۴ و ۵۱۲ کیلو بایتی که موارد توزیع و استفاده آنها بستگی به گستردگی شبکه موبایل آن منطقه دارد. البته در حال حاضر سیم کارت‌هایی با حافظه‌های ۱۲۸ و ۵۱۲ مگا بایتی نیز به بازار ارائه شده‌اند.
● سیستم عامل :
سیستم عامل سیم کارت در دو نوع جاوا و سیستم عامل‌های محلی موجود است که نوع محلی، اختصاصی بوده و مبتنی بر نرم افزارهای مخصوص فروشندگان آن می‌باشد در حالی که سیم کارت‌های جاوا، مبتنی بر زبان برنامه نویسی جاوا هستند و مهمترین ویژگی آنها عدم وابستگی به سخت افزار است.
● اطلاعات ذخیره شده :
سیم کارت شامل اطلاعات بخصوصی از شبکه است که برای تصدیق، شناسایی و سرویس‌گیری مشترکان در شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرند این اطلاعات عبارتند از :
شماره شناسایی بین المللی مدار کارت (ICCID) : این شماره که در واقع شماره سریال سیم کارت می‌باشد، یک عدد ۱۹ یا ۲۰ رقمی است که بر روی بدنه سیم کارت نیز حک شده است.
در شبکه هر اپراتور سیم کارتها با یک شماره یگانه و منحصر به فرد با عنوان شناسه بین المللی مشترک موبایل (IMSI) شناسایی می‌شوند که شبکه برای شناسایی، برقراری ارتباطات و سرویس‌دهی به مشترک از این شماره که توسط اپراتور بر روی سیم کارت ذخیره می‌شود، استفاده می‌کند. این شماره یک عدد ۱۵ رقمی است که ۳ رقم اول آن مشخص کننده کد موبایل کشور ( برای ایران ۴۳۲) ، دو رقم بعدی مشخص کننده کد شبکه موبایل (برای شبکه MCI کد ۱۱) و ۱۰ رقم آخر نیز شماره شناسایی مشترک موبایل است.
کلید تصدیق یا (Ki) یکی دیگر از پارامترهایی است که در حافظه سیم کارت ذخیره می‌شود. این شماره که یک عدد ۳۲ بیتی یگانه بوده و برای هر سیم کارت متفاوت است، برای تصدیق و به رسمیت شناختن سیم کارت در شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرد. این شماره همچنین در پایگاه داده شبکه ذخیره می‌شود.
مروری مختصر بر فرآیند تصدیق مشترکین در شبکه، موارد کاربرد اطلاعات فوق را بیشتر مشخص می‌کند. با قرار دادن سیم کارت در گوشی تلفن همراه و روشن کردن آن در ابتدا، سیم کارت IMSI خود را برای به منظور تصدیق و سرویس‌گیری به شبکه ارسال می‌کند. سپس شبکه با جستجو در پایگاه داده خود شماره IMSI ارسال شده و Ki تخصیص داده شده به آن را پیدا می‌کند. ( در صورتی که شماره IMSI در پایگاه داده موجود نباشد، مشترک قادر به سرویس‌گیری نخواهد بود) سپس شبکه با تولید یک عدد تصادفی (Random) و ترکیب آن با Ki ، یک عدد جدید را تولید کرده و همزمان عددتصادفی خود را نیز برای مشترک ارسال می‌کند.
سیم کارت نیز با در یافت این عدد، آن را با Ki ذخیره شده در خود ترکیب کرده و عدد حاصل را مجددا برای شبکه ارسال می‌کند. نهایتا شبکه دو عدد ترکیبی را با یکدیگر مقایسه می‌کند و در صورت تطابق، اجازه امکان استفاده از شبکه را برای سیم کارت مربوطه صادر می‌کند. این فرآیند کاربرد Ki و همچنین یکی از کاربردهای IMSI را در شبکه نشان می‌دهد.
● شناسه ناحیه مکانی :
یکی دیگر از اطلاعاتی که در سیم کارت ذخیره می‌شود اطلاعات مربوط به جایگاه مشترک در شبکه است که از طرف شبکه برای هر سیم کارت ارسال شده و با نام شناسه ناحیه مکانی (LAI) شناخته می‌شود. شبکه هر اپراتور به نواحی مکانی مجزایی با نام Location Area تفکیک می شود که هر ناحیه دارای یک عدد یگانه و منحصر به فرد با نام LAI است. وقتی که مشترک ناحیه مکانی خود را به واسطه حرکت در شبکه تغییر می‌دهد، اطلاعات ناحیه جدید در سیم کارت ذخیره شده و برای شبکه ارسال می‌شود تا شبکه از آخرین موقعیت مکانی مشترک آگاه شود. در صورتی که گوشی موبایل خاموش شده و مجددا روشن شود، سیم کارت با بازیابی اطلاعات خود، به جستجوی آخرین LAI ذخیره شده می‌پردازد. این کار با جلوگیری از جستجو در کلیه فرکانس‌ها، باعث تسریع در زمان برقراری ارتباط مشترک با شبکه خواهد شد.
نام اپراتور (SPN) ، شماره تلفن مشترک، شماره مربوط به مرکز پیام کوتاه (SMSC) و سرویس‌های ارزش افزوده (VAS) از دیگر اطلاعاتی است که بر روی سیم کارت ذخیره می شود.
● سیم کارت های جاوا :
جاوا یک زبان برنامه نویسی موضوعی (شیء گرا) است که توسط شرکت Sun و با فلسفه "یکبار بنوس، هرجا اجرا کن " ایجاد شد. بدین معنا که یک برنامه کامپیوتری جاوا می‌تواند بر روی کارپایه‌های مختلف مثل : ویندوز، لینوکس و یا مکینتاش اجرا شود. در واقع برنامه نویسان جاوا بدون توجه به سیستم عامل انتهایی مورد استفاده، بر روی برنامه‌های کاربردها تمرکز دارند. اما در سایر زبان‌های برنامه نویسی، کد برنامه بایستی به کد سیستم عامل مورد نظر ترجمه شده و سپس فایل‌های اجرایی آن ایجاد شود. درصورتیکه برنامه‌های جاوا تنها به یک مفسر حین اجرا (JVM) نیاز دارند تا دستورات آن را به دستورات سیستم عامل مورد استفاده، تغییر دهد. این برنامه که یک برنامه محلی سیستم عامل است می تواند به صورت رایگان تهیه و مورد استفاده قرار گیرد.
تکنولوژی کارت‌های جاوا برای سیم کارت‌های موبایل در سال ۱۹۹۹ و توسط شرکت Sun به بازار ارائه شد و امکان ارائه سرویس‌های ارزش افزوده را از طرف اپراتورها برای مشترکان شبکه فراهم کرد. بدین صورت که مشترکین با استفاده از این سیم کارتها می‌توانند برنامه‌های کاربردی مختلفی که از طرف اپراتور شبکه ارائه شده و معمولا بر روی پرتال آن قرار داده می‌شود را بروی گوشی خود بارگذاری نمایند. این کارتها مبتنی بر کارپایه‌های J۲ME و واسط‌های برنامه نویسی کاربردی (API) مختص به آن می‌باشند. در حال حاضر در کشور ما سیم کارت‌های اپراتور ایرانسل و سری جدید سیم کارت‌های شرکت ارتباطات سیار از نوع سیم کارت‌های مبتنی بر جاوا می‌باشد.
نهایـتا می‌توان گفت که ارتقاء شبکه‌های مخابرات سیار و امکان ارائه سرویس‌های دیتا توسط اپراتورها و امکان ارائه کاربردها و سرویس‌های متنوع به کاربران و همچنین رقابت شدید ایجاد شده در بازار، باعث ایجاد تغییرات گسترده‌ای در فناوری گوشی‌ها و سیم کارتها نیز شده است به نحوی سازندگان این تجهیزات مجبور شده‌اند تا از ابزار‌های مختلفی از جمله سیستم عامل‌های باز در گوشی‌های تلفن همراه و حتی سیم کارتها به منظور میزبانی و مدیریت برنامه‌های کاربردی و سرویس‌های ارائه شده توسط اپراتورها، استفاده نمایند.
-------------------
نوشته: مهندس بابک احسنت (کارشناس ارشد مخابرات)
سیم کارت یا واحد شناسایی مشترک (Subscriber Identity Module) یک تراشه حافظه قابل حمل است که در گوشی‌های تلفن همراه و به منظور استفاده از سرویس‌های شبکه مخابرات سیار استفاده می‌شود.
این واحد حافظه همزمان با دیجیتال شدن شبکه‌های مخابرات سیار و ظهور نسل دوم این شبکه‌ها یعنی GSM در سال ۱۹۹۰ ارائه شد. در واقع سیم کارت یک هارد دیسک بسیار کوچک است که به صورت اتوماتیک با قرار گرفتن در هر گوشی موبایل فعال شده و اطلاعات مختلفی از جمله شماره تلفن، اطلاعات شبکه‌ای مشترک، دفترچه تلفن، پیام های کوتاه و . . . . را در خود ذخیره می کند. به بیان دیگر سیم کارت نقش یک گذرنامه را بازی می‌کند که با ارائه آن می‌توان از سرویس شبکه سیار کشورهای مختلف برای برقراری ارتباط استفاده کرد.
● ظرفیت:
سیم کارتها در انواع مختلف و با ظرفیت‌های حافظه‌ای متنوع در بازار موجود می‌باشند:
سیم کارت‌های ۱۶، ۳۲، ۶۴ و ۵۱۲ کیلو بایتی که موارد توزیع و استفاده آنها بستگی به گستردگی شبکه موبایل آن منطقه دارد. البته در حال حاضر سیم کارت‌هایی با حافظه‌های ۱۲۸ و ۵۱۲ مگا بایتی نیز به بازار ارائه شده‌اند.
● سیستم عامل :
سیستم عامل سیم کارت در دو نوع جاوا و سیستم عامل‌های محلی موجود است که نوع محلی، اختصاصی بوده و مبتنی بر نرم افزارهای مخصوص فروشندگان آن می‌باشد در حالی که سیم کارت‌های جاوا، مبتنی بر زبان برنامه نویسی جاوا هستند و مهمترین ویژگی آنها عدم وابستگی به سخت افزار است.
● اطلاعات ذخیره شده :
سیم کارت شامل اطلاعات بخصوصی از شبکه است که برای تصدیق، شناسایی و سرویس‌گیری مشترکان در شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرند این اطلاعات عبارتند از :
شماره شناسایی بین المللی مدار کارت (ICCID) : این شماره که در واقع شماره سریال سیم کارت می‌باشد، یک عدد ۱۹ یا ۲۰ رقمی است که بر روی بدنه سیم کارت نیز حک شده است.
در شبکه هر اپراتور سیم کارتها با یک شماره یگانه و منحصر به فرد با عنوان شناسه بین المللی مشترک موبایل (IMSI) شناسایی می‌شوند که شبکه برای شناسایی، برقراری ارتباطات و سرویس‌دهی به مشترک از این شماره که توسط اپراتور بر روی سیم کارت ذخیره می‌شود، استفاده می‌کند. این شماره یک عدد ۱۵ رقمی است که ۳ رقم اول آن مشخص کننده کد موبایل کشور ( برای ایران ۴۳۲) ، دو رقم بعدی مشخص کننده کد شبکه موبایل (برای شبکه MCI کد ۱۱) و ۱۰ رقم آخر نیز شماره شناسایی مشترک موبایل است.
کلید تصدیق یا (Ki) یکی دیگر از پارامترهایی است که در حافظه سیم کارت ذخیره می‌شود. این شماره که یک عدد ۳۲ بیتی یگانه بوده و برای هر سیم کارت متفاوت است، برای تصدیق و به رسمیت شناختن سیم کارت در شبکه مورد استفاده قرار می‌گیرد. این شماره همچنین در پایگاه داده شبکه ذخیره می‌شود.
مروری مختصر بر فرآیند تصدیق مشترکین در شبکه، موارد کاربرد اطلاعات فوق را بیشتر مشخص می‌کند. با قرار دادن سیم کارت در گوشی تلفن همراه و روشن کردن آن در ابتدا، سیم کارت IMSI خود را برای به منظور تصدیق و سرویس‌گیری به شبکه ارسال می‌کند. سپس شبکه با جستجو در پایگاه داده خود شماره IMSI ارسال شده و Ki تخصیص داده شده به آن را پیدا می‌کند. ( در صورتی که شماره IMSI در پایگاه داده موجود نباشد، مشترک قادر به سرویس‌گیری نخواهد بود) سپس شبکه با تولید یک عدد تصادفی (Random) و ترکیب آن با Ki ، یک عدد جدید را تولید کرده و همزمان عددتصادفی خود را نیز برای مشترک ارسال می‌کند.
سیم کارت نیز با در یافت این عدد، آن را با Ki ذخیره شده در خود ترکیب کرده و عدد حاصل را مجددا برای شبکه ارسال می‌کند. نهایتا شبکه دو عدد ترکیبی را با یکدیگر مقایسه می‌کند و در صورت تطابق، اجازه امکان استفاده از شبکه را برای سیم کارت مربوطه صادر می‌کند. این فرآیند کاربرد Ki و همچنین یکی از کاربردهای IMSI را در شبکه نشان می‌دهد.
● شناسه ناحیه مکانی :
یکی دیگر از اطلاعاتی که در سیم کارت ذخیره می‌شود اطلاعات مربوط به جایگاه مشترک در شبکه است که از طرف شبکه برای هر سیم کارت ارسال شده و با نام شناسه ناحیه مکانی (LAI) شناخته می‌شود. شبکه هر اپراتور به نواحی مکانی مجزایی با نام Location Area تفکیک می شود که هر ناحیه دارای یک عدد یگانه و منحصر به فرد با نام LAI است. وقتی که مشترک ناحیه مکانی خود را به واسطه حرکت در شبکه تغییر می‌دهد، اطلاعات ناحیه جدید در سیم کارت ذخیره شده و برای شبکه ارسال می‌شود تا شبکه از آخرین موقعیت مکانی مشترک آگاه شود. در صورتی که گوشی موبایل خاموش شده و مجددا روشن شود، سیم کارت با بازیابی اطلاعات خود، به جستجوی آخرین LAI ذخیره شده می‌پردازد. این کار با جلوگیری از جستجو در کلیه فرکانس‌ها، باعث تسریع در زمان برقراری ارتباط مشترک با شبکه خواهد شد.
نام اپراتور (SPN) ، شماره تلفن مشترک، شماره مربوط به مرکز پیام کوتاه (SMSC) و سرویس‌های ارزش افزوده (VAS) از دیگر اطلاعاتی است که بر روی سیم کارت ذخیره می شود.
● سیم کارت های جاوا :
جاوا یک زبان برنامه نویسی موضوعی (شیء گرا) است که توسط شرکت Sun و با فلسفه "یکبار بنوس، هرجا اجرا کن " ایجاد شد. بدین معنا که یک برنامه کامپیوتری جاوا می‌تواند بر روی کارپایه‌های مختلف مثل : ویندوز، لینوکس و یا مکینتاش اجرا شود. در واقع برنامه نویسان جاوا بدون توجه به سیستم عامل انتهایی مورد استفاده، بر روی برنامه‌های کاربردها تمرکز دارند. اما در سایر زبان‌های برنامه نویسی، کد برنامه بایستی به کد سیستم عامل مورد نظر ترجمه شده و سپس فایل‌های اجرایی آن ایجاد شود. درصورتیکه برنامه‌های جاوا تنها به یک مفسر حین اجرا (JVM) نیاز دارند تا دستورات آن را به دستورات سیستم عامل مورد استفاده، تغییر دهد. این برنامه که یک برنامه محلی سیستم عامل است می تواند به صورت رایگان تهیه و مورد استفاده قرار گیرد.
تکنولوژی کارت‌های جاوا برای سیم کارت‌های موبایل در سال ۱۹۹۹ و توسط شرکت Sun به بازار ارائه شد و امکان ارائه سرویس‌های ارزش افزوده را از طرف اپراتورها برای مشترکان شبکه فراهم کرد. بدین صورت که مشترکین با استفاده از این سیم کارتها می‌توانند برنامه‌های کاربردی مختلفی که از طرف اپراتور شبکه ارائه شده و معمولا بر روی پرتال آن قرار داده می‌شود را بروی گوشی خود بارگذاری نمایند. این کارتها مبتنی بر کارپایه‌های J۲ME و واسط‌های برنامه نویسی کاربردی (API) مختص به آن می‌باشند. در حال حاضر در کشور ما سیم کارت‌های اپراتور ایرانسل و سری جدید سیم کارت‌های شرکت ارتباطات سیار از نوع سیم کارت‌های مبتنی بر جاوا می‌باشد.
نهایـتا می‌توان گفت که ارتقاء شبکه‌های مخابرات سیار و امکان ارائه سرویس‌های دیتا توسط اپراتورها و امکان ارائه کاربردها و سرویس‌های متنوع به کاربران و همچنین رقابت شدید ایجاد شده در بازار، باعث ایجاد تغییرات گسترده‌ای در فناوری گوشی‌ها و سیم کارتها نیز شده است به نحوی سازندگان این تجهیزات مجبور شده‌اند تا از ابزار‌های مختلفی از جمله سیستم عامل‌های باز در گوشی‌های تلفن همراه و حتی سیم کارتها به منظور میزبانی و مدیریت برنامه‌های کاربردی و سرویس‌های ارائه شده توسط اپراتورها، استفاده نمایند.
-------------------
نوشته: مهندس بابک احسنت (کارشناس ارشد مخابرات)