Čo je to zabudovaná technológia sim (esim) a ako môže pomôcť pri navrhovaní produktov iot

Výber správneho komunikačného média je zvyčajne veľmi náročnou súčasťou vývoja každého riešenia IoT. V situáciách, keď sa vyžaduje dosah nad rámec Wi-Fi a Bluetooth, sú zvyčajne možnosti medzi technológiami LPWAN, ako sú LoRa, Sigfox atď., Ale aj keď tieto technológie prichádzajú s funkciami Pro-IoT, ako sú nízka spotreba a dlhý dosah, sú sedlové s výzvami v oblasti infraštruktúry a pokrytia, ktoré tlačia vývojárov na celulárnu komunikáciu (2G, 3G, 4G atď.), najmä v aplikáciách, kde s napájaním nie je veľa starostí.

Avšak v súlade s povahou komunikačných protokolov a internetu vecí typu bič, zatiaľ čo celulárny internet vecí má osvedčenú infraštruktúru a pokrytie na podporu globálneho nasadenia, je neuveriteľne ťažké ho spravovať z dôvodu viacerých faktorov vrátane požiadaviek na SIM kartu a výziev, ktoré s tým súvisia. to.

Čiastočne ako riešenie tohto a podobných problémov so smartfónmi a inými zariadeniami spotrebnej elektroniky, GSMA (konzorcium pre mobilnú komunikáciu) v roku 2010 začalo skúmať možnosť softvérových SIM kariet. V roku 2016 konzorcium oznámilo technickú špecifikáciu technológie s názvom eSIM, ktorá eliminuje potrebu fyzickej SIM karty v spotrebiteľských zariadeniach. Odvtedy sa adopcia rozrástla u niekoľkých výrobcov, ako napríklad ARM s novou zabudovanou SIM kartou ARM eSIM a ďalší giganti spotrebiteľských zariadení, ako napríklad Apple, ktorý ich vkladá do rôznych produktov.

V dnešnom článku túto technológiu preskúmame vo vzťahu k internetu vecí. Prejdeme si jeho funkcie, jeho súčasný stav a možný dopad na IoT.

Čo je to eSIM

eSIM sa označujú niekoľkými názvami, vrátane mäkkej SIM, virtuálnej SIM, zabudovanej SIM, elektronickej SIM alebo vzdialenej SIM, ale všetky odkazujú na integrovanú univerzálnu integrovanú obvodovú kartu (eUICC) schopnú podporovať viac profilov sieťových nosičov, ktoré sú do nej skutočne zabudované.

Na rozdiel od bežnej SIM karty sú eSIM softvérové programovateľné znova. To znamená, že môžete meniť celý obsah SIM karty, vrátane medzinárodnej identity mobilného predplatiteľa (IMSI) a profilov sieťových operátorov, pomocou softvéru bezdrôtovo, čím odpadne potreba výmeny SIM kariet.

Bežná mylná predstava je, že eSIM sa vzťahuje iba na zabudovaný hardvér SIM, ako je napríklad SIM karta MFF2, ktorá sa zobrazuje nižšie, ale tiež sa týka, aj keď menej populárnych, vymeniteľných plastových SIM kariet, ako sú SIM karty 4FF, na ktorých môže byť tiež zabudovaný softvér UICC nasadený.

Ako funguje eSIM?

Základné vysvetlenie toho, ako fungujú karty eSIM, je to, že karty SIM sú nasadené spolu so zariadením a používateľ / výrobca je vybavený rozhraním, prostredníctvom ktorého môžu na diaľku pridávať, aktualizovať, rozširovať alebo mazať viacerých sieťových operátorov.

Pokiaľ ide o technický popis, podľa špecifikácií eSIM spoločnosti GSMA existujú dva hlavné komponenty eSIM: integrovaný UICC (hardvér), ktorý je zabudovaný do zariadenia počas výroby, a platforma Subscription Management platforma (SM). Platforma pre správu predplatného (SM) sa skladá z dvoch kľúčových prvkov; SM-SR (Subscription Management Secure Routing) a SM-DP (Subscription Management Data Preparation).

Počas procesu výroby alebo nasadenia zaregistruje výrobca alebo predajca (MNO, M2M Device alebo výrobca spotrebnej elektroniky atď.) EUICC karty SIM u SM-SR, ktorý potom udržiava bezpečné spojenie s eUICC na správu predplatného. Prostredníctvom SM-SR je možné eUICC dosiahnuť príkazmi od dodávateľa alebo SM-DP, ktorý je zodpovedný za formovanie profilov MNO do formátu kompatibilného s eUICC.

Na aktiváciu MNO na eUICC je príkaz, ktorý je iniciovaný jedným smerom (zvyčajne skenovaním čiarových kódov) alebo druhým používateľom, zaslaný MNO do SM-DP, ktorý spracuje príkaz a stiahne profil MNO do eUICC, a zároveň poskytuje rozhranie, ktoré umožňuje MNO povoliť / zakázať profil.

V ranných dobách prebehla určitá debata o aplikáciách eSIM s organizáciami ako Motorola, ktoré sa domnievali, že je zameraná na priemyselné aplikácie M2M, zatiaľ čo organizácie ako Apple verili, že neexistuje dôvod, prečo by nemal byť súčasťou spotrebiteľských výrobkov. Pravdepodobne v dôsledku toho konzorcium (GSMA) schválilo dve architektúry pre eSIM, aby vytvorili niečo, čo vyhovuje obom aplikáciám;

Architektúra M2M eSIM
ESIM architektúra spotrebnej elektroniky

Zatiaľ čo obe architektúry podporujú preprogramovateľné vlastnosti eSIMs, prístup k ich realizácii (okrem iného) je v obidvoch vrstvách odlišný. Pre architektúru spotrebnej elektroniky je implementovaný klientom riadený model, takže koncový užívateľ zariadenia má kontrolu nad poskytovaním vzdialenej siete a správou profilov operátora. Pre architektúru M2M je však implementovaný serverom riadený model, ktorý umožňuje vzdialené poskytovanie a správu operátorov mobilných sietí z back-endovej infraštruktúry / centrálneho servera. To dáva zmysel, pretože sa znižuje ľudská interakcia na úrovni M2M a vzdialené upgrady a zmeny sú kľúčové vlastnosti, ktoré vyhovujú prípadom použitia internetu vecí.

Kľúčové vlastnosti eSIMs

Väčšina ľudí bude určite súhlasiť s tým, že najpríťažlivejšou vlastnosťou eSIM je flexibilita, s ktorou umožňuje používateľom prepínať medzi MNO bez nutnosti meniť fyzický hardvér vďaka svojej programovateľnosti bezdrôtovo a schopnosti navigovať vo viacerých profiloch od rôznych operátorov na rovnakom zariadení. To sa však prejaví v niekoľkých ďalších vlastnostiach, ktoré ovplyvňujú (pozitívne verím) zariadenie mnohými spôsobmi. Niektoré z týchto funkcií zahŕňajú;

1. Zníženie nákladov

Od nákladov na hardvér, ako je napríklad zásobník SIM a jeho podporné obvody, až po náklady na samotné SIM karty, klasické karty SIM predstavujú celkovú cenu vlastníctva, ktorá je oveľa vyššia ako cena eSIM.

2. Interoperabilita

Od všetkých akreditovaných partnerov v ekosystéme GSMA sa očakáva, že budú dodržiavať vydané normy a architektúru, čím zabezpečia interoperabilitu.

3. Malý tvarový faktor

Tvar, veľkosť a potreba otvoru sú požiadavkami klasických SIM kariet, ktoré ovplyvňujú tvar zariadenia, v ktorom sa používajú. Vďaka podobnosti čipov podobných eSIM, ktorá je zhruba o polovicu menšia ako Nano SIM a nevyžadujú zásuvku, budú mať dizajnéri väčšiu flexibilitu s veľkosťou a tvarom zariadení.

4. Účinnosť energie

Aj keď implementujú celulárnu komunikáciu, ktorá nie je príliš energeticky nenáročná, fungujú eSiM s menšou spotrebou v porovnaní s klasickými SIM kartami.

5. Bezpečnosť

Ďalšou zjavnou vlastnosťou eSIM je ich fyzická bezpečnosť. Vďaka integrovanému čipu v zariadení je takmer nemožné manipulovať alebo ho odstrániť kvôli zneužitiu. Okrem toho sa dodáva komplexná schéma bezpečnostnej akreditácie (SAS) spolu s rámcom eSIM.

Potenciálny vplyv eSIM na IoT

Zatiaľ čo eSIM chystajú revolúciu vo všetkom, čo sa týka telekomunikačného priemyslu, od prevádzkovania po vykresľovanie služieb, bude to mať významný vplyv aj na IoT.

Existujú tri hlavné oblasti mobilného internetu vecí, ktoré môžu byť eSIMs potenciálne ovplyvnené;

1. Flexibilita

Toto je pravdepodobne najväčší problém s celulárnym IoT cez klasické SIM karty. Zatiaľ čo pokrytie prostredníctvom celulárneho pripojenia je vo všeobecnosti obrovské, kvalita pokrytia každým MNO sa líši od miesta k miestu. Z tohto dôvodu musia používatelia, aby plne využili funkcie konektivity mobilnej komunikácie, prejsť náročnými a prevádzkovo náročnými úlohami pri prepínaní medzi SIM kartami, čo obmedzuje riešenia IoT. Avšak s eSIM môžu poskytovatelia riešení IoT rýchlo a bezpečne prepínať profily zariadení Over-the-air alebo dokonca automatizovať proces, takže zmeny pripojenia je možné implementovať na základe kritérií, ako je sila signálu, tarify atď.

2. Škálovateľnosť

Nasadenie Celulárneho internetu vecí na viac zariadení môže byť dosť nepríjemné, pretože správy simov by mohli byť so zvyšujúcim sa počtom zariadení skutočne zložité pomerne rýchlo. Vďaka flexibilite interoperability, ktorú poskytujú eSIM, sa to dá lepšie zvládnuť.

3. Spoľahlivosť / trvanlivosť

Používanie jednej SIM karty od poskytovateľa siete s najväčším pokrytím alebo fyzická výmena SIM kariet pre lepšie pokrytie predstavuje problémy so spoľahlivosťou. Poskytovateľ s najväčšou oblasťou pokrytia nemusí mať pokrytie v mieste vášho nasadenia a sim karty sa poškodia alebo zlyhajú počas procesu výmeny. Vďaka eSIM a „výmenám SIM karty“ over-the-air sa systém stáva spoľahlivejším a odolnejším, pretože sú zjednodušené aspekty mechanického návrhu zariadenia.

Aplikácie a prípady použitia pre eSIM

Zatiaľ čo sa vplyv eSIM očakáva v každej aplikačnej oblasti internetu vecí, očakáva sa, že niektoré sektory budú veľkým príjemcom. Niektoré z týchto sektorov zahŕňajú -

1. Automobilový priemysel

S paradigmou „pripojeného automobilu“, ktorá sa rýchlo stáva hlavným prúdom, majú eSIM karty potenciál poskytnúť bezproblémové pripojenie do auta potrebné na to, aby si užívatelia mohli vychutnať všetky funkcie vozidiel. Pokiaľ ide o možnosti pripojenia, rýchle aktualizácie OTA by tiež mohli potenciálne spôsobiť revolúciu v implementácii prevodu vlastníctva.

2. Poľnohospodárstvo

Zatiaľ čo väčšina aplikácií súvisiacich s poľnohospodárstvom využíva protokoly LPWAN, ako je LoRa, na získanie údajov do cloudu zariadenia je často potrebné vykonať backhaul pripojenia, ako je napríklad mobilné pripojenie. Vzhľadom na umiestnenie väčšiny fariem sa sila signálu MNO môže líšiť. Vďaka eSIM môžu poľnohospodári bez problémov prepínať medzi MNO.

Senzory sledovania objektov, ktoré umožňujú sledovanie a sledovanie podmienok rôznych pohybujúcich sa objektov, ako sú automobily, nákladné vozidlá, zásielky atď., Môžu mať vďaka eSIMs dlhšiu životnosť batérie a neobmedzenú oblasť pokrytia (prepínanie medzi viacerými MNO).

Technicky vzaté, každá jedna aplikácia IoT, ktorá je lepšie implementovaná s mobilným IoT, zaznamená zvýšenie výkonu vďaka eSIM.

iSIM

Ako každá nová technológia, aj adaptácie technológie eSIM postupne ožívajú, pričom najnovšími z nich sú iSIM.

iSIM (znamená integrovaná SIM) je technológia postavená na funkciách eSIM. Zatiaľ čo eSIM sú zvyčajne iba vyhradený čip, ktorý je stále potrebné pripojiť k procesoru zariadenia, iSIM kombinuje jadro procesora a funkcie eSIM do jednej jednotky na systéme (chip).

Bolo vyvinuté s cieľom ďalšieho zníženia stopy na SIM kartách, pretože jeho integráciou do procesora sa zariadenie môže stať ešte menším a lacnejším vďaka zníženiu kusovníka.

Aj keď je táto technológia stále v raných fázach, zdá sa, že iSIM je budúcnosťou väčšiny aplikácií, a niekoľko výrobcov čipov, vrátane Qualcomm, na ňu už skočí s nedávnym vydaním Qualcomm® Snapdragon ™ 855 SOC.

Záver

Aj keď je ešte veľa práce, aby sa eSIMs stali mainstreamovými, má potenciál vybudovať most, ktorý umožní riešeniam IoT plne využiť masívne pokrytie celulárnych sietí. Keďže siete 5G už fungujú a nízka miera, s akou môžu rôzni poskytovatelia dosiahnuť maximálne pokrytie v rôznych mestách, eSIM sa určite budú hodiť pri zabezpečení toho, aby riešenia IoT bezvýhradne využívali rýchlosť, ktorú je pripravené priniesť. Okrem zlepšenia pripojiteľnosti eSIM tiež predstavia nové obchodné modely, ktoré prispejú k tomu, ako sa bude pristupovať k vývoju riešení IoT.