Mikä on upotettu sim (esim) -tekniikka ja miten se voi auttaa iot-tuotesuunnittelussa

Oikean viestintävälineen valitseminen on yleensä erittäin haastava osa minkä tahansa IoT-ratkaisun kehittämistä. Tilanteissa, joissa vaaditaan Wi-Fi- ja Bluetooth-alueen ulkopuolista kantamaa, vaihtoehdot ovat yleensä LPWAN-tekniikoiden, kuten LoRa, Sigfox, jne. Välillä, mutta vaikka näissä tekniikoissa on Pro-IoT -ominaisuuksia, kuten matala teho ja pitkä kantama, ne satuloidaan infrastruktuuri- ja kattavuushaasteilla, jotka työntävät kehittäjiä kohti solukkopohjaista (2G, 3G, 4G jne.) viestintää erityisesti sovelluksissa, joissa virta ei ole kovin huolestuttava.

Viestintäprotokollien ja IoT: n piiska-rotta-luonteen mukaisesti, vaikka matkapuhelinverkossa on todistettu infrastruktuuri ja kattavuus maailmanlaajuisen käyttöönoton tukemiseksi, sitä on uskomattoman vaikea hallita mittakaavassa useiden tekijöiden, kuten SIM-kortin vaatimukset ja ympäröivät haasteet, vuoksi se.

Osittain ratkaisuna tähän ja vastaaviin älypuhelinten ja muiden kulutuselektroniikkalaitteiden kysymyksiin GSMA (solukkoviestintäkonsortio) alkoi vuonna 2010 tutkia ohjelmistopohjaisten SIM-korttien mahdollisuutta. Vuonna 2016 yhteenliittymä julkisti eSIM-tekniikan teknisen eritelmän, joka poistaa fyysisen SIM-kortin tarpeen kuluttajalaitteissa, ja siitä lähtien käyttöönotto on kasvanut useiden valmistajien kanssa, kuten ARM uudella upotetulla SIM- nimellään ARM eSIM ja muut kuluttajalaitteiden jättiläiset, kuten Apple, upottamalla sen eri tuotteisiin.

Tämän päivän artikkelissa tarkastelemme tätä tekniikkaa suhteessa esineiden internetiin. Käymme läpi sen ominaisuudet, sen nykytilan ja mahdolliset vaikutukset esineiden internetiin.

Mikä on eSIM

eSIM-koodeja käytetään useilla nimillä, kuten Soft SIM, Virtual SIM, Embedded SIM, Electronic SIM tai Remote SIM, mutta ne kaikki viittaavat sulautettuun universaaliin integroituun piirikorttiin (eUICC), joka pystyy tukemaan useita virtuaalisesti siihen upotettuja verkon kantajaprofiileja.

Toisin kuin tavallinen SIM-kortti, eSIMit ovat ohjelmoitavia uudelleen. Tämä tarkoittaa, että voit muuttaa SIM-kortin koko sisällön, mukaan lukien kansainvälinen matkapuhelinliittymätunnus (IMSI) ja verkon operaattoriprofiilit, ohjelmiston kautta langattomasti, mikä poistaa tarpeen vaihtaa SIM-kortteja.

Yleinen väärinkäsitys on, että eSIM viittaa vain upotettuihin SIM-laitteistoihin, kuten alla esitetty MFF2-SIM-kortti, mutta se viittaa myös vähemmän suosittuihin irrotettaviin muovisiin SIM-korteihin, kuten 4FF-muotoisiin SIM-kortteihin, joihin voidaan myös asentaa upotettu UICC- ohjelmisto käyttöön.

Kuinka eSIM toimii?

Perusselitys eSIMien toiminnasta on, että SIM-kortit otetaan käyttöön laitteen mukana ja käyttäjälle / valmistajalle toimitetaan käyttöliittymä, jonka kautta he voivat etänä lisätä, päivittää, laajentaa tai poistaa useita verkko-operaattoreita

Tekniseksi kuvaukseksi on kuitenkin GSMA: n eSIM-määritysten mukaan kaksi eSIM: n pääkomponenttia: laitteeseen upotettu UICC (laitteisto) valmistuksen aikana ja Subscription Management -alusta (SM). Subscription Management -alusta (SM) koostuu kahdesta avainelementistä; SM-SR (Subscription Management Secure Routing) ja SM-DP (Subscription Management Data Preparation).

Valmistus- tai käyttöönottoprosessin aikana eUICC: n valmistaja tai toimittaja (MNO, M2M-laite tai kulutuselektroniikan valmistaja jne.) Rekisteröi SIM-kortit SM-SR: llä, joka ylläpitää sitten suojattua yhteyttä eUICC: hen tilausten hallitsemiseksi. SM-SR: n kautta eUICC voidaan saavuttaa toimittajan tai SM-DP: n käskyillä, joka on vastuussa MNO-profiilien muodostamisesta eUICC: n kanssa yhteensopivaan muotoon.

MNO: n aktivoimiseksi eUICC: ssä MNO lähettää komennon, joka on aloitettu tavalla (tyypillisesti viivakoodiskannauksella) tai toisella, SM-DP: lle, joka käsittelee komennon ja lataa MNO-profiilin eUICC: lle., samalla kun se tarjoaa käyttöliittymän, jonka avulla MNO voi ottaa käyttöön / poistaa profiilin käytöstä.

ESIM: ien sovelluksista käytiin jonkin verran keskustelua alkuaikoina Motorolan kaltaisten organisaatioiden kanssa uskoen, että se oli suunnattu M2M-teollisiin sovelluksiin, kun taas Apple: n kaltaiset organisaatiot uskoivat, ettei ole mitään syytä, miksi sen ei pitäisi esiintyä kulutustuotteissa. Oletettavasti tämän seurauksena luoda molemmille sovelluksille sopiva asia, konsortio (GSMA) hyväksyi kaksi arkkitehtuuria eSIM-moduuleille;

M2M eSIM -arkkitehtuuri
Kulutuselektroniikan eSIM-arkkitehtuuri

Vaikka molemmat arkkitehtuurit tukevat eSIM: ien uudelleenohjelmoitavia ominaisuuksia, lähestymistapa sen toteuttamiseen (muun muassa) on erilainen molemmissa pinoissa. Kulutuselektroniikan arkkitehtuuria varten on toteutettu asiakasohjattu malli siten, että laitteen loppukäyttäjä hallitsee verkon etävalintaa ja operaattoriprofiilien hallintaa. M2M-arkkitehtuurille on kuitenkin toteutettu palvelinohjattu malli, joka mahdollistaa matkapuhelinverkon operaattoreiden etähallinnan ja hallinnan taustajärjestelmästä / keskuspalvelimesta. Tämä on järkevää, kun ihmisen vuorovaikutus M2M-tasolla vähenee ja etäpäivitykset ja muutokset ovat keskeisiä ominaisuuksia, jotka sopivat IoT-käyttötapauksiin.

ESIMien tärkeimmät ominaisuudet

Suurin osa ihmisistä on ehdottomasti samaa mieltä siitä, että eSIMien houkuttelevin piirre on joustavuus, jonka avulla käyttäjät voivat vaihtaa MNO: iden välillä ilman, että heidän tarvitsee vaihtaa fyysistä laitteistoa, sen yliohjatun uudelleenohjelmoitavuuden ja kyvyn navigoida useissa profiileissa eri operaattoreilta samalla laitteella. Tämä johtaa kuitenkin useisiin muihin ominaisuuksiin, jotka vaikuttavat (uskon positiivisesti) laitteeseen monin tavoin. Jotkut näistä ominaisuuksista sisältävät;

1. Kustannusten alentaminen

Klassisten SIM-korttien kokonaiskustannukset, jotka ovat huomattavasti suuremmat kuin eSIM-kortit, vaihtelevat laitteistokustannuksista, kuten SIM-lokerosta ja sitä tukevista piireistä, itse SIM-korttien kustannuksiin.

2. Yhteentoimivuus

Kaikkien GSMA-ekosysteemin akkreditoitujen kumppaneiden odotetaan noudattavan julkaistuja standardeja ja arkkitehtuuria, mikä varmistaa yhteentoimivuuden.

3. Pienikokoinen tekijä

Aukon muoto, koko ja tarve ovat klassisten SIM-korttien vaatimuksia, jotka vaikuttavat laitteen, johon niitä käytetään, muotoon. ESIM-laitteiden sirumaisen luonteen vuoksi, noin puolet Nano-SIM-korttien koosta ja eivät vaadi pistorasiaa, suunnittelijoilla on enemmän joustavuutta laitteiden koon ja muodon suhteen.

4. Tehokkuus

Vaikka eSiM: t toteuttavat solukkoviestintää, joka ei ole kovin virransyöttöinen, ne toimivat vähemmän virralla kuin klassiset SIM-kortit.

5. Turvallisuus

Eräs toinen eSIMien ilmeinen piirre on niiden fyysinen turvallisuus. Sirun upottaminen laitteeseen tekee melkein mahdottomaksi sen väärentämisen tai poistamisen väärinkäytön vuoksi. Tämän lisäksi eSIM-kehyksen mukana toimitetaan kattava turvallisuusakreditointiohjelma (SAS).

ESIM: n mahdollinen vaikutus esineiden internetiin

Vaikka eSIM-ohjelmat mullistavat kaiken televiestintäalalla toiminnasta palvelujen tuottamiseen, sillä on myös merkittävä vaikutus esineiden internetiin.

Solukko-IoT: llä on kolme pääaluetta, joihin eSIMit voivat mahdollisesti vaikuttaa;

1. Joustavuus

Tämä on luultavasti suurin ongelma solujen IoT: ssä klassisten SIM-korttien kautta. Vaikka kattavuus solukkoyhteyksien kautta on yleensä laaja, kunkin MNO: n kattavuuslaatu vaihtelee sijaintipaikasta. Tästä syystä käyttäjien on käytävä läpi solukkoviestinnän liitettävyysominaisuuksia täysimääräisesti SIM-korttien välillä vaihtamisen vaikeiden ja toiminnallisesti intensiivisten tehtävien kautta, mikä rajoittaa IoT-ratkaisuja. ESIM-laitteiden avulla IoT-ratkaisujen tarjoajat voivat kuitenkin vaihtaa laiteprofiileja nopeasti ja turvallisesti langattomasti tai jopa automatisoida prosessin, joten yhteysmuutokset voidaan toteuttaa kriteerien, kuten signaalin voimakkuuden, tariffien jne. Perusteella.

2. Skaalautuvuus

Cellular IoT: n käyttöönotto useilla laitteilla voi olla melko hankalaa, koska sim-hallinta voi olla todella monimutkaista melko nopeasti laitteiden määrän kasvaessa. ESIMien tarjoaman joustavuuden yhteentoimivuuden avulla sitä voidaan hallita paremmin.

3. Luotettavuus / kestävyys

Yhden SIM-kortin käyttö suurimmalla kattavuudella varustetulta verkko-operaattorilta tai SIM-korttien fyysinen vaihtaminen paremman kattavuuden saavuttamiseksi tuo esiin luotettavuushaasteita. Palveluntarjoajalla, jolla on suurin peittoalue, ei välttämättä ole kattavuutta käyttöpaikallasi, ja sim-kortit vahingoittuvat tai epäonnistuvat vaihdon aikana. ESIM-moduulien ja Over-the-air-SIM-vaihtojen avulla järjestelmästä tulee luotettavampi ja kestävämpi, kun laitteen mekaanisia suunnittelunäkökohtia yksinkertaistetaan.

ESIM-sovellukset ja käyttötapaukset

Vaikka eSIM-moduulien odotetaan vaikuttavan kaikilla IoT-sovellusalueilla, joillakin aloilla odotetaan olevan valtavia edunsaajia. Jotkut näistä aloista sisältävät

1. Autoteollisuus

Kun "kytketty auto" -paradigmasta tulee nopeasti valtavirtaa, eSIM-moduuleilla on potentiaali tarjota saumaton yhteydet autoon, jotta käyttäjät voivat nauttia kaikista ajoneuvojen ominaisuuksista. Yhteyksien lisäksi nopeat OTA-päivitykset voivat myös mullistaa omistajuuden siirron toteuttamisen.

2. Maatalous

Vaikka useimmissa maatalouteen liittyvissä sovelluksissa käytetään LPWAN-protokollia, kuten LoRa, tiedonsiirtoon laitepilveen vaaditaan usein matkapuhelinliitännän kaltaista liitäntävaihtoehtoa. Useimpien maatilojen sijainnista johtuen MNO: n signaalinvoimakkuus voi vaihdella. ESIM-koodien avulla viljelijät voivat vaihtaa MNO-palvelujen välillä vaivattomasti.

Kohteenseurantatunnistimet, jotka seuraavat ja tarkkailevat erilaisten liikkuvien kohteiden, kuten autojen, kuorma-autojen, lähetysten jne., Olosuhteita, voidaan pienentää, niiden akku kestää pidempään ja rajaton peittoalue (vaihtaminen useiden MNO: iden välillä) eSIMien ansiosta.

Teknisesti jokaisen IoT-sovelluksen, joka on paremmin toteutettu matkapuhelimen IoT: lla, suorituskyky kasvaa eSIMien ansiosta.

iSIM

Kuten kaikki uudet tekniikat, eSIM-tekniikan mukautukset heräävät vähitellen eloon, viimeisimmät ovat iSIM.

iSIM (tarkoittaa integroitua SIM-korttia) on eSIM-laitteiden toiminnoille rakennettu tekniikka. Vaikka eSIMit ovat yleensä vain erillinen siru, joka on silti kytkettävä laitteen prosessoriin, iSIM yhdistää prosessorin ytimen ja eSIM-ominaisuudet yhdeksi järjestelmäpiirissä (SoC).

Se kehitettiin tarkoituksena vähentää edelleen SIM-korttien jalanjälkeä, koska integroimalla se prosessoriin laite voi tulla vielä pienemmäksi ja halvemmaksi pienentyneen BOM: n ansiosta.

Vaikka tekniikka on vasta alkuvaiheessa, iSIM näyttää varmasti olevan tulevaisuus useimmille sovelluksille, ja useat siruvalmistajat, mukaan lukien Qualcomm, hyppäävät siihen jo äskettäisen Qualcomm® Snapdragon ™ 855 SOC -julkaisun myötä.

Johtopäätös

Vaikka eSIM-moduuleista tulee vielä valtavasti työtä, sillä on potentiaalia rakentaa silta, jonka avulla IoT-ratkaisut voivat hyödyntää täysin solukkoverkkojen massiivista kattavuutta. Kun 5G-verkot ovat töissä ja hitaalla nopeudella, jolla eri palveluntarjoajat saattavat saavuttaa maksimaalisen kattavuuden eri kaupungeissa, eSIM: t ovat ehdottomasti hyödyllisiä varmistettaessa, että IoT-ratkaisut hyödyntävät varauksetta nopeutta, jonka se on valmis tuomaan. Yhteyksien parantamisen lisäksi eSIM-moduulit esittävät myös uusia liiketoimintamalleja, jotka edistävät IoT-ratkaisujen kehittämistä.