Τι είναι η ενσωματωμένη τεχνολογία sim (esim) και πώς μπορεί να βοηθήσει με τα σχέδια προϊόντων iot

Η επιλογή του κατάλληλου μέσου επικοινωνίας είναι συνήθως ένα πολύ δύσκολο μέρος της ανάπτυξης οποιασδήποτε λύσης IoT. Σε περιπτώσεις όπου απαιτείται εμβέλεια πέρα ​​από εκείνο του Wi-Fi και του Bluetooth, οι επιλογές είναι συνήθως μεταξύ των τεχνολογιών LPWAN όπως LoRa, Sigfox κ.λπ., αλλά ενώ αυτές οι τεχνολογίες συνοδεύονται από χαρακτηριστικά Pro-IoT όπως χαμηλή ισχύ και μεγάλη απόσταση, είναι φορτωμένες με προκλήσεις υποδομής και κάλυψης που ωθούν τους προγραμματιστές προς την επικοινωνία που βασίζεται σε κυψελοειδή (2G, 3G, 4G κ.λπ.) ειδικά σε εφαρμογές όπου η ισχύς δεν προκαλεί ανησυχία.

Ωστόσο, σύμφωνα με τη φύση των πρωτόκολλων επικοινωνίας και του IoT, ενώ το κυψελοειδές IoT έχει την αποδεδειγμένη υποδομή και κάλυψη για την υποστήριξη της παγκόσμιας ανάπτυξης, είναι εξαιρετικά δύσκολο να διαχειριστεί κανείς σε κλίμακα λόγω πολλών παραγόντων, συμπεριλαμβανομένων των απαιτήσεων της κάρτας SIM και των προκλήσεων που το.

Εν μέρει ως λύση σε αυτό και σε παρόμοια ζητήματα με smartphone και άλλες συσκευές ηλεκτρονικών καταναλωτών, η GSMA (η κοινοπραξία κινητής τηλεφωνίας) το 2010 άρχισε να διερευνά τη δυνατότητα κάρτας SIM που βασίζονται σε λογισμικό. Το 2016, η κοινοπραξία ανακοίνωσε τις τεχνικές προδιαγραφές για την τεχνολογία που ονομάζεται eSIM, η οποία εξαλείφει την ανάγκη για μια φυσική κάρτα SIM σε καταναλωτικές συσκευές και από τότε, η υιοθέτηση έχει αναπτυχθεί με αρκετούς κατασκευαστές όπως ένας ARM με τη νέα ενσωματωμένη SIM που ονομάζεται ARM eSIM και άλλοι γίγαντες καταναλωτικών συσκευών όπως η Apple το ενσωματώνει σε διαφορετικά προϊόντα.

Για το σημερινό άρθρο, θα εξετάσουμε αυτήν την τεχνολογία σε σχέση με το IoT. Θα εξετάσουμε τα χαρακτηριστικά του, την τρέχουσα κατάστασή του και τον πιθανό αντίκτυπο στο IoT.

Τι είναι το eSIM

Τα eSIM έχουν πολλά ονόματα όπως Soft SIM, Virtual SIM, Embedded SIM, Electronic SIM ή Remote SIM, αλλά όλα αναφέρονται σε μια ενσωματωμένη κάρτα Universal Integrated Circuit Card (eUICC) ικανή να υποστηρίζει πολλά προφίλ φορέα δικτύου σχεδόν ενσωματωμένα σε αυτήν.

Σε αντίθεση με την κανονική κάρτα SIM, τα eSIMs είναι επαναπρογραμματιζόμενα στο λογισμικό. Αυτό σημαίνει ότι μπορείτε να αλλάξετε ολόκληρο το περιεχόμενο της SIM, συμπεριλαμβανομένης της διεθνούς ταυτότητας συνδρομητή κινητής τηλεφωνίας (IMSI) και των προφίλ φορέα δικτύου, μέσω λογισμικού μέσω αέρα, εξαλείφοντας την ανάγκη ανταλλαγής καρτών SIM.

Μια συνηθισμένη εσφαλμένη αντίληψη είναι ότι το eSIM αναφέρεται μόνο σε ενσωματωμένο υλικό SIM όπως η κάρτα SIM MF2 που φαίνεται παρακάτω, αλλά αναφέρεται επίσης, ωστόσο, σε λιγότερο δημοφιλείς, αφαιρούμενες πλαστικές κάρτες SIM όπως οι SIM 4FF form factor, στις οποίες μπορεί επίσης να είναι ενσωματωμένο λογισμικό αναπτυχθεί.

Πώς λειτουργεί το eSIM;

Μια βασική εξήγηση για το πώς λειτουργούν τα eSIMs είναι ότι οι SIM αναπτύσσονται μαζί με τη συσκευή και ο χρήστης / κατασκευαστής διαθέτει μια διεπαφή μέσω της οποίας μπορούν να προσθέσουν, να ενημερώσουν, να επεκτείνουν ή να διαγράψουν από απόσταση πολλούς χειριστές δικτύου

Για τεχνική περιγραφή, ωστόσο, σύμφωνα με τις προδιαγραφές eSIM της GSMA, υπάρχουν δύο βασικά στοιχεία για τα eSIM: το ενσωματωμένο UICC (υλικό) που είναι ενσωματωμένο στη συσκευή κατά τη διάρκεια της κατασκευής και μια πλατφόρμα διαχείρισης συνδρομών (SM). Η πλατφόρμα διαχείρισης συνδρομών (SM) αποτελείται από δύο βασικά στοιχεία. το SM-SR (Ασφαλής Δρομολόγηση Διαχείρισης Συνδρομών) και το SM-DP (Προετοιμασία Δεδομένων Διαχείρισης Συνδρομών).

Κατά τη διαδικασία κατασκευής ή ανάπτυξης, ο κατασκευαστής ή ο πωλητής (MNO, M2M Device ή Καταναλωτής ηλεκτρονικών κατασκευαστών κ.λπ.) του eUICC καταγράφει τις SIM με το SM-SR, το οποίο στη συνέχεια διατηρεί μια ασφαλή σύνδεση με το eUICC για τη διαχείριση των συνδρομών. Μέσω του SM-SR, το eUICC μπορεί να επιτευχθεί με εντολές από τον προμηθευτή ή SM-DP, το οποίο είναι υπεύθυνο για τη διαμόρφωση των προφίλ των MNO σε μορφή συμβατή με το eUICC.

Για να ενεργοποιήσετε ένα MNO στο eUICC, μια εντολή, που ξεκινά με έναν τρόπο (συνήθως μέσω σάρωσης γραμμωτού κώδικα) ή τον άλλο από τον χρήστη, αποστέλλεται από το MNO στο SM-DP, το οποίο επεξεργάζεται την εντολή και κατεβάζει το προφίλ MNO στο eUICC, ενώ παρέχει επίσης μια διεπαφή που επιτρέπει στο MNO να ενεργοποιεί / απενεργοποιεί ένα προφίλ.

Υπήρξε κάποιο επίπεδο συζήτησης σχετικά με τις εφαρμογές eSIMs τις πρώτες μέρες με οργανισμούς όπως η Motorola πιστεύοντας ότι ήταν προσανατολισμένος σε βιομηχανικές εφαρμογές M2M, ενώ οργανώσεις όπως η Apple πίστευαν ότι δεν υπήρχε κανένας λόγος για τον οποίο δεν θα έπρεπε να εμφανίζεται στα καταναλωτικά προϊόντα. Προφανώς, ως αποτέλεσμα αυτού, για τη δημιουργία κάτι που ταιριάζει και στις δύο εφαρμογές, η κοινοπραξία (GSMA) ενέκρινε δύο αρχιτεκτονικές για eSIMs.

1. Αρχιτεκτονική M2M eSIM
2. Αρχιτεκτονική καταναλωτικών ηλεκτρονικών eSIM

Ενώ και οι δύο αρχιτεκτονικές υποστηρίζουν τα επαναπρογραμματιζόμενα χαρακτηριστικά των eSIM, η προσέγγιση για την πραγματοποίησή της (μεταξύ άλλων) είναι διαφορετική και στις δύο στοίβες. Για την αρχιτεκτονική Consumer electronics, εφαρμόζεται ένα μοντέλο ελεγχόμενο από πελάτες, έτσι ώστε ο τελικός χρήστης της συσκευής να έχει τον έλεγχο της απομακρυσμένης παροχής δικτύου και της διαχείρισης των προφίλ χειριστή. Για την αρχιτεκτονική M2M, ωστόσο, εφαρμόζεται ένα μοντέλο ελεγχόμενο από διακομιστή που επιτρέπει την απομακρυσμένη παροχή και διαχείριση φορέων εκμετάλλευσης δικτύων κινητής τηλεφωνίας από υποδομή backend / κεντρικό διακομιστή. Αυτό έχει νόημα καθώς η ανθρώπινη αλληλεπίδραση σε επίπεδο M2M μειώνεται και οι απομακρυσμένες αναβαθμίσεις και αλλαγές είναι τα βασικά χαρακτηριστικά που ταιριάζουν σε περιπτώσεις χρήσης IoT.

Βασικά χαρακτηριστικά των eSIMs

Οι περισσότεροι άνθρωποι σίγουρα θα συμφωνήσουν ότι το πιο ελκυστικό χαρακτηριστικό των eSIMs είναι η ευελιξία με την οποία επιτρέπει στους χρήστες να εναλλάσσονται μεταξύ MNO χωρίς να χρειάζεται να αλλάξουν φυσικό υλικό, χάρη στον επαναπρογραμματισμό μέσω αέρα και την ικανότητά του να πλοηγεί σε πολλά προφίλ από διαφορετικούς χειριστές στην ίδια συσκευή. Αυτό, ωστόσο, μεταφράζεται σε πολλές άλλες δυνατότητες που επηρεάζουν (θετικά, πιστεύω) τη συσκευή με διάφορους τρόπους. Μερικά από αυτά τα χαρακτηριστικά περιλαμβάνουν:

1. Μείωση κόστους

Από το κόστος του υλικού όπως ο δίσκος SIM και τα κυκλώματα υποστήριξής του έως το κόστος των ίδιων των SIM μεταξύ άλλων, οι κλασικές κάρτες SIM παρουσιάζουν ένα συνολικό κόστος ιδιοκτησίας που είναι πολύ μεγαλύτερο από τα eSIM.

2. Διαλειτουργικότητα

Όλοι οι διαπιστευμένοι συνεργάτες στο οικοσύστημα GSMA αναμένεται να συμμορφωθούν με τα πρότυπα και την αρχιτεκτονική που έχουν κυκλοφορήσει, διασφαλίζοντας έτσι τη διαλειτουργικότητα.

3. Μικρός παράγοντας μορφής

Το σχήμα, το μέγεθος και η ανάγκη για άνοιγμα είναι απαιτήσεις των κλασικών καρτών SIM που επηρεάζουν τον παράγοντα μορφής της συσκευής στην οποία χρησιμοποιούνται. Με τη μορφή eSIMs που μοιάζει με τσιπ, περίπου το μισό μέγεθος των Nano SIM και δεν χρειάζονται υποδοχή, οι σχεδιαστές θα έχουν μεγαλύτερη ευελιξία με το μέγεθος και τον παράγοντα μορφής των συσκευών.

4. Απόδοση ισχύος

Παρόλο που εφαρμόζουν κυψελοειδή επικοινωνία που δεν είναι πολύ φιλική προς την ισχύ, τα eSiM λειτουργούν με λιγότερη ισχύ σε σύγκριση με τις Κλασικές κάρτες SIM.

5. Ασφάλεια

Ένα άλλο προφανές χαρακτηριστικό των eSIMs είναι η φυσική τους ασφάλεια. Η ενσωμάτωση του τσιπ στη συσκευή καθιστά σχεδόν αδύνατη την παραβίαση ή την αφαίρεση για κατάχρηση. Εκτός αυτού, διατίθεται ένα ολοκληρωμένο σύστημα διαπίστευσης ασφαλείας (SAS) μαζί με το πλαίσιο eSIM.

Πιθανός αντίκτυπος του eSIM στο IoT

Ενώ τα eSIM πρόκειται να φέρουν επανάσταση στα πάντα για τον κλάδο των τηλεπικοινωνιών, από λειτουργίες έως παροχή υπηρεσιών, θα έχει επίσης σημαντικό αντίκτυπο στο IoT.

Υπάρχουν τρεις κύριες περιοχές του κυτταρικού IoT που ενδέχεται να επηρεαστούν από τα eSIMs.

1. Ευελιξία

Αυτό είναι πιθανώς το μεγαλύτερο πρόβλημα με το κυψελοειδές IoT μέσω κλασικών καρτών SIM. Ενώ η κάλυψη μέσω κυψελοειδούς συνδεσιμότητας, γενικά, είναι τεράστια, η ποιότητα κάλυψης από κάθε MNO διαφέρει από τοποθεσία σε τοποθεσία. Για το λόγο αυτό, για να αξιοποιήσουν πλήρως τις δυνατότητες συνδεσιμότητας των κυψελοειδών επικοινωνιών, οι χρήστες πρέπει να περάσουν από τις δύσκολες και λειτουργικά εντατικές εργασίες εναλλαγής μεταξύ καρτών SIM που θέτουν περιορισμό στις λύσεις IoT. Ωστόσο, με τα eSIM, οι πάροχοι λύσεων IoT μπορούν να αλλάξουν προφίλ συσκευών γρήγορα και με ασφάλεια μέσω του αέρα ή ακόμα και να αυτοματοποιήσουν τη διαδικασία, έτσι ώστε οι αλλαγές συνδεσιμότητας να μπορούν να εφαρμοστούν με βάση κριτήρια όπως ισχύ σήματος, τιμολόγια κ.λπ.

2. Επεκτασιμότητα

Η ανάπτυξη του Cellular IoT σε πολλές συσκευές μπορεί να είναι πολύ ενοχλητική, καθώς οι διαχειριστές sim θα μπορούσαν να γίνουν πολύ περίπλοκες αρκετά γρήγορα καθώς ο αριθμός των συσκευών αυξάνεται. Με την ευελιξία διαλειτουργικότητας που προσφέρουν τα eSIMs, αυτό μπορεί να διαχειριστεί καλύτερα.

3. Αξιοπιστία / Ανθεκτικότητα

Χρησιμοποιώντας μία κάρτα SIM από τον πάροχο δικτύου με τη μεγαλύτερη κάλυψη ή Φυσικά ανταλλάσσοντας κάρτες SIM για βελτιωμένη κάλυψη, εισάγει προκλήσεις αξιοπιστίας Ο πάροχος με τη μεγαλύτερη περιοχή κάλυψης ενδέχεται να μην έχει κάλυψη στη θέση ανάπτυξης και οι κάρτες SIM καταστραφούν ή αποτύχουν κατά τη διαδικασία ανταλλαγής. Με τα eSIMs και τα "ανταλλακτικά SIM" Over-the-air, το σύστημα γίνεται πιο αξιόπιστο και ανθεκτικό καθώς απλοποιούνται τα θέματα μηχανικής σχεδίασης για τη συσκευή.

Εφαρμογές και περιπτώσεις χρήσης για το eSIM

Ενώ ο αντίκτυπος των eSIMs αναμένεται σε κάθε τομέα εφαρμογής IoT, ορισμένοι τομείς αναμένεται να είναι τεράστιοι δικαιούχοι. Μερικοί από αυτούς τους τομείς περιλαμβάνουν:

1. Αυτοκινητοβιομηχανία

Με το Παράδειγμα "συνδεδεμένου αυτοκινήτου" να γίνεται γρήγορα mainstream, τα eSIM έχουν τη δυνατότητα να παρέχουν την απρόσκοπτη συνδεσιμότητα στο αυτοκίνητο που απαιτείται για να επιτρέπεται στους χρήστες να απολαμβάνουν όλα τα χαρακτηριστικά των οχημάτων. Εκτός από τη συνδεσιμότητα, οι γρήγορες ενημερώσεις OTA θα μπορούσαν επίσης να φέρουν επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο πραγματοποιείται η μεταφορά ιδιοκτησίας.

2. Γεωργία

Ενώ οι περισσότερες εφαρμογές που σχετίζονται με τη γεωργία χρησιμοποιούν πρωτόκολλα LPWAN όπως το LoRa, απαιτείται συχνά μια ανάκτηση συνδεσιμότητας όπως η κυψελοειδής συνδεσιμότητα για τη μεταφορά των δεδομένων στο cloud της συσκευής. Λόγω της θέσης των περισσότερων εκμεταλλεύσεων, η ισχύς σήματος των MNO ενδέχεται να διαφέρει. Με τα eSIMs, οι αγρότες μπορούν να εναλλάσσονται μεταξύ MNO χωρίς ταλαιπωρία.

3. Οι

αισθητήρες παρακολούθησης αντικειμένων που παρακολουθούν και παρακολουθούν τις συνθήκες διαφορετικών κινούμενων αντικειμένων, όπως αυτοκίνητα, φορτηγά, αποστολές κ.λπ. μπορούν να μειωθούν με μεγαλύτερη διάρκεια ζωής μπαταρίας και απεριόριστη περιοχή κάλυψης (Εναλλαγή μεταξύ πολλαπλών MNO), χάρη στα eSIMs.

Τεχνικά, κάθε εφαρμογή IoT που εφαρμόζεται καλύτερα με κυψελοειδή IoT θα έχει αύξηση απόδοσης, χάρη στα eSIMs.

iSIM

Όπως κάθε νέα τεχνολογία, οι προσαρμογές της τεχνολογίας eSIM ζωντανεύουν σταδιακά με τις πιο πρόσφατες να είναι το iSIM.

Το iSIM (που σημαίνει ενσωματωμένη SIM) είναι μια τεχνολογία που βασίζεται στις λειτουργίες των eSIMs. Ενώ τα eSIMs είναι συνήθως μόνο ένα ειδικό τσιπ που εξακολουθεί να χρειάζεται να συνδεθεί με τον επεξεργαστή της συσκευής, το iSIM συνδυάζει τον πυρήνα του επεξεργαστή και τα χαρακτηριστικά του eSIM σε μία μόνο μονάδα συστήματος-σε-τσιπ (SoC)

Αναπτύχθηκε με στόχο την περαιτέρω μείωση του αποτυπώματος των SIM, καθώς με την ενσωμάτωσή του στον επεξεργαστή, η συσκευή μπορεί να γίνει ακόμη μικρότερη και φθηνότερη, χάρη στη μείωση του BOM.

Παρόλο που η τεχνολογία βρίσκεται ακόμη στα αρχικά της στάδια, το iSIM φαίνεται σίγουρα να είναι το μέλλον για τις περισσότερες εφαρμογές, και αρκετοί κατασκευαστές τσιπ, συμπεριλαμβανομένης της Qualcomm, το κάνουν ήδη με την πρόσφατη κυκλοφορία του Qualcomm® Snapdragon ™ 855 SOC.

συμπέρασμα

Ενώ υπάρχουν ακόμα πολλοί δουλειές για να γίνουν τα eSIMs mainstream, έχει τη δυνατότητα να χτίσει τη γέφυρα που επιτρέπει στις λύσεις IoT να αξιοποιήσουν πλήρως τη μαζική κάλυψη των κυψελοειδών δικτύων. Με τα δίκτυα 5G στα έργα και τον αργό ρυθμό με τον οποίο διαφορετικοί πάροχοι ενδέχεται να έχουν μέγιστη κάλυψη σε διαφορετικές πόλεις, τα eSIMs σίγουρα θα είναι χρήσιμα για να διασφαλίσουν ότι οι λύσεις IoT αξιοποιούν ανεπιφύλακτα την ταχύτητα, είναι έτοιμο να φέρει. Εκτός από τη βελτίωση της συνδεσιμότητας, τα eSIMs θα παρουσιάσουν επίσης νέα επιχειρηματικά μοντέλα που θα συμβάλουν στον τρόπο προσέγγισης της ανάπτυξης λύσεων IoT.