Какво представлява вградената sim (esim) технология и как може да помогне с дизайна на йотни продукти

Изборът на подходящия комуникационен носител обикновено е много предизвикателна част от развитието на всяко IoT решение. В ситуации, при които се изисква обхват извън този на Wi-Fi и Bluetooth, опциите обикновено са между технологиите LPWAN като LoRa, Sigfox и др., Но докато тези технологии се предлагат с Pro-IoT функции като ниска мощност и дълъг обхват, те са оседлани с предизвикателства за инфраструктурата и покритието, които тласкат разработчиците към клетъчна (2G, 3G, 4G и др.) комуникация, особено в приложения, при които захранването не е особено притеснително.

Въпреки това, в съответствие с характера на комуникационните протоколи и IoT, докато клетъчният IoT има доказана инфраструктура и покритие, за да поддържа глобално внедряване, е невероятно трудно да се управлява в мащаб поради няколко фактора, включително изискванията на SIM картата и предизвикателствата около то.

Отчасти като решение на този и подобни проблеми със смартфони и други устройства за потребителска електроника, GSMA (консорциумът за клетъчна комуникация) през 2010 г. започна да проучва възможността за базирани на софтуер SIM карти. През 2016 г. консорциумът обяви техническата спецификация за технологията, наречена eSIM, която изкоренява необходимостта от физическа SIM карта в потребителските устройства и оттогава приемането нарасна с няколко производители като ARM с новата си вградена SIM, наречена ARM eSIM и други гиганти на потребителски устройства като Apple, които го вграждат в различни продукти.

За днешната статия ще разгледаме тази технология във връзка с IoT. Ще разгледаме неговите характеристики, текущото му състояние и потенциалното въздействие върху IoT.

Какво е eSIM

eSIM се предлагат с няколко имена, включително Soft SIM, Virtual SIM, Embedded SIM, Electronic SIM или Remote SIM, но всички те се отнасят до вградена универсална карта с интегрална схема (eUICC), способна да поддържа множество мрежови профили на носители, вградени в нея.

За разлика от обикновената SIM карта, eSIM се препрограмират софтуерно. Това означава, че можете да промените цялото съдържание на SIM картата, включително международната идентичност на мобилния абонат (IMSI) и профилите на мрежови оператори, чрез софтуер по въздуха, премахвайки необходимостта от размяна на SIM карти.

Често срещано погрешно схващане е, че eSIM се отнася само до вграден SIM хардуер като показаната по-долу SIM карта MFF2, но също така се отнася до, макар и по-малко популярни, сменяеми пластмасови SIM карти като 4FF форм фактор SIM, на които може да бъде вграден и UICC софтуер разположен.

Как работи eSIM?

Основно обяснение за това как eSIM работят, е, че SIM картите са разположени заедно с устройството и потребителят / производителят е снабден с интерфейс, чрез който те могат да добавят, актуализират, разширяват или изтриват множество мрежови оператори от разстояние

За техническо описание обаче, съгласно eSIM спецификациите на GSMA, има два основни компонента на eSIM: вграденият UICC (хардуер), който е вграден в устройството по време на производството и платформа за управление на абонаменти (SM). Платформата за управление на абонаменти (SM) се състои от два ключови елемента; SM-SR (Secure Routing за управление на абонаменти) и SM-DP (Подготовка на данни за управление на абонаменти).

По време на процеса на производство или внедряване производителят или доставчикът (MNO, M2M устройство или производител на потребителска електроника и др.) На eUICC регистрира SIM-картите в SM-SR, който след това поддържа сигурна връзка с eUICC за управление на абонаменти. Чрез SM-SR eUICC може да бъде достигнат с команди от доставчика или SM-DP, който отговаря за форматирането на профилите на MNO във формат, съвместим с eUICC.

За да активирате MNO на eUICC, команда, инициирана по един или друг начин (обикновено чрез сканиране на баркод) или от другия от потребителя, се изпраща от MNO до SM-DP, който обработва командата и изтегля MNO профила в eUICC, като същевременно осигурява интерфейс, който позволява на MNO да активира / деактивира профил.

В ранните дни имаше известен дебат относно приложенията на eSIM, като организации като Motorola вярваха, че тя е насочена към M2M индустриални приложения, докато организации като Apple вярват, че няма причина тя да не присъства в потребителските продукти. Предполага се, че в резултат на това, за да създаде нещо, което отговаря на двете приложения, консорциумът (GSMA) одобри две архитектури за eSIM;

M2M eSIM архитектура
Потребителска електроника eSIM архитектура

Докато и двете архитектури поддържат препрограмируемите функции на eSIM, подходът за реализирането му (наред с други неща) е различен и в двата стека. За архитектурата на потребителската електроника е внедрен контролиран от клиента модел, така че крайният потребител на устройството има контрол върху отдалеченото мрежово осигуряване и управление на профилите на оператора. За архитектурата M2M обаче е реализиран сървърно контролиран модел, който позволява отдалечено осигуряване и управление на оператори на мобилни мрежи от вътрешна инфраструктура / централен сървър. Това има смисъл, тъй като човешкото взаимодействие на ниво M2M е намалено и отдалечените надстройки и промени са ключовите характеристики, които отговарят на случаите на използване на IoT.

Основни характеристики на eSIM

Повечето хора определено ще се съгласят, че най-привлекателната характеристика на eSIM е гъвкавостта, с която позволява на потребителите да превключват между MNO, без да се налага да сменят физическия хардуер, благодарение на препрограмируемостта си по въздуха и способността му да навигират в множество профили от различни оператори на едно и също устройство. Това обаче се превръща в няколко други функции, които влияят (положително, вярвам) на устройството по редица начини. Някои от тези функции включват;

1. Намаляване на разходите

От цената на хардуера като SIM тавата и нейните поддържащи вериги до цената на самите SIM карти, между другото, класическите SIM карти представляват обща цена на притежание, която е много по-голяма от eSIM.

2. Оперативна съвместимост

Всички акредитирани партньори в екосистемата GSMA се очаква да спазват освободените стандарти и архитектура, като по този начин гарантират оперативна съвместимост.

3. Малък форм-фактор

Формата, размерът и нуждата от отваряне са изисквания на класическите SIM карти, което влияе на форм-фактора на устройството, в което се използват. С чипоподобния характер на eSIM, приблизително половината от размера на Nano SIM и не изискват гнездо, дизайнерите ще имат по-голяма гъвкавост с размера и формата на устройствата.

4. Ефективност на захранването

Въпреки че те прилагат клетъчна комуникация, която не е много щадяща енергията, eSiM работят с по-малко енергия в сравнение с класическите SIM карти.

5. Сигурност

Друга очевидна характеристика на eSIM е тяхната физическа сигурност. Наличието на чип, вграден в устройството, прави почти невъзможно подправяне или изваждане за злоупотреба. Освен това, заедно с рамката eSIM се доставя цялостна схема за акредитация на сигурността (SAS).

Потенциално въздействие на eSIM върху IoT

Докато eSIM ще революционизира всичко в телекомуникационната индустрия от операции до предоставяне на услуги, това също ще има значително въздействие върху IoT.

Има три основни области на клетъчната IoT, които могат да бъдат повлияни от eSIMs;

1. Гъвкавост

Това е може би най-големият проблем с клетъчния IoT чрез класически SIM карти. Докато покритието чрез клетъчна свързаност като цяло е огромно, качеството на покритието от всеки MNO се различава от местоположението до местоположението. Поради тази причина, за да се възползват изцяло от характеристиките за свързване на клетъчните комуникации, потребителите трябва да преминат през трудните и оперативно интензивни задачи за превключване между SIM карти, което поставя ограничение за IoT решенията. С eSIM обаче доставчиците на IoT решения могат да превключват профилите на устройствата бързо и сигурно по въздуха или дори да автоматизират процеса, така че промените в свързаността могат да бъдат приложени въз основа на критерии като сила на сигнала, тарифи и т.н.

2. Мащабируемост

Внедряването на клетъчен IoT на множество устройства може да бъде доста неприятно, тъй като управлението на SIM може да стане много сложно, тъй като броят на устройствата се увеличава. С гъвкавата оперативна съвместимост, предлагана от eSIM, това може да се управлява по-добре.

3. Надеждност / трайност

Използването на една SIM карта от мрежовия доставчик с най-голямо покритие или физическа размяна на SIM карти за подобрено покритие, създава предизвикателства за надеждността. Доставчикът с най-голяма зона на покритие може да няма покритие във вашето място за разполагане и SIM картите се повреждат или се провалят по време на процеса на размяна. С eSIM и безжични „SIM суапове“ системата става по-надеждна и издръжлива, тъй като съображенията за механичен дизайн на устройството се опростяват.

Приложения и случаи на употреба за eSIM

Въпреки че въздействието на eSIM се очаква във всяка област на приложение на IoT, някои сектори се очаква да бъдат огромни бенефициенти. Някои от тези сектори включват

1. Автомобилна индустрия

Тъй като парадигмата „свързан автомобил“ бързо се превръща в мейнстрийм, eSIM имат потенциала да осигурят безпроблемната свързаност в автомобила, необходима, за да позволят на потребителите да се насладят на всички функции на автомобилите. Що се отнася до свързаността, бързите актуализации на OTA също биха могли да революционизират начина на изпълнение на прехвърлянето на собствеността.

2. Земеделие

Докато повечето приложения, свързани със селското стопанство, използват LPWAN протоколи като LoRa, често е необходим обмен на връзки като Cellular Connectivity, за да се получат данните в облака на устройството. Поради местоположението на повечето ферми, силата на сигнала на MNO може да варира. С eSIM-тата земеделските производители могат да превключват между MNOs без да се налага.

Сензорите за проследяване на обекти, които проследяват и наблюдават състоянието на различни движещи се обекти като автомобили, камиони, пратки и др., Могат да бъдат намалени, имат по-дълъг живот на батерията и неограничена зона на покритие (Превключване между множество MNO), благодарение на eSIM.

Технически всяко отделно IoT приложение, което е по-добре внедрено с клетъчен IoT, ще увеличи производителността, благодарение на eSIM.

iSIM

Както всяка нова технология, адаптациите на технологията eSIM постепенно оживяват, като най-новите са iSIM.

iSIM (означава интегрирана SIM) е технология, изградена върху функционалностите на eSIM. Докато eSIM обикновено са само специален чип, който все още изисква да бъде свързан към процесора на устройството, iSIM комбинира ядрото на процесора и eSIM функциите в един модул на системата на чипа (SoC).

Той е разработен с цел допълнително намаляване на отпечатъка на SIM картите, тъй като чрез интегрирането му в процесора устройството може да стане още по-малко и по-евтино, благодарение на намаляването на спецификацията.

Въпреки че технологията все още е в ранен етап, iSIM определено изглежда бъдещето за повечето приложения и няколко производители на чипове, включително Qualcomm, вече скачат върху нея с неотдавнашната версия на Qualcomm® Snapdragon ™ 855 SOC.

Заключение

Въпреки че все още има много работа за eSIM, за да станат основни, тя има потенциала да изгради моста, който позволява на IoT решенията да се възползват изцяло от масивното покритие на клетъчните мрежи. С 5G Networks, които работят, и бавната скорост, с която различните доставчици могат да постигнат максимално покритие в различни градове, eSIM-овете определено ще са полезни, за да гарантират, че IoT решенията се възползват безрезервно от скоростта, която тя е готова да донесе. Освен подобряването на свързаността, eSIM ще въведат и нови бизнес модели, които ще допринесат за начина, по който се подхожда към разработването на IoT решения.