מהי טכנולוגיית ה- sim (esim) משובצת וכיצד היא יכולה לעזור בתכנון מוצר iot

בחירת אמצעי התקשורת הנכון היא בדרך כלל חלק מאתגר מאוד בפיתוח כל פתרון IoT. במצבים בהם נדרש טווח מעבר לזה של Wi-Fi ו- Bluetooth, האפשרויות הן בדרך כלל בין טכנולוגיות LPWAN כמו LoRa, Sigfox וכו ', אך בעוד שטכנולוגיות אלה מגיעות עם תכונות Pro-IoT כמו צריכת חשמל נמוכה וטווח ארוך, הן אוכפות. עם אתגרי תשתית וכיסוי שדוחפים מפתחים לעבר תקשורת סלולרית (2G, 3G, 4G וכו '), במיוחד ביישומים שבהם החשמל אינו מדאיג במיוחד.

עם זאת, בהתאם לאופי השוטים של פרוטוקולי תקשורת ו- IoT, בעוד של- IoT הסלולרי יש תשתית וכיסוי מוכחים התומכים בפריסה גלובלית, קשה מאוד לנהל אותו בקנה מידה בגלל מספר גורמים, כולל דרישות כרטיס ה- SIM והאתגרים סביב זה.

חלקית כפתרון לבעיות אלו ודומותיהן עם סמארטפונים ומכשירי אלקטרוניקה צרכניים אחרים, GSMA (קונסורציום התקשורת הסלולרית) בשנת 2010 החלה לבחון אפשרות לכרטיסי SIM מבוססי תוכנה. בשנת 2016 הכריז הקונסורציום על המפרט הטכני של הטכנולוגיה בשם eSIM, שממגר את הצורך בכרטיס SIM פיזי במכשירים צרכניים, ומאז האימוץ גדל עם כמה יצרנים כמו ARM עם ה- SIM המשובץ החדש שלו בשם ARM eSIM ו- ענקיות מכשירי צריכה אחרים כמו אפל משבצות אותו במוצרים שונים.

למאמר של היום, נבחן טכנולוגיה זו ביחס ל- IoT. נעבור על התכונות שלו, המצב הנוכחי וההשפעה הפוטנציאלית על ה- IoT.

מה זה eSIM

ה- eSIM נקרא על ידי מספר שמות כולל SIM רך, סים וירטואלי, סים מוטבע, סים אלקטרוני או סים מרוחק, אך כולם מתייחסים לכרטיס מעגל משולב אוניברסלי משובץ (eUICC) המסוגל לתמוך בפרופילים רבים של ספקי רשת המוטבעים בו כמעט.

שלא כמו כרטיס ה- SIM הרגיל, eSIM ניתן לתכנות מחדש באמצעות תוכנה. המשמעות היא שתוכל לשנות את כל תוכן ה- SIM, כולל זהות המנויים הסלולרית הבינלאומית (IMSI) ופרופילי ספקי הרשת, באמצעות תוכנה באופן מקוון, ולמגר את הצורך בהחלפת כרטיסי SIM.

תפיסה מוטעית נפוצה היא ש- eSIM מתייחס רק לחומרת SIM מוטמעת כמו כרטיס ה- SIM MFF2 המוצג להלן, אך היא מתייחסת, אם כי לכרטיסי SIM מפלסטיק נשלפים פחות, כמו ה- SIM של גורמי צורה 4FF, עליהם ניתן גם להשתמש בתוכנת UICC מוטמעת נפרס.

איך עובד eSIM?

הסבר בסיסי לאופן פעולתם של eSIM הוא כי ה- SIM פרוסים יחד עם המכשיר והמשתמש / היצרן מקבל ממשק דרכו הם יכולים להוסיף מרחוק, לעדכן, להרחיב או למחוק מפעילי רשת מרובים.

אולם לתיאור טכני, על פי מפרט ה- eSIM על ידי GSMA, ישנם שני מרכיבים עיקריים ל- eSIM: ה- UICC המוטבע (חומרה) המוטמע במכשיר במהלך הייצור ופלטפורמת ניהול המנויים (SM). פלטפורמת ניהול המנויים (SM) מורכבת משני אלמנטים מרכזיים; ה- SM-SR (ניתוב מאובטח לניהול מנויים) ו- SM-DP (הכנת נתוני ניהול מנויים).

במהלך תהליך הייצור או הפריסה, היצרן או הספק (MNO, M2M התקן, או יצרן מוצרי אלקטרוניקה וכו ') של ה- eUICC רושם את ה- SIM ב- SM-SR, אשר שומר על חיבור מאובטח עם eUICC לניהול מנויים. דרך ה- SM-SR ניתן להגיע ל- eUICC באמצעות פקודות מהספק או SM-DP, האחראי על גיבוש הפרופילים של MNOs לפורמט התואם ל- eUICC.

להפעלת MNO ב- eUICC, פקודה, היוזמת בדרך אחת (בדרך כלל באמצעות סריקת ברקוד) או אחרת על ידי המשתמש, נשלחת על ידי ה- MNO ל- SM-DP, אשר מעבד את הפקודה ומוריד את פרופיל MNO ל- eUICC., תוך מתן ממשק המאפשר ל- MNO לאפשר / להשבית פרופיל.

היה דיון מסוים על יישומי eSIM בימים הראשונים עם ארגונים כמו מוטורולה שהאמינו שהיא מיועדת ליישומים תעשייתיים M2M בעוד שארגונים כמו אפל האמינו שאין שום סיבה שהיא לא תופיע במוצרי צריכה. ככל הנראה, כתוצאה מכך, כדי ליצור משהו שמתאים לשתי היישומים, הקונסורציום (GSMA) אישר שני ארכיטקטורות ל- eSIM;

1. M2M eSIM אדריכלות
2. אלקטרוניקה אלקטרונית eSIM לצרכנות

בעוד ששני הארכיטקטורות תומכות בתכונות הניתנות לתכנות מחדש של eSIM, הגישה למימושו (בין היתר) שונה בשתי הערימות. עבור ארכיטקטורת האלקטרוניקה הצרכנית, מיושם מודל נשלט על ידי הלקוח, כך שלמשתמש הקצה של המכשיר יש שליטה על אספקת רשת מרחוק וניהול פרופילי מפעילים. אולם עבור ארכיטקטורת M2M מיושם מודל מבוקר שרת המאפשר הקצאה וניהול מרחוק של מפעילי רשתות סלולריות מתשתית backend / שרת מרכזי. זה הגיוני מאחר שהאינטראקציה האנושית ברמת M2M מצטמצמת והשדרוגים והשינויים מרחוק הם התכונות העיקריות שמתאימות למקרי השימוש ב- IoT.

תכונות עיקריות של eSIM

רוב האנשים בהחלט יסכימו כי התכונה המושכת ביותר של eSIM היא הגמישות בה היא מאפשרת למשתמשים לעבור בין MNOs ללא צורך לשנות חומרה פיזית, הודות לתכנות מחדש האוויר שלה, ויכולתה לנווט במספר פרופילים. ממפעילים שונים באותו מכשיר. עם זאת, זה מתורגם למספר תכונות אחרות המשפיעות (באופן חיובי, אני מאמין) על המכשיר במספר דרכים. חלק מהתכונות הללו כוללות;

1. הפחתת עלויות

מעלות החומרה כמו מגש ה- SIM והמעגלים התומכים בו וכלה בעלות ה- SIM עצמם, כרטיסי ה- SIM הקלאסיים מציגים עלות כוללת של בעלות שגדולה בהרבה מ- eSIM.

2. יכולת פעולה הדדית

כל השותפים המוסמכים במערכת האקולוגית של GSMA צפויים לעמוד בתקן ובארכיטקטורה שפורסמו, ובכך יבטיחו יכולת פעולה הדדית.

3. גורם צורה קטן

הצורה, הגודל והצורך בפתיחה הם דרישות של כרטיסי SIM קלאסיים המשפיעים על גורם הצורה של המכשיר בו הם משמשים. עם אופי דמוי שבב של eSIM, כמחצית מגודל ה- SIM של ננו ואינם דורשים שקע, למעצבים תהיה גמישות רבה יותר בגודל ובגורם הצורה של המכשירים.

4. יעילות כוח

למרות שהם מיישמים תקשורת סלולרית שאינה מאוד ידידותית לחשמל, eSiMs פועלים בפחות חשמל בהשוואה לכרטיסי ה- SIM הקלאסיים.

5. אבטחה

מאפיין ברור נוסף של eSIM הוא האבטחה הפיזית שלהם. הטמעת השבב במכשיר הופכת את כמעט בלתי אפשרי להתעסק או להסיר בגין שימוש לרעה. מלבד זאת, נשלחת תכנית הסמכת אבטחה מקיפה (SAS) יחד עם מסגרת ה- eSIM.

השפעה אפשרית של eSIM על IoT

בעוד ש- eSIM עתיד לחולל מהפכה בכל מה שקשור לתעשיית הטלקומוניקציה החל מפעילות ועד מתן שירותים, תהיה לכך גם השפעה משמעותית על ה- IoT.

ישנם שלושה אזורים עיקריים ב- IoT הסלולרי שעלולים להיות מושפעים מ- eSIM;

1. גמישות

זו כנראה הבעיה הגדולה ביותר ב- IoT הסלולרי באמצעות כרטיסי SIM קלאסיים. בעוד שהכיסוי באמצעות קישוריות סלולרית, באופן כללי, הוא עצום, איכות הכיסוי של כל MNO שונה ממיקום למיקום. מסיבה זו, כדי למנף באופן מלא את תכונות הקישוריות של תקשורת סלולרית, המשתמשים צריכים לעבור את המשימות הקשות והאינטנסיביות מבחינה תפעולית של מעבר בין כרטיסי SIM, מה שמגביל את פתרונות ה- IoT. עם זאת, עם eSIM, ספקי פתרונות IoT יכולים להחליף פרופילי מכשירים באופן מהיר ומאובטח דרך האוויר או אפילו להפוך את התהליך לאוטומטי, כך שניתן ליישם שינויים בקישוריות על סמך קריטריונים כמו חוזק האות, תעריפים וכו '.

2. מדרגיות

פריסת ה- IoT הסלולרית על פני מספר מכשירים יכולה להיות די טרחה שכן ניהול ה- sim יכול להיות מורכב ממש די מהר ככל שמספר המכשירים גדל. עם יכולת פעולה הדדית הגמישה שמציעים eSIM, ניתן לנהל את זה טוב יותר.

3. אמינות / עמידות

שימוש ב- SIM יחיד מספק הרשת עם הכיסוי הגדול ביותר או החלפת כרטיסי SIM פיזית לכיסוי משופר, מציג אתגרי אמינות. ייתכן שהספק בעל אזור הכיסוי הגדול ביותר אין כיסוי במיקום הפריסה שלך, וכרטיסי ה- SIM נפגעים או נכשלים בתהליך ההחלפה. באמצעות eSIM ו"החלפת SIM "דרך האוויר המערכת הופכת אמינה ועמידה יותר מכיוון ששיקולי העיצוב המכני של המכשיר הם פשוטים יותר.

יישומים ומקרי שימוש עבור eSIM

בעוד שההשפעה של eSIM צפויה בכל תחומי יישום IoT, מגזרים מסוימים צפויים להיות נהנים ענקיים. כמה מגזרים אלה כוללים-

1. תעשיית הרכב

עם פרדיגמת "המכונית המחוברת" שהופכת במהירות למיינסטרים, ל- eSIM יש פוטנציאל לספק קישוריות חלקה ברכב הדרושה כדי לאפשר למשתמשים ליהנות מכל התכונות של הרכבים. מלבד קישוריות, עדכוני OTA מהירים עשויים גם לחולל מהפכה כיצד מיושמת העברת הבעלות.

2. חקלאות

בעוד שרוב היישומים הקשורים לחקלאות משתמשים בפרוטוקולי LPWAN כמו LoRa, לרוב עדיין נדרש לבצע קישוריות לקישוריות כמו קישוריות סלולרית בכדי להעביר את הנתונים לענן המכשירים. בשל המיקום של רוב החוות, עוצמת האות של MNOs עשויה להשתנות. באמצעות eSIM, חקלאים יכולים לעבור בין MNOs ללא טרדות.

3. מעקב אחר אובייקטים

חיישנים העוקבים ומנטרים את התנאים של אובייקטים נעים שונים כמו מכוניות, משאיות, משלוחים וכו 'יכולים להיות קטנים יותר עם חיי סוללה ארוכים יותר, ואזור כיסוי בלתי מוגבל (מעבר בין מספר MNO), הודות ל- eSIM.

מבחינה טכנית, כל יישום IoT בודד המיושם טוב יותר באמצעות IoT הסלולרי יחווה עליית ביצועים, הודות ל- eSIM.

iSIM

כמו כל טכנולוגיה חדשה, התאמות לטכנולוגיית eSIM מתעוררות לחיים בהדרגה כאשר האחרונות הן iSIM.

iSIM (כלומר SIM משולב) היא טכנולוגיה הבנויה על הפונקציות של eSIM. בעוד ש- eSIM הוא בדרך כלל רק שבב ייעודי אשר עדיין מצריך חיבור למעבד המכשיר, ה- iSIM משלב את ליבת המעבד ותכונות ה- eSIM ליחידת מערכת אחת על שבב (SoC).

הוא פותח במטרה לצמצם עוד יותר את טביעת הרגל של ה- SIM, שכן על ידי שילובו במעבד, המכשיר יכול להיות קטן עוד יותר, וזול יותר, הודות לצמצום ה- BOM.

למרות שהטכנולוגיה עדיין בשלבים המוקדמים שלה, iSIM בהחלט נראה העתיד עבור רוב היישומים, וכמה יצרניות שבבים, כולל קוואלקום, כבר קופצות עליה עם המהדורה האחרונה של Qualcomm® Snapdragon ™ 855 SOC.

סיכום

אמנם יש עדיין המון עבודה כדי ש- eSIM יהפכו למיינסטרים, אך יש בו פוטנציאל לבנות את הגשר המאפשר לפתרונות IoT למנף באופן מלא את הכיסוי המסיבי של רשתות הסלולר. עם 5G Networks בעבודה, והקצב האיטי שבו ספקים שונים עשויים להגיע לכיסוי מקסימלי בערים שונות, eSIMs בהחלט יועילו להבטיח שפתרונות IoT ימנפו ללא סייג על המהירות, הוא מוכן להביא. מלבד שיפור הקישוריות, eSIMs יציגו גם מודלים עסקיים חדשים שיתרמו לאופן ההתקרבות לפיתוח פתרונות ה- IoT.