Gömülü sim (esim) teknolojisi nedir ve iot ürün tasarımlarına nasıl yardımcı olabilir?

Doğru iletişim ortamını seçmek, genellikle herhangi bir IoT çözümünün geliştirilmesinin çok zor bir parçasıdır. Wi-Fi ve Bluetooth'un ötesinde bir menzilin gerekli olduğu durumlarda, seçenekler genellikle LoRa, Sigfox, vb. Gibi LPWAN teknolojileri arasındadır, ancak bu teknolojiler düşük güç ve uzun menzil gibi Pro-IoT özellikleriyle birlikte gelirken, bunlar eyerlidir. özellikle gücün çok da endişe verici olmadığı uygulamalarda geliştiricileri hücresel (2G, 3G, 4G, vb.) tabanlı iletişime iten altyapı ve kapsama zorluklarıyla.

Bununla birlikte, iletişim protokollerinin ve IoT'nin kamçı yapısına uygun olarak hücresel IoT, küresel dağıtımı desteklemek için kanıtlanmış altyapıya ve kapsama sahipken, SIM Kart gereksinimleri ve çevredeki zorluklar gibi çeşitli faktörler nedeniyle ölçeğe göre yönetmek inanılmaz derecede zordur. o.

Kısmen Akıllı Telefonlar ve diğer tüketici elektroniği cihazlarıyla ilgili bu ve benzeri sorunlara bir çözüm olarak, GSMA (hücresel iletişim konsorsiyumu) 2010 yılında yazılım tabanlı SIM kartların olasılığını keşfetmeye başladı. Konsorsiyum 2016 yılında, tüketici cihazlarında fiziksel bir SIM kart ihtiyacını ortadan kaldıran eSIM adlı teknolojinin teknik şartnamesini duyurdu ve o zamandan beri, ARM eSIM adlı yeni yerleşik SIM'i olan bir ARM gibi birkaç üretici ile benimsenme arttı ve Apple gibi diğer tüketici cihazı devlerinin onu farklı ürünlere yerleştirmesi

Bugünkü makale için bu teknolojiyi IoT ile bağlantılı olarak inceleyeceğiz. Özelliklerini, mevcut durumunu ve IoT üzerindeki potansiyel etkisini gözden geçireceğiz.

ESIM nedir

eSIM'ler, Yumuşak SIM, Sanal SIM, Gömülü SIM, Elektronik SIM veya Uzak SIM dahil olmak üzere birkaç adla anılır, ancak hepsi, sanal olarak gömülü birden çok ağ taşıyıcı profilini destekleyebilen Gömülü Evrensel Tümleşik Devre Kartına (eUICC) karşılık gelir.

Normal SIM kartın aksine, eSIM'ler Yazılımla yeniden programlanabilir. Bu, uluslararası mobil abone kimliği (IMSI) ve ağ taşıyıcı profilleri de dahil olmak üzere SIM'in tüm içeriğini kablosuz yazılım aracılığıyla değiştirebileceğiniz ve SIM kart değiştirme ihtiyacını ortadan kaldırabileceğiniz anlamına gelir.

Yaygın bir yanılgı, eSIM'in yalnızca aşağıda gösterilen MFF2 SIM kart gibi gömülü SIM donanımına atıfta bulunmasıdır, ancak aynı zamanda, daha az popüler olsa da, üzerinde Gömülü UICC yazılımının da kullanılabileceği 4FF form faktörlü SIM'ler gibi çıkarılabilir plastik SIM kartlara atıfta bulunur. konuşlandırıldı.

ESIM nasıl çalışır?

ESIM'lerin nasıl çalıştığına dair temel bir açıklama, SIM'lerin cihazla birlikte dağıtılması ve kullanıcıya / üreticiye birden fazla ağ operatörünü uzaktan ekleyebilecekleri, güncelleyebilecekleri, genişletebilecekleri veya silebilecekleri bir arayüz sağlanmış olmasıdır.

Bununla birlikte, teknik bir açıklama için, GSMA'nın eSIM spesifikasyonlarına göre, eSIM'lerin iki ana bileşeni vardır: üretim sırasında cihaza gömülü olan yerleşik UICC (donanım) ve bir Abonelik Yönetimi platformu (SM). Abonelik Yönetim platformu (SM) iki temel unsurdan oluşur; SM-SR (Abonelik Yönetimi Güvenli Yönlendirme) ve SM-DP (abonelik Yönetimi Verilerinin Hazırlanması).

Üretim veya dağıtım süreci sırasında, eUICC'nin üreticisi veya satıcısı (MNO, M2M Cihazı veya Tüketici elektroniği üreticisi, vb.), SIM'leri SM-SR'ye kaydeder ve bu da abonelikleri yönetmek için eUICC ile güvenli bir bağlantı kurar. SM-SR aracılığıyla, eUICC'ye satıcıdan veya MNO'ların profillerini eUICC ile uyumlu bir formatta biçimlendirmekten sorumlu SM-DP'den gelen komutlarla ulaşılabilir.

EUICC'de bir MNO'yu etkinleştirmek için, bir yol (tipik olarak barkod taraması yoluyla) veya diğer yol kullanıcı tarafından başlatılan bir komut, MNO tarafından, komutu işleyen ve MNO profilini eUICC'ye indiren SM-DP'ye gönderilir. aynı zamanda MNO'nun bir profili etkinleştirmesine / devre dışı bırakmasına izin veren bir arayüz sağlar.

İlk günlerde, Motorola gibi kuruluşların M2M endüstriyel uygulamalarına yönelik olduğuna inanan eSIM uygulamaları konusunda bir miktar tartışma yaşanırken, Apple gibi kuruluşlar bunun tüketici ürünlerinde yer almaması gerektiğine inandı. Muhtemelen, bunun bir sonucu olarak, her iki uygulamaya da uygun bir şey yaratmak için, konsorsiyum (GSMA) eSIM'ler için iki mimariyi onayladı;

M2M eSIM Mimarisi
Tüketici Elektroniği eSIM Mimarisi

Her iki mimari de eSIM'lerin yeniden programlanabilir özelliklerini desteklerken, bunu gerçekleştirme yaklaşımı (diğer şeylerin yanı sıra) her iki yığınta da farklıdır. Tüketici elektroniği mimarisi için, aygıtın son kullanıcısının uzaktan ağ provizyonu ve operatör profillerinin yönetimi üzerinde kontrole sahip olacağı şekilde müşteri kontrollü bir model uygulanır. Ancak M2M mimarisi için, mobil ağ operatörlerinin bir arka uç altyapısından / Merkezi sunucudan uzaktan provizyonuna ve yönetimine izin veren sunucu kontrollü bir model uygulanmaktadır. Bu, M2M seviyesinde insan etkileşimi azaldığından ve uzaktan yükseltmeler ve değişiklikler IoT kullanım durumlarına uyan temel özellikler olduğundan mantıklı geliyor.

ESIM'lerin Temel Özellikleri

Çoğu kişi, eSIM'lerin en çekici özelliğinin, kablosuz yeniden programlanabilirliği ve birden çok profilde gezinme yeteneği sayesinde, kullanıcıların fiziksel donanımı değiştirmek zorunda kalmadan MNO'lar arasında geçiş yapmalarına olanak tanıyan esneklik olduğu konusunda kesinlikle hemfikir olacaktır. aynı cihazdaki farklı operatörlerden. Bununla birlikte, bu, cihazı çeşitli şekillerde etkileyen (olumlu olduğuna inanıyorum) diğer birkaç özelliğe dönüşüyor. Bu özelliklerden bazıları;

1. Maliyet Azaltma

Klasik SIM Kartlar, SIM Tepsisi ve destek devreleri gibi donanımın maliyetinden, diğerlerinin yanı sıra SIM'lerin maliyetine kadar, eSIM'lerden çok daha büyük bir toplam sahip olma maliyeti sunar.

2. Birlikte çalışabilirlik

GSMA ekosistemindeki tüm akredite iş ortaklarının yayınlanan standartlara ve mimariye uyması ve böylece birlikte çalışabilirliği sağlaması beklenir.

3. Küçük Form Faktörü

Bir açıklığın şekli, boyutu ve ihtiyacı, kullanıldıkları cihazın form faktörünü etkileyen klasik SIM Kartların gereklilikleridir. ESIM'lerin yonga benzeri yapısı, Nano SIM'lerin yaklaşık yarısı boyutunda olması ve bir soket gerektirmemesi ile tasarımcılar, cihazların boyutu ve form faktörüyle daha fazla esnekliğe sahip olacak.

4. Güç Verimliliği

Güç dostu olmayan hücresel iletişimi uygulasalar da eSiM'ler Klasik SIM Kartlara kıyasla daha az güçle çalışır.

5. Güvenlik

ESIM'lerin bir diğer belirgin özelliği de fiziksel güvenlikleri. Çipin cihaza gömülü olması, yanlış kullanım için kurcalamayı veya çıkarmayı neredeyse imkansız hale getirir. Bunun yanı sıra, eSIM çerçevesi ile birlikte kapsamlı bir güvenlik akreditasyon planı (SAS) gönderilir.

ESIM'in IoT Üzerindeki Potansiyel Etkisi

ESIM'ler, operasyonlardan hizmet sunmaya kadar telekomünikasyon endüstrisi ile ilgili her şeyi kökten değiştirecek olsa da, IoT üzerinde de önemli bir etkiye sahip olacak.

ESIM'lerden potansiyel olarak etkilenebilecek üç ana hücresel IoT alanı vardır;

1. Esneklik

Bu muhtemelen klasik SIM Kartlar aracılığıyla hücresel IoT ile ilgili en büyük sorundur. Genel olarak hücresel bağlantı yoluyla kapsama alanı geniş olsa da, her bir MNO tarafından kapsama kalitesi bir yerden diğerine farklılık gösterir. Bu nedenle, Hücresel iletişimin bağlantı özelliklerinden tam olarak yararlanmak için, kullanıcıların, IoT çözümlerine bir sınırlama getiren SIM kartlar arasında geçiş yapmak gibi zor ve operasyonel olarak yoğun görevlerden geçmeleri gerekir. Ancak, eSIM'lerle IoT çözüm sağlayıcıları, cihaz profillerini hızlı ve güvenli bir şekilde kablosuz olarak değiştirebilir veya hatta süreci otomatikleştirebilir, böylece bağlantı değişiklikleri sinyal gücü, tarifeler vb. Gibi kriterlere göre uygulanabilir.

2. Ölçeklenebilirlik

Hücresel IoT'yi birden fazla cihaza dağıtmak oldukça güç olabilir çünkü simülasyon yönetimi, cihaz sayısı arttıkça oldukça hızlı bir şekilde karmaşıklaşabilir. ESIM'ler tarafından sunulan esnek birlikte çalışabilirlik ile bu daha iyi yönetilebilir.

3. Güvenilirlik / Dayanıklılık

En geniş kapsama alanına sahip ağ sağlayıcısından tek bir SIM kullanmak veya gelişmiş kapsama için Fiziksel olarak SIM kartlarını değiştirmek, güvenilirlik zorlukları ortaya çıkarır. En geniş kapsama alanına sahip sağlayıcı, dağıtım konumunuzda kapsama alanına sahip olmayabilir ve sim kartlar, değiştirme işlemi sırasında hasar görür veya bozulur. ESIM'ler ve havadan "SIM takasları" ile, cihaz için mekanik tasarım hususları basitleştirildiğinden sistem daha güvenilir ve dayanıklı hale gelir.

ESIM için Uygulamalar ve Kullanım senaryoları

Her IoT uygulama alanında eSIM'lerin etkisi beklenirken, bazı sektörlerin büyük yararlanıcılar olması bekleniyor. Bu sektörlerden bazıları şunlardır:

1. Otomotiv Endüstrisi

"Bağlantılı araba" Paradigmasının hızla yaygınlaşmasıyla, eSIM'ler, kullanıcıların araçların tüm özelliklerinden yararlanmasını sağlamak için gereken kesintisiz araç içi Bağlantıyı sağlama potansiyeline sahiptir. Bağlanabilirliğin yanı sıra, hızlı OTA güncellemeleri sahiplik aktarımının uygulanma biçiminde potansiyel olarak devrim yaratabilir.

2. Tarım

Tarımla ilgili uygulamaların çoğu LoRa gibi LPWAN protokollerini kullansa da, verileri cihaz bulutuna almak için Hücresel bağlantı gibi bir bağlantı ana taşıyıcı genellikle gereklidir. Çoğu çiftliğin konumu nedeniyle, MNO'ların sinyal gücü değişebilir. ESIM'ler ile çiftçiler, MNO'lar arasında sorun yaşamadan geçiş yapabilir.

Arabalar, kamyonlar, gönderiler vb. Gibi farklı hareketli nesnelerin koşullarını izleyen ve izleyen Nesne İzleme Sensörleri, eSIM'ler sayesinde daha uzun pil ömrüne ve sınırsız kapsama alanına (birden çok MNO arasında geçiş) sahip olacak şekilde küçültülebilir.

Teknik olarak, hücresel IoT ile daha iyi uygulanan her bir IoT uygulaması, eSIM'ler sayesinde performans artışı yaşayacak.

iSIM

Her yeni teknoloji gibi, eSIM teknolojisinin uyarlamaları da yavaş yavaş hayat buluyor ve en yenileri iSIM oluyor.

iSIM (Entegre SIM anlamına gelir), eSIM'lerin işlevlerine dayanan bir teknolojidir. ESIM'ler genellikle yalnızca aygıtın işlemcisine bağlanması gereken özel bir yonga iken, iSIM işlemci çekirdeğini ve eSIM özelliklerini tek bir yonga üzerinde sistem (SoC) biriminde birleştirir.

SIM'lerin ayak izini daha da azaltmak amacıyla geliştirildi, çünkü işlemciye entegre ederek, BOM'daki azalma sayesinde cihaz daha da küçülebilir ve daha ucuz hale gelebilir.

Teknoloji hala ilk aşamalarında olsa da, iSIM kesinlikle çoğu uygulamanın geleceği gibi görünüyor ve Qualcomm da dahil olmak üzere birçok yonga üreticisi, Qualcomm® Snapdragon ™ 855 SOC'nin son sürümüyle şimdiden ona atlıyor.

Sonuç

ESIM'lerin ana akım haline gelmesi için hala yapılması gereken tonlarca iş olsa da, IoT çözümlerinin hücresel ağların geniş kapsamından tam olarak yararlanmasına olanak tanıyan köprüyü kurma potansiyeline sahiptir. Çalışmalardaki 5G Ağları ve farklı sağlayıcıların farklı şehirlerde maksimum kapsama alanına erişme hızının yavaş olmasıyla, eSIM'ler, IoT çözümlerinin, getirmeye hazır olduğu hızda kayıtsız şartsız kaldırılmasını sağlamada kesinlikle kullanışlı olacaktır. ESIM'ler, bağlanabilirliği iyileştirmenin yanı sıra, IoT çözümlerinin geliştirilmesine nasıl yaklaşıldığına katkıda bulunacak yeni iş modelleri de sunacak.