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IoT应用无缝连结 eSIM扮演关键
行动物联核心技术

【作者: 王岫晨】2021年06月07日 星期一

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随着物联网装置的数量快速增加,以及云端平台与5G部署全面普及化,行动物联网将在未来几年内成为最顶尖的技术。蜂巢式通讯网路也将成为数以亿计的行动装置和机器连接至物联网(IoT)的通讯骨干。而嵌入式用户识别模组(eSIM)做为蜂巢式通讯网路发展的核心,可安全地让装置连接至网路。


在这样的趋势下,全球正持续吹起eSIM风潮。继汽车的eCall应用之後,eSIM近年来也广为受到手机大厂的采用,全球主要的电信业者纷纷群起跟进。在此同时,包括M2M工业物联网在内的应用,也逐渐受到装置用户的青睐。


根据ABI Research指出,机器对机器(M2M)应用(例如:资产追踪、能源管理或行动医疗等)的eSIM总出货量将由2019年的1.01亿组,成长至2024年的2.32亿组,年复合成长率达18%。此外,在2020年全球具备eSIM功能的智慧型手机出货量也突破2.25亿支。从手机制造商对eSIM的持续支持,且eSIM日益进军其他装置领域的情况看来,预期至2024年全球具备eSIM功能的智慧型手机出货量将达5亿以上。



图一 : 台湾eSIM的M2M市场应用。(source:台湾云端物联网产业协会)
图一 : 台湾eSIM的M2M市场应用。(source:台湾云端物联网产业协会)

eSIM符合GSMA的远端SIM配置(Remote SIM Provision)规范,可透过线上入囗网站从远端管理一部装置或整个装置群的网路连线。能从远端透过无线网路启动及设定物联网装置,业者便能更加自动化且安全地让大量装置联网。此外,制造商能在生产、出货及部署之後选择网路服务供应商,并能在产品生命周期内随时变更,不只提升使用方便性,在行动网路业者(MNO)与资费方案的选择上也更为弹性。


覆盖全球的无缝物联网连接

为了促进eSIM的发展,英飞凌针对纷繁复杂的物联网装置和应用推出全面统包式eSIM解决方案,不但支援全面3G到5G的通讯标准,并预先整合了全球200多国的任一载波通讯服务。


英飞凌OPTIGA Connect eSIM物联网解决方案搭载先进的安全硬体,并预先整合了200多个国家及领域的蜂巢式通讯网路覆盖率,支持区域内的任一载波服务。英飞凌也与Tata通讯公司合作,透过Tata Communications MOVE行动装置与物联网平台,为客户提供遍及全球的服务范围。


OPTIGA Connect解决方案能实现大规模以蜂巢式通讯网路为基础的物联网装置的部署与管理。装置制造商可透过布建 eSIM,使产品拥有全球通用性,而无须针对个别市场推出特定版本。如此不只可达到规模经济,且能经由简化产品管理来降低成本,亦能大幅缩短产品上市时间。


英飞凌解决方案已预先整合Tata Communications MOVE eSIM引导设定档,能让制造商以无缝、可靠且安全的方式跨全球撷取、移动及管理物联网资料。此外,Tata Communications与全球超过640家行动网路业者(MNO)合作,制造商可省却面对不同国家MNO本地化连线方案加起来可能多达数百个版本的复杂管理难题,反之,只要透过Tata Communications单一全球连线方案,便能在不同国家轻松让装置上网。装置使用案例包括智慧型仪表部署或车载资通讯及车队管理应用,这类应用需要横跨广泛的地理区域部署装置。


英飞凌也持续扩充eSIM产品组合,推出适用於消费型行动装置的解决方案,支援从3G到5G的所有GSMA标准,可安全地将装置注册至其签约的电信业者网路。得益於其小巧的外型,该解决方案是智慧型手机、平板电脑,以及智慧型手表或健身手环等穿戴式装置的最隹选择。透过将软硬体结合到一个易於整合的系统内,可以有助於制造商减少eSIM相关的整合作业,从而提升产品设计开发的效率,缩短产品上市时程。


整合引导程式设定档的eSIM模组

意法半导体(ST)推出Cellular IoT Discovery蜂巢式物联网开发套件,包括经GSMA认证的eSIM,有助於快速开发注重效能的蜂巢式物联网装置,其可透过LTE-Cat M和NB-IoT网络连线,是嵌入式开发者和物联网爱好者的理想选择。


该套件开发板整合一个村田制作所开发之尺寸极小的多合一蜂巢式通讯模组。模组内建ST的STM32L462超低功耗微控制器、GSMA认证的eSIM模组ST4SIM-200M和LTE-M/NB-IOT晶片组。其中,eSIM模组预装ST授权合作夥伴Truphone的引导程式连线设定档。该套件具有开箱即用的资料连线功能,并支援远端SIM卡开通置备和SIM卡无线更新功能。使用者用USB与电源线连或在连线器中装入三个AAA电池即可启动开发板,然後再启动eSIM卡,将板卡连线到蜂巢式行动网路,就可开始开发应用专案。


蜂巢式联网将在物联网领域上占了很大的市场,这就是ST与村田制作所合作使用STM32L4和嵌入式ST4SIM eSIM开发蜂巢式模组的原因。为了达到最隹开箱即用体验,ST还与Truphone紧密合作并推出LTE-M免费资料流量组合,方便IoT Cellular Discovery套件使用者快速开发测试应用方案。



图二 : 智慧路灯应用与加值服务。(source:台湾云端物联网产业协会)
图二 : 智慧路灯应用与加值服务。(source:台湾云端物联网产业协会)

值得注意的是,STM32L4采用超低功耗技术,在STOP 2模式下功耗约2μA,蜂巢式晶片组省电模式(PSM)功耗不到1.4μA,B-L462E-CELL1探索套件为开发人员开发电池续航长达10年的物联网装置提供了一个平台,其适用於智慧城市、智慧工业、智慧农业、智慧电表和穿戴式装置。ST4SIM-200M的制造和客制化都是在意法半导体的GSMA认证工厂进行,并预装嵌入式SIM卡配置资料,可在160多个国家地区简化联网。


重构边缘连线性和安全性

业界曾预测,IoT装置的部署量将在2020年达到500亿台,然而实际情况却只有约90亿台。这一差距是由於蜂巢式连线难度和资安疑虑被大大低估,这些挑战将会持续阻碍IoT的发展。尽管与Wi-Fi相比,蜂巢式连线具有更长的连线距离、更好的户外效能、更强的安全性和现成的全球基础设施等显着的优势,ABI Research的预测却显示2021年蜂巢式连线的IoT装置量将只有4.2亿台,仅占IoT部署总量的一小部分,这一差距则是源於全球蜂巢式服务所需的复杂後勤工作,例如对各个国家、营运商的实体SIM卡和制式合约的管理。


为了解决这样的状况,美光科技与塔塔通讯(Tata Communications)联手推出支援全球蜂巢式连线的解决方案,进一步简化和加速物联网装置的大规模部署。解决方案将由全新的虚拟SIM卡驱动,也就是eSIM,可为传统实体SIM卡提供更灵活且可扩充的替代方案。美光的Authenta金钥管理服务(KMS)是专为边缘装置打造的矽层级安全即服务平台(Security-as-a-Service Platform),也将为云端eSIM增添助力。


凭藉此项技术,塔塔通讯将能提供无所不在的端到端解决方案;塔塔通讯与全球600多家电信营运商的合作关系,也将助其在200个国家和地区以零接触方式将连网IoT装置连入云端服务。该解决方案将在不断扩展的物联网服务生态系统中释放创新力量,预计在2026年,该生态系统的营收将成长近两倍达到4,660亿美元。


今日面临的商业环境是一个未知领域,它迫使企业保持敏捷,并采用零接触、数位优先的技术和应用。IoT解决方案不仅能够协助企业提高效率和生产力,也将带来新的机遇和创新,使企业的成长水准能再创新高。然而,资安、无缝整合、可靠而强大的连线性以及全球覆盖范围仍然是阻碍全球企业采用IoT的主要障碍。这款解决方案有助於重构边缘连线性和安全性,并建立一种新的模式,加速和简化IoT部署。


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