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IoT應用無縫連結 eSIM扮演關鍵
行動物聯核心技術

【作者: 王岫晨】   2021年06月07日 星期一

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隨著物聯網裝置的數量快速增加,以及雲端平台與5G部署全面普及化,行動物聯網將在未來幾年內成為最頂尖的技術。蜂巢式通訊網路也將成為數以億計的行動裝置和機器連接至物聯網(IoT)的通訊骨幹。而嵌入式用戶識別模組(eSIM)做為蜂巢式通訊網路發展的核心,可安全地讓裝置連接至網路。


在這樣的趨勢下,全球正持續吹起eSIM風潮。繼汽車的eCall應用之後,eSIM近年來也廣為受到手機大廠的採用,全球主要的電信業者紛紛群起跟進。在此同時,包括M2M工業物聯網在內的應用,也逐漸受到裝置用戶的青睞。


根據ABI Research指出,機器對機器(M2M)應用(例如:資產追蹤、能源管理或行動醫療等)的eSIM總出貨量將由2019年的1.01億組,成長至2024年的2.32億組,年複合成長率達18%。此外,在2020年全球具備eSIM功能的智慧型手機出貨量也突破2.25億支。從手機製造商對eSIM的持續支持,且eSIM日益進軍其他裝置領域的情況看來,預期至2024年全球具備eSIM功能的智慧型手機出貨量將達5億以上。



圖一 : 台灣eSIM的M2M市場應用。(source:台灣雲端物聯網產業協會)
圖一 : 台灣eSIM的M2M市場應用。(source:台灣雲端物聯網產業協會)

eSIM符合GSMA的遠端SIM配置(Remote SIM Provision)規範,可透過線上入口網站從遠端管理一部裝置或整個裝置群的網路連線。能從遠端透過無線網路啟動及設定物聯網裝置,業者便能更加自動化且安全地讓大量裝置聯網。此外,製造商能在生產、出貨及部署之後選擇網路服務供應商,並能在產品生命週期內隨時變更,不只提升使用方便性,在行動網路業者(MNO)與資費方案的選擇上也更為彈性。


覆蓋全球的無縫物聯網連接

為了促進eSIM的發展,英飛凌針對紛繁複雜的物聯網裝置和應用推出全面統包式eSIM解決方案,不但支援全面3G到5G的通訊標準,並預先整合了全球200多國的任一載波通訊服務。


英飛凌OPTIGA Connect eSIM物聯網解決方案搭載先進的安全硬體,並預先整合了200多個國家及領域的蜂巢式通訊網路覆蓋率,支持區域內的任一載波服務。英飛凌也與Tata通訊公司合作,透過Tata Communications MOVE行動裝置與物聯網平台,為客戶提供遍及全球的服務範圍。


OPTIGA Connect解決方案能實現大規模以蜂巢式通訊網路為基礎的物聯網裝置的部署與管理。裝置製造商可透過佈建 eSIM,使產品擁有全球通用性,而無須針對個別市場推出特定版本。如此不只可達到規模經濟,且能經由簡化產品管理來降低成本,亦能大幅縮短產品上市時間。


英飛凌解決方案已預先整合Tata Communications MOVE eSIM引導設定檔,能讓製造商以無縫、可靠且安全的方式跨全球擷取、移動及管理物聯網資料。此外,Tata Communications與全球超過640家行動網路業者(MNO)合作,製造商可省卻面對不同國家MNO本地化連線方案加起來可能多達數百個版本的複雜管理難題,反之,只要透過Tata Communications單一全球連線方案,便能在不同國家輕鬆讓裝置上網。裝置使用案例包括智慧型儀表部署或車載資通訊及車隊管理應用,這類應用需要橫跨廣泛的地理區域部署裝置。


英飛凌也持續擴充eSIM產品組合,推出適用於消費型行動裝置的解決方案,支援從3G到5G的所有GSMA標準,可安全地將裝置註冊至其簽約的電信業者網路。得益於其小巧的外型,該解決方案是智慧型手機、平板電腦,以及智慧型手錶或健身手環等穿戴式裝置的最佳選擇。透過將軟硬體結合到一個易於整合的系統內,可以有助於製造商減少eSIM相關的整合作業,從而提升產品設計開發的效率,縮短產品上市時程。


整合引導程式設定檔的eSIM模組

意法半導體(ST)推出Cellular IoT Discovery蜂巢式物聯網開發套件,包括經GSMA認證的eSIM,有助於快速開發注重效能的蜂巢式物聯網裝置,其可透過LTE-Cat M和NB-IoT網絡連線,是嵌入式開發者和物聯網愛好者的理想選擇。


該套件開發板整合一個村田製作所開發之尺寸極小的多合一蜂巢式通訊模組。模組內建ST的STM32L462超低功耗微控制器、GSMA認證的eSIM模組ST4SIM-200M和LTE-M/NB-IOT晶片組。其中,eSIM模組預裝ST授權合作夥伴Truphone的引導程式連線設定檔。該套件具有開箱即用的資料連線功能,並支援遠端SIM卡開通置備和SIM卡無線更新功能。使用者用USB與電源線連或在連線器中裝入三個AAA電池即可啟動開發板,然後再啟動eSIM卡,將板卡連線到蜂巢式行動網路,就可開始開發應用專案。


蜂巢式聯網將在物聯網領域上佔了很大的市場,這就是ST與村田製作所合作使用STM32L4和嵌入式ST4SIM eSIM開發蜂巢式模組的原因。為了達到最佳開箱即用體驗,ST還與Truphone緊密合作並推出LTE-M免費資料流量組合,方便IoT Cellular Discovery套件使用者快速開發測試應用方案。



圖二 : 智慧路燈應用與加值服務。(source:台灣雲端物聯網產業協會)
圖二 : 智慧路燈應用與加值服務。(source:台灣雲端物聯網產業協會)

值得注意的是,STM32L4採用超低功耗技術,在STOP 2模式下功耗約2μA,蜂巢式晶片組省電模式(PSM)功耗不到1.4μA,B-L462E-CELL1探索套件為開發人員開發電池續航長達10年的物聯網裝置提供了一個平台,其適用於智慧城市、智慧工業、智慧農業、智慧電表和穿戴式裝置。ST4SIM-200M的製造和客製化都是在意法半導體的GSMA認證工廠進行,並預裝嵌入式SIM卡配置資料,可在160多個國家地區簡化聯網。


重構邊緣連線性和安全性

業界曾預測,IoT裝置的部署量將在2020年達到500億台,然而實際情況卻只有約90億台。這一差距是由於蜂巢式連線難度和資安疑慮被大大低估,這些挑戰將會持續阻礙IoT的發展。儘管與Wi-Fi相比,蜂巢式連線具有更長的連線距離、更好的戶外效能、更強的安全性和現成的全球基礎設施等顯著的優勢,ABI Research的預測卻顯示2021年蜂巢式連線的IoT裝置量將只有4.2億台,僅占IoT部署總量的一小部分,這一差距則是源於全球蜂巢式服務所需的複雜後勤工作,例如對各個國家、營運商的實體SIM卡和制式合約的管理。


為了解決這樣的狀況,美光科技與塔塔通訊(Tata Communications)聯手推出支援全球蜂巢式連線的解決方案,進一步簡化和加速物聯網裝置的大規模部署。解決方案將由全新的虛擬SIM卡驅動,也就是eSIM,可為傳統實體SIM卡提供更靈活且可擴充的替代方案。美光的Authenta金鑰管理服務(KMS)是專為邊緣裝置打造的矽層級安全即服務平台(Security-as-a-Service Platform),也將為雲端eSIM增添助力。


憑藉此項技術,塔塔通訊將能提供無所不在的端到端解決方案;塔塔通訊與全球600多家電信營運商的合作關係,也將助其在200個國家和地區以零接觸方式將連網IoT裝置連入雲端服務。該解決方案將在不斷擴展的物聯網服務生態系統中釋放創新力量,預計在2026年,該生態系統的營收將成長近兩倍達到4,660億美元。


今日面臨的商業環境是一個未知領域,它迫使企業保持敏捷,並採用零接觸、數位優先的技術和應用。IoT解決方案不僅能夠協助企業提高效率和生產力,也將帶來新的機遇和創新,使企業的成長水準能再創新高。然而,資安、無縫整合、可靠而強大的連線性以及全球覆蓋範圍仍然是阻礙全球企業採用IoT的主要障礙。這款解決方案有助於重構邊緣連線性和安全性,並建立一種新的模式,加速和簡化IoT部署。


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