為什么蜂窩物聯(lián)網(wǎng)需要采用 eSIM 但可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)
低功耗廣域網(wǎng) (LPWAN) 正在推廣,例如,Bluetooth?Low Energy、Thread 或 Zigbee 短距離無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)連接到云端。LPWAN 通常使用低功耗、公里范圍的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)、LoRA 或 Sigfox 無(wú)線電連接到回程基礎(chǔ)設(shè)施。
在這些相互競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)中,蜂窩物聯(lián)網(wǎng)是唯一一種利用已安裝且經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的全球電信基礎(chǔ)設(shè)施的技術(shù)。這是一個(gè)優(yōu)勢(shì),因?yàn)樗共渴鸪杀靖颓宜俣雀?,但由于蜂窩頻譜受到監(jiān)管和許可,因此連接到網(wǎng)絡(luò)并不簡(jiǎn)單。
受控訪問(wèn)
蜂窩運(yùn)營(yíng)商謹(jǐn)慎地控制網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)。驗(yàn)證和授權(quán)由用戶識(shí)別模塊 (SIM) 卡建立,消費(fèi)者熟悉它是一種通常插入智能手機(jī)側(cè)面端口的塑料芯片座。
SIM 卡的發(fā)展可以追溯到歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì) (ETSI) 的一項(xiàng)旨在簡(jiǎn)化 GSM 網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)的計(jì)劃。根據(jù)其網(wǎng)站,德國(guó)紙幣和智能卡制造商Giesecke+Devrient 發(fā)明了“SIM 插件” ——后來(lái)成為 SIM 卡的全球標(biāo)準(zhǔn))。1991 年,該公司向芬蘭無(wú)線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商 Radiolinjaj 出售了首批 SIM 卡,后者于當(dāng)年 3 月開通了首個(gè) GSM 電話。
SIM 存儲(chǔ)國(guó)際移動(dòng)用戶身份 (IMSI) 號(hào)碼,這是在運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)上識(shí)別卡的唯一 15 位代碼。當(dāng)請(qǐng)求網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)時(shí),IMSI 和一次性使用的 128 位認(rèn)證密鑰 (Ki) 被中繼到網(wǎng)絡(luò)以進(jìn)行驗(yàn)證和授權(quán)。
自 1991 年以來(lái),SIM 卡變得越來(lái)越小。最初的外形尺寸是信用卡大小,隨后的迭代已經(jīng)看到產(chǎn)品通過(guò) Mini、Micro 和 Nano 版本縮小。當(dāng)今流行的 Nano-SIM 取消了所有塑料包裝,尺寸僅為 12.3mm x 8.8mm x 0.67mm。
沒(méi)那么簡(jiǎn)單
GSM 標(biāo)準(zhǔn)已成為蜂窩技術(shù)的主要形式,并構(gòu)成了 LTE(“4G”和“ 5G ”)技術(shù)的基礎(chǔ)。這使得 SIM 卡無(wú)處不在。(根據(jù)國(guó)際卡制造商協(xié)會(huì) (ICMA) 的數(shù)據(jù),54 億美元SIM 卡于 2016 年制造。)這也意味著蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的主要形式(LTE-M 和 NB-IoT)無(wú)縫地采用 SIM 技術(shù)。但是盡管有這種愉快的協(xié)同作用,數(shù)十億智能手機(jī)通用的 SIM 卡并不適合自主蜂窩物聯(lián)網(wǎng)傳感器。
這在一定程度上是因?yàn)椤M管 Nano-SIM 的尺寸很小——它仍然占用寶貴的空間,這在緊湊型蜂窩物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中非常寶貴(圖 1)。并且 SIM 需要一個(gè)端口(增加成本并提供防塵和防水通道)。更糟糕的是,如果需要升級(jí) SIM 卡,則必須更換每張卡——這對(duì)于位于無(wú)法訪問(wèn)的位置的數(shù)百萬(wàn)蜂窩物聯(lián)網(wǎng)傳感器來(lái)說(shuō)幾乎不切實(shí)際。
圖 1:智能手機(jī) SIM 繼續(xù)縮小,但對(duì)于空間受限的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備來(lái)說(shuō)仍然過(guò)于龐大。(來(lái)源:Passatic/Shutterstock)
另一個(gè)挑戰(zhàn)出現(xiàn)了,因?yàn)殡m然理論上漫游合同上的 SIM 可以通過(guò)訪問(wèn)本地網(wǎng)絡(luò)提供全球覆蓋,但實(shí)際覆蓋范圍取決于歸屬運(yùn)營(yíng)商協(xié)商的漫游關(guān)系的數(shù)量。由于 SIM 僅存儲(chǔ)一組運(yùn)營(yíng)商憑證,因此它不太適合可能需要在全球數(shù)百個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上“開箱即用”的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。
SIM 卡由一家運(yùn)營(yíng)商發(fā)行,該運(yùn)營(yíng)商負(fù)責(zé)接入并收取費(fèi)用,即使訂戶在外出時(shí)需要使用另一家提供商的網(wǎng)絡(luò)也是如此。這對(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)是痛苦的,并且對(duì)于數(shù)據(jù)購(gòu)買預(yù)算最少的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備來(lái)說(shuō)可能會(huì)讓人望而卻步。更糟糕的是,在一些關(guān)鍵地區(qū),當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)禁止使用非本地運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行永久漫游,這限制了蜂窩物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的靈活性。
嵌入式 SIM (eSIM) 消除了對(duì)單獨(dú)的、相對(duì)較大的外部插件的需求。顧名思義,eSIM 是蜂窩設(shè)備電子組件的組成部分。這意味著它們可以做得比 Nano-SIM 還要小,并且不再需要昂貴且易受攻擊的外部端口。(eSIM 仍然可以以傳統(tǒng)的 Micro-SIM 或 Nano-SIM 格式提供,允許在具有端口但沒(méi)有內(nèi)置 eSIM 的舊設(shè)備中使用。)此外,eSIM 擁有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商憑證,并且可以“遠(yuǎn)程provisioned”(通過(guò)蜂窩設(shè)備的無(wú)線鏈路快速重新配置)——實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)憑證的快速更新,以確保持續(xù)連接并降低數(shù)據(jù)費(fèi)用。
那么,eSIM 似乎是蜂窩物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接需求的答案。問(wèn)題解決了。好吧,不完全是;一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)仍然存在,那就是缺乏廣泛采用。問(wèn)題是,雖然 eSIM 非常適合蜂窩物聯(lián)網(wǎng)(它們主要是為蜂窩物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的),但它們不一定適合消費(fèi)者……或許多網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商。
據(jù) Disruptive Analysis 分析師創(chuàng)始人 Dean Bubley 在接受The Register采訪時(shí)表示,在手機(jī)中添加 eSIM 將增加其成本。Bubley 指出,差異可能很小,比如說(shuō) 10 美元——對(duì)于頂級(jí)的蘋果或三星手機(jī)來(lái)說(shuō)沒(méi)什么大不了的,但對(duì)于面向發(fā)展中國(guó)家的廉價(jià)手機(jī)來(lái)說(shuō),差異就大得多了。此外,可以在網(wǎng)絡(luò)(和資費(fèi))之間無(wú)縫切換的 eSIM 可能會(huì)損害網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的商業(yè)模式,這些運(yùn)營(yíng)商習(xí)慣于無(wú)論客戶使用哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)都能保持收入。這兩個(gè)因素都不太可能加速 eSIM 制造或網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商或電話制造商的支持。反過(guò)來(lái),這將對(duì) B2B 蜂窩物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的 eSIM 供應(yīng)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。
結(jié)論
網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)收入前景誘人。與智能手機(jī)一樣,蜂窩物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在授予網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)權(quán)限之前需要驗(yàn)證和授權(quán)。為此,智能手機(jī)使用 SIM 卡,但它們的外形尺寸不適合蜂窩物聯(lián)網(wǎng)操作的獨(dú)特需求。eSIMS 可以滿足蜂窩物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接的需求;然而,一個(gè)重大挑戰(zhàn)仍然存在:缺乏廣泛采用。因此,蜂窩物聯(lián)網(wǎng)可能會(huì)尋求另一種發(fā)展:集成 SIM (iSIM)。iSIM 更小,內(nèi)置于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品核心的片上系統(tǒng) (SoC) 的硅片中。
審核編輯黃昊宇
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