eSIM是物联网一直在等待的加速器吗

　　连接性是一个简单的词，表示通常不简单的事物。在不断扩大的“物联网”（IoT） 领域，它是数以千计的可穿戴设备、汽车和物流解决方案概念的关键。对于系统构建商而言，连接技术的选择将对可用性、可靠性、用户体验以及最终解决方案的成功产生重大影响。低功耗广域网 （LPWAN） 技术提供了广泛的解决方案，从短程室内到全国性解决方案，尽管有局限性。然而，在第三代合作伙伴计划 （3GPP） 的保护伞下，提供真正的全球连接的是蜂窝无线。

　　窄带物联网 （NB-IoT） 是在 3GPP 第 13 版中指定的，而 LTE-M 是在第 12 版中定义的，随着移动网络运营商 （MNO） 的推出支持，为物联网解决方案开发人员提供低功耗全球连接。5G 还满足物联网需求，将大规模连接作为其三个核心重点领域之一，以及高带宽和超可靠的低延迟通信。总之，蜂窝对于物联网连接的重要性是显而易见的，预计未来几年将部署数十亿蜂窝连接的物联网设备。

　　繁琐的 SIM

　　几十年来，将用户识别模块 （SIM） 插入闪亮的新手机一直是通向连接的仪式。然而，自 1991 年推出以来，它一直在努力跟上不断缩小的手机尺寸，而 4FF 格式似乎已经用尽了可用的最高级功能。虽然 SIM 卡对消费者来说偶尔是一个棘手的挑战，但对物联网产品制造商来说却是一个多管齐下的问题。如果用户可以更换 SIM 卡，那么在设计用于户外使用的产品中防止灰尘和湿气进入就更具挑战性。此外，具有蜂窝合同的物联网设备需要多个库存单位 （SKU） 编号，即使产品之间的唯一区别是移动网络运营商的 SIM 卡。

　　出现了影响供应商和消费者的进一步问题。让我们看一个例子，跟踪摄像机，它在监控野生动物和农场畜群方面广受欢迎，其中许多提供预先打包的蜂窝连接。潜在购买者知道哪家 MNO 提供商在使用摄像机的地区提供最佳覆盖范围。如果具有所需 MNO 的相机不可用，他们将选择替代品，从而导致销售失败。供应商被夹在中间，试图根据他们无法控制的因素来管理库存和需求。

　　在制造过程中对 SIM 的物理处理也难以自动化，从而增加了成本。此外，如果相机跨越国界，比如从美国进入墨西哥或加拿大，它可能会失去功能或产生高额漫游费用，就像俄罗斯科学家追踪的草原鹰的故事一样。

　　eSIM

　　显然，需要一种新的方法来应对 SIM 挑战。可移动的塑料 SIM 源自蜂窝意味着语音，语音意味着人类交流的时代。此后，蜂窝技术取得了显着进步，使得通过蜂窝网络对 SIM 进行“重新编程”以实现与更换 SIM 相同的结果成为可能。嵌入式 SIM 或 eSIM 是硅技术与 MNO 蜂窝网络支持的标准的组合。

　　全球移动通信系统协会 （GSMA） 开发了一个名为远程 SIM 配置 （RSP） 的规范，该规范定义了 MNO 如何使用无线 （OTA） 流程更新存储在 eSIM 中的订阅数据。对于消费者而言，这意味着可以通过扫描二维码而不是物理交换塑料 SIM 来更改蜂窝合同。对于物联网设备供应商，只需按一下按钮，就可以将新的订阅数据传播到所有连接的设备。

　　在设备端，旧的 SIM 和连接器被 eSIM 解决方案取代，该解决方案在制造过程中焊接到 IoT 设备的板上。由于设备中嵌入了安全性，因此不需要专门的安全编程设施或数据服务器。摩托罗拉 razr 手机是最早放弃塑料 SIM 卡的手机之一，而智能手表等可穿戴设备则出于必要而采用了它们。虽然当今 eSIM 产品的最大 M2M/IOT 用户是汽车行业，汽车行业使用它们来支持各种互联服务，但 eSIM 的大部分增长将来自非汽车应用。

　　看似简单，高度安全

　　尽管 eSIM 尺寸小且引脚数少，但它是一个高度安全的计算平台。Infineon 的 OPTIGA™ Connect IoT OC2321 等设备基于安全控制器；在本例中为 32 位 ARM® SecurCore® SC300™。它以 44 MHz 运行，配备 1 MB 闪存和 32 KB SRAM，完全符合 GSMA SGP.02 远程配置架构，并具有最多 10 个 MNO 配置文件的空间。采用尺寸仅为 5 × 6 × 0.9 mm 的微型 VQFN-8-4 封装，它需要的电路板面积不到塑料 nano-SIM 的 30%（图 2）。凭借 -40 °C 至 +105 °C 的工业工作范围，它还非常适合极端工作环境中的物联网应用，包括风力涡轮机的远程维护访问、资产跟踪和车辆充电点。

　　这种统包式 eSIM 方法意味着物联网制造商可以在全球范围内以单一 SKU 提供其产品，同时通过单一提供商简化订阅和成本管理。此外，用户还受益于他们专用的基础设施托管和正常运行时间，再加上最先进的网络安全，使制造商能够专注于物联网产品的功能和产品差异化。使用 OTA 更新，可以为物联网部署提供额外的漫游合作伙伴，以利用较低的数据成本。

　　物联网设备制造商面临的挑战之一是寻找能够在整个部署区域提供覆盖、成本和服务的最佳平衡的 MNO。使用一个 MNO 配置文件的设备可能会在多个国家/地区产生高昂的数据成本，尽管物联网制造商可以访问提供较低费用的本地 MNO。OC2321 解决了这个问题，这要归功于一个预加载的引导配置文件，该配置文件在全球范围内与 Tata Communication MOVE™ 全球物联网解决方案结合使用。Tata 专门针对物联网和 M2M 连接，与 230 多个地区的 900 多家 MNO 签订了协议。这为合同提供了重要的谈判杠杆，使他们能够提供极具竞争力的连接包，这将超出单个企业的掌握。

　　虽然 eSIM 可能比塑料 SIM 稍贵一些，但系统成本节省超过了弥补差异。SIM 安装的 SIM 托盘和处理成本完全下降。由于缺少首选 MNO 的产品可用性而导致的销售损失已成为过去。库存的简化还可以节省成本。此外，物联网设备供应商能够为用户提供更多可定制的数据包和连接选项，使他们能够与竞争对手区分开来，并且不受与单个 MNO 合作的限制。

　　eSIM：连接变得简单

　　从蜂窝连接意味着人类语音连接的时代开始，塑料 SIM 卡是一项正在衰落的技术。随着每年数十亿个物联网节点的增加，是时候从繁琐的塑料 SIM 切换到 eSIM，这是一种满足 21 世纪连接和配置期望的解决方案。eSIM 可显着节省空间并在制造过程中轻松处理，为物联网产品制造商解决了各种挑战。

　　审核编辑：郭婷