連接性是一個簡單的詞，表示通常并不簡單的東西。它是在不斷擴大的“物聯網”（IoT）世界中數千個可穿戴設備，汽車和物流解決方案概念的關鍵。對于系統構建者而言，連接技術的選擇將對可用性、可靠性、用戶體驗以及最終解決方案的成功產生重大影響。低功耗廣域網（LPWAN）技術提供了廣泛的解決方案，從短距離建筑到全國性解決方案，盡管有局限性。然而，在第三代合作伙伴計劃（3GPP）的保護下，蜂窩無線提供了真正的全球連接。

窄帶物聯網（NB-IoT）在3GPP第13版中指定，而LTE-M在第12版中定義，隨著移動網絡運營商（MNO）的推出支持，為物聯網解決方案開發人員提供低功耗的全球連接。5G還滿足了物聯網需求，將大規模連接作為其三個核心重點領域之一，與高帶寬和超可靠的低延遲通信并列。綜上所述，蜂窩對物聯網連接的重要性是顯而易見的，預計未來幾年將部署數十億蜂窩連接的物聯網設備。

繁瑣的SIM卡

幾十年來，將用戶識別模塊（SIM）插入閃閃發光的新手機一直是連接儀式。然而，自 1991 年推出以來，它一直在努力跟上手機尺寸縮小的步伐，并且對于 4FF 格式，似乎已經耗盡了可用的最高級功能。雖然SIM卡對消費者來說是一個偶爾的挑戰，但對于物聯網產品制造商來說，這是一個多管齊下的問題。如果用戶可以更換SIM卡，那么在設計用于室外的產品中防止灰塵和濕氣進入更具挑戰性。此外，具有蜂窩合同的物聯網設備需要多個庫存單位（SKU）編號，即使產品之間的唯一區別是MNO的SIM卡。

出現影響供應商和消費者的進一步問題。讓我們看一個例子，跟蹤攝像頭，它已經流行起來，用于監控野生動物和農場牛群，其中許多提供預先打包的蜂窩連接。潛在購買者知道哪個移動網絡運營商提供商在使用相機的地區提供最佳覆蓋范圍。如果具有所需MNO的相機不可用，他們將選擇替代方案，從而導致銷售損失。供應商被夾在中間，試圖根據他們無法控制的因素來管理庫存和需求。

在制造過程中對SIM的物理處理也很難自動化，從而增加了成本。此外，如果相機跨越國界，比如從美國進入墨西哥或加拿大，它可能會變得無法正常工作或產生高額漫游費用，就像俄羅斯科學家追蹤的草原鷹的故事一樣。

電子西姆

顯然，需要一種新的方法來應對SIM卡挑戰。可移動塑料SIM卡來自蜂窩意味著語音，語音意味著人類交流的時代。此后，蜂窩技術取得了顯著進步，使得可以通過蜂窩網絡“重新編程”SIM卡，以達到與更換SIM卡相同的結果。嵌入式SIM卡（eSIM）是硅技術與移動網絡運營商蜂窩網絡支持的標準相結合的組合。

全球移動通信系統協會（GSMA）制定了名為遠程SIM卡調配（RSP）的規范，該規范定義了移動網絡運營商如何使用無線（OTA）流程更新存儲在eSIM中的訂閱數據。對于消費者來說，這意味著可以通過掃描二維碼而不是物理交換塑料SIM卡來更改蜂窩合同。對于物聯網設備供應商來說，只需按一下按鈕，就可以將新的訂閱數據傳播到所有連接的設備。

在設備端，舊的SIM卡和連接器被eSIM解決方案取代，該解決方案在制造過程中焊接到物聯網設備的板上。由于安全性嵌入在設備中，因此不需要專門安全的編程設施或數據服務器。摩托羅拉razr手機是最早放棄塑料SIM卡的手機之一，而智能手表等可穿戴設備則出于必要而采用了它們。雖然當今eSIM產品的最大M2M/IOT用戶是汽車行業，它使用它們來支持其各種連接服務，但eSIM的大部分增長將來自非汽車應用。

看似簡單，高度安全

盡管 eSIM 尺寸小巧，引腳數簡單，但它是一個高度安全的計算平臺。英飛凌的OPTIGA? Connect IoT OC2321等設備基于安全控制器;在本例中為 32 位 ARM? SecurCore? SC300?。它的工作頻率為44 MHz，配備1 MB閃存和32 KB的SRAM，完全符合GSMA SGP.02遠程配置架構，并具有多達10個MNO配置文件的空間。采用微型 VQFN-8-4 封裝，尺寸僅為 5 × 6 × 0.9 mm，所需電路板面積不到塑料納米 SIM 的 30%。憑借其 -40 °C 至 +105 °C 的工業工作范圍，它還非常適合極端操作環境中的物聯網應用，包括風力渦輪機的遠程維護訪問、資產跟蹤和車輛充電點。

這種交鑰匙eSIM方法意味著物聯網制造商可以在全球單一SKU下提供其產品，同時通過單一提供商簡化訂閱和成本管理。此外，用戶受益于其專用的基礎設施托管和正常運行時間，以及最先進的網絡安全，使制造商能夠專注于物聯網產品的功能和產品差異化。使用 OTA 更新，可以為物聯網部署提供額外的漫游合作伙伴，以利用更低的數據成本。

物聯網設備制造商面臨的挑戰之一是找到能夠跨部署區域提供覆蓋范圍、成本和服務最佳平衡的移動網絡運營商。使用一個移動網絡運營商配置文件的設備在多個國家/地區可能會產生高數據成本，盡管物聯網制造商可以訪問提供較低費用的本地移動網絡運營商。OC2321 解決了這個問題，這要歸功于預加載的引導配置文件，該配置文件與 Tata Communication MOVE? 全球物聯網解決方案一起在全球范圍內工作（圖 4）。塔塔專門針對物聯網和M2M連接，與230+地區的900多家移動網絡運營商簽訂了協議。這為合同提供了重要的談判杠桿，使他們能夠提供極具競爭力的連接包，這是單個企業無法掌握的。

雖然eSIM可能比塑料SIM卡略貴，但系統成本節省遠遠超過彌補差異。SIM卡托盤和SIM卡安裝的處理成本完全消失。由于首選移動網絡運營商缺乏產品可用性而導致的銷售損失已成為過去。庫存的簡化也增加了成本節約。此外，物聯網設備供應商能夠為用戶提供更多可定制的數據包和連接選項，使他們能夠在競爭對手中脫穎而出，而不受使用單個移動網絡運營商的限制。

eSIM：連接變得簡單

塑料SIM卡是一種正在衰落的技術，當時蜂窩連接意味著人類語音連接。隨著每年增加數十億個物聯網節點，是時候從繁瑣的塑料SIM切換到eSIM，這是一種滿足21世紀連接和配置期望的解決方案。eSIM在制造過程中可節省大量空間并操作簡單，為物聯網產品制造商解決了各種挑戰。

審核編輯：郭婷