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(lián)網(wǎng)”（IoT）世界中數(shù)千個可穿戴設(shè)備，汽車和物流解決方案概念的關(guān)鍵。對于系統(tǒng)構(gòu)建者而言，連接技術(shù)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(chǎn)生重大影響。低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）技術(shù)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(lián)網(wǎng)（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(wǎng)絡(luò)運營商（MNO）的推出支持，為物聯(lián)網(wǎng)解決方案開發(fā)人員提供低功耗的全球連接。5G還滿足了物聯(lián)網(wǎng)需求，將大規(guī)模連接作為其三個核心重點領(lǐng)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(lián)網(wǎng)連接的重要性是顯而易見的，預(yù)計未來幾年將部署數(shù)十億蜂窩連接的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

繁瑣的SIM卡

幾十年來，將用戶識別模塊（SIM）插入閃閃發(fā)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(jīng)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(zhàn)，但對于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)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(shè)計用于室外的產(chǎn)品中防止灰塵和濕氣進入更具挑戰(zhàn)性。此外，具有蜂窩合同的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要多個庫存單位（SKU）編號，即使產(chǎn)品之間的唯一區(qū)別是MNO的SIM卡。

出現(xiàn)影響供應(yīng)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(jīng)流行起來，用于監(jiān)控野生動物和農(nóng)場牛群，其中許多提供預(yù)先打包的蜂窩連接。潛在購買者知道哪個移動網(wǎng)絡(luò)運營商提供商在使用相機的地區(qū)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(dǎo)致銷售損失。供應(yīng)商被夾在中間，試圖根據(jù)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(chǎn)生高額漫游費用，就像俄羅斯科學(xué)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(yīng)對SIM卡挑戰(zhàn)。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(shù)取得了顯著進步，使得可以通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)“重新編程”SIM卡，以達到與更換SIM卡相同的結(jié)果。嵌入式SIM卡（eSIM）是硅技術(shù)與移動網(wǎng)絡(luò)運營商蜂窩網(wǎng)絡(luò)支持的標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合的組合。

全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會（GSMA）制定了名為遠程SIM卡調(diào)配（RSP）的規(guī)范，該規(guī)范定義了移動網(wǎng)絡(luò)運營商如何使用無線（OTA）流程更新存儲在eSIM中的訂閱數(shù)據(jù)。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(lián)網(wǎng)設(shè)備供應(yīng)商來說，只需按一下按鈕，就可以將新的訂閱數(shù)據(jù)傳播到所有連接的設(shè)備。

在設(shè)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(lián)網(wǎng)設(shè)備的板上。由于安全性嵌入在設(shè)備中，因此不需要專門安全的編程設(shè)施或數(shù)據(jù)服務(wù)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(shè)備則出于必要而采用了它們。雖然當(dāng)今eSIM產(chǎn)品的最大M2M/IOT用戶是汽車行業(yè)，它使用它們來支持其各種連接服務(wù)，但eSIM的大部分增長將來自非汽車應(yīng)用。

看似簡單，高度安全

盡管 eSIM 尺寸小巧，引腳數(shù)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(shè)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(gòu)，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(yè)工作范圍，它還非常適合極端操作環(huán)境中的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，包括風(fēng)力渦輪機的遠程維護訪問、資產(chǎn)跟蹤和車輛充電點。

這種交鑰匙eSIM方法意味著物聯(lián)網(wǎng)制造商可以在全球單一SKU下提供其產(chǎn)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(chǔ)設(shè)施托管和正常運行時間，以及最先進的網(wǎng)絡(luò)安全，使制造商能夠?qū)Ｗ⒂谖锫?lián)網(wǎng)產(chǎn)品的功能和產(chǎn)品差異化。使用 OTA 更新，可以為物聯(lián)網(wǎng)部署提供額外的漫游合作伙伴，以利用更低的數(shù)據(jù)成本。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商面臨的挑戰(zhàn)之一是找到能夠跨部署區(qū)域提供覆蓋范圍、成本和服務(wù)最佳平衡的移動網(wǎng)絡(luò)運營商。使用一個移動網(wǎng)絡(luò)運營商配置文件的設(shè)備在多個國家/地區(qū)可能會產(chǎn)生高數(shù)據(jù)成本，盡管物聯(lián)網(wǎng)制造商可以訪問提供較低費用的本地移動網(wǎng)絡(luò)運營商。OC2321 解決了這個問題，這要歸功于預(yù)加載的引導(dǎo)配置文件，該配置文件與 Tata Communication MOVE? 全球物聯(lián)網(wǎng)解決方案一起在全球范圍內(nèi)工作（圖 4）。塔塔專門針對物聯(lián)網(wǎng)和M2M連接，與230+地區(qū)的900多家移動網(wǎng)絡(luò)運營商簽訂了協(xié)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(yè)無法掌握的。

雖然eSIM可能比塑料SIM卡略貴，但系統(tǒng)成本節(jié)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(wǎng)絡(luò)運營商缺乏產(chǎn)品可用性而導(dǎo)致的銷售損失已成為過去。庫存的簡化也增加了成本節(jié)約。此外，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備供應(yīng)商能夠為用戶提供更多可定制的數(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)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(shù)，當(dāng)時蜂窩連接意味著人類語音連接。隨著每年增加數(shù)十億個物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點，是時候從繁瑣的塑料SIM切換到eSIM，這是一種滿足21世紀(jì)連接和配置期望的解決方案。eSIM在制造過程中可節(jié)省大量空間并操作簡單，為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品制造商解決了各種挑戰(zhàn)。

審核編輯：郭婷