連接是一個簡單的詞，表示通常不簡單的東西。它是在不斷擴大的“物聯網”（IoT）世界中可穿戴設備，汽車和物流解決方案的數千個概念的關鍵。對于系統構建者來說，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，從短程室內到全國范圍的解決方案，盡管有局限性。然而，在第三代合作伙伴項目（3GPP）的保護傘下，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） 推出的支持，為物聯網解決方案開發人員提供低功耗的全球連接。5G還滿足了物聯網的需求，將大規模連接作為其三個核心重點領域之一，同時增加了高帶寬和超可靠的低延遲通信。總而言之，蜂窩網絡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個蜂窩連接的物聯網設備。

笨手笨腳的 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通往連接的儀式。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產品。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使用的產品中防止灰塵和濕氣進入將更具挑戰性。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。

進一步的問題出現了，影響供應商和消費者。讓我們看一個例子，跟蹤攝像機，它已經在監測野生動物和農場群方面越來越受歡迎，其中許多提供預包裝的蜂窩連接。潛在購買者知道哪個 MNO 提供商在要使用攝像機的區域提供最佳覆蓋范圍。如果具有所需 MNO 的攝像機不可用，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卡的物理處理也很難實現自動化，從而增加了成本。此外，如果相機越過邊界，比如從美國進入墨西哥或加拿大，它可能會變得不起作用或產生高昂的漫游費用，就像俄羅斯科學家追蹤的草原鷹的故事一樣。

電子時間軸心指數

顯然，需要一種新的方法來應對SIM卡挑戰。可拆卸的塑料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，使得通過蜂窩網絡“重新編程”SIM卡成為可能，從而達到與更換SIM卡相同的結果。嵌入式SIM或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結合。

全球移動通信系統協會 （GSMA） 開發了一個名為“遠程 SIM 卡配置 （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QR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電路板上。由于安全性嵌入在設備中，因此不需要專門保護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，而可穿戴設備（如智能手表）出于必要性采用了它們。雖然當今 eSIM 產品的最大 M2M/IOT 用戶是汽車行業，他們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，引腳數接口簡單，但它是一個高度安全的計算平臺。英飛凌的OPTIGA?連接物聯網OC2321等設備均基于安全控制器。在本例中為 32 位 ARM? 安全核心? SC300?。它的工作頻率為 44 MHz，配備 1 MB 閃存和 32 KB 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。該器件采用尺寸僅為 5 × 6 × 0.9 mm 的微型 VQFN-8-4 封裝，所需電路板面積不到塑料 nano-SIM 的 30%。憑借其 -40 °C 至 +105 °C 的工業工作范圍，它也非常適合極端操作環境中的物聯網應用，包括風力渦輪機中的遠程維護訪問、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個SKU下提供其產品，同時通過單個提供商簡化訂閱和成本的管理。此外，用戶還可以從其專用的基礎設施托管和正常運行時間中受益，再加上最先進的網絡安全，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 IoT 部署提供額外的漫游合作伙伴，以利用較低的數據成本。

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 MNO 配置文件的設備可能會在多個國家/地區產生高昂的數據成本，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 解決了這一問題，這要歸功于預加載的引導配置文件，該配置文件可與塔塔通信 MOVE? 全球 IoT 解決方案配合使用。塔塔專門針對物聯網和M2M連接，與230多個地區的900多家移動網絡運營商達成協議。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卡稍微貴一些，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下降。由于缺乏首選MNO的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MNO的限制。

eSIM：連接變得簡單

塑料SIM卡是一種技術，從蜂窩連接意味著人聲連接的時代開始衰落。隨著每年數十億個物聯網節點的添加，現在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 可節省大量空間，在制造過程中易于操作，可為物聯網產品制造商解決各種挑戰。

審核編輯：郭婷