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以即用eSIM 行动通讯能力快速安全大规模部署工业物联网
[作者 Olivier Carron、Dejan Rasuo]   2020年07月28日 星期二 浏览人次: [1856]

就连网能力而言,负责打造工业物联网及 M2M 解决方案的OEM,以及购买及部署这类解决方案的公司和企业都面对了多项挑战。易於设计、整合及测试是开发阶段的关键所在,而能够快速推出、大规模布署、横跨不同地理区域,亦或配合在区域间的移动,都是实作阶段的重点。而且,和消费性产品不同的是,这些装置的关键在於须以长期、可靠及安全的方式长时间运作,特别是当部署在偏远及恶劣环境和地点的物联网装置。


在我们现在所生活的世界中,「智慧连网」对消费性产品及商业领域的重要性与日俱增。有人预测 2025 年之前连网装置数量将达到 250 亿部以上,虽然其中许多是智慧型手机和平板电脑,但构成物联网(IoT)的各种「装置」数量将更加惊人。同时人们也朝向更自由行动的生活型态发展,企业也更加遍布各地,让国境的影响力持续下降。虽然大部分IoT及M2M装置为固定式(例如与公用事业公司自动通讯的远端监视器或智慧电表),但 IoT 装置制造商为了达到规模经济并维持竞争力,必须在不同国家及地区部署相同装置。以上种种在法规遵循方面的需求通常并不相同。



图一 : 连网 IoT 应用涵盖各式各样静态及行动的消费性与企业应用
图一 : 连网 IoT 应用涵盖各式各样静态及行动的消费性与企业应用

此外,IoT 装置在越来越多的应用中都具有行动性质,例如资产追踪、物流甚至是连网车辆,都可能在使用期间跨越国境。但不论装置位在何处都必须维持连网,才能执行必要作业及接收韧体更新,以因应各种软体问题及提供全新功能。


现今技术最基本的条件就是在部署後「立即可用」,即使跨越国境也要持续运作。接下来要探讨的 eSIM,是与适当的连网平台搭配使用,将扮演日渐吃重的角色,协助确保大规模工业 IoT (IIoT)部署能够达到前述基本条件。


嵌入式 SIM(eSIM/eUICC)

行动连网是提供日常功能及远端更新的基础所在,协助因应现今工业 IoT 应用的相关需求。目前以 eSIM 技术提供行动连网的情形持续增加,因为 eSIM 可降低设计复杂度、提供规模经济、简化产品管理、缩短上市时间,并支援在全球各地快速部署及最隹化运作。


eUICC将可拆卸的传统SIM卡更换为使用者身分识别模组;这类模组是以GSMA (www.gsma.com) 的全球规格为依据,以硬体接线的方式置於装置内部。汽车产业是最早采用此项技术的产业之一,预期在 2025 年之前将有 20 亿部以上的装置透过 eSIM 连网,占总连网的比例持续增加。


如果使用实体 SIM,通常装置与 SIM 是分别被取得及配置,虽然这对消费者并不是太麻烦的问题,但是对大规模部署的工业 IoT 装置而言,将造成严重的资源问题。此外,如果需要配合多家行动网路业者(MNO)提供全球或甚至区域的覆盖范围,更让这项问题雪上加霜。


eSIM可让终端使用者直接由云端下载数位设定档至装置,让装置能够轻松切换MNO,不再需要前往门市或等待实体 SIM 寄送到府。企业则可利用eSIM提供的弹性轻松新增连网装置,并在使用者之间交换装置,无需更换SIM。eSIM 远端管理工具可依据各个员工的需求,建立专属的使用者设定档。


至於在 IoT 方面,装置制造商及企业也可从中获益,因为制造商可提供立即可用的连网能力支援全球部署。eSIM 也可强化安全性,因为 eSIM 安装至装置後就无法实际移除,亦即可限制用户/员工可使用的装置及存取的资料。


多行动网路业者的挑战

对寻求在全球各地实作的公司而言,如何处理多MNO问题一直都是重大挑战。如果应用需要在地区之间移动,特别是在漫游时间受限的情况下,就会在互通性、连网能力及法规等层面,产生更为复杂的艰钜挑战。


硬体配备SIM卡用於特定MNO,或是透过硬体锁定使用特定MNO,都是不理想的过时作法,非常不方便,对需要大规模部署的企业更是如此。例如IoT 装置可能位於偏远地区,因此实际更换 SIM 可能具有成本昂贵、需要大量资源及耗时等问题。如果只是在现场拥有数部装置或全球漫游需求有限的公司,都会因此感到挫折,那麽对部署数百或数千部装置的公司而言,更是难以承受多 MNO 方法所带来的复杂度及高额成本。


还好这类大规模使用者现在可使用全方位的连网能力管理平台,因应前述众多挑战。这种方式可让单一公司(平台供应商)与全球数十家 MNO 协调及维持连网合约,并以透明方式向平台使用者提供存取权限。


结合 eSIM 及管理平台

结合 eSIM 技术及前述连网平台,可运用统合连网的强大力量,打造次世代的全球 IoT 部署。有效结合软硬体能让公司感到安心,了解部署後硬体能在世界各地安全可靠地连网。同时公司若能选择适当平台,就不必自行负责复杂的合约协商及帐单作业。


英飞凌科技与Tata Communications为了实现以上目标携手合作,期??打造统包的「连网就绪」eSIM 解决方案。英飞凌/Tata Communications 解决方案可为大规模 IoT 部署提供端对端通讯,在 200 个以上国家和地区打造紧密无缝、安全无虞且预先整合的网路覆盖范围。


适用於行动 IoT 装置的OPTIGA Connect eSIM,是以英飞凌 SLM 97 高效能安全控制器为基础,并采用符合 GSM eSIM M2M 规范的作业系统。eSIM 技术可提供遍及全球的覆盖范围,涵盖 2G、3G、4G、LTE-M 及 NB-IoT 网路。



图二 : 英飞凌 OPTIGA Connect eSIM 提供各种连网选项
图二 : 英飞凌 OPTIGA Connect eSIM 提供各种连网选项

Tata Communications 的 MOVE平台负责提供连网能力,是全球首创真正的全球区域行动网路,可在全球提供不受网路影响的跨境行动连网能力;其中以「跨电信业者」原则为基础,可在 200 个以上国家及地区存取 640 多家 MNO。所有资料流量都是由距离最近的区域网路连接点 (PoP) 处理,以确保最隹服务品质,同时与主要云端供应商预先整合的互连功能,则可透过私有网路提供安全无虞的行动连网。


MOVE平台有许多优点,不过其中最重要的部份,就是简易轻松的实作及使用方式。这款高度整合平台提供智慧连网能力,能以单一概观掌握完整系统,如果使用多家不同供应商绝对无法做到。



图三 : Tata Communications MOVE平台是世界首创真正的全球区域行动网路
图三 : Tata Communications MOVE平台是世界首创真正的全球区域行动网路

IoT 装置的网路连网作业设定档及功能,会在部署前於英飞凌安全无虞的设施安装至 eSIM 之中。有了预先整合的开机启动设定档,制造商就只需要处理与 Tata Communications 之间的单一协定,不必应付众多不同的 MNO。


OPTIGA Connect 解决方案能轻松部署及管理以行动网路为基础的大规模物联网装置。装置制造商可供应能在全球各地使用的产品,不必针对个别市场推出特定版本。如此不仅可达到规模经济,经由简化产品管理来降低成本,亦能大幅缩短产品上市时间。


此外,从远端透过无线软体启动及设定物联网装置,便能自动且安全地让大量装置上线,使用案例包括智慧电表部署或遥测及车队管理应用;这类应用需要横跨广大的地理区域部署装置。有了OPTIGA Connect eSIM IoT,就可完全透过线上入囗网站从远端管理装置或装置群的网路连网。由於产品完全符合GSMA的远端 SIM 配置(Remote SIM Provision)规格,因此可在装置生产、出货及部署後选取连网供应商,也能在整个产品生命周期过程中变更,不但易於使用,也可弹性选择 MNO 及数据方案。


(本文作者Olivier Carron1、Dejan Rasuo2为英飞凌科技1物联网安全应用行销资深总监、2Tata Communications 全球策略物联网联盟暨微电子及 OEM部门总监)


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