蜂巢式物聯網(cellular IoT)的一個關鍵優勢,就是支援全球部署的基礎設施已經到位。已安裝的蜂巢式網路包含功能強大且經過驗證的網路技術,涵蓋了全球大部分人口密集的區域。由於蜂巢式頻譜配置是要申請授權許可,同時也是被監管的,因此要存取這些網路的設備必須先進行辨識和授權,大多數行動設備會以訂戶身份模組(SIM)來進行辨識和授權。

當初歐洲電訊標準協會(ETSI) 在開發SIM技術時,主要是針對GSM網路,但延用至今,幾乎所有連接到LTE(4G)網路的行動設備也都在使用SIM技術。未來的蜂巢式物聯網設備也需要進行辨識和授權,不過需要另一種替代技術,因為對數十億台遠端部署的設備而言,傳統的實體SIM卡方案並不是一種實用的解決方案。

SIMple(簡便)連接

SIM卡安全地儲存著一組國際行動用戶辨識(IMSI)號碼,該號碼是一組15位數的程式碼,是唯一用來辨識在營運商網路上的卡(和行動電話)的程式碼。SIM卡通常與發卡的營運商息息相關;該營運商要處理用戶的接入請求,即便用戶想要使用的是不同的營運商網路,比如在另一個國家的營運商網路,也是如此。

當請求網路存取時,IMSI和一次性使用的128位元鑑別金鑰(Ki)被中繼傳輸到網路以便營運商驗證,然後,營運商授權連接。

把這個系統用於蜂巢式物聯網網路部署時,有兩個主要缺點,第一個缺點是,因為傳統的SIM卡是要插入行動設備的獨立卡,這意味著它們會佔用空間,而且行動設備需要配置一個埠(這會增加成本,同時也會成為灰塵和水的入口)。如果需要對SIM卡進行升級,則必須以一張一張的方式更換每張卡——對於可能有數百萬台規模的蜂巢式物聯網設備(其中許多將會部署在無法進入的地點)來說,這種要求非常不切實際。

第二個缺點是,由於SIM卡與單一營運商相關:雖然漫遊合約所涵蓋的SIM連接範圍理論上可以透過接入本地網路提供接近全球的覆蓋範圍,但實際的覆蓋範圍取決於「歸屬」營運商(home operator)所協商出的漫遊合作營運商數目。

這還意味著要支付漫遊時所產生的高額數據費用。因為僅僅儲存一組營運商憑證,所以對於需要在世界任何地方運作的蜂巢式物聯網設備來說,傳統SIM方案就變得不切實際。例如,在某些地區,根據當地法規,遠端營運商授權的永久漫遊是不被允許的,從而限制了蜂巢式物聯網設備的實用性。

嵌入式SIM(eSIM)則能夠克服這些問題,該裝置不再是一個單獨的、體積相對較大的外部插入式產品,相反地,顧名思義,它是以晶片的形式呈現(稱為嵌入式通用積體電路卡,eUICC),而成為蜂巢式設備中電子元件的一部分。這意味著它可以做得很小,這是緊湊型蜂巢式物聯網設備的一個重要考慮因素,並且排除了使用外部埠的成本和漏洞(eSIM方案也可以傳統的微米或奈米SIM卡格式來供應,讓它可以在具有埠但沒有內建eSIM的舊款設備中使用)。

一個eSIM擁有多個本地網路營運商憑證(這與只能保有一個營運商憑證的傳統SIM形成對比)。eSIM還可以進行「遠端配置」,即透過無線方式重新程式設計。這些功能不僅可以實現未來的技術增強,還可以透過適用於本地網路的設定檔進行重複更新,從而克服了持續漫遊帶來的監管挑戰,並且允許連接的設備採用本地的資料收費費率(通常較便宜)。

網路效益

在網路方面也有優勢:遠端配置的eSIM讓行動營運商能夠無縫地添加蜂巢式物聯網設備並請求資料費用,否則這些費用將被導引到歸屬營運商。

Nordic Semiconductor等蜂巢式物聯網解決方案供應商現都欣然接受 eSIM這種新方案,因此,蜂巢式物聯網客戶可以獲得全球連接,但卻可省去與世界各地網路營運商進行協商和管理合作關係的諸多麻煩。

此外,eSIM還可以確保開箱即用的本地網路連接,從而提高營運效率並快速實現可擴展的物聯網部署。