Cruzando fronteras con tarjetas SIM en dispositivos IoT

Cuando cojo mi teléfono, una tarjeta SIM es probablemente lo último en lo que pienso. La mayoría de las personas fuera de la industria de telecomunicaciones probablemente no saben mucho sobre estos pedazos de plástico. En el sentido más simple, una tarjeta SIM ayuda a un operador de telecomunicaciones a identificar tu teléfono una vez que tu teléfono entra en el rango de una torre celular. Estas tarjetas son importantes ya que proporcionan a los dispositivos una identidad única, que luego puede vincularse a tu plan de teléfono móvil y a tu cuenta de facturación. A los ingenieros de IoT les importa más lo primero, mientras que a las telecomunicaciones (sin sorpresas) les importa más lo segundo.

Ya hay algunos componentes que necesitarás agregar si quieres que tu próximo producto IoT tenga capacidades celulares. Usar una tarjeta SIM para dispositivos IoT para acceder a redes celulares ofrece algunas ventajas sobre dispositivos capaces de celular sin tarjetas SIM. Hay algunos otros componentes que necesitarás para acceder a datos de una tarjeta SIM para usar con operadores locales. Echa un vistazo a nuestra breve lista de los componentes esenciales que necesitarás si quieres usar una tarjeta SIM en tu próximo producto IoT.

UICCs y Tarjetas SIM para Dispositivos IoT Agnósticos de Operador

Para entender el contexto detrás de esta discusión, uno debe notar que la clase actual de tarjetas de módulo de identidad de suscriptor (SIM) es conocida en la industria como tarjetas de circuito integrado universal (UICC). El SIM universal relacionado (uSIM) es un módulo lógico para acceder a Todos con quienes he hablado en la industria usan SIM, uSIM y UICC casi indistintamente, pero intentaré proporcionar una distinción suficiente aquí.

En el pasado reciente, tu tarjeta SIM se usaba para vincular tu teléfono exclusivamente a un operador de red móvil específico (MNO, como Verizon), o a un operador de red virtual móvil (MVNO, básicamente una subred en un operador más grande). Podías cambiar tu tarjeta SIM a un nuevo teléfono con facilidad (como con los teléfonos de AT&T), y tu información de suscriptor se vincularía al nuevo teléfono. Es un concepto bastante simple, pero era un dolor si alguna vez querías cambiar la información de suscriptor/operador para un teléfono en particular. Necesitabas cambiar una tarjeta SIM en el dispositivo por una que estuviera vinculada a tu nuevo operador, o tenías que esperar que tu teléfono admitiera la provisión remota.

Avances recientes cambiaron esta dinámica: UICCs como se mencionó anteriormente y SIM virtual. Las UICCs son lo más cercano que puedes obtener a tarjetas SIM agnósticas de operador. Las credenciales clave requeridas para acceder a múltiples operadores se escriben en una tarjeta SIM estándar. En una UICC, el acceso se elige a nivel de software o firmware, y el acceso se valida a nivel del operador. En SIM virtual, no hay tarjeta SIM física; todo se almacena y controla en la nube. Esto ha llevado a la creación de MVNOs basados en la nube.

Las tarjetas Nano SIM son ideales para productos IoT que requieren servicios celulares.

A pesar de la disponibilidad de servicios MVNO más nuevos, parece que no han tenido éxito en el espacio IoT porque estos MVNO basados en la nube básicamente revenden acceso a telecomunicaciones. Los desarrolladores pueden ir directamente al operador primario y obtener acceso móvil con descuento.

Optar por la ruta tradicional y mantenerse con una tarjeta SIM física ofrece algunos beneficios para los desarrolladores del ecosistema IoT:

• Cambiar tarjetas fácilmente entre dispositivos. No necesitas pasar por una capa de aplicación o contactar directamente a tu proveedor de SIM virtual para mover el servicio entre dispositivos. Simplemente saca la SIM de un dispositivo y colócala en otro.

• Mayor soporte para UICC físicas. Actualmente, todavía hay un mayor soporte para tarjetas SIM físicas en términos de cobertura de red.

• Compatible con 5G. Si vas a operar en una red 5G, las UICC son compatibles hacia adelante.

• Respaldo para SIM embebida. Algunos módems inalámbricos tienen una SIM embebida dentro del módulo (llamada eSIM, o SIM-en-chip por algunos fabricantes de componentes). Puedes expandir tus opciones de conectividad con un interruptor analógico (ver abajo) para la interfaz con una SIM adicional.

Las principales desventajas de usar una tarjeta SIM discreta y otros componentes son el mayor espacio en la placa y la falta de aprovisionamiento remoto por parte de los proveedores.

Opciones de Componentes para Tarjetas SIM en Dispositivos IoT

Si quieres trabajar con una tarjeta SIM en tu próximo dispositivo IoT, hay una serie de componentes que necesitarás para interactuar con la tarjeta y extraer datos de ella según sea necesario. Aquí hay algunas opciones para tu próximo producto IoT.

Semtech, ECLAMP2465T

Con los conceptos y diseños de IoT industrial aumentando en popularidad, el filtro de línea EMI ECLAMP2465T de Semtech es un componente recomendado para protección ESD/EMI en líneas de reloj, I/O, reset y alimentación para tarjetas SIM. Este componente proporciona protección ESD cumpliendo con los estándares de nivel 4 IEC 61000-4-2 hasta ±18 kV (aire) y ±10 kV (contacto directo). Este IC incluye un diodo TVS adicional en el bus VCC para protección ESD adicional.

Esquema del filtro de línea EMI ECLAMP2465T con resistencias de terminación. Del datasheet de ECLAMP2465T.

ON Semiconductor, FSA2567MPX

El FSA2567MPX de ON Semiconductor es un interruptor analógico de baja potencia para la interfaz con dos tarjetas SIM en un solo sistema. Los sistemas de doble tarjeta SIM te dan flexibilidad para cambiar entre múltiples conjuntos de credenciales. Este componente se lanzó por primera vez alrededor de la misma época que los primeros smartphones, pero todavía es un interruptor analógico recomendado para la interfaz con E/S de propósito general en el procesador de banda base del dispositivo. Este IC proporciona baja capacitancia de entrada en líneas de datos (10 pF) con bajo consumo de energía (1 μA máx) y al menos 160 MHz de ancho de banda (-3 dB).

El FSA2567MPX proporciona baja diafonía con alta ganancia hasta un ancho de banda de ~100 MHz. Del datasheet del FSA2567MPX.

Infineon, Serie SLM 97

Los productos IoT necesitan ser seguros, y la serie SLM 97 de módulos de seguridad de Infineon proporciona una gama de soluciones de grado industrial. Las aplicaciones para estos componentes incluyen eCall, IoT industrial, V2X, infraestructura inteligente y áreas relacionadas. Estos módulos se comunican a través de interfaces estándar (I2C, SPI, ISO 7816, GPIO, SWP) con cifrado AES 128/256.

Infineon proporciona un portafolio de soluciones para la seguridad de sistemas embebidos dirigido a productos IoT.

Otros Componentes para Productos IoT con Tarjetas SIM

Los productos móviles IoT necesitarán una serie de otros componentes para comunicarse en redes celulares y otros protocolos más allá de las tarjetas SIM. Los módems celulares incluyen las interfaces que necesitas para comunicarte con una tarjeta, pero otros componentes incluyen:

• MCU, FPGA u otro PLD

• Módulos GPS/GNSS

• ADCs y DACs

No importa qué tipo de producto IoT quieras diseñar, puedes encontrar las tarjetas SIM para dispositivos IoT y otros componentes con las características avanzadas de búsqueda y filtrado en Octopart. Cuando usas Octopart, tendrás una solución completa para la adquisición y gestión de la cadena de suministro. Echa un vistazo a nuestra página de circuitos integrados para comenzar a buscar los componentes que necesitas.

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