Franchir les frontières avec les cartes SIM dans les appareils IoT

Créé: Septembre 18, 2020
Mise à jour: Juillet 1, 2024

Lorsque je prends mon téléphone, une carte SIM est probablement la dernière chose à laquelle je pense. La plupart des gens en dehors de l'industrie des télécommunications ne savent probablement pas grand-chose sur ces morceaux de plastique. Dans le sens le plus simple, une carte SIM aide un opérateur de télécommunications à identifier votre téléphone une fois que votre téléphone passe à portée d'une tour cellulaire. Ces cartes sont importantes car elles fournissent aux appareils une identité unique, qui peut ensuite être liée à votre forfait de téléphone mobile et à votre compte de facturation. Les ingénieurs IoT se soucient plus du premier point, tandis que les télécoms (sans surprise) se soucient plus du second.

Il y a déjà certains composants que vous devrez ajouter si vous voulez que votre prochain produit IoT dispose de capacités cellulaires. Utiliser une carte SIM pour les appareils IoT afin d'accéder aux réseaux cellulaires offre certains avantages par rapport aux appareils capables de se connecter au cellulaire sans cartes SIM. Il y a d'autres composants dont vous aurez besoin pour accéder aux données d'une carte SIM pour une utilisation avec des opérateurs locaux. Jetez un œil à notre courte liste des composants essentiels dont vous aurez besoin si vous voulez utiliser une carte SIM dans votre prochain produit IoT.

UICCs et cartes SIM pour les appareils IoT indépendants des opérateurs

Pour comprendre le contexte de cette discussion, il convient de noter que la classe actuelle de cartes de module d'identité d'abonné (SIM) est connue dans l'industrie sous le nom de cartes à circuit intégré universel (UICC). Le SIM universel associé (uSIM) est un module logique pour accéder à tout le monde. J'ai parlé à tout le monde dans l'industrie utilise SIM, uSIM et UICC de manière presque interchangeable, mais je vais essayer de fournir une distinction suffisante ici.

Dans un passé récent, votre carte SIM était utilisée pour lier exclusivement votre téléphone à un opérateur de réseau mobile spécifique (MNO, comme Verizon), ou à un opérateur de réseau mobile virtuel (MVNO, essentiellement un sous-réseau sur un opérateur plus grand). Vous pouviez échanger votre carte SIM dans un nouveau téléphone facilement (comme avec les téléphones AT&T), et vos informations d'abonné seraient liées au nouveau téléphone. C'est un concept assez simple, mais c'était pénible si vous vouliez jamais changer les informations d'abonné/opérateur pour un appareil particulier. Vous deviez remplacer une carte SIM dans l'appareil par une qui était liée à votre nouvel opérateur, ou vous deviez espérer que votre téléphone prenait en charge la provision à distance.

Des avancées récentes ont changé cette dynamique : les UICCs comme mentionné ci-dessus et le SIM virtuel. Les UICCs sont aussi proches que vous pouvez obtenir de cartes SIM indépendantes des opérateurs. Les informations d'identification clés requises pour accéder à plusieurs opérateurs sont écrites sur une carte SIM standard. Dans une UICC, l'accès est choisi au niveau logiciel ou firmware, et l'accès est validé au niveau de l'opérateur. Dans le SIM virtuel, il n'y a pas de carte SIM physique ; tout est stocké et contrôlé sur le cloud. Cela a conduit à la création de MVNO basés sur le cloud.

Les cartes SIM Nano sont idéales pour les produits IoT nécessitant des services cellulaires.

Malgré la disponibilité de nouveaux services MVNO, ils ne semblent pas avoir pris leur essor dans l'espace IoT car ces MVNO basés sur le cloud revendent essentiellement l'accès aux télécoms. Les développeurs peuvent aller directement chez l'opérateur principal et obtenir un accès mobile à tarif réduit.

Emprunter la voie traditionnelle et rester avec une carte SIM physique offre quelques avantages pour les développeurs d'écosystèmes IoT :

Changer facilement les cartes entre les appareils. Vous n'avez pas besoin de passer par une couche d'application ou de contacter directement votre fournisseur de SIM virtuelle pour déplacer le service entre les appareils. Il suffit de retirer la SIM d'un appareil et de la placer dans un autre.
Plus grand support pour les UICC physiques. Actuellement, il y a encore un plus grand support pour les cartes SIM physiques en termes de couverture réseau.
Compatible 5G. Si vous prévoyez d'opérer sur un réseau 5G, les UICC sont compatibles avec les technologies futures.
Sauvegarde pour la SIM embarquée. Certains modems sans fil ont une SIM embarquée à l'intérieur du module (appelée eSIM, ou SIM-sur-puce par certains fabricants de composants). Vous pouvez étendre vos options de connectivité avec un commutateur analogique (voir ci-dessous) pour l'interface avec une SIM supplémentaire.

Les principaux inconvénients de l'utilisation d'une carte SIM discrète et d'autres composants sont l'espace plus grand nécessaire sur la carte et l'absence de provisionnement à distance par les fournisseurs.

Options de composants pour les cartes SIM dans les appareils IoT

Si vous souhaitez travailler avec une carte SIM dans votre prochain appareil IoT, il y a un certain nombre de composants dont vous aurez besoin pour interfacer avec la carte et extraire les données selon les besoins. Voici quelques options pour votre prochain produit IoT.

Semtech, ECLAMP2465T

Avec les concepts et designs IoT industriels gagnant en popularité, le filtre de ligne EMI ECLAMP2465T de Semtech est un composant recommandé pour la protection ESD/EMI sur les lignes d'horloge, I/O, reset et d'alimentation pour les cartes SIM. Ce composant offre une protection ESD répondant aux normes IEC 61000-4-2 Niveau 4 jusqu'à ±18 kV (air) et ±10 kV (contact direct). Ce CI inclut une diode TVS supplémentaire sur le bus VCC pour une protection ESD additionnelle.

Schéma du filtre de ligne EMI ECLAMP2465T avec résistances de terminaison. Tiré de la fiche technique ECLAMP2465T.

ON Semiconductor, FSA2567MPX

Le FSA2567MPX de ON Semiconductor est un commutateur analogique basse consommation pour l'interface avec deux cartes SIM dans un seul système. Les systèmes à double carte SIM vous donnent la flexibilité de basculer entre plusieurs ensembles de données d'identification. Ce composant a été lancé à peu près en même temps que les premiers smartphones, mais il est toujours recommandé comme commutateur analogique pour l'interface avec les E/S à usage général dans le processeur de base de l'appareil. Ce CI offre une faible capacité d'entrée sur les lignes de données (10 pF) avec une faible consommation d'énergie (1 μA max) et au moins 160 MHz de bande passante (-3 dB).

Le FSA2567MPX offre une faible diaphonie avec un gain élevé jusqu'à une bande passante d'environ 100 MHz. D'après la fiche technique du FSA2567MPX.

Infineon, série SLM 97

Les produits IoT doivent être sécurisés, et la série SLM 97 de modules de sécurité d'Infineon offre une gamme de solutions de qualité industrielle. Les applications pour ces composants incluent eCall, l'IoT industriel, V2X, l'infrastructure intelligente et les domaines connexes. Ces modules communiquent via des interfaces standard (I2C, SPI, ISO 7816, GPIO, SWP) avec un cryptage AES 128/256.

Infineon propose un portefeuille de solutions pour la sécurité des systèmes embarqués destinées aux produits IoT.

Autres composants pour les produits IoT avec cartes SIM

Les produits IoT mobiles nécessiteront un certain nombre d'autres composants pour communiquer sur les réseaux cellulaires et d'autres protocoles au-delà des cartes SIM. Les modems cellulaires incluent les interfaces dont vous avez besoin pour communiquer avec une carte, mais d'autres composants incluent :

Peu importe le type de produit IoT que vous souhaitez concevoir, vous pouvez trouver les cartes SIM pour les dispositifs IoT et d'autres composants avec les fonctionnalités de recherche avancée et de filtrage sur Octopart. Lorsque vous utilisez Octopart, vous aurez une solution complète pour l'approvisionnement et la gestion de la chaîne d'approvisionnement. Jetez un œil à notre page de circuits intégrés pour commencer à rechercher les composants dont vous avez besoin.

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