Attraversare i Confini con le SIM Card nei Dispositivi IoT

Creato: settembre 18, 2020
Aggiornato: luglio 1, 2024

Quando prendo in mano il mio telefono, una SIM è probabilmente l'ultima cosa a cui penso. La maggior parte delle persone al di fuori dell'industria delle telecomunicazioni probabilmente non sa molto su questi pezzi di plastica. Nel senso più semplice, una SIM aiuta un operatore di telecomunicazioni a identificare il tuo telefono una volta che questo entra nel raggio di azione di una torre cellulare. Queste schede sono importanti poiché forniscono ai dispositivi un'identità unica, che può poi essere collegata al tuo piano telefonico mobile e al tuo conto di fatturazione. Gli ingegneri IoT si interessano più del primo aspetto, mentre le telecomunicazioni (non sorprendentemente) si interessano più del secondo.

Ci sono già alcuni componenti che dovrai aggiungere se vuoi che il tuo prossimo prodotto IoT abbia capacità cellulari. Utilizzare una SIM per dispositivi IoT per accedere alle reti cellulari offre alcuni vantaggi rispetto ai dispositivi capaci di connessione cellulare senza SIM. Ci sono alcuni altri componenti di cui avrai bisogno per accedere ai dati da una SIM per l'uso con operatori locali. Dai un'occhiata alla nostra breve lista dei componenti essenziali di cui avrai bisogno se vuoi utilizzare una SIM nel tuo prossimo prodotto IoT.

UICC e SIM per dispositivi IoT indipendenti dall'operatore

Per comprendere il contesto dietro questa discussione, si dovrebbe notare che l'attuale classe di schede modulo di identità dell'abbonato (SIM) è conosciuta nell'industria come schede a circuito integrato universale (UICC). Il relativo SIM universale (uSIM) è un modulo logico per accedere a tutti. Tutti quelli con cui ho parlato nell'industria usano SIM, uSIM e UICC quasi in modo interscambiabile, ma cercherò di fornire qui una distinzione sufficiente.

Nel recente passato, la tua SIM veniva utilizzata per legare esclusivamente il tuo telefono a un specifico operatore di rete mobile (MNO, come Verizon), o a un operatore di rete mobile virtuale (MVNO, sostanzialmente una sottorete su un operatore più grande). Potevi scambiare la tua SIM in un nuovo telefono con facilità (come con i telefoni AT&T), e le tue informazioni di abbonato sarebbero state collegate al nuovo telefono. È un concetto piuttosto semplice, ma era un problema se mai volevi cambiare le informazioni dell'abbonato/operatore per un particolare telefono. Dovevi sostituire una SIM nel dispositivo con una che fosse collegata al tuo nuovo operatore, o dovevi sperare che il tuo telefono supportasse la provisione remota.

Recenti avanzamenti hanno cambiato questa dinamica: le UICC come menzionato sopra e la SIM virtuale. Le UICC sono il più vicino che puoi arrivare a SIM indipendenti dall'operatore. Le credenziali chiave richieste per accedere a più operatori sono scritte su una SIM standard. In una UICC, l'accesso è scelto a livello di software o firmware, e l'accesso è validato a livello di operatore. Nella SIM virtuale, non esiste una SIM fisica; tutto è memorizzato e controllato sulla nuvola. Ciò ha portato alla creazione di MVNO basati sulla nuvola.

Le SIM Nano sono ideali per i prodotti IoT che richiedono servizi cellulari.

Nonostante la disponibilità di nuovi servizi MVNO, sembra che non abbiano preso piede nello spazio IoT perché questi MVNO basati su cloud stanno sostanzialmente rivendendo l'accesso alle telecomunicazioni. Gli sviluppatori possono andare direttamente al gestore principale e ottenere accesso mobile con uno sconto.

Seguire la vecchia strada e mantenere una SIM fisica offre alcuni vantaggi per gli sviluppatori nell'ecosistema IoT:

Scambiare facilmente le schede tra dispositivi. Non è necessario passare attraverso un livello applicativo o contattare direttamente il fornitore della SIM virtuale per spostare il servizio tra dispositivi. Semplicemente, si estrae la SIM da un dispositivo e la si inserisce in un altro.
Maggiore supporto per le UICC fisiche. Attualmente, c'è ancora un maggiore supporto per le SIM fisiche in termini di copertura di rete.
Compatibile con 5G. Se si intende operare su una rete 5G, le UICC sono compatibili con le tecnologie future.
Backup per la SIM integrata. Alcuni modem wireless hanno una SIM integrata all'interno del modulo (chiamata eSIM, o SIM-on-chip da alcuni produttori di componenti). È possibile espandere le opzioni di connettività con un interruttore analogico (vedi sotto) per interfacciarsi con una SIM aggiuntiva.

I principali svantaggi nell'uso di una SIM discreta e altri componenti sono il maggiore spazio occupato sulla scheda e la mancanza di provisioning remoto da parte dei fornitori.

Opzioni di componenti per le SIM negli dispositivi IoT

Se vuoi lavorare con una SIM nel tuo prossimo dispositivo IoT, ci sono numerosi componenti di cui avrai bisogno per interfacciarti con la scheda e estrarre i dati da essa secondo necessità. Ecco alcune opzioni per il tuo prossimo prodotto IoT.

Semtech, ECLAMP2465T

Con i concetti e i design IoT industriali che stanno guadagnando popolarità, il filtro di linea EMI ECLAMP2465T di Semtech è un componente consigliato per la protezione ESD/EMI su linee di orologio, I/O, reset e alimentazione per le SIM. Questo componente fornisce protezione ESD che soddisfa gli standard IEC 61000-4-2 Livello 4 fino a ±18 kV (aria) e ±10 kV (contatto diretto). Questo IC include un ulteriore diodo TVS sul bus VCC per una protezione ESD aggiuntiva.

Schema del filtro di linea EMI ECLAMP2465T con resistori di terminazione. Dal datasheet ECLAMP2465T.

ON Semiconductor, FSA2567MPX

Il FSA2567MPX di ON Semiconductor è un interruttore analogico a basso consumo per interfacciarsi con due SIM in un unico sistema. I sistemi con doppia SIM offrono la flessibilità di passare tra più set di credenziali. Questo componente è stato rilasciato circa nello stesso periodo dei primi smartphone, ma è ancora un interruttore analogico consigliato per interfacciarsi con i general-purpose I/O nel processore di base del dispositivo. Questo IC fornisce una bassa capacità di ingresso sulle linee dati (10 pF) con un basso consumo di energia (1 μA max) e almeno 160 MHz di larghezza di banda (-3 dB).

Il FSA2567MPX garantisce bassa diafonia con un alto guadagno fino a una larghezza di banda di ~100 MHz. Dal datasheet del FSA2567MPX.

Infineon, Serie SLM 97

I prodotti IoT devono essere sicuri, e la serie SLM 97 di moduli di sicurezza di Infineon offre una gamma di soluzioni di grado industriale. Le applicazioni per questi componenti includono eCall, IoT industriale, V2X, infrastruttura intelligente e aree correlate. Questi moduli comunicano tramite interfacce standard (I2C, SPI, ISO 7816, GPIO, SWP) con crittografia AES 128/256.

Infineon offre un portafoglio di soluzioni per la sicurezza dei sistemi embedded mirato ai prodotti IoT.

Altri Componenti per Prodotti IoT con SIM Card

I prodotti IoT mobili avranno bisogno di numerosi altri componenti per comunicare su reti cellulari e altri protocolli oltre alle SIM card. I modem cellulari includono le interfacce necessarie per comunicare con una carta, ma altri componenti includono:

Indipendentemente dal tipo di prodotto IoT che vuoi progettare, puoi trovare le SIM card per dispositivi IoT e altri componenti con le funzionalità di ricerca avanzata e filtraggio in Octopart. Quando utilizzi Octopart, avrai una soluzione completa per l'approvvigionamento e la gestione della catena di fornitura. Dai un'occhiata alla nostra pagina sui circuiti integrati per iniziare a cercare i componenti di cui hai bisogno.

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