IoTデバイスにおけるSIMカードの境界を越える

投稿日 2020/09/18 金曜日
更新日 2024/07/1 月曜日

携帯電話を手に取るとき、SIMカードを考えることはほとんどありません。電気通信業界の外のほとんどの人々は、これらのプラスチック片についてあまり知らないかもしれません。最も単純な意味で、SIMカードは携帯電話が携帯電話の基地局の範囲内に入ると、通信キャリアがあなたの電話を識別するのを助けます。これらのカードは、デバイスに一意の身元を提供するため重要であり、それがあなたの携帯電話プランおよび請求アカウントにリンクされます。IoTエンジニアは前者をより気にかけ、通信業者は（驚くことではありませんが）後者をより重視します。

次のIoT製品にセルラー機能を持たせたい場合、追加する必要があるいくつかのコンポーネントが既にあります。IoTデバイスにSIMカードを使用してセルラーネットワークにアクセスすることは、SIMカードなしのセルラー対応デバイスに比べていくつかの利点を提供します。地元のキャリアとのデータアクセスのためにSIMカードからデータを取得するために必要な他のコンポーネントがいくつかあります。次のIoT製品でSIMカードを使用したい場合に必要な基本コンポーネントの短いリストをご覧ください。

キャリアに依存しないIoTデバイスのためのUICCとSIMカード

この議論の背景を理解するために、現在の業界では、サブスクライバー識別モジュール（SIM）カードは、ユニバーサル統合回路カード（UICC）として知られていることに注意する必要があります。関連するユニバーサルSIM（uSIM）は、アクセスするための論理モジュールです。業界で話をした全員がSIM、uSIM、UICCをほぼ交換可能に使用していますが、ここでは十分な区別を提供しようと思います。

最近まで、あなたのSIMカードは、特定のモバイルネットワークオペレーター（MNO、例えばVerizon）またはモバイル仮想ネットワークオペレーター（MVNO、基本的には大手キャリアのサブネットワーク）にあなたのハンドセットを専用に結びつけるために使用されていました。新しい電話にSIMカードを交換することができ（AT&Tの電話のように）、あなたの加入者情報が新しい電話にリンクされます。これは非常にシンプルな概念ですが、特定のハンドセットの加入者/キャリア情報を変更したい場合は面倒でした。新しいキャリアにリンクされたSIMカードをデバイスに交換するか、ハンドセットがリモートプロビジョニングをサポートしていることを願う必要がありました。

最近の進歩はこのダイナミクスを変えました：上述のUICCと仮想SIM。UICCは、複数のキャリアにアクセスするために必要な主要な認証情報が標準SIMカードに書き込まれている、キャリアに依存しないSIMカードにできるだけ近いものです。UICCでは、アクセスはソフトウェアまたはファームウェアレベルで選択され、キャリアレベルで検証されます。仮想SIMでは、物理的なSIMカードは存在せず、すべてがクラウド上で保存および制御されます。これにより、クラウドベースのMVNOが作成されました。

セルラーサービスが必要なIoT製品にはナノSIMカードが理想的です。

MVNOサービスの新しいオプションが利用可能になったにもかかわらず、これらのクラウドベースのMVNOは基本的に通信アクセスを再販しているため、IoT分野で広がりを見せていないようです。開発者はプライマリキャリアに直接行って、割引でモバイルアクセスを得ることができます。

古風な方法を選び、物理SIMカードを使用することには、IoTエコシステムの開発者にとっていくつかの利点があります：

デバイス間でカードを簡単に交換できます。 アプリケーション層を通じたり、仮想SIMプロバイダーに直接連絡したりする必要がありません。SIMを一つのデバイスから取り出して、別のデバイスに挿入するだけです。
物理UICCのサポートがより大きい。 現在、物理SIMカードはネットワークカバレッジの面でまだより大きなサポートを受けています。
5G互換。 5Gネットワークで運用する場合、UICCは前方互換性があります。
組み込みSIMのバックアップ。 一部のワイヤレスモデムには、モジュール内に組み込まれたSIM（一部のコンポーネントメーカーによってeSIMまたはSIM-on-chipと呼ばれる）があります。追加のSIMとのインターフェースにアナログスイッチ（下記参照）を使用して、接続オプションを拡張できます。

個別のSIMカードおよびその他のコンポーネントを使用する主な欠点は、ボードスペースが大きくなり、プロバイダーからのリモートプロビジョニングがないことです。

IoTデバイスのSIMカード用コンポーネントオプション

次のIoTデバイスでSIMカードを使用したい場合、カードとのインターフェースを確立し、必要に応じてデータを引き出すために必要なコンポーネントがいくつかあります。次のIoT製品に向けたいくつかのオプションです。

Semtech, ECLAMP2465T

産業用IoTの概念とデザインが人気を博している中、SemtechのECLAMP2465T EMIラインフィルターは、SIMカードのクロック、I/O、リセット、および電源ラインのESD/EMI保護に推奨されるコンポーネントです。このコンポーネントは、IEC 61000-4-2レベル4基準を満たすESD保護を提供し、±18 kV（空気）および±10 kV（直接接触）までサポートします。このICには、追加のESD保護のためにVCCバス上にTVSダイオードが含まれています。

ECLAMP2465T EMIラインフィルターの回路図と終端抵抗。 ECLAMP2465Tデータシートより。

ON Semiconductor, FSA2567MPX

ON SemiconductorのFSA2567MPXは、シングルシステムで2枚のSIMカードとのインターフェースに使用される低消費電力のアナログスイッチです。デュアルSIMカードシステムは、複数の認証情報セット間で切り替える柔軟性を提供します。このコンポーネントは最初のスマートフォンが登場した頃に初めてリリースされましたが、デバイスのベースバンドプロセッサの一般的なI/Oとのインターフェースに使用される推奨されるアナログスイッチです。このICは、データライン上の低入力容量（10 pF）を提供し、低消費電力（最大1 μA）および少なくとも160 MHzの帯域幅（-3 dB）を実現します。

FSA2567MPXは、約100MHzの帯域幅まで高い利得を持ちながら低いクロストークを提供します。FSA2567MPXデータシートより。

インフィニオン、SLM 97シリーズ

IoT製品はセキュリティが必要であり、インフィニオンのSLM 97シリーズのセキュリティモジュールは、産業グレードのソリューションを提供します。これらのコンポーネントのアプリケーションには、eCall、産業用IoT、V2X、スマートインフラストラクチャ、関連分野が含まれます。これらのモジュールは、標準インターフェース（I2C、SPI、ISO 7816、GPIO、SWP）を介してAES 128/256暗号化で通信します。

インフィニオンは、IoT製品向けの組み込みシステムセキュリティのソリューションポートフォリオを提供しています。

SIMカードを使用するIoT製品のその他のコンポーネント

モバイルIoT製品には、SIMカード以外のセルラーネットワークやその他のプロトコルで通信するための多くの他のコンポーネントが必要になります。セルラーモデムにはカードと通信するために必要なインターフェースが含まれていますが、その他のコンポーネントには以下が含まれます：

IoT製品のタイプに関係なく、Octopartの高度な検索およびフィルタリング機能を使用して、IoTデバイス用のSIMカードやその他のコンポーネントを見つけることができます。Octopartを使用すると、調達およびサプライチェーン管理のための完全なソリューションを持つことができます。統合回路のページを見て、必要なコンポーネントを検索し始めましょう。

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