Przekraczanie granic z kartami SIM w urządzeniach IoT

Utworzono: wrzesień 18, 2020
Zaktualizowano: lipiec 1, 2024

Kiedy biorę do ręki telefon, karta SIM jest prawdopodobnie ostatnią rzeczą, o której myślę. Większość osób spoza branży telekomunikacyjnej prawdopodobnie nie wie wiele o tych plastikowych elementach. W najprostszym sensie, karta SIM pomaga operatorowi telekomunikacyjnemu zidentyfikować twój telefon, gdy tylko znajdzie się w zasięgu wieży komórkowej. Te karty są ważne, ponieważ zapewniają urządzeniom unikalną tożsamość, którą można następnie powiązać z twoim planem telefonii komórkowej i twoim kontem rozliczeniowym. Inżynierowie IoT bardziej dbają o to pierwsze, podczas gdy telekomy (co nie jest zaskoczeniem) bardziej dbają o to drugie.

Jeśli chcesz, aby twój następny produkt IoT miał możliwości komórkowe, już teraz są pewne komponenty, które musisz dodać. Używanie karty SIM w urządzeniach IoT do uzyskania dostępu do sieci komórkowych zapewnia pewne zalety w porównaniu z urządzeniami zdolnymi do pracy w sieci komórkowej bez kart SIM. Istnieją również inne komponenty, które będziesz potrzebować, aby uzyskać dostęp do danych z karty SIM do użytku z lokalnymi operatorami. Spójrz na naszą krótką listę niezbędnych komponentów, jeśli chcesz użyć karty SIM w swoim następnym produkcie IoT.

UICC i karty SIM dla urządzeń IoT niezależnych od operatora

Aby zrozumieć kontekst tej dyskusji, należy zauważyć, że obecna klasa kart modułu identyfikacji abonenta (SIM) jest znana w branży jako uniwersalne karty obwodów zintegrowanych (UICC). Związany z tym uniwersalny SIM (uSIM) to logiczny moduł dostępu. Każdy, z kim rozmawiałem w branży, używa SIM, uSIM i UICC niemal zamiennie, ale postaram się tutaj dostarczyć wystarczające rozróżnienie.

W niedawnej przeszłości twoja karta SIM była używana do wiązania twojego telefonu wyłącznie z konkretnym operatorem sieci komórkowej (MNO, jak Verizon) lub wirtualnym operatorem sieci komórkowej (MVNO, czyli pod-siecią na większym operatorze). Mogłeś przenieść swoją kartę SIM do nowego telefonu z łatwością (tak jak w telefonach AT&T), a twoje informacje abonenckie byłyby powiązane z nowym telefonem. To dość prosta koncepcja, ale była uciążliwa, jeśli kiedykolwiek chciałeś zmienić informacje abonenckie/operatora dla konkretnego telefonu. Musiałeś wymienić kartę SIM w urządzeniu na taką, która była powiązana z twoim nowym operatorem, lub musiałeś mieć nadzieję, że twój telefon obsługuje zdalne programowanie.

Ostatnie postępy zmieniły tę dynamikę: UICC, jak wspomniano powyżej, i wirtualne SIM. UICC są tak blisko, jak można do kart SIM niezależnych od operatora. Kluczowe dane dostępu wymagane do dostępu do wielu operatorów są zapisywane na standardowej karcie SIM. W UICC dostęp jest wybierany na poziomie oprogramowania lub firmware, a dostęp jest weryfikowany na poziomie operatora. W wirtualnym SIM nie ma fizycznej karty SIM; wszystko jest przechowywane i kontrolowane w chmurze. Doprowadziło to do powstania chmurowych MVNO.

Nano karty SIM są idealne dla produktów IoT wymagających usług komórkowych.

Pomimo dostępności nowszych usług MVNO, nie zdają się one zdobywać popularności w przestrzeni IoT, ponieważ te oparte na chmurze MVNO są w zasadzie tylko pośrednikami w dostępie telekomunikacyjnym. Deweloperzy mogą bezpośrednio zwrócić się do głównego operatora i uzyskać dostęp mobilny ze zniżką.

Wybór tradycyjnej drogi i pozostanie przy fizycznej karcie SIM przynosi kilka korzyści dla deweloperów ekosystemu IoT:

Łatwa wymiana kart między urządzeniami. Nie musisz przechodzić przez warstwę aplikacji ani bezpośrednio kontaktować się z dostawcą wirtualnej karty SIM, aby przenieść usługę między urządzeniami. Wystarczy wyjąć kartę SIM z jednego urządzenia i umieścić ją w innym.
Większe wsparcie dla fizycznych UICC. Obecnie nadal istnieje większe wsparcie dla fizycznych kart SIM pod względem zasięgu sieci.
Kompatybilność z 5G. Jeśli zamierzasz działać w sieci 5G, UICC są kompatybilne z przyszłymi technologiami.
Rezerwa dla wbudowanej karty SIM. Niektóre modemy bezprzewodowe mają wbudowaną kartę SIM w module (nazywaną eSIM lub SIM-na-chipie przez niektórych producentów komponentów). Możesz rozszerzyć swoje opcje łączności za pomocą analogowego przełącznika (patrz poniżej) do interfejsu z dodatkową kartą SIM.

Główne wady korzystania z dyskretnej karty SIM i innych komponentów to większa zajmowana przestrzeń na płytce oraz brak zdalnego programowania przez dostawców.

Opcje komponentów dla kart SIM w urządzeniach IoT

Jeśli chcesz pracować z kartą SIM w swoim następnym urządzeniu IoT, istnieje wiele komponentów, które będziesz musiał zastosować do interfejsu z kartą i pobierania z niej danych w razie potrzeby. Oto kilka opcji dla Twojego następnego produktu IoT.

Semtech, ECLAMP2465T

Wraz ze wzrostem popularności koncepcji i projektów przemysłowego IoT, filtr liniowy EMI ECLAMP2465T od Semtech jest zalecanym komponentem do ochrony ESD/EMI na liniach zegara, I/O, resetowania i zasilania dla kart SIM. Ten komponent zapewnia ochronę ESD spełniającą normy IEC 61000-4-2 Level 4 do ±18 kV (powietrze) i ±10 kV (kontakt bezpośredni). Ten układ scalony zawiera dodatkowy diodę TVS na magistrali VCC dla dodatkowej ochrony ESD.

Schemat filtru liniowego EMI ECLAMP2465T z rezystorami zakończeniowymi. Z karty katalogowej ECLAMP2465T.

ON Semiconductor, FSA2567MPX

FSA2567MPX od ON Semiconductor to niskomocowy przełącznik analogowy do interfejsu z dwiema kartami SIM w jednym systemie. Systemy z podwójną kartą SIM dają elastyczność przełączania między wieloma zestawami poświadczeń. Ten komponent został wprowadzony na rynek mniej więcej w tym samym czasie co pierwsze smartfony, ale nadal jest zalecanym przełącznikiem analogowym do interfejsu z ogólnymi wejściami/wyjściami w procesorze bazowym urządzenia. Ten układ scalony zapewnia niską pojemność wejściową na liniach danych (10 pF) przy niskim zużyciu energii (maksymalnie 1 μA) i przepustowości co najmniej 160 MHz (-3 dB).

FSA2567MPX zapewnia niskie przesłuchy przy wysokim wzmocnieniu do pasma ~100 MHz. Z karty katalogowej FSA2567MPX.

Infineon, seria SLM 97

Produkty IoT muszą być bezpieczne, a seria modułów bezpieczeństwa SLM 97 od Infineon oferuje szereg rozwiązań przemysłowych. Zastosowania tych komponentów obejmują eCall, przemysłowe IoT, V2X, inteligentną infrastrukturę i pokrewne obszary. Moduły te komunikują się za pomocą standardowych interfejsów (I2C, SPI, ISO 7816, GPIO, SWP) z szyfrowaniem AES 128/256.

Infineon oferuje portfolio rozwiązań do zabezpieczeń systemów wbudowanych przeznaczonych dla produktów IoT.

Inne komponenty dla produktów IoT z kartami SIM

Mobilne produkty IoT będą potrzebować wielu innych komponentów do komunikacji w sieciach komórkowych i innych protokołach poza kartami SIM. Modemy komórkowe zawierają interfejsy, których potrzebujesz do komunikacji z kartą, ale inne komponenty to:

Niezależnie od typu projektowanego produktu IoT, możesz znaleźć karty SIM dla urządzeń IoT i inne komponenty dzięki zaawansowanym funkcjom wyszukiwania i filtrowania w Octopart. Korzystając z Octopart, masz kompleksowe rozwiązanie do zarządzania źródłami i łańcuchem dostaw. Zapoznaj się z naszą stroną układów scalonych, aby zacząć szukać potrzebnych komponentów.

Bądź na bieżąco z naszymi najnowszymi artykułami, zapisując się do naszego newslettera.