Пересечение границ с SIM-картами в устройствах IoT

Создано: 18 Сентября, 2020
Обновлено: 1 Июля, 2024

Когда я беру в руки свой телефон, SIM-карта, вероятно, последнее, о чем я думаю. Большинство людей, не связанных с телекоммуникационной отраслью, вероятно, мало что знают об этих пластиковых картах. В самом простом смысле, SIM-карта помогает телекоммуникационному оператору идентифицировать ваш телефон, как только он попадает в зону действия сотовой вышки. Эти карты важны, поскольку они предоставляют устройствам уникальную идентификацию, которая затем может быть связана с вашим мобильным тарифным планом и вашим биллинговым аккаунтом. Инженеры IoT больше заботятся о первом, в то время как телекоммуникационные компании (неудивительно) больше заботятся о последнем.

Уже сейчас есть некоторые компоненты, которые вам нужно будет добавить, если вы хотите, чтобы ваш следующий продукт IoT имел сотовые возможности. Использование SIM-карты для устройств IoT для доступа к сотовым сетям предоставляет некоторые преимущества по сравнению с устройствами, способными работать в сотовых сетях без SIM-карт. Есть и другие компоненты, которые вам понадобятся для доступа к данным с SIM-карты для использования с местными операторами. Взгляните на наш краткий список основных компонентов, которые вам понадобятся, если вы хотите использовать SIM-карту в вашем следующем продукте IoT.

UICC и SIM-карты для устройств IoT, не зависящих от оператора

Чтобы понять контекст этого обсуждения, следует отметить, что текущий класс карт подписчика (SIM-карт) в отрасли известен как универсальные интегральные схемы карт (UICC). Связанный универсальный SIM (uSIM) - это логический модуль для доступа. Все, с кем я говорил в отрасли, используют SIM, uSIM и UICC практически как взаимозаменяемые термины, но я постараюсь здесь предоставить достаточное различие.

В недавнем прошлом ваша SIM-карта использовалась для того, чтобы привязать ваш телефон исключительно к определенному оператору мобильной сети (MNO, например, Verizon) или виртуальному оператору мобильной сети (MVNO, по сути, подсеть на более крупном операторе). Вы могли легко переставить свою SIM-карту в новый телефон (например, с телефонами AT&T), и ваша информация о подписчике была бы связана с новым телефоном. Это довольно простая концепция, но это было неприятно, если вы когда-либо хотели изменить информацию о подписчике/операторе для конкретного телефона. Вам нужно было заменить SIM-карту в устройстве на ту, которая была связана с вашим новым оператором, или вам приходилось надеяться, что ваш телефон поддерживает удаленное программирование.

Недавние достижения изменили эту динамику: UICC, как упоминалось выше, и виртуальная SIM. UICC настолько близки к операторонезависимым SIM-картам, насколько это возможно. Ключевые учетные данные, необходимые для доступа к нескольким операторам, записываются на стандартную SIM-карту. В UICC доступ выбирается на уровне программного обеспечения или прошивки, и доступ проверяется на уровне оператора. В виртуальной SIM физической SIM-карты нет; все хранится и контролируется в облаке. Это привело к созданию облачных MVNO.

Nano SIM-карты идеально подходят для продуктов IoT, требующих сотовых услуг.

Несмотря на доступность новых услуг MVNO, они, похоже, не нашли широкого применения в области IoT, поскольку эти облачные MVNO, по сути, перепродают доступ к телекоммуникациям. Разработчики могут напрямую обратиться к основному оператору и получить мобильный доступ со скидкой.

Выбор старомодного пути и использование физической SIM-карты предоставляет несколько преимуществ для разработчиков экосистемы IoT:

Легкость переключения карт между устройствами. Вам не нужно проходить через прикладной слой или напрямую связываться с вашим провайдером виртуальной SIM-карты, чтобы переместить сервис между устройствами. Просто извлеките SIM из одного устройства и поместите ее в другое.
Большая поддержка физических UICC. В настоящее время все еще существует большая поддержка физических SIM-карт в плане покрытия сети.
Совместимость с 5G. Если вы собираетесь работать в сети 5G, UICC совместимы с будущими технологиями.
Резерв для встроенной SIM. Некоторые беспроводные модемы имеют встроенную SIM-карту внутри модуля (называемую eSIM или SIM-на-чипе некоторыми производителями компонентов). Вы можете расширить свои возможности подключения с помощью аналогового переключателя (см. ниже) для взаимодействия с дополнительной SIM-картой.

Основными недостатками использования отдельной SIM-карты и других компонентов являются большее занимаемое пространство на плате и отсутствие удаленного программирования от провайдеров.

Варианты компонентов для SIM-карт в устройствах IoT

Если вы хотите работать с SIM-картой в вашем следующем устройстве IoT, существует ряд компонентов, которые вам понадобятся для взаимодействия с картой и извлечения данных по мере необходимости. Вот некоторые варианты для вашего следующего продукта IoT.

Semtech, ECLAMP2465T

С увеличением популярности концепций и дизайнов промышленного IoT, фильтр помех ECLAMP2465T от Semtech рекомендуется для защиты от ESD/EMI на линиях часов, ввода/вывода, сброса и питания для SIM-карт. Этот компонент обеспечивает защиту от ESD, соответствующую стандартам IEC 61000-4-2 уровня 4 до ±18 кВ (воздух) и ±10 кВ (прямой контакт). Этот ИС включает дополнительный диод TVS на шине VCC для дополнительной защиты от ESD.

Схема фильтра помех ECLAMP2465T с терминирующими резисторами. Из технического описания ECLAMP2465T.

ON Semiconductor, FSA2567MPX

FSA2567MPX от ON Semiconductor - это аналоговый переключатель малой мощности для взаимодействия с двумя SIM-картами в одной системе. Системы с двумя SIM-картами дают вам гибкость для переключения между несколькими наборами учетных данных. Этот компонент был впервые выпущен примерно в то же время, что и первые смартфоны, но он все еще рекомендуется как аналоговый переключатель для взаимодействия с общими целями ввода/вывода в базовом процессоре устройства. Этот ИС обеспечивает низкую входную емкость на линиях данных (10 пФ) с низким энергопотреблением (максимум 1 мкА) и по меньшей мере 160 МГц полосой пропускания (-3 дБ).

FSA2567MPX обеспечивает низкую перекрестную помеху при высоком усилении до ~100 МГц полосы пропускания. Из технического описания FSA2567MPX.

Infineon, серия SLM 97

Продукты IoT должны быть безопасными, и серия модулей безопасности SLM 97 от Infineon предлагает ряд решений промышленного класса. Применения этих компонентов включают eCall, промышленный IoT, V2X, умную инфраструктуру и смежные области. Эти модули общаются через стандартные интерфейсы (I2C, SPI, ISO 7816, GPIO, SWP) с шифрованием AES 128/256.

Infineon предлагает портфель решений для обеспечения безопасности встроенных систем, ориентированных на продукты IoT.

Другие компоненты для продуктов IoT с SIM-картами

Мобильные продукты IoT потребуют ряд других компонентов для связи в сотовых сетях и других протоколах, помимо SIM-карт. Сотовые модемы включают интерфейсы, необходимые для связи с картой, но к другим компонентам относятся:

Независимо от того, какой тип продукта IoT вы хотите разработать, вы можете найти SIM-карты для устройств IoT и другие компоненты с расширенными функциями поиска и фильтрации на Octopart. Используя Octopart, вы получите полное решение для поиска компонентов и управления цепочками поставок. Посмотрите нашу страницу с интегральными схемами, чтобы начать поиск необходимых компонентов.

Оставайтесь в курсе наших последних статей, подписавшись на нашу рассылку.