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以即用eSIM 行動通訊能力快速安全大規模部署工業物聯網
 

【作者: Olivier Carron、Dejan Rasuo】   2020年07月28日 星期二

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就連網能力而言,負責打造工業物聯網及 M2M 解決方案的OEM,以及購買及部署這類解決方案的公司和企業都面對了多項挑戰。易於設計、整合及測試是開發階段的關鍵所在,而能夠快速推出、大規模佈署、橫跨不同地理區域,亦或配合在區域間的移動,都是實作階段的重點。而且,和消費性產品不同的是,這些裝置的關鍵在於須以長期、可靠及安全的方式長時間運作,特別是當部署在偏遠及惡劣環境和地點的物聯網裝置。


在我們現在所生活的世界中,「智慧連網」對消費性產品及商業領域的重要性與日俱增。有人預測 2025 年之前連網裝置數量將達到 250 億部以上,雖然其中許多是智慧型手機和平板電腦,但構成物聯網(IoT)的各種「裝置」數量將更加驚人。同時人們也朝向更自由行動的生活型態發展,企業也更加遍佈各地,讓國境的影響力持續下降。雖然大部分IoT及M2M裝置為固定式(例如與公用事業公司自動通訊的遠端監視器或智慧電表),但 IoT 裝置製造商為了達到規模經濟並維持競爭力,必須在不同國家及地區部署相同裝置。以上種種在法規遵循方面的需求通常並不相同。



圖一 : 連網 IoT 應用涵蓋各式各樣靜態及行動的消費性與企業應用
圖一 : 連網 IoT 應用涵蓋各式各樣靜態及行動的消費性與企業應用

此外,IoT 裝置在越來越多的應用中都具有行動性質,例如資產追蹤、物流甚至是連網車輛,都可能在使用期間跨越國境。但不論裝置位在何處都必須維持連網,才能執行必要作業及接收韌體更新,以因應各種軟體問題及提供全新功能。


現今技術最基本的條件就是在部署後「立即可用」,即使跨越國境也要持續運作。接下來要探討的 eSIM,是與適當的連網平台搭配使用,將扮演日漸吃重的角色,協助確保大規模工業 IoT (IIoT)部署能夠達到前述基本條件。


嵌入式 SIM(eSIM/eUICC)

行動連網是提供日常功能及遠端更新的基礎所在,協助因應現今工業 IoT 應用的相關需求。目前以 eSIM 技術提供行動連網的情形持續增加,因為 eSIM 可降低設計複雜度、提供規模經濟、簡化產品管理、縮短上市時間,並支援在全球各地快速部署及最佳化運作。


eUICC將可拆卸的傳統SIM卡更換為使用者身分識別模組;這類模組是以GSMA (www.gsma.com) 的全球規格為依據,以硬體接線的方式置於裝置內部。汽車產業是最早採用此項技術的產業之一,預期在 2025 年之前將有 20 億部以上的裝置透過 eSIM 連網,佔總連網的比例持續增加。


如果使用實體 SIM,通常裝置與 SIM 是分別被取得及配置,雖然這對消費者並不是太麻煩的問題,但是對大規模部署的工業 IoT 裝置而言,將造成嚴重的資源問題。此外,如果需要配合多家行動網路業者(MNO)提供全球或甚至區域的覆蓋範圍,更讓這項問題雪上加霜。


eSIM可讓終端使用者直接由雲端下載數位設定檔至裝置,讓裝置能夠輕鬆切換MNO,不再需要前往門市或等待實體 SIM 寄送到府。企業則可利用eSIM提供的彈性輕鬆新增連網裝置,並在使用者之間交換裝置,無需更換SIM。eSIM 遠端管理工具可依據各個員工的需求,建立專屬的使用者設定檔。


至於在 IoT 方面,裝置製造商及企業也可從中獲益,因為製造商可提供立即可用的連網能力支援全球部署。eSIM 也可強化安全性,因為 eSIM 安裝至裝置後就無法實際移除,亦即可限制用戶/員工可使用的裝置及存取的資料。


多行動網路業者的挑戰

對尋求在全球各地實作的公司而言,如何處理多MNO問題一直都是重大挑戰。如果應用需要在地區之間移動,特別是在漫遊時間受限的情況下,就會在互通性、連網能力及法規等層面,產生更為複雜的艱鉅挑戰。


硬體配備SIM卡用於特定MNO,或是透過硬體鎖定使用特定MNO,都是不理想的過時作法,非常不方便,對需要大規模部署的企業更是如此。例如IoT 裝置可能位於偏遠地區,因此實際更換 SIM 可能具有成本昂貴、需要大量資源及耗時等問題。如果只是在現場擁有數部裝置或全球漫遊需求有限的公司,都會因此感到挫折,那麼對部署數百或數千部裝置的公司而言,更是難以承受多 MNO 方法所帶來的複雜度及高額成本。


還好這類大規模使用者現在可使用全方位的連網能力管理平台,因應前述眾多挑戰。這種方式可讓單一公司(平台供應商)與全球數十家 MNO 協調及維持連網合約,並以透明方式向平台使用者提供存取權限。


結合 eSIM 及管理平台

結合 eSIM 技術及前述連網平台,可運用統合連網的強大力量,打造次世代的全球 IoT 部署。有效結合軟硬體能讓公司感到安心,瞭解部署後硬體能在世界各地安全可靠地連網。同時公司若能選擇適當平台,就不必自行負責複雜的合約協商及帳單作業。


英飛凌科技與Tata Communications為了實現以上目標攜手合作,期望打造統包的「連網就緒」eSIM 解決方案。英飛凌/Tata Communications 解決方案可為大規模 IoT 部署提供端對端通訊,在 200 個以上國家和地區打造緊密無縫、安全無虞且預先整合的網路覆蓋範圍。


適用於行動 IoT 裝置的OPTIGA Connect eSIM,是以英飛凌 SLM 97 高效能安全控制器為基礎,並採用符合 GSM eSIM M2M 規範的作業系統。eSIM 技術可提供遍及全球的覆蓋範圍,涵蓋 2G、3G、4G、LTE-M 及 NB-IoT 網路。



圖二 : 英飛凌 OPTIGA Connect eSIM 提供各種連網選項
圖二 : 英飛凌 OPTIGA Connect eSIM 提供各種連網選項

Tata Communications 的 MOVE平台負責提供連網能力,是全球首創真正的全球區域行動網路,可在全球提供不受網路影響的跨境行動連網能力;其中以「跨電信業者」原則為基礎,可在 200 個以上國家及地區存取 640 多家 MNO。所有資料流量都是由距離最近的區域網路連接點 (PoP) 處理,以確保最佳服務品質,同時與主要雲端供應商預先整合的互連功能,則可透過私有網路提供安全無虞的行動連網。


MOVE平台有許多優點,不過其中最重要的部份,就是簡易輕鬆的實作及使用方式。這款高度整合平台提供智慧連網能力,能以單一概觀掌握完整系統,如果使用多家不同供應商絕對無法做到。



圖三 : Tata Communications MOVE平台是世界首創真正的全球區域行動網路
圖三 : Tata Communications MOVE平台是世界首創真正的全球區域行動網路

IoT 裝置的網路連網作業設定檔及功能,會在部署前於英飛凌安全無虞的設施安裝至 eSIM 之中。有了預先整合的開機啟動設定檔,製造商就只需要處理與 Tata Communications 之間的單一協定,不必應付眾多不同的 MNO。


OPTIGA Connect 解決方案能輕鬆部署及管理以行動網路為基礎的大規模物聯網裝置。裝置製造商可供應能在全球各地使用的產品,不必針對個別市場推出特定版本。如此不僅可達到規模經濟,經由簡化產品管理來降低成本,亦能大幅縮短產品上市時間。


此外,從遠端透過無線軟體啟動及設定物聯網裝置,便能自動且安全地讓大量裝置上線,使用案例包括智慧電錶部署或遙測及車隊管理應用;這類應用需要橫跨廣大的地理區域部署裝置。有了OPTIGA Connect eSIM IoT,就可完全透過線上入口網站從遠端管理裝置或裝置群的網路連網。由於產品完全符合GSMA的遠端 SIM 配置(Remote SIM Provision)規格,因此可在裝置生產、出貨及部署後選取連網供應商,也能在整個產品生命週期過程中變更,不但易於使用,也可彈性選擇 MNO 及數據方案。


(本文作者Olivier Carron1、Dejan Rasuo2為英飛凌科技1物聯網安全應用行銷資深總監、2Tata Communications 全球策略物聯網聯盟暨微電子及 OEM部門總監)


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