什麼是物聯網SIM卡?

物聯網(IoT)的發展及其獨特的需求推進了物聯網SIM卡的發展,IoT SIM卡是傳統SIM卡的變體,旨在存儲用戶信息並將手機鏈接到蜂窩網絡。

物聯網設備必須在沒有太多人爲監督的狀況下運行,更多的是與其餘機器交互,而不是與人交互。物聯網部署可能包括數千甚至數百萬個設備,須要一個穩定、靈活和安全的網絡鏈接。物聯網SIM卡的設計考慮到了這些要求。 可是物聯網SIM卡是如何工做的呢? 下面是它們的形式和功能的詳細介紹。


物聯網SIM卡地圖web

接觸芯片包裹在保護塑料中,是標準SIM卡最重要的部分。該芯片包括一個處理器,配備有16-256kb的電子可擦除可編程只讀存儲器(也稱爲EEPROM),以及不一樣數量的只讀存儲器(ROM)和隨機存取存儲器(RAM)。

SIM最初是爲了驗證消費者移動網絡上的用戶而開發的,SIM用做關於設備的獨特信息的存儲庫,包括身份驗證憑證和運營商數據,並充當容許設備訪問蜂窩網絡的密鑰。SIM卡對於物聯網應用尤爲有用,由於當正確配置時,SIM卡容許開發人員對單個設備進行身份驗證、跟蹤位置、監控數據使用狀況並管理本身的蜂窩數據網絡。

數據存儲和鏈接編程

移動電話的SIM卡一般存儲一組認證憑證,容許設備鏈接到網絡,包括安全密鑰、位置信息和聯繫人IoT-SIM卡供應商提供的IoT-SIM卡具備相似功能,識別設備以接入網絡,控制鏈接,管理安全功能並容許設備發送和接收數據。傳統SIM卡和物聯網SIM卡都包含如下識別信息:

  • 集成電路卡ID(ICCID)安全

    ICCID是分配給SIM卡的一種獨特的數字組合,用做單個芯片的標識。ICCID編號也用於識別eSIM配置文件。在物理SIM卡中,iccid顯示在外殼上,也存儲在處理器內部。

  • 身份驗證密鑰(Ki)微信

    每一個SIM卡都包含一個128位值形式的惟一身份驗證密鑰。全球移動通訊系統協會(GSMA)分配Ki,它使用質詢-響應交換對設備進行網絡認證。實際的Ki不會經過網絡傳輸,這使得沒法進行攔截,並確保設備及其數據的安全。

  • 位置區域標識(LAI)網絡

    公共陸地移動網(PLMN)的每一個扇區都被分配一個標識符或LAI。LAI包含移動國家代碼(MCC)、移動網絡代碼(MNC)和更具體的位置區號(LAC)。這種數據組合使網絡可以精肯定位SIM卡及其附屬設備的位置。


物聯網SIM卡外形尺寸編輯器

隨着SIM技術的發展,隨着最新的嵌入式表單徹底放棄了它們各自獨立的解剖結構,這些卡變得愈來愈小。早期移動電話中使用的原始信用卡大小的SIM卡(1FF)已再也不使用,但市場上仍有其餘類型的SIM卡。根據設備類型、環境條件、網絡標準和所需數據速度等因素,在物聯網部署中,一些形狀因素比其餘因素更有效。當鏈接的設備必須在各類極端溫度或惡劣條件下工做時,最好選擇工業級SIM卡。

可在2FF-4FF,這些堅固的卡提供額外的保護層,以防止振動和變質。如下是適用於物聯網的四種SIM形式因素的細分:

  • 迷你SIM卡(2FF)flex

    Mini-SIM是在上世紀90年代中期推出的,它的接觸芯片與較大的1FF相匹配,以適應較小的移動設備。它長約25毫米,寬15毫米,是三張可移動SIM卡中最大的一張。迷你SIM卡一般用於自動售貨機和車輛跟蹤中的物聯網應用。

  • 微型SIM卡(3FF)spa

    因爲處理器與Mini-SIM基本相同,Micro-SIM在更小的封裝中提供了相同的存儲和身份驗證功能。尺寸爲15mm×12mm的Micro-SIM是其前代產品的一半大小,能夠輕鬆地安裝到更緊湊的物聯網設備中,如平板電腦、調度單元和移動醫療設備。

  • 納米SIM(4FF).net

    儘管處理器和內存與Mini-SIM和Micro-SIM相同,Nano-SIM(4FF)目前提供的最小可移動卡選件爲12.3mm×8.8mm。Nano-SIM的厚度也比Micro-SIM薄15%左右,適用於移動支付設備和可穿戴設備等物聯網應用。

  • 嵌入式SIM卡(eSIM或eUICC)設計

    嵌入式SIM(eSIM)也被稱爲嵌入式通用集成電路卡(eUICC),因爲其在物聯網應用方面的巨大潛力,引發了普遍關注。根據最近的一份報告,eSIM可能成爲物聯網的最佳移動交換解決方案,由於它使運營商可以更好地控制漫遊成本和鏈接質量。目前最小的SIM爲6mm×5mm,eSIM直接焊接到移動設備內部的板上,使其在惡劣條件下更具彈性。因爲SIM卡已經嵌入設備中,用戶無需安裝或更換可拆卸卡,這爲但願部署數千臺聯網無線設備的企業節省了大量時間。eSIM還能夠更好地抵抗外界干擾,如振動和碎片,而且因爲其較小的尺寸,使得設備設計更加靈活。可是eSIM還有另外一個更值得注意的功能遠程配置,即無需更換SIM卡就能夠管理多個設備身份。


物聯網應用

隨着市場的爆炸式增加,硬件製造商正在設計帶有物聯網應用的SIM卡變體,物聯網SIM卡提供商正在選擇這些應用。工業級物聯網SIM卡可在-40℃至105℃的溫度下工做,使其成爲應急響應、天氣監測和工業物聯網(IIoT)等用例的最佳選擇。

最終,物聯網SIM卡的用途與傳統的移動電話SIM卡不一樣。它們在鏈接的設備和雲之間提供了一個連接,在這裏收集的數據能夠經過物聯網管理平臺進行聚合和訪問。物聯網SIM卡專一於管理大型設備組,在如下領域提供了更大的靈活性和支持:

  • 數據使用

    在某些部署狀況下,物聯網SIM卡以不一樣的速率收集和傳輸數據,所以鏈接服務提供商一般會提供聚合數據包,這些數據包是根據公司的特定需求定製的,並容許整個設備組從單個數據使用限制中提取數據。


  • 長壽

    一旦部署,物聯網設備可能不容易訪問,例如,若是它們在地下深處的礦井內或附着在海洋中的浮標上。所以,設備及其全部組件(包括SIM卡)的壽命相當重要。工業級可移動物聯網SIM卡提供了更長的使用壽命和堅固性,但eSIM爲難以觸及的部署提供了最佳解決方案。eSIM被設計爲在其所嵌入的設備的生命週期內持續使用,是物聯網應用的最佳選擇。


  • 網絡鏈接

    物聯網SIM卡配備在多個網絡之間漫遊。例如,若是物聯網部署用於車輛跟蹤,單個設備將自動鏈接到給定區域內最強的網絡。兼容的蜂窩網絡將取決於提供商,但許多物聯網項目使用與智能手機相同的2G、3G、4G LTE和Cat M1蜂窩網絡進行鏈接。其餘網絡,如LoRaWAN、NB IoT和Sigfox是爲物聯網設計的低功耗廣域網,在許多應用中多是可行的選擇。


  • 遠程資源調配(eSIM)

    雖然漫遊物聯網SIM卡在網絡鏈接方面提供了一些靈活性,但eSIM容許更大的自由度。在製造時,GSMA的eSIM規範配備了一個「引導」配置文件,以容許設備與網絡的初始鏈接。而後,移動網絡運營商發送一個SIM配置文件來覆蓋引導。若是未來須要更換到另外一個網絡提供商,新的運營商能夠向芯片發送新的SIM配置文件,替換第一個配置文件。這種切換SIM卡身份的能力被稱爲遠程配置,它爲須要更換運營商的物聯網部署提供了極大的簡化,而不是派遣人員到現場更換每臺設備上的SIM卡,物聯網管理器能夠遠程進行轉換,從而大大節省了成本和時間。



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