Типичный умный дом в 2020 году имел в среднем 50 подключенных устройств IoT — и это будет составлять 35 миллиардов устройств, которые, как ожидается, будут принадлежать нам, как потребителям, к концу 2021 года. Масштаб промышленных развертываний, которые позволяют предприятиям предоставлять услуги, например, поставки электроэнергии, воды, природного газа или надежность инфраструктуры снабжения продуктами питания, лекарствами и другие виды услуг.
Внедрение 5G ускорит развертывание подключенных устройств. Но, как и в случае с большинством прорывных новых технологий, 5G порождает свои проблемы, заставляя разработчиков задуматься о том, как они будут поддерживать новые радиодиапазоны, и усложнять устройство современных интернета вещей (IoT).
Все чаще речь идет об устройствах с низким энергопотреблением, долгим сроком службы в полевых условиях, низкой стоимостью и низкими уровнями физического доступа, а также их развертывание на больших расстояниях и в удаленных местах. Повсеместное подключение IoT к сотовым сетям является ключевым фактором для разработчиков на быстрорастущих рынках, таких как городская инфраструктура, «более интеллектуальный» транспорт, смарт потребители и устройства для умных городов, а также подключенное здравоохранение.
Сотовые интернет вещей уже давно является выбором безопасных, крупномасштабных и отказоустойчивых развертываний благодаря надежному модулю идентификации абонента (swapping of physical или сокращенно SIM), который аутентифицирует устройство. По мере того, как наши устройства становятся все меньше и удаленнее они должны выдерживать гораздо более широкий диапазон условий окружающей среды, защита идентичности устройства требует новых и более широких решений.
При использовании SIM-карт и сотового IoT во внимание принимается не только физическая конструкция. Масштабирование — это самая значительная возможность и препятствие для интернет вещей, и организациям необходимо подумать о том, как они будут управлять устройством и обеспечивать его безопасность на протяжении длительного жизненного цикла.
Подумайте о некоторых сценариях использования 5G в умных городах и логистике. Развертывание, управление и замена физических SIM-карт для обновления профилей пользователей или переключения сетевых провайдеров в этих удаленных местах сопряжены со значительными расходами как для OEM-производителей, так и для конечных пользователей.
Знакомимся с eSIM
Технология встроенной SIM-карты (eSIM или embedded SIM) по-прежнему является SIM-картой на аппаратной основе, но эта элегантная, надежная и масштабируемая технология постоянно впаяна в устройство и была разработана для решения некоторых проблем, препятствующих истинной масштабируемости в сотовом IoT (рисунок ниже). eSIM позволяет развертывать устройства в любом месте с существующим сотовым покрытием. Профили операторов или сетевых поставщиков могут обновляться по беспроводной связи на основе стандартов, которые обеспечивают удобство работы производителей устройств и операторов услуг.
iSIM строится на eSIM
Но есть еще кое-что: интегрированная SIM-карта (iSIM) использует все преимущества eSIM и встраивает их в постоянный аппаратный массив устройства, комбинируя SIM-карту с архитектурой системы на кристалле (SoC) и сотовым модемом. Использование безопасных мест в самом наборе микросхем занимает мало места на печатной плате. Он также вводит дополнительные уровни безопасности через аппаратный защищенный анклав (выделенный процессор для операций безопасности), который поддерживает целостность всех криптографических операций и операций, управляемых ключами.
Безопасность и масштабируемость идут в ногу
По мере увеличения количества атак на интернет вещей безопасность не может быть второстепенной. Интернет вещей продолжает захватывать основные процессы, то предприятиям следует обеспечить, чтобы и устройства (то есть сама конечная точка), и обмен данными (с технической точки зрения, безопасность передачи данных от микросхемы до облака) имели прочную основу для идентификации и доверия.
Для достижения масштабирования предприятиям нужны более простые способы производства, при этом сохраняя надежные преимущества безопасности, связанные с возможностями SIM-карт. Как правило, это становится проблемой по мере появления новых рыночных потребностей в IoT.
Самый быстрый рост развертываний eSIM и iSIM происходит на рынках, которые традиционно не работали по тем же ценам, что и промышленность сотовой связи или смартфонов. Несколько лет назад таких рынков, как управление парком электровелосипедов или электросамокатов или подключенных медицинских носимых устройств, не существовало в их нынешних реализациях.
В рамках этого предприятия нуждаются в упрощении, как спецификации материалов, так и цепочки поставок. iSIM коренным образом меняет способ, которым производители устройств могут получить доступ к сотовым возможностям для устройств, которые раньше не могли обслуживаться. iSIM обеспечивает высочайшую защиту учетных данных подписки и изолирует обработку в безопасном анклаве. Дополнительный уровень аутентификации служит основой доверия для безопасного обмена данными, сокращая при этом расходы на материалы.
Стандарт GSMA IoT-SAFE (IoT SIM Applet for Secure End-2-End Communication) для iSIM поддерживает всю безопасную инфраструктуру IoT от микросхемы до облака. Он позволяет iSIM аутентифицировать как данные для подключения, так и учетные данные приложений для любых данных, которыми обмениваются с любым облаком по любой сотовой сети с любого устройства.
Новые возможности
eSIM и iSIM — это решение существующих проблем, но они также открывают новые возможности для более широкой экосистемы IoT:
«В сфере IoT стоимость — это все, и именно здесь iSIM выделяется. Их значительная разница в стоимости позволяет использовать сотовые приложения, которые ранее не были жизнеспособными. Это совершенно новый мир интернет вещей, который мы только начинаем изучать. И iSIM делает этот новый мир возможным », — Алекс Синклер, технический директор GSMA.
Производители устройств и модулей получают выгоду от более оптимизированных процессов, таких как сокращение количества SKU, содержащих несколько SIM-карт для отдельных регионов, что позволяет им сосредоточиться на дополнительных услугах в ряде случаев использования. Например, мы наблюдаем, как логистические компании используют сотовые M2M-устройства с несколькими датчиками, работающими на основе технологии eSIM, для обеспечения глобального отслеживания в реальном времени. Поставщики «умной энергетики» обращаются к маломощным глобальным сетям (LPWAN) для развертывания своих интеллектуальных энергетических устройств с поддержкой eSIM по всему миру.
В смарт городах автопроизводители подключаются к сети 5G для обеспечения своей услуги «сотовый автомобиль для всех» (C-V2X), которая служит средством связи автомобилей со всем, что их окружает. Между тем, поставщики услуг интернет вещей могут выйти за рамки ограничений Wi-Fi без необходимости в дорогостоящей инфраструктуре, подключившись к технологиям LTE-M и NB-IoT, открывая для них более широкие рыночные возможности.
Сценарии использования столь же широки, как и привлекательны. eSIM и iSIM прокладывают путь к централизации сельскохозяйственных операций, поскольку меньшие по размеру и менее дорогие устройства слежения могут быть развернуты в удаленной пересеченной местности. А глобальные логистические провайдеры могут отслеживать больше активов в режиме реального времени с помощью маломощных модулей M2M, которые месяцами работают без подзарядки. Возможности, предоставляемые сотовым IoT на базе 5G, огромны. Технология iSIM снижает сложность и стоимость, а также обеспечивает безопасную основу, которая позволит IoT масштабироваться в волне развития 5G.
