Эволюция SIM-решений для IoT устройств

Согласно последним исследованиям компании «Ericsson», к 2024 году в мире будет работать более 22 млрд подключенных IoT устройств , из которых 4,1 млрд будут подключаться через сотовую связь. В результате такого роста рынка поставщики аппаратных решений, будут вынуждены заниматься разработкой стратегии, чтобы оставаться конкурентоспособными. Из-за большого разнообразия доступных IoT устройств, сетей, приложений и инфраструктуры разработать глобальную стратегию IoT становится все сложней.

Мировой рынок IoT насчитывает миллиарды устройств, и ожидается, что большинство из них будут недорогими, иметь небольшие размеры, ограниченную вычислительную мощность и объем памяти, работать смогут от батареи более 10 лет. Эти iot устройства должны оставаться подключенными, чтобы передавать данные с датчиков или принимать удаленные команды. Именно поэтому необходимы стандарты для безопасных устройств с надежной идентификацией, а также защиты данных от неправомерного использования при удаленных атаках.

SIM для IoT

Протокол 3GPP AKA является признанной технологией для аутентификации абонентов в сотовых сетях. Простота протокола также делает его пригодным и для IoT устройств. Исторически, пластиковые SIM-карты (UICC), содержащие учетные данные абонента, использовались для аутентификации, но у этого решения есть много недостатков для IoT применения. Одним из них являются затраты, связанные с ручной заменой SIM-карт при переходе между операторами. Такая замена практически невозможна для миллиарда IoT устройств, многие из которых устанавливаются в труднодоступных местах, встраиваются в стены или герметично закрытые области. Еще одним недостатком является увеличенная стоимость и размер физического устройства из-за использования считывателя SIM-карт. Хотя форм-фактор SIM-карты со временем уменьшился, но стоимость и размер все еще остается ограничивающим фактором для IoT-применения. Кроме того, логистика обслуживания SIM-карт также является дополнительным фактором увеличивающим общие затраты.

Технология встроенной SIM-карты (eSIM) позволяет удаленно предоставлять учетные данные абонента и устраняет некоторые из перечисленных выше проблем. Эта технология, которая уже используется сегодня, основана на встроенной технологии UICC (eUICC), которая представляет собой специальный чип, припаянный к устройству на стадии производства. EUICC меньше обычно SIM-карты и не требует кард-ридера, но стоимость использования eUICC может оказаться слишком высокой для недорогих IoT устройств с ограниченными возможностями.

Текущая эволюция

В настоящее время в отрасли ведется работа по определению интегрированного решения для SIM-карты (iSIM), в котором будет включена функциональность SIM-карты, а также поддержка удаленной инициализации, реализованной в доверенной среде внутри системы на кристалле. Это называется интегрированным UICC (iUICC). Но пока нет четкого определения iUICC, но можно ожидать, что в будущем появятся несколько конкретных решений от производителей оборудования.

Использование технологий eSIM и iSIM имеет решающее значение для сотовых IoT систем, и особенно для NB-IoT, для завоевания доли рынка. Технология аутентификации 3GPP AKA очень хорошо подходит для общей технологии доступа к сети. Ее можно преимущественно использовать с устройствами, которые подключаются через не-3GPP радиотехнологии, такие как WiFi и Bluetooth. Уже существующая инфраструктура аутентификации операторов мобильной связи может также использоваться для IoT устройств, не относящихся к 3GPP. Однако чтобы конкурировать с другими технологиями аутентификации, требуется эффективное и недорогое решение iSIM.

Будущие решения для SIM

Специалисты компании «Ericsson» работают над дальнейшей оптимизацией SIM-решений для IoT устройств. Цель данных разработок заключается в создании упрощенного решения для SIM-карт, которое позволит масштабировать IoT сети для миллиардов устройств.

Благодаря глобальному стандарту усовершенствованное решение для SIM-карт может уменьшить сложность инфраструктуры и самих устройств, а соответственно и их стоимость. Решение также должно снизить использование полос пропускания и локальных вычислений устройства, что, в свою очередь, продлит срок службы батарей.

SIM-карты и eUICC, используемые сегодня, содержат полную среду для загрузки и запуска приложений Java, а также имеют множество унаследованных функций и элементов данных. Чтобы снизить стоимость устройства, реализация SIM-карты, оптимизированная для недорогого ограниченного IoT, должна включать только минимальные функциональные возможности, такие как аутентификация доступа к сети и загрузка учетных данных новых абонентов, так называемый профиль SIM-карты. Это позволит уменьшить количество пакетов профилей SIM-карт, загружаемых на IoT устройства, с нескольких десятков килобайт сегодня до менее 200 байтов, при этом сохраняя необходимые данные в соответствии со стандартизированными форматами. Использование пакетов небольшого профиля экономит затраты в устройстве независимо от реализации xUICC с точки зрения хранения, мощности передачи и повышает надежность передачи по сравнению с пакетами большого профиля.