A IoT é o próximo desenvolvimento na vida moderna, evoluindo através da era atual de smartphones, tablets e wearables. Carros conectados, fones de ouvido inteligentes, tradutores de IA, sistemas de assistência pessoal alimentados por realidade aumentada, rastreamento de veículos, vigilância por vídeo apoiada por IA e muitos outros aplicativos incorporados se tornarão parte de nossa existência. Estes milhares de milhões de “coisas” precisam de conectividade à Internet e a tecnologia 5G será uma solução de conectividade significativa. A maioria dos dispositivos IoT dependerá da comunicação máquina a máquina (M2M), com pouca ou nenhuma interação com usuários humanos.
SIM incorporado (eSIM) ou cartão de circuito integrado universal incorporado (eUICC) é um cartão SIM (Módulo de Identidade do Assinante) integrado a um dispositivo e não pode ser removido dele. Ao contrário dos cartões SIM tradicionais, o eSIM não pode ser trocado de um dispositivo para outro. Em vez disso, é programável e pode ser provisionado remotamente. O SIM incorporado deve ser usado em dispositivos IoT que usarão redes 5G, principalmente para comunicação máquina a máquina. O eSIM pode quase substituir os cartões SIM tradicionais em celulares e tablets, pois é possível mudar de operadora no eSIM simplesmente reescrevendo o SIM integrado para novas configurações de software.
O que é eSIM
eSIM é uma especificação global da GSMA, a associação global de cerca de 800 operadoras móveis em todo o mundo. Ao contrário dos cartões SIM de plástico, o eSIM está integrado em dispositivos móveis e IoT e, como tal, não pode ser removido deles. Para mudar de uma operadora para outra, o usuário final precisará simplesmente atualizar as configurações do software sem fio. Em comparação com os cartões SIM tradicionais, os cartões eSIM integrados são muito robustos para ambientes extremos como temperatura, umidade, resistência à água, vibrações, etc. e, portanto, são mais adequados para conectividade à Internet em dispositivos IoT. Como especificação global, o eSIM segue as mesmas especificações de segurança dos cartões SIM convencionais.
Por que eSIM
O eSIM é especificamente útil no cenário IoT. Esta especificação é um desenvolvimento progressivo simultâneo à aplicação de redes móveis 5G para a Internet das Coisas, oferecendo diversas vantagens. Alguns dos principais benefícios do uso do eSIM/eUICC para aplicativos IoT são os seguintes:
- Conectividade global – A especificação eSIM é considerada adotada globalmente. Isso permitirá que os fabricantes projetem e implementem “coisas” que possam se conectar à infraestrutura da Internet de qualquer lugar e a qualquer hora. Será possível que dispositivos IoT contratem e forneçam instantaneamente pelo ar (OTA) para qualquer provedor de serviços de comunicação local (CSP), sempre que necessário. Se uma IoT ou um dispositivo móvel for implantado em um local mutável, será possível mudar instantaneamente o CSP para conceder acesso ininterrupto da Internet ao dispositivo.
- Flexibilidade – O eSIM permitirá que os usuários finais (consumidores e empresas) mudem instantaneamente de CSP ou configurem serviços disponíveis em um contrato com o CSP atual a qualquer momento. Essa flexibilidade de configuração e provisionamento instantâneos proporcionará verdadeiro poder aos usuários finais e permitirá que os dispositivos IoT operem com total flexibilidade.
- Universalidade – A especificação eSIM permitirá que os fabricantes integrem um único eSIM global à IoT e aos dispositivos móveis. O eSIM deve estar operacional em todo o mundo, independentemente da localização geográfica do dispositivo, do fabricante e do provedor de serviços de comunicação (CSP). Isto estabelecerá um padrão universal de conectividade celular para IoT e dispositivos móveis.
- Inicialização de conectividade – Os dispositivos IoT são implantados em grande escala. O processo de conexão de novos dispositivos ligados à infraestrutura da Internet é chamado de bootstrapping. A inicialização de milhões de dispositivos conectados deve ser totalmente automatizada e padronizada. Com SIMs tradicionais, nem a instalação nem a inicialização podem ser automatizadas. O eSIM resolve esse problema, eventualmente fazendo com que os dispositivos IoT nasçam para serem automaticamente conectados, configurados, gerenciados, protegidos e prontos para a nuvem.
- Inicialização do dispositivo – eSIM será extremamente útil no gerenciamento e segurança de dispositivos. Esses SIMs integrados podem se conectar automaticamente a uma rede segura e permitir que o dispositivo seja autogerenciado conectando-se a um servidor/nuvem.
- Robustez – Em comparação com os cartões SIM tradicionais, o eSIM é robusto a fatores ambientais extremos, como temperatura, vibrações e umidade. Eles podem ser integrados em dispositivos muito compactos sem qualquer problema de tamanho ou modelagem física do dispositivo.
Desvantagens do eSIM
O eSIM oferece muitas vantagens no caso de aplicações IoT. No entanto, pode haver algumas desvantagens do eSIM, especialmente no caso de dispositivos de consumo. O eSIM, sendo integrado ao próprio dispositivo, pode causar sérios problemas de privacidade quando usado em dispositivos móveis de consumo. O usuário final fica com o controle total do dispositivo com o fabricante e os provedores de serviços. A configuração e atualização automáticas podem causar uma violação da privacidade e segurança dos dispositivos e também dos usuários. A privacidade e a segurança dos dispositivos IoT com eSIM não podem ser garantidas até que a especificação seja adotada universalmente em todo o mundo.
Aplicativo eSIM e caso de uso
Os engenheiros podem escolher entre uma variedade de tecnologias e protocolos para permitir a comunicação M2M em um dispositivo IoT. Um fator importante na seleção de protocolos e tecnologias é o alcance da comunicação. Por exemplo, um dispositivo de consumo só pode exigir conectividade a poucos metros de um ponto de acesso. Nesse caso, Bluetooth ou Wi-Fi é suficiente para que o dispositivo se conecte à infraestrutura de internet. O Bluetooth pode facilitar a conectividade com a Internet a um dispositivo a uma distância de 10 a 100 metros de um ponto de acesso, e o Wi-Fi pode facilitar a conectividade com a Internet a uma distância de 32 metros de um roteador.
Quando um dispositivo IoT requer acesso além desta faixa ou o dispositivo é móvel, a conectividade celular é o único recurso para garantir o acesso à Internet para um dispositivo IoT/M2M. O tamanho típico da célula de uma rede móvel é de 16 a 30 Km, onde a rede celular opera como uma rede de área ampla (WAN). É fácil para um dispositivo se conectar a uma rede celular enquanto migra de uma célula para outra. É ainda possível que dispositivos móveis se conectem a uma rede via satélite. Portanto, a rede celular garante conectividade global a um dispositivo IoT/M2M.
Conectividade global, inicialização automática e provisionamento over the air (OTA) são os principais fatores envolvidos na implantação de eSIM em aplicativos IoT.
eSIM x cartões SIM x chip SIM
eSIM é a solução preferida para acesso à Internet por dispositivos IoT/M2M que precisam de acesso global, robustez e manuseio remoto. É importante entender como o eSIM difere dos cartões SIM e até mesmo dos SIMs com chip incorporado. Muitas vezes, os SIMs com chip incorporado são confundidos com eSIM.
Para se conectar a uma operadora (operadora de rede móvel/provedora de serviços celulares), um dispositivo precisa de SIM. Os cartões SIM vêm em quatro formatos ou tamanhos – 1FF, 2FF (Mini-SIM), 3FF (Micro-SIM) e 4FF (Nano-SIM). 1FF agora está obsoleto, enquanto 2FF a 4FF ainda dominam os cartões SIM de plástico em uso. Esses cartões SIM podem ser conectados a dispositivos móveis/IoT. Como os cartões SIM de plástico são removíveis, não são fisicamente robustos e não é possível automatizar a sua assinatura.
O chip SIM não é muito diferente de um cartão SIM normal. Chip SIM é um cartão SIM normal selado a vácuo em uma caixa que pode ser soldada a um dispositivo para permitir conectividade móvel. Como o chip SIM é soldado ao circuito de um dispositivo, não é manual remover o SIM dele. Devido à vedação a vácuo, o SIM ganha maior vida útil e robustez contra temperatura, umidade, vibrações e choques. O chip SIM está disponível no formato MFF2, que é quatro vezes menor que o Nano-SIM.
eSIM é uma tecnologia SIM completamente diferente, que não deve ser confundida com chip SIM. O eSIM vem em todos os formatos existentes – 2FF, 3FF, 4FF e MFF2. O eSIM está integrado ao circuito de dispositivos móveis/IoT. Outra diferença fundamental entre eSIM e cartões SIM com chip é o provisionamento remoto de SIM. O eSIM é essencialmente capaz de provisionamento remoto de SIM de acordo com a arquitetura padrão especificada pela GSMA. Para aplicações de consumo e M2M, o eSIM segue arquiteturas diferentes. O Chip SIM não é capaz de provisionamento remoto de SIM.
Outras tecnologias SIM estão em desenvolvimento, como nuSIM, iSIM e soft SIM. No entanto, estas tecnologias SIM não têm tanta aceitação, uma vez que estas tecnologias não são certificadas e podem apresentar ameaças à segurança. O eSIM parece ser a única solução viável para conectividade externa global para dispositivos IoT/M2M.
No próximo artigo, discutiremos a arquitetura eSIM para soluções de consumo e M2M.
