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e-SIM应用最新进展和未来前景展望
2017-6-20 9:21:41
    

    

  一、前言
  万物演进的轨迹总是在轮回中螺旋上升,不断进化。蜂窝移动通信开始是机卡合一的烧号方式,本没有实体身份卡,为了方便更换手机,SIM卡应运而生。曾经以机卡合一起步的CDMA,也在中国运营商的强力推动下,变成了机卡分离。如今为了迎接物联网的到来,又要回到机卡合一的结构,不过这是一个全新的e-SIM时代。
  1.SIM卡的基本概念
  SIM卡是Subscriber Identity Module(客户识别模块)的缩写,是在付费电话IC卡基础上发展起来的多功能智能卡,是客户身份识别的唯一标识。SIM卡主要功能是(1)存储用户相关数据,包括IMSI、Ki、运营商数据和用户后续存入数据等;(2)用户PIN的操作和管理;(3)用户身份鉴权;(4)保密算法及密钥。
  2.SIM卡的历史回顾
  SIM卡的历史其实并不久远,上世纪70年代随着IC卡的发明,通话预付费卡逐步流行,随后被用在通信手机的身份设别上,从此SIM卡大行其道。从卡的大小尺寸变化可从中窥见SIM卡的变迁史和移动通信的创新历程:
  (1)Standard SIM,使用起来比较直观,可以整张卡插在手机里;
  (2)Mini SIM,早期2G网络手机使用,规格约15mm×25mm;
  (3)Micro SIM卡,3G手机时开始普及这种Micro SIM卡;
  (4)Nano SIM卡,是目前为止最小最薄、功能强大的手机卡。
  二、e-SIM的概念和演进规范
  1.e-SIM的基本概念
  广义的e-SIM也即内嵌式(embedded)SIM或者虚拟(soft)SIM,没有实体的位置,为了方便这里统称为e-SIM。内嵌式SIM卡,实质上是将SIM卡加密数据由原来的存放在UICC电路上(就是我们所看到的物理SIM卡)转移到设备本身的另一个硬件上,目前GSMA的e-SIM主要是基于eUICC来实现。还有另一种虚拟(soft)SIM是纯软件形式,直接集成到通信模组或芯片中。
  e-SIM可作为智能设备功能模块的一部分,其具备可重复擦写功能,可随时写入,切换网络技术运营商等功能。从运营商和设备制造商的不同角度来看,他们对e-SIM 的理解和关注是不同的:
  (1)运营商从掌控物联网的角度,内嵌式SIM卡是为了适应物联网设备复杂多样的使用环境和控制成本,因为现有的SIM卡无法适应工业级环境的需求(高温、高湿,更换困难等特殊场合)。
  (2)终端设备制造商从摆脱运营商控制的角度,主要考虑增强设备功能,减小对运营商的依赖。
  2.e-SIM技术的优点
  相比传统的实体SIM卡,使用e-SIM技术的设备能够获得不少优势。首先是成本优势,e-SIM相较于实体SIM卡可以节约空间,便于设备结构设计,智能设备会更加轻薄;其次可靠性高,没有接触式等引起的可靠性问题,可适应复杂的恶劣使用环境;第三是安全性高,用户签约参数出厂后可编辑,可以进行远程配置、管理、找回与删除等安全防护;第四是便利性好,主要在M2M领域能够自由切换、更换运营商。
  3.e-SIM技术的规范演进
  GSMA于2013年12月发布应用于M2M领域的e-SIM生态系统架构及相关技术规范,到目前为止物联网e-SIM系列规范已经基本稳定。消费类电子产品方面GSMA已于2016年3月发布了针对智能手表、健身追踪器和平板电脑等消费类电子的e-SIM远程配置规范,相关其它规范处于快速发展阶段。
  虽然从技术角度来看,针对消费类电子的e-SIM和针对M2M的e-SIM非常相似,但实际上业务流程却是完全不同的,因为针对消费者的e-SIM将要求终端用户做出决定来激活一个新合约,而M2M的情况是电信运营商根据合约负责激活用户。虽然从长远来看,可重复编程e-SIM将成为智能手机的基础功能,从而使消费者们更容易更换或切换运营商,但是物联网和消费类电子各自的e-SIM架构在近期将仍继续独立发展,规范的融合仍需假以时日。
  三、e-SIM技术的最新应用进展
  e-SIM技术无论是第一代的内嵌式还是虚拟式都开始有实际的应用,这项技术能广泛应用在移动终端、智能家居、智能电网、车联网、远程计量监测、健康医疗、交通物流、移动支付、远程教育和位置跟踪等方面,适应万物互联,是产业链各方把控物联网终端和用户的必争之地,可以说前景十分光明。下面从运营商、终端设备商、利益相关方三个方面对e-SIM技术的最新应用做些介绍。
  1.传统运营商
  (1)AT&T、Telenor、Verizon等国际领先运营商和国内三大运营商都在尝试推出基于e-SIM的M2M业务。Verizon基于GSMA M2M 2.0的平台已经商用。AT&T推出e-SIM解决方案“Global SIM”,可应用于汽车、轮船及农用拖拉机等机器中。
  (2)NTT DoCoMo其他7家运营商共同成立的M2M World Alliance,并推出包含e-SIM在内的M2M解决方案,支持全球多家移动运营商的通信配置文件空口下载,重点发展汽车、智能电表、工程机械和零售贩卖机。
  (3)日本运营商软银近日宣布正在开发一个e-SIM平台,面向物联网领域。
  (4)欧洲运营商沃达丰利用e-SIM 技术重点发展智能电表和车联网。 Orange在2014年9月发布Orange Business Services (OBS),为通用、奥迪、宝马等提供e-SIM远程配置服务。
  (5)中国电信2016年完成了物联网e-SIM平台建设,力争2017年进行平台测试与机卡兼容性的测试,计划在今年实现物联网e-SIM商用。内嵌的e-SIM产品不可替换,而且仅和中国电信平台建立唯一的安全通道。中国电信可通过快速的部署物联网e-SIM产品,占领物联网设备入口,在未来的跨运营商合作中具备更大的话语权。
  (6)中国移推出自有e-SIM产品(虚拟式),并开始有些实际的应用,如江苏移动有车卫士产品,并和DoCoMo制定了跨运营商写卡的技术方案。中国移动把e-SIM技术作为核心运营优势在物联网设备中的延续,各级高度重视。
  国内外主导运营商在e-SIM竞争中的动作频频,很明显剑指物联网,都期望在后SIM时代继续绑定用户,掌控用户数据,作为提供深度服务的抓手。掌控e-SIM技术和平台已经成为运营商的共识。
  2.终端设备制造商
  (1)苹果公司在2014年新款iPad产品中推出了apple-SIM,用户可自主选择更换运营商,但支持apple-SIM的运营商有限。
  (2)华为公司2014年底在其高端手机中推出天际通产品,内置soft-SIM,向用户提供远程跨运营商写卡换号服务。
  (3)三星Gear S2 手表率先支持e-SIM,是业界首款内置e-SIM的手表。
  (4)2017年2月27日,世界移动大会期间联想集团推出首款真正具备e-SIM服务的笔记本电脑。
  终端设备制造商绕开运营商在智能穿戴和笔记本电脑这些消费类电子产品入手启动e-SIM,试图掌控产业链主导权的梦想没变,只是难度较大,周期较长。
  3.利益相关方
  (1)欧盟委员会将e-SIM用于车辆紧急呼叫服务——eCall的标配要求,要求成员国2015年起所有新车型必须适配该模块,在发生事故时可立即连接紧急服务。
  (2)高通、ARM等公司提出相关方案,推动e-SIM技术的发展。
  (3)2016年12月微软在Win10 Creator更新中提供新的无线连接选项,包括支持5G和e-SIM技术。
  (4)2017年5月30日,Intel、微软以及一些OEM厂商在中国台北电脑展宣布今年开始普及e-SIM技术。
  欧盟委员会主动推进e-SIM进程,值得中国借鉴。我们要掌控核心的技术和应用必须先行先试,即将到来的万物互联和5G时代更是如此,政府层面应该在资金和政策层面给予明确的支持。
  四、e-SIM技术的未来前景
  据权威部门预测,至2020年年新增e-SIM连接数将达到2亿个, 德国电信预计,至2025年,e-SIM将全面取代传统SIM,意味着物联网超过500亿连接数的市场均将使用e-SIM技术。从长远来看,e-SIM将成为智能手机的基础功能,从而使消费者们更容易切换或更换运营商。有理由相信e-SIM技术将成为包括手机、车联网、智能穿戴、智慧医疗、智慧城市(智能交通、物联网表、应急通信)等行业的一个共同发展趋势。虽然当前e-SIM发展仍存在技术标准、产业生态、商业壁垒等多方面的挑战,但是这项新技术和新业务的出现代表着通信产业发展的实际需求和将来的发展方向,e-SIM将成为下一个在物联网行业具有革命意义的技术。
  1.e-SIM技术在车联网上的应用
  汽车上使用e-SIM具备跨运营商写卡能力,除了e-SIM的种种优势如方便设计、增加可靠性、适应车辆恶劣环境、降低成本之外,首先是销售后可以方便选择车联网的运营商,其次是使用中用户可以跨境切换运营商,改善客户体验,同时还可以为车辆防盗安全等提供更多技术手段。
  2.在智能手表等可穿戴设备上的应用
  e-SIM技术在智能穿戴上是显而易见的应用之一,没有实体卡的设计应该更灵活、可以做得更小巧、防水性能更好等。e-SIM将首先被应用于智能手表,三星智能手表将成为率先吃螃蟹的,很有可能苹果的产品在不久的将来也会采用这项技术。
  这些新的基于e-SIM的智能穿戴、家居设备可以加入家庭计划和共享数据计划,共享移动数据流量。e-SIM提供了新的机会,是一种流量增收的新途径。
  3.在智能水、电、燃气表上的应用
  物联网技术在智能公用领域的应用由来已久,但是SIM方式存在维护成本高、改造成本大、可靠性低、功耗大等一系列问题。e-SIM模组的引入,可以简化开通流程,有效解决以上难题,符合传统表具升级换代的需求,同时管理人员可以更好的远程控制和管理,达到低成本、高可靠运营的效果。
  4.在智慧医疗设备上的应用
  智慧医疗领域中,物联网技术的应用正在逐步深入。但是当前医疗智能设备会受到电磁干扰、携带不方便等因素的影响,e-SIM模组可以使医疗设备的产品体积减小,提高抗干扰性,从而加强传输稳定性和数据可靠性。e-SIM技术的应用对于便捷式智慧医疗设备业务拓展和功能延伸有着重要意义。
  五、结束语
  不管是支持也好反对也好,e-SIM时代终将会来临,因为它体现的是客户的意志,代表的是未来的方向。我国三大运营商着眼未来,积极应对新时代的变革,各项准备工作都在紧锣密鼓地进行。迎接5G和物联网时代的e-SIM,是机遇也是挑战,但机遇明显大于挑战。只要能充分发挥e-SIM技术平台和产业链优势,掌控物联网设备入口,就能成为万物互联的主导者,那时手机用户从体量来说会变成小众,e-SIM带来的不利因素真的可以忽略不计,这一天值得我们期待。
  (冯武秀)
 
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