【Arm 專欄】一表了解 SIM、 eSIM 與 iSIM

SIM 卡作為一種通訊識別工具,現在還有 eSIM 和 iSIM ,分別用在不一樣的使用情境⋯⋯
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本文為 Arm 提供,經 INSIDE 編審後刊載。

相信大家都對手機裡的 SIM 卡不陌生,也都曾有過出國前到處找迴紋針打開 SIM 卡插槽,以便換漫遊的 SIM 卡,然後回國卻找不到那張原來手機門號的 SIM 卡遭遇⋯⋯

一圖了解 SIM、eSIM、iSIM

這些年來,SIM 卡已從最初的 1FF(FF 代表型態因素)到 2FF(Mini SIM),3FF(Micro SIM),最後是 4FF(Nano SIM)。 不管是哪種型態因素 (FF),所有 SIM 卡都基於類似通用 IC 卡(UICC)的技術建構。 UICC 是一種安全的運算裝置,其中包含微處理器搭載晶片作業系統 (Chip Operating System ; COS) 執行指令,配合內建可加密主記憶體中儲存行動通訊公司的認證密鑰以提供用戶認證識別服務。

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但在未來的世界,SIM 卡即將消失,會換成 eSIM(嵌入式 SIM)或是 iSIM。而將來的商業運用,物聯網裡的「萬物聯網」時代,eSIM 或是 iSIM 更是物聯網的必備普及元件,其中的改變遠遠不止尺寸縮小那麼簡單。改為遠端配置的 eSIM 後,它將扮演著與行動業者傳輸的重要角色,賦予每個物聯網裝置獨一無二的識別資訊,以便傳輸資料與訊息到系統端,同時也有助於提高物聯網裝置的可擴展性。

eSIM 則是一種符合 GSMA 規範,實現了對任何行動數據連接裝置的遠端 SIM 卡開通(RSP)它可以輕鬆、安全地從行動網路電信公司空中設定 (OTA) 一個或多個設定檔。可以減少傳統 SIM 卡能被隨意取出或者移除,導致失竊或服務中斷的風險增加。

而 iSIM 其實就是是將 SIM 卡從單獨的晶片整合到系統單晶片 SoC(System on Chip)上,這將大大減少了電路板的占用面積,零件採購和物聯網裝置的製造成本。這將大幅縮小物聯網裝置的大小,可以增加更多的物聯網應用與環境。如採用 Arm iSIM 方案,特別設計的 Kigen OS 和安全指定位址空間(security enclave)可確保身份驗證是受保護的。

eSIM 應用場景

有了 eSIM 技術,資產追蹤( asset tracking)可確保資產運往到任何地方都有跡可循,也可以在世界各地的網路上進行配置,不再需要在運輸過程中互換實體 SIM 卡,也不用簽署高價的漫遊合約,可以使用 Arm Pelion Connectivity Management 的全球統一合約與費率。透過使用遠端 RSP,服務提供者可根據需要,從管理主控台上更改網路設定檔。

此外,在跨國或是廣大的工業用廠房或園區,電子追蹤也具有很高的價值。以往即時定位系統(RTLS)主要依靠 RFID 或藍牙技術,但始終有傳輸距離的限制。如今有了 eSIM,就可以通過低功耗廣域網路(LPWA)來實施目標追蹤和場區監測,尤其是經營者有多個廠房且分佈在不同地理區域的情況下,其功能性更佳顯著。

此外,採用 eSIM 代替可插拔 SIM 卡後,有助於設計人員縮小裝置尺寸,或者節省更多空間來嵌入更大容量的電池和更多感測器。例如,LPWA 連接和 eSIM 技術帶來了 mHealth(行動健康)的裝置變革。健康管理服務提供者使用 RSP 即可從一個中心位置來統一配置監測裝置,然後分別對各地患者給出相應醫療建議。無論患者是在醫療保健機構還是在家,裝置管理方式都是一樣的。血糖監測儀、心電圖(EKG)檢測儀、跌倒偵測器、AR 眼鏡等多種裝置都可以變得更安全、功耗更低。

Arm 提供成熟的 Kigen OS 解決方案,符合 GSMA 規範的 eUICC SIM OS在安全的基礎上,不論是在 eSIM 或是 iSIM 上都進行了優化。eSIM 技術可幫助 OEM 從極具成本效益的全球物聯網連接中獲益。更進一步來講,iSIM 還能優化物聯網裝置的成本效益、降低功耗和延長續航時間

在 5G 即將普及的時代,eSIM 和 iSIM 技術的前景一片光明,更是萬物聯網的重要關鍵,我們可以預見將來物聯網裝置會有爆炸式的成長。不論是晶片製造商、裝置製造商、行動網路電信商和應用提供商都將充分運用 eSIM 和 iSIM 展開創新,帶來更安全、互通性更強的物聯網應用。

下列圖表可以充分了解 eSIM/iSIM 的術語解讀:

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責任編輯:Mia
核稿編輯:Chris

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電動自駕車上路迎曙光!Turing Drive 借重 AWS IoT Lab 雲端服務,桃園青埔開放道路成功試營運

Turing Drive 透過 AWS IoT Core 進行資料彙整並集中傳送到 AWS 雲端,事後新創團隊更快梳理資料庫的數據,持續優化自駕車路線,AWS 除了技術面、架構面的協助之外,更重要是提供實作的引導,讓管理資料安全更有效率。
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電動車浪潮,讓無人自駕車的場景應用,增加更多想像空間!市調預測 2020~2024 年 L1-L5 等級電動自駕車,年複合成長率 18.3%。然而,電動自駕車要實際上路,除了要配套法規,保護乘客、行人的安全,更備受考驗。

團隊成員平均 30 歲的新創台灣智駕(Turing Drive)於 2018 年創立,致力研發可商轉的自動駕駛系統,他們開發的特製國產電動車,上路測試兩年行駛超過 30,000 公里、運載 70,000 位旅客。達成 98% 車輛妥善率,背後正仰賴龐大感測數據做為支撐,過程中 Turing Drive 借重 AWS IoT Lab 物聯網實驗室服務,讓創新之路更加拓寬。

特殊交通情境提供創新養分,封閉到開放場域 Turing Drive 累積實戰經驗與數據

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Turing Drive 執行長沈大維提出電動自駕車在台灣交通情境下所擁有的優勢與挑戰。

「要在台灣創新,尤其是電動自駕車全新題目,對我們新創是相當大挑戰,但也迫使我們每天想破頭思考,在困境之下該如何找出路!」Turing Drive 執行長沈大維開門見山表示,創業三年多來,走得每一步有多麼不容易。

Turing Drive 握有 CPU、GPU 平行運算核心能力,正因為資源稀缺,盡可能發揮自駕系統的多重定位技術,從GPS、光達、雷達、影像、到車體慣性導航等應用,Turing Drive具備足以提供市場最快速 time-to-market 應用方案。然而,除了握有 AI 演算、晶片感測能力,沈大維認為台灣的獨特交通情境,對發展自動駕駛技術推了一把。

他解釋,「台灣摩托車、汽車齊聚路上,還有偏鄉接駁、市區夜間公車專用道,多元交通環境交錯,讓我們嘗試用自動駕駛創造新的營運模式,這是其他國家沒有的先天優勢。」因為有實際場域得以試營運,Turing Drive 一路從封閉環境的桃園農博會、台中麗寶樂園,再到台北信義區夜間、桃園青埔的開放道路環境,象徵台灣交通情境的縮影,這家新創正逐步破關打怪。

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全台第一條電動自駕巴士路線,就在桃園青埔。

除了 Turing Drive 積極突破技術提升安全率,提供場域驗證、城市建設的桃園市也貢獻良多。桃園市政府經濟發展局局長郭裕信回應,桃園近年積極推動創新城市治理,被 ICF 智慧城市論壇評選為「全球智慧城市首獎」,電動自駕車是智慧城市的一環,因此桃園不遺餘力推動全台第一條自駕巴士路線試營運,提供載客接駁累計超過 800 位人次乘坐,創下 90% 乘客滿意度。

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桃園市政府經濟發展局局長郭裕信表示,桃園近年積極推動創新城市治理,電動自駕車是智慧城市的一環,因此桃園不遺餘力推動全台第一條自駕巴士路線試營運。

大量的感測、影像數據該如何加值使用?借力 AWS 邁向「雲」運算成必經之路

Turing Drive 的電動巴士每天在桃園青埔定點載客、行駛,可想而知,有多麼龐大的感測、影像數據不斷累積。沈大維點出過去其他案例測試時,若想達成 Data Driven 驅動更多自駕車服務,勢必要先克服數據的儲存、加值、運用等實際挑戰,他解釋,「以前用終端硬碟儲存資料,往往我們工程師要留守到半夜,再去插拔車上的硬碟、整理車子運行數據,我們發現這樣做很沒效率,甚至隨著數據資料越來越多,在分類管理的工作也更為困難。」

面對難題,就是尋求解方!Turing Drive 找上 AWS IoT Lab 物聯網實驗室,雙方開始盤點,該如何運用雲端環境的優勢,更輕鬆掌握、洞察自駕車數據的金礦。AWS IoT Lab 表示,

「我們從三大面向切入,協助 Turing Drive 加速他們開發流程、減少工程師例行工作,甚至將影像資料有效加值,又能確保資料安全。」

AWS 所説的的三大面向,正是 AWS IoT Lab 所提供的三項解決方案服務。首先針對工程師要排班到試營運現場,插拔硬碟下載資料的冗長流程,AWS 提供 AWS IoT Device SDK 透過 MQTT over TLS1.2 安全機制加密與 AWS IoT Core 連結,通過認證後可將終端裝置的資料傳到 AWS 雲端儲存。同時允許開發團隊從遠端,直接登入自駕車系統做韌體更新或回收數據等指令,大幅縮短 Turing Drive 在開發、調教程式的時間。

第二項服務則聚焦協助 Turing Drive 針對自駕車運行所錄製的影像,AWS 提供 Amazon Kinesis Video Streams (Amazon KVS) 服務,讓終端裝置的影像資料串流到 AWS 雲端平台,進行後續機器學習、分析處理。讓 Turing Drive 省去過去人工傳輸影響資料流程,也幫助開發團隊更便利做後續的資料加值利用。

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AWS IoT Solutions Architect Tec 介紹三項解決方案內容服務。

第三項則鎖定自駕車的資料,因為搭載光達、雷達、GPS、陀螺儀等感測器,每天每秒都在產生巨量資料,Turing Drive 透過 AWS IoT Core 進行資料彙整並集中傳送到 AWS 雲端,事後新創團隊更快梳理資料庫的數據,持續優化自駕車路線。除這三項關鍵服務,沈大維特別回應,「AWS 帶給我們技術面、架構面的協助之外,更重要是提供實作的引導,讓我們管理資料安全更有效率,把資料放到雲端儲存,再也不用煩惱地端伺服器的維護跟管理。」

Turing Drive、AWS、桃園市政府,各司其職聯手出力助攻電動自家車加速上路

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沈大維指出,電動自駕車上路的普及,須同步具備雲端數據解決方案與硬體環境的配合。

在 Turing Drive 的眼中,與桃園市政府合作在青埔導入電動巴士試營運只是開端,沈大維說:「十年、二十年後,我們認為新世代的智慧車會趨向平台化發展,一方面需要有像桃園市願意投資智慧城市硬體環境的地方政府;另一方面則仰賴 AWS 雲端方案,完善數位基礎建設來整合道路號誌資料、車輛運行資料,當這兩端同步發展之下,電動自駕車上路才會加速普及。」

尤其是自駕車數據背後隱含的商業創新,郭裕信回應說,「智慧城市治理最重要就是數據, Turing Drive 掌握的數據未來還能跟保險公司、電商導購做結合,只要資料去識別化在安全範圍下使用,相信 Turing Drive 與 AWS 兩家新創企業的創新能量,我們非常樂見有更多資料應用,搭配新興商業模式,在充滿活力的桃園市進行驗證,看見更多創新應用具體落地。」

Turing Drive 展望未來的佈局,沈大維認為自駕車的發展不會只靠一家企業單打獨鬥,未來他們將聯手產業鏈夥伴,將 AI 技術、車載設備、關鍵組件、路側設備端到端的解決方案輸出海外,放眼全球商機。他肯定表示,「AWS 雲端平台具備彈性,不斷推出新應用的價值,我們會持續與 AWS 合作,把新世代智慧車的數位基礎建設産品放在 AWS 平台一起推廣,鼓勵更多勇於築夢的新創,善用 AWS 的優勢展開創新之旅!」