NO.49 | 2018.11.30
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【108年智慧城市展參展主題系列】智慧聯網,嵌入式SIM(eSIM)管理創新服務_應用服務組 陳韋伊副主任



物聯網機器對機器(M2M)的通訊,需要穩定、可靠與承受惡劣環境,符合此條件的eSIM解決方案因應而生;
TTC將導入SM(Subscription Manager)平臺提供eSIM遠程配置管理服務
 
eSIM新趨勢
    隨著物聯網產品大量的建制,需要更便利、機動性高的連網功能,為避免人工置換實體SIM卡及被鎖定只能使用單一業者的網路,而採用嵌入於設備中的eSIM解決方案,透過OTA(over-the-air)遠端下載電信門號設定檔(profile),可靈活即時開通啟用,是必然的發展趨勢。

eSIM因服務應用模式不同而分兩類,如圖一所示:
   1.消費性產品 (consumer): 如手機、手錶,是由消費者透過產品的使用介面(UI)設定、選擇、確定使用的網路,下載profile(pull方式)。
   2.IoT機器對機器 (M2M): 如車聯網、智慧路燈,是由設備/服務商透過後端系統設定,直接傳送profile完成網路配置,不須人工操作(push方式)。

    根據市場研究機構IHS Markit的報告,預估到2021年eSIM總出貨量將增至9.86億,如圖二所示。在台灣各電信業者正極力推廣eSIM物聯網服務,政府也積極將其導入智慧電錶、智慧路燈等應用,進而推展至瓦斯錶、智慧醫療設備及工具機,陸續採用eSIM方案,提高eSIM的市場,逐漸擴大eSIM物聯網應用之成長與需求。 

圖一: M2M vs. Consumer
Source: NTT DOCOMO Technical Journal Vol 19 No.2



圖二:eSIM出貨量
Source: IHS Markit
 
eSIM特性與優勢
    eSIM所具有的抗高溫、濕度、腐蝕、震動、電磁干擾、低耗電…等物理及電氣特性,足以滿足使用物聯網設備10年的生命週期;亦可因應網路品質退化、或為流量資費最佳配置,而選擇隨時更換電信業者網路,確保服務品質不中斷。
    對製造商而言,由於eSIM體積小巧(如圖三),不須卡槽設計,可節省空間、降低生產成本;因profile配置可在出貨後由後端系統執行,增進配送效率與簡化部署作業,不需要另行購買及配銷各種不同SIM卡用於特定設備,則有助於國內或國際設備廠降低營運成本,實現單一庫存跨區域跨行動網路業者之目標。
 

圖三: MFF2 為物聯網規格;WLCSP為iPhone規格
Source: http://combohuang.pixnet.net/blog/post/212714124-esim

 
eSIM與SM平臺的運作
   除了使用行動通訊網路的IoT/M2M設備得嵌入eSIM之外,需要有後端SM平臺執行profile下載、可動態管理多個profiles,並與電信業者合作制訂燒入eSIM的引導程序(Bootstrap)與提供訂閱網路服務的profile。Bootstrap是用於設備第一次開機使用時,從SM平臺下載profile供上網之用;

SM平臺由兩個要件組成:
    SM平臺的兩個要件為  SM-DP (subscription  manager-data  preparation) 及  SM-SR (subscription   manager-secure routing)。SM-DP儲存、管理電信設定檔profiles,而SM-SR配置、管理eSIM晶片的資訊;必須與電信業者 upstream  &  downstream 系統完成介接整合後,從企業/電信後端系統內的規則決定並選擇如何部署設定檔 ( download/ enable/ disable/delete)。

當更換訂閱服務時,如圖四­­-運作機制可從遠端將已部署的profile切換:
  1. 初始M2M設備使用MNO A的網路,這時eSIM只有MNO A profile。
  2. 企業/用戶至MNO B簽新約指定切換使用MNO B網路。
  3. MNO B上傳即將開通的profile電子檔至SM平臺,並由指令下載至eSIM。
  4. 執行切換指令把MNO A profile停用(disable)並把MNO B profile啟用(enable)。
  5. MNO B profile啟用後,即用MNO B網路,並通知SM系統成功完成指令。

圖四:切換網路之運作
Source: NTT DOCOMO Technical Journal Vol. 16 No.2
 
eSIM導入的流程
  1. 選擇符合GSMA規範及有SAS-UP認證合格之eSIM晶片,確保安全性並達到電信業者間能夠互聯互通;在嵌入eSIM生產前,設備商與電信業者必須進行前期Bootstrap與設備整合測試,避免重工。
  2. 生產完的eSIM資料必須事先在SM-SR系統內註冊,以確保設備能與SM平臺溝通。
  3. 當設備/服務提供商將產品上架使用前,可選擇要訂閱的網路服務業者簽約,即可在約定時間內完成即時開通服務。
如果產品出貨國外,使用(outbound)的導入程序,如圖五所示:
  1. 透過國內電信業者或與當地電信業者簽約,取得當地網路訂閱服務(Inbound)。
  2. 由原始註冊的SM平臺與國外SM平臺完成介接。
  3. 才能從國外業者的SM平臺提供當地profile下載使用,省下漫遊費用。

很多國際車廠已採用此方案並陸續推出當地網路服務,加值車聯網之應用。對設備商而言,可讓產品轉型提供eSIM連線加值服務,增加收益。

 
圖五: 與其它SM平臺合作
Source: Gemalto

 
TTC規劃提供eSIM物聯網SM平臺服務
    延續電信號碼可攜平臺服務,TTC已邀請五家電信業者確定合作,將先期進行功能性驗證,目標為提供一個共用互通的遠程開通管理SM平臺,結合產業鏈服務國內eSIM物聯網訂閱服務與協助業者進行測試檢驗,是國內唯一相容五家電信業者之平臺。可加速eSIM產品開發,創新加值服務,擴展物聯網商機。
若有興趣想了解相關資訊,請聯絡陳副主任wendy.chen@ttc.org.tw
TTC將在108年3月26日 ~ 3月29日智慧城市展中,呈現服務內容,屆時歡迎蒞臨指導。