如何使用多 IMSI SIM 为可管理的全球物联网部署铺平道路

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您知道吗,许多物联网项目要么无法像预期的那样快速达到其ROI,要么完全失败了。事实上,只有26%的公司有一个他们认为完全成功的计划,60%的计划甚至没有通过概念验证阶段。复杂性是罪魁祸首-复杂性源于需要应对成功部署物联网的多个不同技术层,以及层内的复杂性,如连接本身。本文介绍了蜂窝复杂性的挑战,并展示了解决该挑战的方法。

 

 

蜂窝复杂性挑战

我们称赞全球蜂窝网络的可用性,但每个网络背后都有单独的运营商,在大多数情况下,这些运营商是商业企业;互操作性、开放性或可访问性不是他们最关心的问题,但任何计划跨境部署的人都需要这些特性,才能使全球实施保持可管理性和可维护性。

物联网产品经理更愿意:

通过单一连接提供商在全球部署,无需担心与每个国家/地区的本地移动网络运营商(MNO)达成协议。获得一致的网络行为(NAT、防火墙、无线电类型),无论他们将设备部署在哪里。可以控制每个国家/地区的每台设备使用哪个网络。运行单个连接管理平台,以集中管理其所有SIM卡

漫游SIM卡和eSIM的缺点

有一段时间,漫游SIM卡似乎符合要求:与你“家乡”的一家大型运营商合作,利用他们在国外的漫游合作伙伴关系来获得国际连接。然而,人们很快发现这也有其自身的问题:你的设备将要“接入”的漫游网络实际上可能与你的硬件不兼容,但你对这些网络是什么没有发言权。而且在你的国家,除非你给你的设备配备第二个或更多的实体SIM卡,否则你只能得到你本国运营商的网络--这让随着产品SKU成倍增长而获得“可管理和可维护”部署的想法落空了。

近年来,表面上似乎解决了上述问题的技术正在涌现:ESIM/eUICC,这是GSMA标准,允许在标准硬件上基于云的空中加载和激活SIM配置文件,而不再需要在需要更换提供商时交换物理SIM卡;无论是为了在新地区获得连接、更好的商业条件,还是从服务于同一地区的不同提供商那里获得更好的技术支持。

ESIM实际上并没有可靠地解决任何问题,还增加了其他问题。在深入探讨eSIM为什么不是蜂窝物联网的最佳发展方向之前,让我们先介绍一种方法,即多IMSISIMS。IMSI是您所在运营商的标识符,本质上是让您进入特定网络的密钥。通常,一张SIM卡只能容纳一个IMSI。然而,多IMSISIM卡--你猜对了--预装了多个这样的身份。此外,如果操作得当,这些SIM卡可以根据您的设备所在位置自动切换IMSI,并通过每个国家/地区的最佳网络和无线电技术集提供具有连接能力的物联网车队。

现在我们已经奠定了基础,现在是深入了解什么是IMSI、为什么它与您的物联网设备相关以及拥有多个IMSI意味着什么的时候了。

什么是IMSI?

IMSI代表国际移动用户标识,唯一标识蜂窝用户。IMSI的前6位代表MCC(移动国家代码)和MNC(移动网络代码)。MCC+MNC组合可帮助任何网络快速识别您所属的家庭网络。

例如,如果您是美国AT&T用户,在英国漫游,则SIM卡中的MCC将设置为310(“美国”),MNC将设置为410(“AT&T”)。当您连接到英国的本地网络(如O2)时,提供商O2会查看MCC+MNC组合,立即知道您是AT&T用户。然后O2会联系AT&T所谓的移动核心,对你进行认证和授权,并给你手机接入。移动核心是任何无线网络的关键部分,它控制谁可以连接以及数据如何从设备流向互联网等网络。

IMSI中的其余(9或10)位数字唯一标识您在移动网络运营商(MNO)内的订阅。

单IMSI SIM

每个SIM通常具有一个IMSI和一组代表蜂窝订阅简档的密钥。当你从传统的移动网络运营商(MNO)那里获得SIM卡时,你会得到一张上面只有一个订阅配置文件的SIM卡,上面的订阅配置文件由IMSI标识。

当您在单个国家/地区部署时,大多数情况下,来自MNO的单个IMSI SIM卡是可行的解决方案。但是,当MNO在全国范围内没有很好的覆盖或停电时,它就变得不那么理想了。

使用单IMSI SIM进行全球部署

当您想要使用单个IMSI SIM卡在多个国家/地区部署时,您有两个选择:

区域关系

你与多个MNO谈判交易,最终每个MNO只有一个SIM卡。

这种方法有几个缺点:

您必须为SIM使用多个SKU,这会使您的解决方案的可管理性变得复杂。您的设备必须安装特定的SIM卡,具体取决于要在哪个国家/地区部署。您必须与多个连接管理平台集成(无论是编程API,还是运营人员的Web控制台)。您的应用程序/设备软件必须处理不同的网络特征并适应网络行为。例如,MNO#1可以具有60秒的UDPNAT定时器,而MNO#2可以具有300秒的UDPNAT定时器。您的应用程序需要不同的行为来处理这些细微差别。

使用单个MNO进行全球漫游

全局部署的另一种选择是使用来自一个MNO的单个IMSISIM,并利用该MNO的漫游关系。

正如前面简要提到的,这种方法还有几个缺点:

通过MNO漫游关系,每个国家通常只有一个网络可用。当特定国家/地区的唯一可用网络覆盖范围较差或出现故障时,您不会有后备。你可能会受到一种被称为网络控制的做法的影响:与你签订合同的家庭提供商可能会强迫你的设备停止使用一个网络,并在特定国家切换到另一个网络,而不考虑你的设备能力或你的偏好。这可能会导致实际的连接丢失。您可能会遇到高延迟,因为来自每个设备的流量必须通过MNO在特定国家的移动核心。例如,如果您在澳大利亚使用来自美国MNO的SIM进行部署,则您的设备和应用程序云之间的流量将始终使用美国的移动核心进行路由,从而导致较长的往返时间。

什么是多IMSI SIM卡?

多IMSI SIM卡与传统的单IMSI SIM卡大不相同。多IMSISIMM可以存储多个IMSI,并根据设备所在位置进行切换。

每当您的设备启动时,蜂窝调制解调器都会扫描可用的网络,并将设备的位置作为国家代码报告给SIM卡。SIM已经有了预先配置的信息,使其可以选择在该国家提供最佳网络集的IMSI,并使用IMSI进行响应。然后,您的设备使用该IMSI注册到访问的蜂窝网络,以访问互联网并访问您的应用程序云。蜂窝调制解调器和SIM之间的交互基于GSMA标准,因此可以轻松地将多IMSI SIM与各种蜂窝调制解调器一起使用。

IMSI交换逻辑是SIM的本地逻辑;SIM不需要与连接提供商的后端通信来确定使用哪个IMSI。这使其成为设备在不同国家之间移动并在新国家启动时的理想解决方案,或者您集中制造设备,然后将其发送到部署位置时使用。

多IMSI SIM与eSIM/eUICC SIM

现在让我们再来回顾一下前面概述的eSIM想法。使用eSIM/eUICCSIMs是解决使用单个SIM全球部署问题的另一种方法。这里的想法是,您可以在您的设备中安装符合GSMA“eUICC”标准的特定SIM卡,然后根据需要下载不同的SIM卡配置文件,具体取决于您的设备所在的位置。ESIM可以保留多个SIM卡配置文件作为休眠配置文件,但只能激活一个。

EUICC SIM上的每个SIM简档代表对MNO的一个订阅。

乍一看,这似乎是解决复杂性挑战的可行方案,但也存在几个问题:

EUICC SIM卡上仍存储有多个SIM卡配置文件。每个SIM简档对应于对特定MNO的订阅。这会导致您仍然必须使用多个连接管理平台,并针对具有不同网络特征的多个移动核心进行集成。如果设备在不同国家/地区首次启动时,您必须下载SIM卡配置文件,则开箱即用体验并不是很好。如果您选择在SIM卡上存储多个SIM卡配置文件的方法,您很可能最终会为每个SIM卡配置文件付费,即使它们不被使用。任何时候只能有一个SIM卡配置文件处于活动状态,因此其他SIM卡配置文件会作为备份SIM卡配置文件出现在SIM卡上,但同时也会产生成本。

现在应该很明显,多IMSI SIM卡比eSIM SIM卡有明显的优势,最终有助于解决蜂窝复杂性的挑战。

如果您需要一种简单的解决方案来获得可靠的全球蜂窝连接,多IMSI SIM是您的最佳选择。

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