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2G/3G 落日:如何让您的物联网机队面向未来

    如果感觉蜂窝技术发展太快而无法跟上,那是因为这是真的!5G的引入——6G及更高版本已经在讨论中——意味着旧网络的频谱空间更少,让那些拥有2G和3G设备的人争先恐后地升级他们的设备。LTECat-M等物联网特定网络正在部署到越来越多的地区。借此机会将您设备的IoTSIM卡同时升级到Multi-IMSI架构和eSIM硬件,这将有助于您的设备适应未来发展,因为旧技术已被淘汰,并且维护过时硬件的成本会增加。
物联网
    2G和3G发生了什么?
 
    运营商是最终决定是否过渡到新技术的参与者,因此全球2G和3G网络的太阳正在以不同的速度落下。虽然日期有所不同,但主要运营商将在2022年底前关闭其2G和3G网络。例如,在美国:
 
    AT&T将于2022年2月停用其3G网络。
 
    T-Mobile将于2022年4月淘汰3G网络。
 
    Verizon和Sprint都表示,他们的3G网络将于2022年12月关闭。
 
    运营商急于淘汰其2G和3G网络,以支持需要更高速度和效率的新设备。不过,全球本地运营商的日期各不相同,一些网络计划最晚保持到2028年。
 
    本文将回顾每一代蜂窝技术中最重要的发展。然后,我们将讨论在这种动态环境中保持网络连接选项的控制和灵活性的解决方案,无论您的设备位于何处。
 
    我们是怎么来到这里的?
 
    自1979年在日本诞生以来,移动通信世界不断发展。在这个时代,摩托罗拉DynaTAC8000x成为世界上第一款商用移动电话,重量接近2磅,而今天的成本相当于超过10,000美元!十年之内,蜂窝技术在全球范围内传播开来,我们朝着更好、更快、更强大的方向发展。这就是我们现在所说的“1G”。
 
    1991年,随着蜂窝技术的数字化、更高的安全性、更有效地使用无线电频谱以及SMS文本消息作为副产品变成了意外的成功,第一次重大演变——2G——发生了。全球运营商迅速采用并部署了2G技术。
 
    随着蜂窝市场的快速增长,联合国的一个专门机构国际电信联盟(ITU)也进入了现场。国际电联制定了一项新的全球电信标准,称为国际移动电信2000。这些标准最终将成为第三代蜂窝技术——3G。
 
    随着物联网的普及,对支持的网络密度提出了越来越高的要求。3G网络提供了比2G网络更快的数据传输速度和更好的安全措施。随着智能手机的推出,这些进步导致了手机市场的大规模扩张——想想早期的诺基亚和黑莓,以及后来的iPhone。但除了消费设备之外,越来越多的企业看到了将非通信设备连接到互联网的潜力。
 
    随着4G-LTE的推出,ITU在2000年代后期巩固了一套新标准。凭借高达100mbps的数据下载速度和每平方公里支持8至10个基站(而3G为4至5个),运营商发现市场再次爆发,并急于满足客户的数据需求。
 
    只有这么多的空间
 
    每一代新一代蜂窝技术都带来了满足有限范围无线电频谱需求的挑战。政府开始在控制和拍卖空间方面发挥更大的作用。运营商必须升级和部署新的硬件、软件和物理基站,以保持领先地位。这些升级非常耗时且极其昂贵。
 
    为满足对最新蜂窝技术的需求而展开的竞争意味着我们已经到了这样一个地方:一些国家已经推出了5G技术,而另一些国家则有数百万台2G设备仍在使用中。通过五个新一代,全球运营商根据各自的业务模式、资产(硬件和无线电频谱)以及客户的需求以不同的速度发展。
 
    物联网设备的制造商需要他们的设备在任何地方不间断地工作,通常是多年,并且需要灵活地选择连接供应商——最好地将硬件选择与连接供应商分离。那么,我们如何应对蜂窝创新的碎片化格局以及无线电接入类型(RAT)的日益增多的选择呢?好消息:4G-LTE将继续存在。5G的主要优势是超低延迟和非常高的带宽。对于绝大多数物联网用例,这些都不是必需的。一些利基用例包括远程手术、车对车通信或具有实时云处理需求的视频监控。然而,现实是,对于物联网,5G仍在寻找其杀手级用例——而且可能永远找不到。
 
    设备如何连接:调制解调器和SIM卡的相互作用
 
    任何想要连接到无线网络的设备都使用调制解调器这样做。调制解调器模块与SIM(订户身份模块)交互,SIM以IMSI(国际移动订户身份)的形式保存网络身份验证凭证。对于某些着眼于材料成本的长寿命物联网设备,在设计和部署时做出正确的硬件和SIM配置文件决策非常重要——甚至比消费硬件更重要。切换运营商需要更换每台设备中的SIM卡。对于远程部署的物联网设备,这将需要派遣技术人员来物理更换硬件,这些上门服务的成本在150到1000美元以上不等。对于在现场拥有数十万台设备的组织而言,此过程成本过高。
 
    如果调制解调器升级不可避免,建议物联网设备制造商仔细检查他们放入设备的SIM类型。除了使用直接从运营商采购的本地SIM卡之外,大多数设备制造商还选择漫游SIM卡——提供访问多个网络的单个SIM卡——尤其是在设备部署在多个国家/地区的情况下。但是对于漫游SIM卡,物联网设备受家庭供应商及其漫游合作伙伴的支配。网络可能会在没有通知的情况下被删除,这可能会导致中断,在最坏的情况下会造成不可撤销的中断。理论上可用且信号足够强的其他网络可能使用与设备调制解调器不兼容的无线电频段。家庭供应商根本没有动力与其他提供最佳体验、最新RAT的运营商合作,或最快的数据传输速度。他们只会提供对他们的业务最有意义的运营商。
 
    因此,乍一看,我们似乎正在寻找不需要手动换出的SIM卡。
 
    eSIM和多IMSISIM配置文件
 
    eSIM似乎是救星。一个eSIM可以同时保存多个SIM配置文件,这些配置文件可以通过无线(OTA)远程激活。这有效地消除了在实际需要时更换SIM卡的需要。请注意,不要将eSIM与嵌入式SIM混淆。嵌入式SIM(MFF2)只是直接焊接到电路板上的微型SIM芯片。相反,eSIM可以采用市场上可用的任何外形规格,包括Mini-SIM、Micro-SIM、Nano-SIM和MFF2。eSIM是指运行称为eUICC的应用程序的任何硬件,由GSMA标准化,它可以一次存储多个SIM配置文件并且可以远程配置。
 
    如果您的组织计划因即将进行调制解调器升级而承担上门服务的费用,请同时考虑升级到eSIM。ESIM无疑是一种使您的设备面向未来的方法,可最大限度地减少未来对物理SIM卡交换的需求。但这并不能解决蜂窝物联网带来的其他一些问题。
 
    首先,许多eSIM实现依赖于所谓的M2M配置文件,这需要云服务器来切换SIM配置文件。这仍然让您受供应商的支配——这次不是运营商,而是为客户托管此服务器的MVNO(移动虚拟网络运营商)或类似机构。真正的独立性来自不同类型的eSIM配置文件,称为消费者配置文件。它们在SIM本身(称为LPAe)或设备(LPAd)上具有切换代码,这最终意味着它们在您的控制之下。因此,在寻找eSIM提供商时,请确保他们正在实施消费者配置文件,而不是M2M配置文件。
 
    但是,将单个SIM配置文件加载到eUICCeSIM意味着管理各个运营商关系,这些关系具有他们自己的管理经验和计费结构以及他们自己的移动网络核心-任何网络的关键组件,可以对设备进行身份验证并管理其数据流。对于更大规模的全球部署,这很快就会变得难以管理。对此的解决方案在于所谓的多IMSISIM配置文件。这些配置文件可以(理想情况下自动)切换IMSI,即根据网络识别SIM卡的移动用户身份,每一个都应该——最佳地——允许您访问数十个或数百个网络。本质上,多IMSISIM是单个SIM配置文件上的多个漫游SIM。只是一个SIM配置文件意味着您只与一个提供商和一个移动网络核心合作,以进行集成和测试。在受益于多张漫游SIM卡为您提供的访问级别的同时,您只需要处理一张SIM卡、一张账单和一次管理体验。

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