蜂巢式通訊技術 MIM模組 車載資通訊 SIM卡 M2M MIM

解決消費性SIM卡耐用性問題 MIM模組增進車載系統可靠性

2012-07-30
車載資通訊(Telematics)系統係為因應車輛嚴格的機器對機器(M2M)標準設計且製造,即使在惡劣的環境與崎嶇不平的路面上行駛,也能保證產品的壽命。然而在實作上,這些裝置配備使用原本指定給行動電話與消費者連網裝置相同的用戶識別模組(SIM)卡,通常不符合車載資通訊系統特定需求。
M2M產業利用新的內嵌機器辨識模組(MIM)及輔助置備服務(Provisioning Services)迎接這樣的挑戰。這些新的服務能增加耐久性、延長車載資通訊系統的壽命,並為裝置生產商開創新契機。

車載資通訊發展百花齊放

今日,車載資通訊系統與具有內嵌蜂巢式通訊技術的內建裝置,是商用車輛及工程機械不可或缺的。從電子道路收費系統的單一用途車上單元,到多功能衛星車隊管理服務,及卡車、拖車、貨櫃車的物品追蹤解決方案,甚至是為生產線上的車輛製造商設計且配備之複雜的智慧型車載資通訊解決方案。

即使內嵌蜂巢式車載資通訊技術種類繁多,由於產業標準及嚴格的操作環境,對於品質及耐久性的基本需求幾乎相同。為保證通訊可靠,所有元件具備廣泛的溫度範圍,即使是在嚴寒冬天與炙熱的沙漠高溫環境也能正常運行。商用車輛行駛好幾十萬公里,幾乎每天運作不停歇。由於崎嶇不平的路面狀況導致的大量振動與衝擊,再加上高濕,會危害裝置,必須非常強韌才能得以在這些嚴峻的環境中生存。

車載資通訊系統為符合特定車輛標準以抵抗所有可能的嚴苛環境所打造。很多廠商甚至堅持車載資通訊售後市場的裝置須符合相同品質需求,以鞏固競爭優勢和顧客信心。車載資通訊解決方案的所有元件必須特別挑選,以確保裝置與車輛本身具有相同壽命。

汽車級車載資通訊系統直到最近才都配備與平日使用行動電話用相同的塑膠SIM卡。為解決消費者SIM卡耐久性的限制,M2M產業開發專用的MIM。MIM具有與手機傳統SIM卡相同的基本功能--支援用戶資訊個人化,可無線分布遠端更新,確保安全性及用於行動網路認證,並提供應用程式執行環境。MIM並提供數個M2M特定功能,即使是在嚴峻的環境條件下也能保證延長壽命。

MIM不僅可為具有增進的穩定性及可靠性的插入式板型,也能為內嵌於車載資通訊系統的固定可焊接元件。由於可焊接MIM無法被移除或取代,裝置生產商現在使用了如後期個人化(LSP)的新型置備服務。在行動網路營運商(MNO)生產過程的後期,LSP會於裝置內安全地轉移用戶資訊。即使MIM已整合於裝置內,但因為該裝置並非是MNO特有,LSP也能讓客戶自由地選擇電信業者。車載資通訊系統製造商藉由MIM置備服務,能個別控制每個專案或每個客戶訂單的客製化裝置。

機器識別模組將更耐久

由於車載資通訊系統種類繁多,具有多樣的垂直市場需求與價值鏈項目,一個「通吃的MIM」服務是不可能的。反而是為不同的使用類別,囊括個別的MIM功能及優點,以增加客製化與彈性,同時滿足顧客需求,圖1說明了MIM的各種類型。

圖1 機器識別模組種類

MIM具有兩種板型家族,包括插入式與可焊接四方平面封裝。兩者皆為標準化且符合ETSI 2FF或ETSI MFF規格。M2MPlug MIM與傳統手機SIM卡大小相同,但提供額外的M2M特有功能。M2MPlug版本以一種特別設計且高度耐久的M2M安全控制晶片為基礎,可抵抗極端的溫度狀況、高濕及衝擊。M2M晶片擁有長壽命,增加寫入週期數目,且增進非揮發性記憶體的持久性。

除了M2M晶片外,還有一個處理並控制所有MIM工作專用的Java Card作業系統,提供極為複雜的軟體功能,延長MIM的壽命與儲存資料的可用性,例如認證金鑰。

藉由選擇M2MPlug,在不改變車載資通訊系統整體設計的前提下,可輕鬆使用MIM的M2M優點,只須在車載資通訊裝置中放入M2MPlug MIM,而不是一般的SIM卡。M2MPlug 105產品專為在嚴峻環境中使用的裝置開發,例如高濕高溫中東非洲的工程機械及卡車,或是在白天或夜晚,溫度皆遠低於攝氏零度的加拿大及俄羅斯的北部地區行駛的車輛。假若車載資通訊系統長年處於嚴重衝擊及振動而非嚴峻溫度的環境下,則可使用一個不同、具有較小溫度範圍的M2MPlug,即M2MPlug 85。兩個M2MPlug MIM具有相同的耐久性M2M晶片,及eXtended Life作業系統(XL OS)。此外,M2MPlug 105的卡片本身使用特製的強化塑膠,以抵擋嚴厲的溫度條件。

另一項車載資通訊裝置原始設備製造商(OEM)的考量,為使用M2M等級可焊接MIM。如同M2MPlug家族,FullM2M Quad MIM具有相同的加固M2M晶片、XL OS與加大的溫度範圍,從攝氏零下40度至105度,以保證最強的可靠性。相較於2FF插入式卡片的15毫米(mm)×25毫米,FullM2M Quad的不同點在於,標準化的ETSI MFF2板型(VQFN-8晶片封裝)具有更小的尺寸,即5毫米×6毫米。由於可焊接MIM的緣故,車載資通訊裝置能有更小的印刷電路板(PCB),且去除插件SIM卡槽,以減少硬體成本。

此外,PCB設計已最佳化,因為MFF2的四方平面封裝能使機器自動組裝,完全毋需人力存取SIM卡槽。在場人員不再須要開啟車載資通訊裝置插入SIM卡,裝置設計也不用為了外部取得方便預測SIM卡凹槽大小。

車載資通訊裝置可於工廠密封,並以完整單元輸送。這是裝置壽命及保固驗證的一大利多,不再受開啟及關閉裝置以插入SIM卡所影響。另一項由密封殼中可焊接MIM帶來的優點為,可消除路上會快速導致裝置內部電子設備混亂的濕度產生的可能。

FullM2M Quad MIM能簡化裝置操作,因為當可焊接MIM與同樣的車載資通訊裝置共存時,不再須要防止插入式卡片受未經授權者使用所必須的個人身分識別碼(PIN)。避免在裝置部署期間傳布及手動輸入PIN碼,讓原始設備製造商及類似的系統整合者更容易使用。新的MIM技術選項種類,使原始設備製造商及廠商能選擇最適合個別解決方案、價值鏈、產業及顧客需求的功能套件。

LSP置備服務應運而生

生產彈性及個別客製化,對於為特定的車載資通訊系統整合可焊接MIM極為重要。傳統的SIM卡為SIM卡製造商代表行動網路營運商,為每個顧客個人化的。一張SIM卡的特定資訊如行動用戶端整體服務數位網路(MSISDN)與國際行動用戶識別(IMSI)碼,由MNO對應到各個客戶,用於身分識別及每月帳單。可焊接MIM以相同的方式運作。

然而,一旦個人化MIM嵌入裝置,車載資通訊裝置即成為MNO特有或專案特有,因而產生一大挑戰。對於顧客預先選擇MNO的專案,且大量製造車載資通訊裝置,預先個人化的可焊接MIM具有一個強力的企業效益,亦即符合成本效益、可靠、堅固,且能有效管理。

但是,顧客若使用數個MNO或者就小型生產過程而言,預先個人化的可焊接MIM在處理上更耗力,且可能大於必需的存貨。為克服此障礙,並限制車載資通訊裝置變量數目,SIM及MIM廠商金雅拓(Gemalto)已開發出MIM的LSP新型置備服務(圖2)。

圖2 置備服務:工廠的後期個人化

LSP為發生於車載資通訊系統透過一個介於MIM廠商的個人化中心,與車載資通訊系統生產線間安全之虛擬私人網路(VPN)連線生產時的過程。MIM廠商的後端系統與MIM內的安全控制設備間的加密通道通訊,為個別的MIM建立MNO特定的用戶資訊。LSP處理能夠被整合於生產線製作過程,或者在以車載資通訊系統原始設備製造商、MNO及金雅拓/訊亦(Cinterion)間的三方合作方式輸送前,為特定的顧客或計畫客製化現有的存貨。

新置備服務的彈性,提供車載資通訊系統原始設備製造商結合車載資通訊裝置的新型產品服務。此外,LSP為輔助置備服務全新類別的起步,可優化及簡化專業無線裝置設計與發展。

全球行動通訊協會(GSMA)在全世界更廣大的行動生態系統中具有超過兩百家的公司及例如歐洲電信標準協會(ETSI)的標準化組織,目前制定的新服務,能允許MIM遠端無線發布(OTA)及網路發布(OTI)置備。

在不遠的將來,一個建立於OTA及OTI置備的簡化及優化的供應鏈,將消除為大規模車載資通訊裝置部署手動處理SIM卡的限制。車載資通訊系統原始設備製造商及早期可焊接MIM的採用者,皆期待藉由採用這些MIM相關的新型置備服務,達到省錢及省時的好處,以及取得市場競爭優勢。

選擇具備專業知識合作夥伴

謹慎評估可焊接MIM的原始設備製造商及新的相關置備服務,對於將此前景看好的技術帶到下一階段極為重要。具有專業知識且獲市場認可知識的夥伴,是判斷任何新技術或步驟優缺點所必備,因其提供M2M及車輛級模組的市場專業技術,以及MNO識別模組最新知識及技術、數位安全及最先進的用戶管理服務。

(本文作者為訊亦業務發展總監)

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