Questa guida illustra le specifiche tecniche precise di ciascun formato di scheda SIM IoT, gli standard GSMA eUICC e SGP.32 alla base delle tecnologie eSIM e iSIM, i compromessi in termini di consumo energetico e costi tra le due soluzioni, nonché come i clienti reali di Com4 abbiano preso questa decisione.
Punti chiave:
- La Nano SIM (4FF) è il più piccolo dei formati tradizionali di schede rimovibili, con dimensioni di 12,3 x 8,8 mm, e rimane la scelta predefinita per l’hardware IoT utilizzabile.
- L’eSIM (MFF2) è un chip saldato, di dimensioni inferiori alla metà di una Nano SIM, che supporta il provisioning remoto della SIM (RSP) conforme agli standard GSMA e il cambio di operatore senza accesso fisico al dispositivo.
- L’iSIM fa un ulteriore passoavanti , integrando la funzionalità SIM direttamente nel System on Chip (SoC) del dispositivo, riducendo il consumo in standby fino al 70% e l’ingombro fino al 98% rispetto a un’eSIM discreta.
- SGP.32 è il più recente standard GSMA appositamente progettato per il provisioning di eSIM IoT su larga scala, con attivazione zero-touch e supporto per LTE-M, NB-IoT, 4G, 5G e satellite.
- Le implementazioni reali di Com4, dal portapillole medico ai contatori energetici delle ferrovie norvegesi, dimostrano come la scelta del fattore di forma sia direttamente correlata all’ambiente, al ciclo di vita e ai requisiti di sicurezza del dispositivo.
Che cos’è il fattore di forma di una scheda SIM e perché è importante per la progettazione dell’hardware IoT?
Il fattore di forma di una scheda SIM è la dimensione fisica e il metodo di montaggio utilizzati per collegare il modulo cellulare di un dispositivo a un abbonamento di rete mobile. Per i telefoni di consumo, il fattore di forma dipende principalmente dallo slot in cui viene inserita la SIM. Per l’hardware IoT, si tratta di un vincolo progettuale che influisce sullo spazio disponibile sulla scheda, sulla tenuta dell’involucro, sulla resistenza ambientale, sulla facilità di manutenzione e sul costo unitario, spesso prima ancora che venga scritta una sola riga di firmware.
Una scelta errata in questo ambito comporta costi elevati per la correzione. Un dispositivo commercializzato con un fattore di forma della scheda SIM errato comporta in genere una riprogettazione hardware, non una semplice patch del firmware; ecco perché il formato della scheda SIM per l’IoT dovrebbe essere definito insieme alla scelta del modulo cellulare e dell’antenna, senza essere considerato un aspetto secondario.
Tipi di formati delle schede SIM
Nano SIM
La Nano SIM, o 4FF, misura 12,3 x 8,8 mm ed è il più piccolo dei formati rimovibili tradizionali. I localizzatori e i sensori sottoposti a manutenzione sul campo utilizzano ancora di default la Nano SIM quando un tecnico deve sostituire la scheda manualmente.
Micro SIM
La micro SIM, o 3FF, misura 15 x 12 mm, con dimensioni intermedie tra la mini SIM e la nano SIM. L’ETSI ne ha definito il formato nei primi anni 2000 e la sua adozione si è diffusa a partire dal 2010. La maggior parte del nuovo hardware IoT l’ha ormai superata, ma i localizzatori più vecchi e le apparecchiature industriali legacy continuano a utilizzarla.
eSIM
L’eSIM, a differenza delle schede nano o micro SIM, non è una scheda SIM rimovibile. Si tratta di un chip nel formato MFF2, con lati di circa 5-6 mm, saldato direttamente sul circuito stampato del dispositivo. Il supporto integrato per l’eUICC consente agli operatori di caricare, cambiare o aggiornare i profili di rete da remoto secondo gli standard GSMA quali SGP.02 e SGP.32.
iSIM
L’iSIM elimina completamente il chip separato. La funzionalità SIM risiede all’interno di un elemento a prova di manomissione integrato nel SoC del dispositivo, aggiungendo un ingombro incrementale pressoché nullo. La GSMA ha finalizzato lo standard eUICC integrato nel 2021 e i primi prodotti conformi sono stati immessi sul mercato nel 2023.
Nano SIM vs Micro SIM vs eSIM vs iSIM: differenze principali
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Aspetto |
Nano SIM |
Micro SIM |
eSIM |
iSIM |
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Designazione del fattore di forma |
4FF |
3FF |
MFF2 |
Integrato nel SoC, nessuna designazione separata |
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Dimensioni fisiche |
12,3 x 8,8 x 0,67 mm |
15 x 12 x 0,76 mm |
Circa 5-6 x 5-6 x 0,75-1 mm |
Ingombro incrementale praticamente nullo |
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Caratteristiche fisiche |
Scheda in plastica rimovibile |
Scheda in plastica rimovibile |
Chip saldato, non rimovibile |
Integrato nell'elemento di sicurezza del SoC |
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Riparabilità sul campo |
Sostituibile da un tecnico |
Sostituibile da un tecnico |
Non sostituibile, solo modifica remota del profilo |
Non sostituibile; solo modifica del profilo da remoto |
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Provisioning remoto (RSP) |
Non integrato |
Non integrato |
Sì, tramite GSMA SGP.02 e SGP.32 |
Sì, stessi standard GSMA dell’eSIM |
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Caso d'uso più adatto |
Dispositivi IoT compatti di consumo e industriali che necessitano di una scheda sostituibile |
Tablet meno recenti e dispositivi industriali legacy |
Implementazioni sigillate, gestite da remoto o con ciclo di vita prolungato |
Dispositivi IoT e indossabili ultracompatti, con limitazioni di alimentazione e prodotti in grandi volumi |
Come scegliere il fattore di forma SIM più adatto al proprio dispositivo IoT
Prima di scegliere l’hardware, ponetevi queste domande:
- Il dispositivo è fisicamente accessibile dopo l’installazione? Se un tecnico può raggiungerlo facilmente, la Nano SIM semplifica la manutenzione. In caso contrario, l’eSIM o l’iSIM evitano un intervento di manutenzione solo per sostituire una SIM.
- Qual è la durata prevista del dispositivo? Le implementazioni industriali di lunga durata, dieci anni o più, traggono vantaggio dalla resistenza e dalla gestibilità remota dell’eSIM o dell’iSIM rispetto a una scheda che può corrodersi o allentarsi.
- Quanto è limitato il budget energetico? I dispositivi che richiedono anni di autonomia della batteria su una cella di piccole dimensioni dovrebbero privilegiare l’iSIM per il suo minor consumo in standby, oppure l’eSIM se l’iSIM non è ancora supportata dal modulo di destinazione.
- Quanto spazio è disponibile sulla scheda? I dispositivi indossabili compatti e i piccoli sensori prediligono l’eSIM o l’iSIM; i dispositivi con spazio a disposizione possono utilizzare la Nano SIM senza compromettere il design.
- Il dispositivo deve funzionare in più paesi o con diversi operatori? L’eSIM e l’iSIM con GSMA RSP, incluso SGP.32 per il provisioning specifico per l’IoT, consentono il cambio di profilo senza modifiche hardware, aspetto importante per le flotte transnazionali.
- Quali sono i requisiti di sicurezza? Gli ambienti regolamentati, come il settore sanitario o le infrastrutture critiche, traggono vantaggio dal design a prova di manomissione dell’eSIM o dell’iSIM, combinato con un APN privato e la crittografia end-to-end.
SGP.32: lo standard GSMA progettato per l’eSIM IoT su larga scala
SGP.32 è la più recente specifica eSIM della GSMA, progettata specificamente per l’IoT anziché adattata dallo standard eSIM consumer utilizzato negli smartphone. Mentre i precedenti standard RSP orientati al consumatore presupponevano un’interfaccia utente per l’accettazione e il cambio dei profili, SGP.32 è progettato per dispositivi privi di schermo e senza alcuna persona fisicamente presente per approvare una modifica del profilo.
SGP.32 apporta tre miglioramenti pratici per la connettività IoT:
- Attivazione “zero-touch”. I profili possono essere configurati e attivati da remoto senza alcuna interazione manuale con il dispositivo, un aspetto fondamentale quando si gestiscono grandi flotte.
- Crittografia e autenticazione migliorate. La configurazione e la gestione dei profili sono protette secondo standard più elevati rispetto alle precedenti implementazioni RSP.
- Ampia compatibilità di rete. Le eSIM conformi allo standardSGP .32 funzionano su LTE-M, NB-IoT, 4G, 5G e connettività satellitare, pertanto un unico approccio di configurazione copre tutte le opzioni di rete di un dispositivo per l’intero ciclo di vita.
Scelte pratiche sul fattore di forma delle SIM: esempi di clienti Com4
Dignio: una SIM saldata per un dispositivo medico compatto e sicuro. Pilly di Dignio è un portapillole intelligente che avvisa i pazienti con segnali acustici e luminosi e notifica automaticamente i contatti in caso di mancata assunzione di una dose, affrontando il problema della non aderenza terapeutica in Norvegia, dove solo circa la metà dei farmaci prescritti viene assunta come previsto. Pilly funziona grazie alla tecnologia SIM di Com4 su una rete privata separata dalla rete mobile aperta, con APN privati, crittografia end-to-end e registri di connettività verificabili che garantiscono la conformità al GDPR, all’MDR e alle norme IEC pertinenti. Il dispositivo è ora in uso in oltre 50 contee norvegesi e si è espanso anche in Danimarca. Un formato SIM compatto, sicuro e a prova di manomissione è esattamente ciò di cui ha bisogno un dispositivo medico di piccole dimensioni e sempre attivo presso il domicilio del paziente.
Bane NOR: connettività SIM progettata per garantire affidabilità di livello industriale a livello transfrontaliero. Bane NOR necessitava di una nuova generazione di contatori di energia sui treni norvegesi in grado di comunicare tramite schede SIM IoT, utilizzando un nuovo protocollo di comunicazione CENELEC. Poiché alcune tratte attraversano altri paesi europei, i contatori dovevano passare da un operatore di rete all’altro durante il viaggio senza perdere la connettività. Com4 si è rivelata il partner in grado di supportare con flessibilità il nuovo protocollo a livello transfrontaliero, sottolineando perché la compatibilità con SIM multi-rete e la resistenza di livello industriale siano fondamentali per un’infrastruttura che deve continuare a funzionare in movimento, attraverso diverse giurisdizioni, per anni.
Soundsensing: un fattore di forma compatto per sensori installati negli scantinati. I sensori di monitoraggio degli edifici di Soundsensing sono piccoli e spesso installati sottoterra, dove sia le dimensioni che la penetrazione del segnale sono fondamentali. Grazie alla connettività LTE-M di Com4, l’ingombro ridotto della SIM si adatta al piccolo involucro del sensore, mentre l’uso delle frequenze a banda bassa dell’LTE-M garantisce una connessione affidabile anche in ambienti interni difficili. Soundsensing gestisce ora oltre 1.500 sensori distribuiti in 150 edifici, tra cui sedi di Statsbygg e del Comune di Oslo.
ZetaDisplay e il Teltonika RUT241: l’eSIM come acceleratore di implementazione. Com4 offre il Teltonika RUT241, un router 4G industriale precaricato con un profilo eSIM di Com4, che garantisce ai clienti una connettività immediata fin dal primo utilizzo, senza bisogno di inserire una SIM fisica. L’implementazione del digital signage di ZetaDisplay, che funziona su modem 4G industriali e connettività SIM Com4 presso le fermate degli autobus, sul treno espresso per l’aeroporto di Oslo e alla Stazione Centrale di Oslo, riflette lo stesso principio di base: la connettività preconfigurata e gestibile da remoto elimina una fase manuale da ogni unità spedita, il che è fondamentale quando un’implementazione si estende a centinaia di siti fisici.
Definire la strategia SIM fin dal primo giorno
Il fattore di forma non è un dettaglio da definire in una fase avanzata di un progetto hardware IoT. Esso determina il layout della scheda, la resistenza ambientale, il modello di manutenzione e il costo totale di proprietà sin dalla prima revisione del progetto. Com4 supporta la connettività Nano SIM, eSIM e iSIM, compreso il provisioning di eSIM IoT conforme allo standard SGP.32, e può aiutarvi ad abbinare il fattore di forma più adatto all’ambiente di implementazione, al ciclo di vita e ai requisiti di sicurezza del vostro dispositivo prima che le decisioni relative all’hardware siano definitive. Per una panoramica più ampia sui tipi di SIM, i livelli di resistenza e le caratteristiche di sicurezza, consulta la guida completa di Com4 alle schede SIM IoT, eSIM e iSIM, oppure esplora direttamente le pagine dedicate alle tecnologie eSIM e iSIM, compreso il kit di valutazione iSIM per effettuare dei test prima di procedere a un’implementazione completa.
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