Fatos e números do hardware de IoT compatível com eUICC: participantes, módulos, especificações

A lista de fornecedores de módulos confiáveis no setor de hardware de IoT é bastante longa, incluindo Thales, Telit, Sunsea AIoT, SIMCOM, u-blox, Quectel e Sierra Wireless. No entanto, é mais importante certificar-se de que o modelo de um fornecedor específico seja compatível com o recurso eUICC. Vamos examinar alguns deles:

• Thales Cinterion PLS8. Este é um módulo 4G LTE Cat-1 com suporte a eUICC. A taxa de download de pico do módulo é de até 100 Mbps, enquanto a taxa de upload de pico é de até 50 Mbps. As faixas de temperatura estão entre -40°C e +85°C. O módulo funciona com cobertura global, sem especificar regiões-alvo separadas. Veja mais detalhes aqui.

• Sierra Wireless MC7421. Um módulo de conectividade 4G LTE otimizado que faz parte da série MC e oferece conectividade de alta velocidade. Ele fornece 300 Mbps de pico de download e 100 Mpbs de taxa de upload, oferece sXGP e é baseado no padrão PCI Express Mini Card. A faixa de temperatura abrange -30°C / +70°C, -40°C / +85°C. Destinado à EMEA e à Ásia-Pacífico. Saiba mas.

• SIM7100E by SIMCOM. Ele é compatível com 4G LTE, 3G e 2G e faz parte da série SIM7100 da SIMCom. A taxa de download de pico do SIM7100E é de até 100 Mbps (4G LTE) e a taxa de upload de pico é de até 50 Mbps (4G LTE). Ele utiliza o cartão mini-SIM (2FF) padrão. É um módulo global projetado para funcionar em várias regiões do mundo em faixas de temperatura normalmente entre -40 °C e +85 °C. Saiba mais sobre o módulo.

• Quectel EC21-EU. Ele é compatível com 4G LTE, 3G e 2G e faz parte da série Quectel EC21. As taxas máximas de download e upload são de 300 Mbps e 50 Mbps, respectivamente. Ele utiliza o cartão mini-SIM (2FF) padrão. Ele foi projetado especificamente para o mercado europeu, mas também pode funcionar em outras regiões com frequências de rede compatíveis. As faixas de temperatura de operação do EC21-EU são especificadas como -40°C a +85°C.  Saiba mais sobre o módulo Quectel.

Além dos módulos mencionados acima, encontramos outros módulos sendo usados que oferecem suporte à funcionalidade eUICC. Observe que a lista abaixo é baseada em pesquisa documental; recomenda-se entrar em contato diretamente com o fabricante para verificar a funcionalidade eUICC necessária para seu caso de uso específico:

Radio Access Technologies (RAT) (2G, 3G, 4G, 5G) e suas respectivas categorias (as mais frequentes incluem LTE Cat 1, LTE Cat 1bis, LTE-M ou NB-IoT).  A escolha das opções certas depende dos locais onde o dispositivo de IoT será implantado, da escala (número de dispositivos e sua distribuição), dos requisitos de dados, incluindo o volume e a frequência da transmissão de dados, bem como do custo geral desse recurso.  

Bandas de frequência e HSPA+. As frequências compatíveis nem sempre são fornecidas nas especificações do dispositivo. Em vez disso, geralmente há os números das bandas de frequência. O HSPA+, abreviação de "Evolved High Speed Packet Access" ou HSPA Plus, é um padrão de banda larga sem fio que oferece velocidades de transferência de dados aprimoradas, atingindo até 42,2 megabits por segundo (Mbps). Em essência, o HSPA+ funciona como uma rede híbrida, combinando os recursos das tecnologias 3G e 4G para oferecer conectividade mais rápida. É uma ponte entre o 3G tradicional e as velocidades mais altas associadas às redes 4G. O HSPA+ opera em bandas de frequência específicas, que podem variar de acordo com a operadora de rede e a localização geográfica. Por exemplo, B1 refere-se à Banda 1, que corresponde à banda de frequência de 2100 MHz. B2 refere-se à Banda 2, que é comumente associada à banda de frequência de 1900 MHz. Essas bandas são usadas para transmitir e receber sinais em redes HSPA+.

Velocidade dos dados. Ao escolher um módulo de IoT, é essencial considerar os requisitos de velocidade de dados de seu aplicativo de IoT. Cada módulo de IoT suporta uma velocidade de dados definida, incluindo taxas de pico de download e upload, dependendo da tecnologia celular. Por exemplo, os módulos 4G LTE podem atingir velocidades de download de pico de várias centenas de Mbps e velocidades de upload de pico de dezenas de Mbps. Tecnologias emergentes como o 5G oferecem taxas de dados de pico ainda mais altas, podendo atingir velocidades de download e upload de vários Gbps. Por exemplo:

4G

• Taxa de pico de download: Várias centenas de Mbps (por exemplo, 300 Mbps, 600 Mbps)

• Taxa de pico de upload: Dezenas de Mbps (por exemplo, 50 Mbps, 75 Mbps)

5G:

• Taxa de pico de download: Gigabits por segundo (Gbps) (por exemplo, 1 Gbps, 3 Gbps)

• Taxa de pico de upload: Gigabits por segundo (Gbps) (por exemplo, 500 Mbps, 1,5 Gbps)

Certificação de dispositivos. Os módulos de IoT devem obter certificações regulatórias e de conformidade para atender a requisitos específicos definidos por órgãos reguladores e operadoras de rede em diferentes regiões. Esses regulamentos podem incluir:

• Conformidade regulatória, que implica emissões de radiofrequência, capacidade eletromagnética e segurança. Nesse caso, a Comissão Federal de Comunicações dos EUA (FCC), o Instituto Europeu de Padrões de Telecomunicações (ETSI) e o Centro de Engenharia de Telecomunicações (TEC) da Índia estão envolvidos como órgãos reguladores. 

• A certificação da operadora garante a compatibilidade e o funcionamento adequado nas redes da operadora nas tecnologias 2G, 3G, 4G LTE ou 5G. Essas certificações podem ser representadas pela Verizon Open Development Certification, pela AT&T IoT Device Certification e pela Vodafone Global Certification. 

• Há também certificações globais que funcionam em vários países e redes e oferecem reconhecimento global, como o Global Certification Forum (GCF) e o PTCRB (anteriormente conhecido como PCS Type Certification Review Board). Esses tipos de certificação garantem a compatibilidade dos módulos de IoT com uma ampla gama de redes e regiões.

Além disso, dependendo dos requisitos exclusivos, das normas técnicas específicas ou das faixas de frequência, pode haver certificações regionais. Hardware do módulo de IoT. Há vários fatores importantes de hardware especificados pelos fornecedores que devem ser considerados ao selecionar o módulo de IoT: dimensões, opções de antena e recursos de faixa de temperatura.  As dimensões simplesmente determinam o tamanho e o fator de forma do dispositivo de IoT.  Existem módulos de montagem em superfície, módulos com conectores de borda ou módulos projetados para casos de uso específicos da IoT; portanto, quaisquer restrições de tamanho, peculiaridades de projeto, espaço disponível ou requisitos adicionais devem ser levados em conta. Em termos de antenas, elas podem ser externas ou internas (embutidas), possuir diferentes padrões de radiação, bandas de frequência discutidas acima, bem como diferentes intensidades de sinal, medidas por meio de métricas como o indicador de intensidade do sinal recebido (RSSI) ou a relação sinal-ruído (SNR).

Fator de forma e faixas de temperatura. O fator de forma do módulo está diretamente relacionado ao seu tamanho físico, à sua forma e às peculiaridades da interface. Para manter a eficiência do espaço, um módulo deve ser escolhido de modo que se encaixe dentro das restrições do invólucro do dispositivo. Sempre deve haver compatibilidade entre o fator de forma do módulo e o layout da placa de circuito impresso (PCB) do dispositivo, o que garante a conexão e a estabilidade adequadas. Pode parecer que os módulos de IoT ditam seus padrões de formato, mas, de fato, o setor o faz. Esses padrões do setor incluem o PCI-SIG (Peripheral Component Interconnect Special Interest Group), que especifica fatores de forma como Mini PCI Express ou M.2 para módulos de conectividade.  Além disso, a escolha de um módulo compatível com fatores de forma mais amplamente adotados significa que o módulo e o próprio dispositivo terão uma vida útil mais longa.   

Dependendo do local e do objetivo do dispositivo de IoT, o ambiente e a temperatura, em particular, variam. Os fornecedores de módulos de IoT geralmente especificam as faixas de temperatura nas quais o dispositivo funcionará sem riscos excessivos. Quanto mais amplas forem as faixas de temperatura especificadas, maior será a flexibilidade dos módulos em ambientes variáveis.

Serviços de localização. Esses serviços permitem o posicionamento e o rastreamento precisos do dispositivo por meio de diferentes sistemas de satélite, incluindo Galileo, GLONASS, GPS e BeiDou Global Positioning System. A escolha de um sistema depende principalmente dos requisitos de cobertura regional e da compatibilidade com a infraestrutura existente. Muitos módulos de IoT oferecem suporte a vários sistemas de satélite.

Software incorporado. Isso inclui firmware e drivers de sistema que permitem o funcionamento adequado de um dispositivo de IoT. O firmware é um software programado permanentemente na memória do módulo de IoT e fornece todas as instruções necessárias para que o módulo execute suas funções básicas. O firmware é responsável pelo controle do hardware do módulo, pelo gerenciamento dos protocolos de comunicação, pelo processamento de dados e pela execução de várias tarefas específicas do aplicativo de IoT. Juntos, eles garantem a operação confiável e o desempenho ideal dos dispositivos de IoT.

Algumas outras especificações do módulo podem incluir interfaces (USB 2.0, USB 3.0) e operadoras planejadas.