Tendências Interligadas: Módulos IoT de Baixo Consumo, iSIM e 5G

De acordo com a Transforma Insight, o número de dispositivos conectados deve aumentar significativamente na próxima década, atingindo 31,8 bilhões até 2030. Pesquisas recentes e dados emergentes estão moldando a compreensão das tendências atuais e futuras das tecnologias IoT. Esses avanços estão impactando a forma como as aplicações de IoT são adotadas e o impacto que terão na indústria e nos prestadores de serviços. Alguns dos principais tópicos de discussão incluem a prontidão para o 5G, iSIM e módulos de IoT de baixo consumo de energia.

Implantação em grande escala de IoT e trajetória do 5G

A evolução das tecnologias de conectividade IoT trouxe avanços importantes com a LTE-M (Cat-M) e a NB-IoT, ambas atendendo aos requisitos do 5G IMT 2020 para comunicações massivas entre máquinas. A 3GPP decidiu que os casos de uso LPWA continuarão a ser atendidos pela evolução do NB-IoT e LTE-M a partir das versões Release 16 ou 17, como parte das especificações do 5G. A 3GPP também introduziu uma opção para que a rede 5G suporte redes de acesso rádio NB-IoT ou LTE-M. Com isso, NB-IoT e LTE-M poderão continuar funcionando em redes 5G mesmo após o fechamento da rede 4G de um operador, permitindo uma migração suave para as faixas de frequência do 5G NR, sem perder o suporte para NB-IoT e LTE-M. Embora ainda não tenha sido implementada essa opção em redes públicas, ela oferece flexibilidade para os operadores manterem o suporte a longo prazo para essas tecnologias.

Embora a LTE-M e a NB-IoT tenham surgido na era do 4G, sua integração nos ecossistemas 5G reforça sua relevância para aplicações IoT que exigem ampla cobertura e baixo consumo de energia. Inovações como o NB2 (segunda geração do NB-IoT) e o Cat-1 bis ampliam ainda mais essas capacidades. Contudo, o futuro está no 5G RedCap (Capacidade Reduzida), uma tecnologia projetada para substituir o LTE-M, oferecendo maior eficiência e sendo especialmente adaptada para casos de uso massivos de IoT.

As tendências em grande escala também envolvem a tecnologia iSIM, que integra a funcionalidade do SIM em módulos de IoT de baixo consumo para implantação simplificada e custos reduzidos. Combinadas, essas inovações representam uma trajetória coesa em direção a um ecossistema de IoT escalável, de baixo consumo e globalmente conectado.

O Papel do iSIM em projetos de IoT

Com o eSIM/MFF2, a IoT experimentou a miniaturização do SIM, eliminando a necessidade de soquetes e permitindo que o SIM fosse integrado diretamente na placa de circuito do dispositivo. No entanto, para avançar ainda mais, surgiu o iSIM (SIM integrado). Menor e mais econômico, o iSIM segue os mais recentes padrões da GSMA (SGP.31/32), oferece suporte ao provisionamento remoto de SIM (RSP) e é fundamental para o Mobile IoT. De acordo com a Statista, os operadores de redes móveis esperam que, até 2030, menos de um terço das conexões móveis globais de IoT ainda dependam de SIMs removíveis tradicionais. Em vez disso, prevê-se que 37% das conexões usem eSIMs e 34% adotem a tecnologia iSIM.

Integrar a funcionalidade de SIM diretamente no System-on-a-Chip (SoC) com a arquitetura iSIM elimina a necessidade de componentes SIM separados, seja discretos ou soldados. Essa mudança oferece benefícios significativos em termos de eficiência de espaço e logística operacional. Além disso, o uso do iSIM reduz o espaço ocupado no dispositivo, diminuindo a área da placa de circuito geralmente destinada ao hardware do SIM. Isso é particularmente vantajoso no design de endpoints compactos de IoT. A ausência de provisionamento de SIM externo também simplifica o processo de fabricação e a cadeia de suprimentos, acelerando a produção e a implantação.

Além disso, a integração do iSIM ao framework de segurança do SoC proporciona maior proteção contra adulteração física e acesso não autorizado. O modelo de segurança unificado protege dados sensíveis, fortalece a integridade geral do dispositivo e permite a utilização de recursos de segurança baseados em hardware. A tecnologia iSIM também suporta atualizações de firmware OTA e, no futuro, o provisionamento remoto de SIM (RSP). Com isso, é possível a troca dinâmica de perfis de operadora e roaming multinacional em diversas redes celulares, proporcionando ao usuário um alcance global e garantindo adaptabilidade em um ambiente de rede em constante evolução.

Módulos de IoT de Baixo Consumo de Energia com Suporte a iSIM

Os módulos de IoT de baixo consumo de energia, no contexto de eSIM/iSIM, são projetados para operar de maneira eficiente, com consumo mínimo de energia e em grande escala de dispositivos. Ao integrar a funcionalidade do iSIM diretamente no módulo, eles reduzem tanto o tamanho quanto o consumo de energia. Essa integração não apenas minimiza os requisitos de hardware, mas também suporta implantações de dispositivos a longo prazo, aprimorando a duração da bateria e reduzindo a necessidade de manutenção. Além disso, com capacidades como atualizações over-the-air (OTA) e provisionamento remoto de SIM (RSP), em conformidade com os mais recentes padrões GSMA (SGP.31/32), os módulos de IoT de baixo consumo permitem a configuração dinâmica da rede e atualizações sem intervenção física. Isso reduz a complexidade operacional, suporta a implantação escalável em diversas geografias e minimiza custos associados à manutenção manual e ao provisionamento, tornando-os ideais para uma ampla gama de aplicações de IoT.

A Murata, um dos principais fabricantes globais de componentes eletrônicos, desenvolveu o módulo Type 1SC, preparado para iSIM, projetado para aplicações avançadas de IoT celular. Ele oferece compatibilidade com os protocolos Cat-M1 e NB-IoT em uma ampla gama de frequências LTE. Além disso, incorpora múltiplos modos de economia de energia e otimiza o gerenciamento do ciclo de sono. O módulo inclui capacidades GNSS integradas e apresenta uma arquitetura de segurança multilayer, como inicialização segura, armazenamento seguro e mecanismos criptográficos, protegendo dados sensíveis e garantindo a integridade do dispositivo, prevenindo ações maliciosas.

Hiro Hyogo, Gerente Sênior de Tecnologia Corporativa e Inovação da Murata Americas: "O Type 1SC reflete o compromisso da Murata em fornecer módulos para um ecossistema de IoT em constante evolução, atendendo a áreas como rastreamento de ativos, gerenciamento de frotas, monitoramento de saúde e muito mais. Ao integrar a tecnologia iSIM com conectividade global, estamos facilitando o desenvolvimento de módulos mais compactos, seguros e interconectados globalmente, elevando o desempenho dos dispositivos."

Em parceria com a 1NCE, os módulos são fornecidos com um perfil de SIM pré-carregado, ativado e provisionado com dados iniciais. Essa abordagem reduz a complexidade associada à compra e ativação de SIMs individuais, tornando a configuração inicial do dispositivo muito mais simples. Além disso, a plataforma da 1NCE oferece uma interface centralizada para o gerenciamento eficiente dos dispositivos.

Andy Do, Presidente da Embedded Works: Acreditamos que a solução ideal para designs de IoT celular começa com o módulo iSIM Type 1SC da Murata, com tecnologia 1NCE. Além de ser o módulo rádio CAT-M / NB-IoT mais compacto do mercado, com dados iSIM pré-carregados, ele oferece anos de uso para diversas aplicações IoT. Valorizamos o modelo de dados da 1NCE, baseado no conceito de 'SIM adormecido', que usa dados somente quando necessário, sem custos mensais recorrentes. A Embedded Works tem o orgulho de ser parceira no lançamento dessa solução inovadora para o mercado de dispositivos conectados."

Em resumo

A integração da tecnologia iSIM aos módulos de IoT de baixo consumo de energia está diretamente ligada à evolução da conectividade 5G. Ao incorporar a funcionalidade SIM diretamente no dispositivo, o iSIM reduz tamanho e consumo de energia, promovendo implantações escaláveis e duradouras. Essa sinergia possibilita soluções de IoT mais eficientes, seguras e flexíveis, especialmente com o 5G RedCap e módulos de baixo consumo, que estão moldando o futuro das aplicações em larga escala, oferecendo desempenho superior e redução dos custos operacionais.