借助NB-IoT、LTE-M与eRedCap（增强型RedCap），实现未来连接中物联网的可扩展性与安全性。

NBIoT与LTEM的协同效应

蜂窝物联网生态系统以两种互补性技术为核心：窄带物联网（NBIoT）和LTE CatM1（LTEM）。它们是最早专为物联网设计的蜂窝网络技术，并作为4G标准的一部分，由3GPP在Release 13中正式引入。

这两种网络标准均采用授权频谱，能够提供高可靠性、广覆盖能力和超长电池续航，同时还支持低成本的硬件模组，具备面向未来网络升级的演进能力。

图1：全球NBIoT与LTEM的布局 图片来源：GSMA

然而，这两种技术所满足的运营需求各不相同。NBIoT针对部署在难以覆盖区域的静态传感器进行了优化，例如，室内深度、地下环境或广阔野外等场景。这类传感器通常只传输体量较小、结构简单的数据有效载荷（data payloads）。

相比之下，LTE‑M适用于需要更高数据速率和更大数据负载的移动设备与传感器。它还支持SMS（短消息服务）和有限的语音传输能力。两种技术均支持定期进行空中（OTA）固件更新。

向5G eRedCap的战略转型

随着电信运营商准备逐步淘汰传老旧的2G和4G基础设施，整个行业正向5G网络演进，其中eRedCap技术正成为长生命周期物联网设备的新标准。‌

eRedCap基于3GPP Release 18标准，定位于高性能5G与超低功耗窄带物联网之间的中间层级。它能够为数据密集型应用提供所需的更高吞吐能力，例如，工业自动化、先进可穿戴设备及AI驱动的消费类终端。同时，相比完整的5G新空口（5G NR），eRedCap在成本和功耗方面更具优势。

索尼半导体以色列公司首席执行官Nohik Semel表示：“物联网的未来显然正围绕eRedCap汇聚。它既能提供面向未来互联设备所需的性能，又能保留产业所依赖的效率和长期可用性。对于规划未来10至20年产品路线的设备制造商而言，eRedCap是推动从4G迈向全面5G世界的关键技术。”

采用支持半双工频分双工（HD-FDD）的eRedCap技术，可降低射频复杂度，并进一步减少成本敏感型设备的功耗。

市场分析师预测，到2030年，eRedCap设备的出货量可能突破5,000万台。这一增长趋势源于两方面驱动因素：一是实时边缘连接需求的持续增长，二是4G网络逐步退网将促使运营商统一网络架构，并重新分配稀缺的频谱资源。

从eSIM到iSIM

传统的可拆卸SIM卡限制了企业级物联网的部署规模，原因是在成千上万甚至数百万分布式资产中，对传统SIM卡进行管理、追踪以及物理更换，会带来显著的物流和经济成本障碍。

与此同时，运营商在关闭传统2G网络方面仍面临挑战，因大量已连接设备（包括智能电表、报警系统及安全门禁终端）至今仍依赖这些网络运行。

此外，实体SIM卡还会增加设备体积，使其容易受到环境因素影响，且存在被盗的风险，从而带来安全隐患。eSIM通过永久焊接在设备内部解决了这些问题，使设备的整体占用空间缩小到Nano SIM的几分之一。

然而，集成式SIM（iSIM）通过将SIM功能直接嵌入设备主SoC的专用安全区域，从根本上改变了设备架构，使其能够与主处理器和蜂窝调制解调器协同运行。

这种集成使iSIM比标准eSIM缩小98%，为设计高度紧凑设备的制造商释放出宝贵的芯片空间。取消独立芯片可将待机功耗降低多达70%，显著延长现场设备的电池续航时间。

图2：支持NBIoT、LTE-M与iSIM的ALT1350 SoC 图片来源：Sony Semiconductors

从制造角度来看，iSIM将微控制器、射频收发器和SIM操作系统集成到单一硬件组件中，将整体物料清单（BOM）从三个部件缩减为一个。根据Counterpoint市场预测显示，2021年至2030年间，搭载iSIM的设备出货量将达到70亿台，凸显了其快速崛起的势头。

OTA与SGP.32标准

远程SIM配置（Remote SIM Provisioning）充分释放了eSIM和iSIM硬件的潜力，使企业能够通过空中方式远程更新网络运营商配置文件，无需人工干预。

从历史上看，GSMA制定了两项主要规范：面向机器对机器通信的SGP.02，以及面向消费类设备的SGP.22。早期的M2M标准严重依赖SMS路由和复杂的服务器集成，形成了僵化的、供应商锁定的架构，不仅需要在设备部署前就达成网络合作协议，还严重限制了设备在全球范围内的动态漫游能力。

消费者框架虽然通过用户界面解决了上述部分问题，但它依赖人工操作，这对于部署在偏远地区、无界面的物联网传感器而言并不可行。

2023年，GSMA推出了专门针对物联网设备的SGP.32标准，以弥合先前标准之间的差距，实现批量远程配置SIM配置文件，而无需依赖短信或直接用户交互。

SGP.32系统的一个关键组成部分是eSIM物联网远程管理器。它允许运营商远程启用、禁用、删除和下载数千台设备的网络配置文件。物联网配置文件助手接收命令并直接更新芯片。

配置文件状态管理操作采用加密认证机制，确保只有经授权的实体才能远程修改设备的连接状态。整体能力使企业能够在部署完成后动态切换连接服务提供商、优化网络成本，并避免受到运营商锁定的限制。

全球覆盖、安全性与生产

对于企业级物联网而言，一致的全球覆盖能力和数据安全性是至关重要的核心要求。随着LTEM和NBIoT漫游协议的不断扩展，设备能够在不同国家之间无缝运行，无需进行区域化硬件更换，也不必采用复杂的多SIM配置方案。

一个典型的例子是当前大多数新车型中所采用的eSIM。在欧洲，所有新出厂的乘用车和卡车都被要求配备蜂窝通信系统用于紧急呼叫服务（eCall）。汽车制造商通过eSIM满足这一法规要求，使终端用户能够在其所在市场自主选择运营商，随后将服务凭据下发至eSIM，从而完成服务激活。

从安全角度来看，eSIM和iSIM均作为标准化的硬件信任根（Root of Trust），用于对设备进行蜂窝网络身份认证，并保障与云基础设施之间的数据传输安全。

遵循IoT SAFE等标准能够确保端到端的数据机密性，这一点至关重要，因为企业正依赖传感器数据来驱动AI模型并实现物流自动化。

表1：物联网安全应用的加密能力对比 图片来源：GSMA

通过遵循GSMA安全认证体系（Security Accreditation Scheme）等严格的合规流程，整个生态系统能够确保在制造、配置文件生成及订阅管理等环节符合严苛的国际安全标准。

随着设备出货规模不断扩大，制造商已对其生产流程进行现代化升级以保持高效运作。GSMA的SGP.41和SGP.42标准对工厂内配置文件写入流程进行了规范，使原始设备制造商（OEM）能够在工厂装配线上，将移动网络的SIM配置文件安全地直接加载到设备中。

这种方式使制造商能够生产统一的全球库存单元（SKU），并在发货前根据目的地定制相应的区域网络凭据。通过依据设备的最终部署地点进行预配置，制造商可确保设备在现场上电时即可实现可靠的即开即用连接，同时还能降低供应链复杂性并减少运营与物流成本。

通过摆脱碎片化、专有化的技术体系，并采用NBIoT、LTEM以及即将到来的5G eRedCap等标准化协议，电信行业已经为大规模企业数字化转型构建起一个高度稳定的技术平台。

即将到来的6G与卫星连接

随着硬件形态从物理SIM卡演进到高度集成的eSIM与iSIM架构，并结合SGP.32标准所带来的灵活OTA能力，全球设备管理中长期存在的物流与成本障碍如今已得到有效解决。

即将到来的6G移动通信网络将在这些技术基础之上进一步发展，并引入蜂窝非地面网络（NTN），从而实现真正意义上的全球无缝连接。

这些技术进步相互叠加，确保了大规模机器类通信（mMTC）所依赖的基础设施不仅具备高度可扩展性，同时也拥有极高的安全性。