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Solving the Cold Chain Connectivity Challenge with eSIM

2023-04-02
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Illustration: © IoT For All





Today’s cold chain is full of cautionary tales. Here’s just one: In the spring of 2022, New Zealand’s Southern District Health Board inspected a major provider of COVID vaccines for the Queenstown region. The company’s accreditation was up for review. Without renewal, it would face the collapse of its distribution program for vaccines, a serious problem for anyone in the vaccination business.

The company distributed Pfizer vaccines, which, at the final stage of their journey, must stay within 35.6 and 46.4 degrees Fahrenheit (2 and 8 degrees Celsius). That’s after a trip in an ultra-cold shipping container, kept below -94 degrees Fahrenheit (-70 degrees Celsius). Was this vaccine provider able to meet these strict requirements? 

We don’t know, and neither did the inspectors. That was a problem. The company’s staff failed to adequately track temperatures in their local refrigerators. The company lost its accreditation. The Southern District Health Board had to contact 1,500 people who might have received spoiled doses. A lot of people suffered, and so, presumably, did the vaccine supplier’s bottom line.  

All of that could have been prevented with a reliable, IoT-based condition monitoring system. The cold chain runs on data, even more so than a typical logistics path. You must know if temperature changes affect food, beverages, or medicine. You need to know that temperature data real time, so you can react before disaster strikes. You might also need to monitor air quality, asset location, and incidents of tampering. It’s all possible with IoT asset tracking. 

But even the finest asset-tracking solution runs into a connectivity problem when it operates across regional and national borders. That problem—the challenge of always-on connectivity, so essential for effective cold chain IoT—requires another solution. And it’s a solution that sits at the heart of the cellular IoT device itself: the subscriber identity module (SIM). 


“…the challenge of always-on connectivity, so essential for effective cold chain IoT…requires another solution. And it’s a solution that sits at the heart of the cellular IoT device itself: the subscriber identity module (SIM).”


The Connectivity Challenge for a Global Supply Chain

By their nature, asset-tracking devices travel. They sit in shipping containers, trailers, or parcels. And to reliably report on temperatures, they have to maintain connectivity as they move. In other words, global travel requires global connectivity. That typically means cellular IoT. Satellite connections are great as a backup, but they’re usually cost-prohibitive when used for condition-monitoring data at scale. When a reefer trailer moves across national or regional borders, it travels through many cellular networks. It must connect to each one in turn. That’s a technical challenge that can’t be solved by a traditional SIM. 

See, the traditional SIM only connects to a single mobile network operator’s (MNO’s) network. You contract with, say, AT&T or Verizon, and your SIM grants access to that one network. But even these giant MNOs don’t operate everywhere. In an international market, refrigerated cargo is almost certain to leave a single MNO’s coverage area. 

The old solution to this challenge was roaming. One MNO establishes a roaming deal with another. Then, your home MNO offers you access to the distant one. But these arrangements run on lots of money, and you end up paying a hefty premium for the roaming service. Besides, many nations limit long-term roaming (a practice known as permanent roaming). Some don’t allow permanent roaming at all. 

What you really need is access to every network across your device’s travel path. That’s not something you can typically set up on your own, and it’s not possible with a SIM tied to a single network. Cold chain monitoring devices need a SIM that can connect to all of them, creating a constantly updating network of networks. That requires a different type of SIM altogether.

The Solution for Cold Chain Connectivity: eSIM with OTA Profile Updates

At the simplest level, eSIM refers to an embedded SIM card, differentiating it from the traditional, removable SIM. But true eSIM runs deeper than form factor. To be considered proper eSIM technology, the solution must meet GSMA standards for embedded universal integrated circuit cards (eUICCs). This computing architecture allows the eSIM to store multiple user profiles for your cold chain—or, more specifically, multiple international mobile subscriber identities (IMSIs). 

When your device has multiple IMSIs, it can connect to multiple networks without roaming. That’s the secret to always-on cellular connectivity for the global cold chain. But there’s one more capability you need to keep these connections reliable. 

You probably won’t have the staff, time, or money to establish relationships with every MNO a cold chain needs. Instead, look for a cellular connectivity provider that offers eSIM with over-the-air (OTA) updates for local network profiles.

Rather than pre-loading the eSIM with an IMSI for every network your device passes through, these OTA profile updates automate local connectivity. When a device enters a new network coverage area, it downloads the local network’s credentials. That leads to quick, local connections—which means you never miss a temperature update, even in a globe-spanning cold chain. 

eSIM With OTA

To bring this dependable cellular connectivity to your cold chain monitoring device, look for a provider that has existing agreements with thousands of MNOs across hundreds of countries and ask for eSIM with OTA profile updates. With a connectivity partner like that, you can help to ensure everything from medicine to poultry arrives safely, no matter the cold chain’s path. 



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参考译文
用eSIM解决冷链连接的挑战

如今的冷链充满了警世故事。这里只举一个例子:2022年春天,新西兰南区卫生委员会检查了皇后镇地区一家主要的COVID疫苗供应商。该公司的认证正在接受审查。如果没有更新,它将面临疫苗分发计划的崩溃,这对任何从事疫苗接种业务的人来说都是一个严重的问题。该公司分发的辉瑞疫苗,在其旅程的最后阶段,必须保持在35.6华氏度和46.4华氏度(2摄氏度和8摄氏度)之内。这是在一个超冷的集装箱里旅行之后,温度保持在零下94华氏度(零下70摄氏度)以下。该疫苗供应商能够满足这些严格要求吗?我们不知道,调查员也不知道。这是个问题。该公司的员工未能充分跟踪当地冰箱的温度。这家公司失去了认证。南区卫生局不得不联系1500名可能接种了变质剂量的人。很多人遭受了痛苦,想必疫苗供应商的底线也受到了损害。所有这一切都可以通过一个可靠的、基于物联网的状态监测系统来预防。冷链依靠数据运行,甚至比典型的物流路径更依赖数据。你必须知道温度变化是否会影响食物、饮料或药物。你需要实时了解温度数据,以便在灾难发生前做出反应。您可能还需要监视空气质量、资产位置和篡改事件。通过物联网资产跟踪,这一切都是可能的。但即使是最好的资产跟踪解决方案,在跨地区和跨国界运行时也会遇到连接问题。这个问题——永远在线连接的挑战,对有效的冷链物联网至关重要——需要另一种解决方案。这是一种位于蜂窝物联网设备本身核心的解决方案:用户识别模块(SIM)。“始终在线连接的挑战,对于有效的冷链物联网至关重要,需要另一种解决方案。这是一种位于蜂窝物联网设备本身核心的解决方案:用户识别模块(SIM)。“资产跟踪设备本质上是移动的。它们被放在集装箱、拖车或包裹里。为了可靠地报告温度,它们必须在移动时保持连接。换句话说,全球旅行需要全球互联互通。这通常意味着蜂窝物联网。卫星连接作为备份是很好的,但用于大规模状态监测数据时,它们的成本通常令人望而却步。当一辆冷藏拖车跨越国家或地区边界时,它会通过许多蜂窝网络。它必须依次连接到每一个。这是一个传统SIM卡无法解决的技术挑战。传统SIM卡只能连接到单个移动网络运营商(MNO)的网络。比如,你与at&t或Verizon签订了合同,你的SIM卡就授予了接入那个网络的权限。但即使是这些大型跨国公司也不是在所有地方都有业务。在国际市场上,冷藏货物几乎肯定会离开单一MNO的覆盖区域。这一挑战的旧解决方案是漫游。一个MNO与另一个MNO建立漫游协议。然后,您的家庭MNO为您提供连接到远处的MNO。但这些安排需要大量的资金,你最终要为漫游服务支付高昂的费用。此外,许多国家限制长期漫游(这种做法被称为永久漫游)。有些根本不允许永久漫游。你真正需要的是访问设备运行路径上的每个网络。这通常不是你自己可以设置的,而且将SIM卡绑定到单个网络也不可能实现。冷链监控设备需要一个可以连接到所有设备的SIM卡,从而创建一个不断更新的网络中的网络。这需要完全不同类型的SIM卡。
在最简单的层面上,eSIM指的是嵌入式SIM卡,与传统的可移动SIM卡有所区别。但真正的eSIM比形式因素更深入。要被认为是合适的eSIM技术,解决方案必须满足嵌入式通用集成电路卡(euicc)的GSMA标准。这种计算体系结构允许eSIM为您的冷链存储多个用户配置文件——或者更具体地说,多个国际移动用户身份(imsi)。当您的设备有多个imsi时,它可以连接到多个网络而无需漫游。这就是全球冷链始终在线的蜂窝连接的秘密。但是为了保持这些连接的可靠性,还需要一个功能。你可能没有足够的人力、时间或金钱与冷链所需的每个MNO建立关系。相反,寻找为本地网络配置文件提供带有空中(OTA)更新的eSIM的蜂窝连接提供商。这些OTA配置文件更新将自动实现本地连接,而不是为您的设备经过的每个网络预先加载IMSI eSIM。当设备进入一个新的网络覆盖区域时,它会下载本地网络的凭据。这就导致了快速的本地连接,这意味着即使在横跨全球的冷链中,你也不会错过温度更新。要将这种可靠的蜂窝连接带到您的冷链监控设备中,请寻找与数百个国家的数千家MNOs已有协议的提供商,并要求提供带有OTA配置文件更新的eSIM。有了这样的连接合作伙伴,无论冷链的路径如何,您都可以帮助确保从药品到家禽的所有物品安全抵达。

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