“空中激活”(Over-The-Air，简称OTA)是一种通过移动通信网络(如GSM或CDMA)对设备进行远程管理和激活的技术。具体来说，空中激活可以用于对SIM卡数据及应用进行远程管理。这种技术的应用使得移动通信不仅可以提供语音和数据服务，还能提供新业务下载。
在物联网无线通信模块的场景中，空中激活通常指的是通过无线信号直接激活和配置设备，而无需物理接触或其他形式的直接连接。这在物联网设备中尤为重要，因为它允许设备在部署后自动接入网络并执行必要的配置。
例如，在TPUNB无线模块中，空中激活(OTAA)是常用的激活方式之一，它允许设备通过接收来自网络的信标来自动完成激活过程。这种方式特别适用于需要广泛部署和管理的大规模设备网络，如智能电表、传感器等。
无线通信模块的空中激活是一种高效、便捷的远程激活技术，它通过无线信号实现设备的快速部署和配置，极大地提高了设备管理的效率和灵活性。
一、 空中激活(OTA)技术在物联网设备中的具体应用案例有哪些?
空中激活(OTA)技术在物联网设备中的具体应用案例有以下几个：
- 固件和软件升级：通过无线网络对分布在全球各地的物联网设备进行固件、软件或驱动的更新升级。例如，阿里云物联网平台支持MQTT协议下的设备进行OTA升级，包括整包升级、压缩升级、差分升级和安全升级等多种模式。
- eSIM激活和切换运营商：eSIM技术允许SIM模块作为芯片永久贴装在设备内，并且可以通过空中写卡(OTA)的方式来完成eSIM激活和切换运营商。这一技术广泛应用于物联网设备的远程配置和管理。
- 物联网卡的远程管理：空中开卡技术通过GSM网络、WCDMA网络、LTE等网络的空中接口对运营商发行的SIM卡中的数据或应用实施远程管理。这一技术不仅用于传统的SIM卡，还适用于物联网卡，满足物联网设备高功能要求。
- 低功耗广域网(LPWA)设备的激活：在LPWA物联网应用中，设备可以通过空中激活的方式进行激活，需要准备DevEUI、AppEUI、AppKey等参数来join网络。这一技术适用于基于TPUNB、LoRa、NB-IoT等技术的低功耗广域网设备。
- 边缘计算设备的升级：物联网边缘计算设备可以通过OTA技术进行远程升级，提升设备的性能和功能。这一技术在边缘一体机等场景中得到了广泛应用。
二、 TPUNB无线模块的空中激活(OTAA)与其他激活方式相比有何优势和劣势?
TPUNB无线模块的空中激活(OTAA)与其他激活方式(如物理连接激活)相比，具有以下优势和劣势：
1. 优势
- OTAA是最安全的激活方式之一。设备在加入网络时进行一次动态地址分配和安全密钥协商，这使得设备在每个新会话中重新协商帧计数器和会话密钥，从而提高了安全性。
- OTAA允许设备通过空中方式进行身份验证和密钥交换，不需要物理连接。
- 在OTAA过程中，设备会获得一个动态的DevAddr，这有助于优化网络资源的使用和管理。
- OTAA不需要在设备上预先配置任何密钥或信息，只需通过空中方式进行激活即可。
2. 劣势
- OTAA在弱网区域下可能不如ABP那样有效，因为它需要设备能够与网关建立稳定的通信连接。在信号较差的区域，OTAA可能会遇到困难。
- OTAA过程中设备需要发送多次消息以完成激活，这可能会导致设备的功耗增加，特别是在低功耗应用场景中。
- OTAA设备的寿命不受帧计数器宽度的限制，但这也意味着设备需要频繁地重新协商密钥和计数器，这可能会影响其长期运行的稳定性。
OTAA在安全性、灵活性和动态地址分配方面具有显著优势，但在弱网区域和高功耗应用场景中可能存在劣势。
三、 如何确保空中激活过程中数据安全和隐私保护?
确保空中激活过程中数据安全和隐私保护需要采取多种措施，以下是一些关键步骤：
1.加强认证机制：
- 在空中激活过程中，必须严格验证用户的身份。
- 使用OTA(Over The Air)技术时，终端设备需要准备好DevEUI、AppEUI和AppKey等参数，这些参数可以用于验证设备的身份和授权。
2.加密传输数据：
- 在远程激活过程中，所有传输的数据都应进行加密处理，以防止数据在传输过程中被截获或篡改。
- 使用安全协议如LoRaWAN协议中的OTAA(Over The Air Activation)方式，可以通过加网流程与网络服务器进行安全的数据交互。
3.防止恶意软件入侵：
- 空中激活过程中，设备可能会连接到互联网，因此需要安装防病毒软件，并定期更新，以防止恶意软件的入侵。
- 对于已经被激活的设备，厂商应提供定期的安全检查和更新，以确保设备的安全性。
4.合法合规操作：
- 厂商和服务提供商应严格遵守相关法律法规，不得未经许可擅自进行空中激活操作。例如，华为和荣耀公司曾报案指控有人未经许可进行空中激活服务。
- 法院也会对非法空中激活行为进行处罚，如红安法院对涉嫌破坏计算机信息系统罪的被告人进行了判刑。
5.透明化操作流程：
- 在空中激活过程中，厂商应向消费者明确说明激活过程中的各个步骤，并提供详细的操作指南。
四、 空中激活技术在未来发展趋势中面临的主要挑战是什么?
空中激活技术在未来发展趋势中面临的主要挑战可以从多个方面进行分析：
空中激活技术涉及到计算机信息系统的安全性问题，已经有司法实践将其定性为“破坏计算机信息系统罪”，这对整个产业链(包括中介和委托激活的手机经销商)带来了巨大的法律风险。因此，如何在保障用户隐私和数据安全的前提下合法使用空中激活技术，是一个重要的挑战。
未来低空领域的高度范围在0米至500米之间，需要建立一个全天候的、精密的、不受楼宇干扰的智联网，并结合空域规划对相关航路进行管理。这些技术突破需要大量的研发投入和创新能力，如何实现这些技术的突破是未来发展的一个关键挑战。
随着新一代信息技术的引领和智慧特征的增强，空管系统正在经历重塑。未来空中交通运行需要基于算力的融合运行，打造数字孪生环境，这对于提升运行效率和安全水平具有重要意义。如何通过科技创新不断提升空管系统的能力，是未来发展的一个重要挑战。
城市空中交通(UAM)被认为是未来智慧航空、绿色航空的重要发展方向。然而，从概念变成现实，UAM需要解决多种应用场景中的实际问题，如载人和载物的高效运输、无人机的灵活机动特性等。如何在实际操作中克服这些障碍，是未来发展的一个关键挑战。
随着eVTOL电动垂直起降、载人无人机等技术的快速发展，未来可能会出现空中出租车和空中物流无人机等新型应用。这些新兴应用需要国际合作和统一的标准来确保安全和效率，如何在国际层面上推动合作和制定标准，也是未来发展的一个重要挑战。
五、 在不同国家/地区，空中激活技术的法律法规和标准有哪些差异?
在不同国家和地区，空中激活技术的法律法规和标准存在显著差异。以下是对几种情况的详细分析：
1.中国：
中国还制定了关于空中下载(OTA)技术的国家标准GB/T 43964-2024.该标准适用于家用和类似用途的电自动控制器的OTA技术要求。
不同国家和地区在空中激活技术的法律法规和标准方面存在显著差异。中国主要通过无人机管理条例和地方性法规来规范相关技术，而美国则通过专门针对无人机的联邦法规进行规制。
2.美国：
美国通过FAR107部《小型无人机系统》对小型无人机系统进行了专门规制。该法规涵盖了无人机的注册登记、认证和运行要求，特别强调了无人机飞越人的头顶的条件。
3.国际标准：
eSIM卡技术作为一种国际标准，由国际移动通信组织与各成员共同确认。这种技术在某些环节的算法上也有所贡献，但被认为没有太大的安全问题。
