IoT Connectivity: Die eSIM der Zukunft

IoT Geräte, welche weltweite Konnektivität benötigen, wie zum Beispiel Asset Tracker, Realtime Monitoring Geräte oder vernetzte Automobile, leiden im Rollout an der komplexen globalen Welt der Konnektivitäts-Dienstleistern. Im Dschungel von Roaming Agreements, lokalen Gesetzen, MNO’s und technischen Hürden ist der neue eSIM Standard SGP.32 ein Silberstreifen am Horizont.

Seit etwa 2020 enthalten die meisten Smartphones eine eSIM in Form eines Microchips, welcher auf der Platine bestückt (also «embedded») ist. Zu differenzieren ist die Bauform von der eigentlichen Funktionalität einer eSIM, nämlich das remote Ändern eines Carrier-Profils ohne dass die Karte physikalisch ausgetauscht werden muss. Es gibt sowohl eSIM Funktionalität auf Plastik SIMs als auch embedded SIMs ohne eSIM Funktionalität – wenn im Consumer Bereich von eSIM gesprochen wird, ist aber meist beides zusammen gemeint. Ein ausführliches Glossary ist hier zu finden.

Von der eSIM Funktionalität im Consumer Bereich (gemäss Standard SGP.22) profitiert der Smartphone Nutzer, indem er z.B. über einen QR-Code ein beliebiges Profil eines Providers herunterlädt und somit seine Kosten optimieren kann, besonders im Use Case von Ferien in exotischen Ländern.

Das Konzept hinter der Consumer eSIM funktioniert für M2M IoT Geräte nicht, denn diese Geräte haben meistens keinen End User, kein User Interface und kein WiFi um ein neues Profil manuell zu installieren. Der Standard SGP.02, und folglich das Handling-Konzept, ist für M2M eSIM’s anders: Schon bei der Provisionierung, also bei der Produktion der Geräte, müssen diese mit dem richtigen Profil bespielt werden – dies geschieht über ein «push» via SMS aus der Plattform des Providers.

Das aktuelle eSIM Konzept für M2M ist lückenhaft

Zwar löst dies das mühselige Handling von Plastik-SIM-Karten in der Produktion, trotzdem bewährt sich im Markt die Lösung nur bedingt: Häufig ist die Destination bei der Produktion noch gar nicht bekannt (wie z.B.  bei Asset Trackern), oder ein SMS-Push im Ankunftsland ist aus verschiedenen Gründen nicht möglich.

Eine weitere Konnektivitäts-Lösung im IoT Markt sind Roaming M2M SIMs. In diesem Business Modell wird die Welt in verschiedene Roaming-Zonen eingeteilt, wobei die teuerste Zone mit nach oben offen volatilen Preisen daherkommt. Das SIM Profil muss beim Verlassen des Heimnetzwerkes nicht geändert werden, denn die Konnektivität ist über Verträge zwischen dem Provider und dessen Partnern geregelt. Einige Länder schützen ihren Markt und schränken Roaming aktiv ein (z.B. Brasilien, China, Türkei).

Statt auf eSIM oder Roaming SIMs zu setzen, kann man auch Multi-IMSI Karten verwenden. Angeboten werden solche Lösungen häufig von MVNO’s (Mobile Virtual Netwok Operator), welche kein eigenes Netz betreiben, sondern Kapazitäten von MNO’s aufkaufen und diese handeln. Auf diesen SIMs sind Profile von verschiedenen Providern gespeichert, die ebenfalls vertraglich an den Partner gebunden sind. Normalerweise steuert der MVNO welche IMSI im welchem Land eingesetzt wird. Via Applet auf dem SIM-Chip kann aber auch der Kunde eine der vorinstallierten IMSI auswählen. Die Anzahl an vorinstallierten IMSI hängt davon ab, mit wievielen Providern der MVNO «IMSI-Sponsoring» Verträge abgeschlossen hat.

Eine Arbeitsgruppe der GSMA spezifiziert aktuell einen neuen eSIM Standard, genannt SGP.32. Dieser Standard verbindet die Vorteile aus der Consumer- und M2M-Welt und ergänzt sie mit neuen Features. Insbesondere sollen diese eSIMs folgende Eigenschaften besitzen:

  • Skalierbarkeit durch Remote batch Management
  • Fallback Profile für Notfälle
  • Datensparende Kommunikationsprotokolle
  • State-of-the-Art IoT Sicherheit

Bis zur Implementierung und Marktreife werden vermutlich noch 1-3 Jahre vergehen. Die Roadmap ist abhängig von der Priorisierung der neue Lösung durch die MNO’s. Auf Anfrage erklärt Swisscom dazu:

„Das SGP.32 eSIM Konzept wird vor allem auch IoT Lösungsanbieter und IoT Kunden verschiedene Vorteile in Bezug auf Komfort, Sicherzeit und Effizienz bieten. Auch Swisscom IoT plant in zwei Schritten in diese Richtung zu gehen.

  • Interoperabilität zwischen den einzelnen Provider welche die gleiche IoT Plattform nutzen
  • Einführung und Unterstützung des SGP.32 Standards auf der Connecitvity Management Plattform von Swisscom IoT“

Rico Kunfermann, Specialized Sales IoT & Project Leader, Swisscom Business Customers

Der SGP.32 Standard wird für IoT Gerätehersteller die Architektur des Konnektivität-Handlings stark vereinfachen. Aber abhängig vom Use Case werden auch bisherige Ansätze ihre Daseinsberechtigung behalten. Bei welchen Use Cases sich der neue Standard durchsetzen wird, wird von der tatsächlichen weltweiten Verfügbarkeit und den verbunden Kosten abhängen.

Weiterführende Lektüre: z.B. bei Trusted Connectivity Alliance

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Marcel Rüegg

Marcel Rüegg ist Projektleiter Innovation Lab und Enterprise Architect bei der ELPRO-Buchs AG und bloggt aus dem CAS Enterprise Architecture. Weltweite Konnektivität ist nur eine der vielen Herausforderungen, um Sensorik mit der Cloud zu verbinden.

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