eSIM

Die eSIM oder embedded-SIM ist eine eingebettete (englisch embedded) SIM-Funktion als fest eingelöteter integrierter Schaltkreis. Wie die auswechselbare physische SIM-Karte dient die eSIM als Secure Element zur Identifikation des Nutzers im Mobilfunknetz. Die Teilnehmerinformationen werden in einem SMD-Bauelement des mobilen Endgeräts gespeichert und können per Over-the-Air-Update (OTA-Update) initialisiert bzw. geändert werden. Das Akronym „eSIM“ ist eine Abkürzung für embedded subscriber identity module (engl. für eingebettetes Teilnehmer-Identitätsmodul).

eSIM, links daneben ein Entwicklungsboard im Format einer SIM-Karte mit aufgelöteter eSIM

Anwendung

Die eSIM unterscheidet sich von der klassischen SIM-Karte hauptsächlich in der Bereitstellung. Wurden diese in der Vergangenheit entweder in einem Geschäft durch Mobilfunknetzbetreiber verkauft oder per Post zugeschickt, kann ein Kunde mit Hilfe der eSIM jederzeit online Kunde eines Mobilfunkanbieters werden und sein Smartphone oder sonstiges Endgerät sofort einsetzen, sofern der Geräteanbieter dies unterstützt. Einmal in das mobile Endgerät geladen, bestehen keine wesentlichen Unterschiede zur Verwendung einer physischen SIM-Karte.[1] Für Gerätehersteller kann die Aufnahmemechanik der SIM-Karte komplett entfallen, was zu einer kompakteren und kostengünstigeren Bauweise führt. Zudem kann die Wasserdichtigkeit verbessert werden. Die eSIM ist elektrisch kompatibel mit 2FF- und 3FF-Karten, sie verwendet das SON-8-Format und ist für M2M-Anwendungen (Machine-to-Machine-Anwendungen) konzipiert.[2]

Im Internet der Dinge (engl. Internet of Things, IoT) spielt die eSIM eine zunehmend wichtige Rolle für die Vernetzung, z. B.

Geschichte

Die erste Version der eSIM-Architektur-Spezifikation wurde am 23. Dezember 2015 veröffentlicht.[3]

Das erste Gerät, das über den eSIM-Standard mit einer Teilnehmerkennung ausgestattet werden konnte, war die Smartwatch Samsung Gear S2 in ihrer 3G-Version vom Hersteller Samsung. Sie wurde im Vorfeld der IFA 2015 vom Hersteller angekündigt und auf der Messe vorgestellt.[4]

2016 stellte Samsung mit der Smartwatch Gear S2 das erste breit verfügbare Gerät mit eSIM vor.[5] Seit 2018 wurden erste Smartphones der Oberklasse mit eSIMs veröffentlicht, in der Regel als Zusatz zu einem regulären SIM-Slot.[6]

2018 hat Google die Modelle Pixel 3 und 3XL sowie Apple die Modelle iPhone XS, XS Max und XR zusätzlich mit eSIM ausgestattet. Während einige Android-Smartphones schon ab 2008 Dual-SIM-fähig waren, erhielten so erstmals auch iPhone-Modelle die Möglichkeit, mehr als einen Mobilfunkanschluss parallel zu bedienen.[7]

Design

Eine herkömmliche SIM-Karte besteht aus einem Integrierten Schaltkreis, der auf einer Universal Integrated Circuit Card (UICC) platziert ist, die in der Regel aus PVC hergestellt wird und manuell in ein Gerät eingesetzt wird. Im Gegensatz dazu ist eine eSIM ein virtualisiertes SIM-Kartenprofil, das auf einem dauerhaft in der Fabrik in einem mobilen Gerät montierten eUICC-Chip installiert ist. Der eUICC-Chip, der die eSIM hostet, verwendet die gleiche elektrische Schnittstelle wie eine physische SIM-Karte, wie sie in ISO 7816 definiert ist. Sobald ein eSIM-Betreiberprofil auf einer eUICC installiert ist, funktioniert es genauso wie eine physische SIM-Karte, komplett mit einer eindeutigen ICCID und einem von der Betreiberseite generierten Authentifizierungsschlüssel für das Netzwerk.

Standardisierung

Der eSIM-Standard basiert auf mehreren von der GSM Association herausgegebenen Verfahren und Spezifikationen. Im Einzelnen sind dies:

  • SGP.21 eSIM Architecture Specification – behandelt die übergeordnete Architektur zur Bereitstellung eSIM
  • SGP.22 eSIM Technical Specifications – behandelt die einzuhaltenden technischen Spezifikationen
  • SGP.23 eSIM Test Specifications – behandelt die anzuwendenden Testfälle um eine Implementierung zu überprüfen
  • SGP.24 Compliance process – behandelt die einzuhaltenden Prozesse um ein Produkt als „eSIM-fähig“ deklarieren zu können
  • SGP.25 eUICC for Consumer Device Protection Profile V1.0 – beschreibt die Sicherheitsanforderungen an die eSIM-Profile in Form eines Evaluierungsgegenstandes

Abmessungen
Größenvergleich von eSIM (links) zu SIM-Karten
SIM Art Standard Abmessungen in mm (Zoll)
Länge Breite Dicke
Embedded SIM IC JEDEC Design Guide 4.8, SON-8 6,00
(≈1⁄4)		 5,00
(≈1⁄5)		 <1,00
(≈1⁄25)

Kontakte

Auf einer eSIM-Karte im Format VQFN8/SON8 (6 mm × 5 mm) befinden sich acht Pads, deren Anordnung spiegelbildlich zur SIM-Karte ist. Draufsicht:[8]

GND – Masse 1 8 Vcc – Versorgungsspannung
reserviert 2 7 Reset – Reset für SIM-CPU
I/O – Daten 3 6 CLK – Takt
reserviert 4 5 reserviert

Anbieter

In Deutschland, Österreich und der Schweiz wird die eSIM von allen jeweiligen Mobilfunknetzbetreiber[9][10][11][12][13][14] unterstützt und angeboten. Das Endgerät muss hierfür mit einem Software-Modul (eSIM-Profil) ausgerüstet sein. Zur Aktivierung einer eSIM in einem Gerät wird Internetverbindung (z. B. über WLAN) benötigt.

iSIM

Im Gegensatz zur eSIM ist die iSIM eine integrierte (engl. integrated) als System-on-a-Chip isolierte Hardware-Komponente, die mit einem Basisband-Chipsatz zu einem einzigen Konnektivitätsmodul kombiniert wird. Aufgrund ihres geringen Platzbedarfs und ihres niedrigen Stromverbrauchs ist sie eine All-In-One-Konnektivitätslösung, insbesondere für das Narrowband im Internet der Dinge (IoT) (NB-IoT).[15][16]

Einzelnachweise
  1. eSIM Whitepaper – Abschnitt „How it Works“. (PDF; 1,2 MB) In: gsma.com. GSM Association, abgerufen am 25. Dezember 2018 (englisch).
  2. GSMA Embedded SIM Specification Remote SIM Provisioning for M2M. (PDF; 6,2 MB) In: gsma.com. GSM Association, abgerufen am 28. Dezember 2018 (englisch).
  3. eSIM Spezifikationen work=gsma.com. In: gsma.com. GSM Association, abgerufen am 25. Dezember 2018 (englisch).
  4. Ankündigung Smartwatch Gear S2 mit 3G. In: teltarif.de. Teltarif, abgerufen am 25. Dezember 2018.
  5. Volker Briegleb und Urs Mansmann: MWC 2016: Samsungs Smartwatch “Gear S2 Classic 3G” eröffnet das Zeitalter der eSIM. In: heise online. Abgerufen am 26. März 2016.
  6. Michael Link, Urs Mansmann: Was sich mit der eSIM alles ändert. In: Heise. 17. Januar 2019, abgerufen am 16. November 2023.
  7. Apple-Supportdokument zur Nutzung von Dual-SIM. In: support.apple.com. Apple Inc., abgerufen am 25. Dezember 2018.
  8. Datasheet OPTIGA™ Connect IoT. (PDF; 1,3 MB) In: infineon.com. Infineon, 18. Februar 2022, abgerufen am 30. März 2023 (englisch).
  9. eSIM | Telekom-Hilfe. In: telekom.de. Deutsche Telekom AG, abgerufen am 22. Dezember 2021 (deutsch).
  10. Hilfe | Alles zur eSIM. In: vodafone.de. Vodafone GmbH, abgerufen am 3. Oktober 2018 (deutsch).
  11. eSIM Informationen von o2: Alles zur „embedded SIM“. In: o2online.de. Telefónica Germany GmbH & Co. OHG, abgerufen am 10. November 2018.
  12. eSIM wird die SIM-Karte ablösen. In: community.swisscom.ch. Swisscom (Schweiz) AG, abgerufen am 30. Dezember 2019 (Schweizer Hochdeutsch).
  13. Sunrise eSIM. In: sunrise.ch. Sunrise GmbH, abgerufen am 30. Dezember 2019 (Schweizer Hochdeutsch).
  14. Salt eSIM. In: salt.ch. Salt Mobile SA., abgerufen am 30. Dezember 2019 (Schweizer Hochdeutsch).
  15. iSIM – die integrierte SIM ist die Zukunft der Konnektivität. In: gi-de.com. Giesecke+Devrient, abgerufen am 15. Mai 2023.
  16. Stefan Luber, Andreas Donner: Was ist NarrowBand IoT? In: ip-insider.de. IP Insider, 1. August 2018, abgerufen am 22. Mai 2023.
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