La technologie Multi-IMSI : comment ça marche ?

13.07.2022
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L’IMSI est un élément très important du profil SIM (Subscriber Identity Module), stocké sur la carte SIM. Chaque IMSI permet à un appareil de se connecter à un nombre limité de réseaux. Lorsqu’une carte SIM contient plusieurs IMSI, cela lui permet de changer d’opérateur quand c’est nécessaire et donc d’avoir accès à beaucoup plus de réseaux différents.

La technologie multi-IMSI est essentielle pour les industriels qui déploient des objets connectés dans le monde entier ou pour des usages nomades. Ces appareils doivent rester connectés où qu’ils se trouvent, et pas seulement dans la zone de couverture d’un seul opérateur et de ses réseaux partenaires.

La différence entre les technologies Multi-IMSI et eUICC

Tout comme le Multi-IMSI, un Embedded Universal Integrated Circuit Card (eUICC) permet à l’appareil qui le contient de changer d’opérateur, et de stocker plusieurs profils d’opérateurs. Cependant, la façon dont ce changement d’opérateur se déroule, et les coûts afférents, sont fondamentalement différents.

Intégration

Un eUICC M2M peut stocker plusieurs profils d’opérateurs, mais à chaque ajout, le nouvel opérateur doit intégrer ses SM-SR (Subscription Manager Secure Routing) et SM-DP (Subscription Manager Data Preparation) à ceux de l’opérateur précédent. Les différents protocoles de ces opérateurs doivent aussi être coordonnés.

Changer de profil avec un eUICC revient à “quitter” le premier opérateur et résilier son contrat. Comme il s’agit d’un changement total d’opérateur, il faut basculer sur le portail du nouvel opérateur, ainsi qu’utiliser ses outils et son API. Chaque appareil se voit aussi attribuer un nouvel MSISDN (numéro de téléphone) et un nouvel ICCID.

Dans le cas de la technologie Multi-IMSI, vous n’avez qu’un seul fournisseur (EMnify, par exemple), mais plusieurs identités d’abonné, chacune permettant de se connecter à une liste d’opérateurs autorisés. Lorsqu’un de vos appareils a besoin de se connecter à un opérateur qui ne figure pas dans la liste active, il change automatiquement d’IMSI pour accéder à une nouvelle liste.

Pour ce faire, pas besoin de charger de nouveau profil à distance, de nouvelle intégration, de nouvelle API, ni de nouveau portail. Certaines données peuvent aussi transiter d’un opérateur à un autre, car il s’agit toujours du même abonnement.

Choix du réseau

Les cartes SIM Multi-IMSI peuvent être configurées pour sélectionner automatiquement le réseau avec le meilleur signal, ou bien le moins cher. Elles peuvent être chargées dès la mise en service avec plusieurs identités d’abonné, afin de basculer entre les opérateurs, interrompre ou reprendre des contrats en cas de besoin.

L’utilisation d’un eUICC offre un filet de sécurité dans certaines situations : si votre opérateur initial fait faillite, ou bien si le pays de déploiement impose l’utilisation d’un opérateur local, comme au Brésil ou en Inde. Mais changer de profil avec un eUICC revient beaucoup plus cher qu’avec le Multi-IMSI, et il faut télécharger et activer le nouveau profil manuellement pour chaque nouveau pays de déploiement.

NB : un eUICC peut contenir un profil Multi-IMSI, on peut ainsi combiner les bénéfices des deux technologies et en tirer encore plus de flexibilité.

Les éléments d’un IMSI

L’Union Internationale des Télécommunications (UIT) a normalisé les numéros IMSI, permettant d’identifier rapidement le pays et l’opérateur de rattachement d’un abonné. Les IMSI comportent généralement 15 chiffres, mais cela peut varier selon les pays et les opérateurs. Ces chiffres sont répartis en trois séquences correspondant à trois informations différentes :

  1. La première séquence constitue le code pays (Mobile Country Code, MCC). Il indique le pays de rattachement de l’abonné et comporte 2 ou 3 chiffres.
  2. La deuxième séquence constitue le code réseau (Mobile Network Code, MNC). Il indique l’opérateur de rattachement de l’abonné et comporte entre 1 et 3 chiffres.
  3. La dernière séquence est un numéro d’identification unique à l’abonné (Mobile Subscription Identification Number), comportant généralement 9 ou 10 chiffres.

À titre d’exemple, voici les informations qui peuvent être lues par un opérateur pour le numéro IMSI 20801987654321 :

Mobile Country Code

208

France

Mobile Network Code

01

Orange

Mobile Subscription Identification Number

987654321

 

lLes IMSI d'EMnify commencent par 90143. Le MCC 901est utilisé pour les opérateurs internationaux et 43 est le MNC attribué à EMnify.

Comme on peut le constater, un IMSI donné est relié à une zone géographique et un opérateur. Lorsque l’appareil correspondant se trouve en itinérance hors de la zone couverte par cet opérateur, il doit se connecter à un réseau partenaire de ce dernier (c’est le roaming).

Un IMSI peut bénéficier d’une couverture redondante dans certaines zones, ce qui permet à l’appareil de se connecter à plusieurs opérateurs dans le même pays avec un seul IMSI. Mais c’est rarement le cas dans le pays de son opérateur d’origine. Lorsque cela arrive, on parle “d’itinérance nationale”, et peu d’opérateurs proposent cette option.

Avec une SIM Multi-IMSI en revanche, un appareil bénéficie la plupart du temps d’une couverture redondante, car il a accès à plusieurs groupes de réseaux, un par IMSI. Si aucun des réseaux d’un premier IMSI n’est disponible, l’applet Multi-IMSI permet à l’appareil de basculer sur un autre IMSI et de se connecter à de nouveaux réseaux.

Un cas d’usage du Multi-IMSI

La télématique est un des domaines en forte croissance du secteur de l’IoT. C’est aussi un excellent secteur d’application pour la technologie Multi-IMSI. En effet, les véhicules connectés sont amenés à traverser les frontières, sans que leurs GPS et leurs outils de diagnostic ne cessent de fonctionner.

Au cours d’un trajet, un véhicule peut avoir à changer d’opérateur à plusieurs reprises, avant de finalement revenir à son opérateur d’origine. Avec une carte SIM Multi-IMSI, toutes ces opérations sont gérées par le fournisseur de service, sans jamais changer de portail ou de MSISDN, ni nécessiter d’intégrations ou de coûts supplémentaires.

Dotés d’une carte SIM Multi-IMSI d’EMnify, les véhicules sont en permanence connectés au réseau avec le meilleur signal. Par ailleurs, lors d’un déploiement international, chaque véhicule peut basculer sur un profil d’opérateur local si besoin.

Comment fonctionne le changement d’IMSI

Prenons l’exemple d’un véhicule fabriqué en France dont le système de divertissement est doté d’une connexion cellulaire. Via sa carte SIM EMnify, il se connecte à l’un des réseaux partenaires d’EMnify en France, grâce à un premier numéro IMSI (IMSI #1).

Son fabricant souhaite maintenant déployer son produit au Royaume-Uni. Une fois sur place, l’appareil se connectera à un réseau partenaire d’EMnify au Royaume-Uni avec un nouvel IMSI (IMSI #2). Voici comment la transition s’opère :

  1. La carte SIM est chargée avec le numéro IMSI #1 actif.
  2. La SIM se connecte à un réseau français (MCC 208).
  3. Le fabricant expédie son appareil au Royaume-Uni (MCC 348).
  4. Sur place, la SIM tente de se connecter à un réseau au Royaume-Uni avec l’IMSI #1.
  5. L’IMSI #1 ne possède aucun réseau partenaire britannique partenaire sur sa liste, il est donc rejeté du réseau cellulaire. (Chaque IMSI ne peut donner accès en itinérance qu’à un nombre limité de réseaux partenaires).
  6. Sur le portail EMnify, le fabricant reçoit un message : “Mise à jour de la position rejetée par le VLR 324750004132810 pour l’IMSI 901430001065368. Cet opérateur n’est actuellement pas supporté pour cet IMSI. Un IMSI ou un opérateur différent sera utilisé pour l’enregistrement sur le réseau.”
  7. L’applet de la SIM identifie le Royaume-Uni (MCC 348) comme nouvelle position.
  8. L’applet de la SIM rend actif l’IMSI #2 à la place du #1, grâce à une table de sélection.
  9. La SIM déclenche une actualisation de l’appareil, qui se connecte alors à un nouveau réseau avec l’IMSI #2.

Et tout ça se déroule de manière totalement automatisée. Tous les événements réseaux sont affichés sur le portail de gestion afin de pouvoir suivre avec précision quand et à quel réseau vos appareils se sont connectés et via quel IMSI.

La solution Multi-IMSI d’EMnify

Notre solution Multi-IMSI vous donne accès instantanément à une connectivité cellulaire dans plus de 180 pays, à travers plus de 540 réseaux mobiles. Si vous déployez un appareil dans un pays où aucun réseau n’est accessible à son IMSI initial, notre carte SIM basculera automatiquement vers un nouvel IMSI capable de se connecter en itinérance.

Notre interface vous permet de gérer le Multi-IMSI et les réseaux partenaires dans un espace unique, et vous pouvez ajouter ou supprimer à distance (OTA) de nouveaux IMSI tout au long de la vie de vos appareils.

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Contrairement aux anciens standards GSMA, conçus pour les communications M2M traditionnelles (machine-to-machine), la SGP.32 cible directement les usages IoT modernes. Elle répond notamment aux défis opérationnels liés à la gestion des cartes SIM et à la dépendance à un fournisseur unique. Au cœur de la SGP.32 se trouve une architecture simplifiée qui permet aux entreprises et aux fournisseurs de connectivité de gérer des profils SIM provenant de plusieurs opérateurs via une plateforme unifiée. À grande échelle, les entreprises ne sont plus liées à un seul fournisseur tout au long du cycle de vie de leurs appareils et évitent ainsi les coûts élevés liés au remplacement des cartes SIM lors d’un changement ou de l’ajout d’opérateurs. La SGP.32 apporte une valeur concrète dans les cas d’usage suivants : Fabricants d’appareils connectés (OEM) : ils peuvent connecter leurs appareils dès leur sortie d’usine sans les verrouiller sur un réseau spécifique. Grâce à la SGP.32, les appareils peuvent être déployés avec un profil bootstrap pour assurer la première connexion, puis recevoir des profils opérateurs supplémentaires en fonction de leur zone de déploiement. Fournisseurs de solutions IoT : ils bénéficient de mécanismes intégrés pour garantir la continuité de service. Auparavant, changer de fournisseur de connectivité impliquait une forte complexité, notamment parce que les appareils déjà déployés restaient liés à l’opérateur initial (le remplacement des SIM étant coûteux), tandis que les nouveaux déploiements nécessitaient un autre fournisseur. Cette gestion multi-opérateurs augmentait la complexité et les coûts opérationnels. Résilience opérationnelle renforcée : la SGP.32 facilite le stockage de plusieurs profils sur une seule SIM, offrant ainsi une solution de repli fiable. Concrètement, si le profil principal échoue, l’appareil peut basculer automatiquement vers un autre opérateur. Cela garantit non seulement une meilleure disponibilité, mais protège également les opérations contre des événements imprévus comme des pannes réseau, l’arrêt de la couverture dans une zone donnée ou même la disparition d’un opérateur. Comment la SGP.32 se compare-t-elle aux normes SGP.02 et SGP.22 ? SGP.02 La norme SGP.02 a été conçue pour des déploiements M2M traditionnels. En théorie, elle permettait le téléchargement et le changement à distance des profils SIM. En pratique, son architecture s’est révélée complexe, coûteuse à intégrer et peu adaptée aux appareils IoT à faible consommation ou disposant de ressources réseau limitées. Pour la plupart des déploiements, le changement de profil à grande échelle n’était tout simplement pas viable d’un point de vue économique. SGP.22 La norme SGP.22 a été développée pour les appareils grand public tels que les smartphones et les tablettes. Elle repose sur l’utilisation d’une interface utilisateur, le scan de QR codes et des actions initiées par l’utilisateur pour télécharger des profils. Ce fonctionnement est parfaitement adapté aux téléphones, mais ne convient pas aux appareils dépourvus d’écran. SGP.32 SGP.32 est la première norme conçue spécifiquement pour les flottes d’appareils IoT. Elle élimine le besoin d’interaction utilisateur, prend en charge des environnements contraints comme le NB-IoT et le LTE-M, et assure une gestion complète du cycle de vie des profils SIM, orchestrée côté serveur et à grande échelle. Comment fonctionne la SGP.32 ? eUICC (Embedded Universal Integrated Circuit Card) Bien qu’elle ne soit ni nouvelle ni spécifique à la SGP.32, l’eUICC est essentielle pour permettre la gestion à distance des profils. Il s’agit d’une puce sécurisée intégrée à la SIM, capable de stocker plusieurs profils opérateurs. SM-DP+ (Subscription Manager Data Preparation+) Le SM-DP+ est le serveur sécurisé sur lequel les profils eSIM sont stockés, préparés et chiffrés avant d’être téléchargés sur les appareils. Chaque profil possède un identifiant unique appelé code d’activation, utilisé par les appareils pour récupérer le profil. Le QR code utilisé pour les eSIM grand public n’est qu’une représentation graphique de ce code. SM-DS (Subscription Manager Discovery Server) Le SM-DS est un service de découverte que les appareils peuvent interroger pour vérifier si de nouveaux profils eSIM sont disponibles. Lorsqu’un profil est prêt, il indique à l’appareil sur quel serveur SM-DP+ il est hébergé afin d’assurer son téléchargement. Bien que couramment utilisé pour les eSIM grand public, il est souvent optionnel dans les architectures IoT où la plateforme gère déjà le téléchargement des profils. EID (eUICC Identifier) Il s’agit de l’identifiant unique attribué à chaque eUICC. Il rend possible l’identification sécurisée de la SIM lors du provisionnement à distance. eIM (eSIM IoT Manager) L’eIM est une couche de contrôle introduite avec la SGP.32. Elle permet de télécharger, activer, désactiver, supprimer et changer des profils à distance, sur des appareils individuels ou des flottes entières. L’eIM peut être une plateforme autonome ou être intégré à une CMP, comme c’est le cas avec emnify. Plateforme de gestion de la connectivité (CMP) La CMP est l’interface de gestion de la connectivité. Elle offre notamment la possibilité d’ajouter ou de supprimer des zones de couverture et de modifier les offres. L’eIM peut y être intégré afin de centraliser les fonctionnalités SGP.32, comme l’ajout ou la suppression de profils, au sein d’une seule interface. IPA (IoT Profile Assistant) L’IPA (IoT Profile Assistant) constitue le remplaçant, côté IoT, du LPA (Local Profile Assistant) utilisé dans les environnements grand public. Il fonctionne directement sur l’appareil et gère la découverte et le téléchargement des profils sans nécessiter d’écran ni d’intervention utilisateur. Code d'activation Le code d’activation est requis pour activer une SIM et est généralement saisi dans le CMP ou l’eIM. Profil bootstrap Le profil bootstrap (Bootstrap Profile) est un profil de connectivité minimal permettant à l’appareil de se connecter pour la première fois et de télécharger son profil opérationnel. Profil opé Le profil opérationnel (Operational Profile) correspond au profil principal utilisé pendant le fonctionnement normal de l’appareil. Plusieurs profils opérationnels peuvent être stockés sur une même SIM. Profil de repli Le profil de repli (Fallback Profile) est un profil opérateur secondaire stocké sur la même SIM. Il peut être activé en cas de défaillance du profil principal afin de garantir la continuité de service. Intervalle d'interrogation L’intervalle d’interrogation (Polling Interval) est la fréquence à laquelle un appareil se connecte à l’eIM pour vérifier si un nouveau profil est disponible. Quelle est l’architecture eSIM IoT selon la SGP.32 ? Fonctionnement de la gestion des profils à distance avec la norme SGP.32 L’appareil se connecte à l’aide de son profil existant L’appareil est déjà en ligne, généralement via un profil bootstrap ou un profil opérationnel. Le téléchargement d’un profil est planifié dans l’eIM Un profil opérateur est enregistré dans l’eIM à l’aide de son code d’activation, en vue de son téléchargement sur l’appareil. L’appareil interroge l’eIM pour détecter des actions en attente Selon son intervalle d’interrogation, l’appareil contacte l’eIM et détecte qu’un nouveau profil est disponible, ainsi que le serveur SM-DP+ qui l’héberge et le code d’activation à utiliser. L’IPA prépare l’appareil L’IPA établit la session sécurisée nécessaire au téléchargement du profil. Le profil est récupéré depuis le SM-DP+ Le profil opérateur chiffré est transmis de manière sécurisée depuis le SM-DP+ vers l’appareil. L’eUICC stocke le nouveau profil en toute sécurité Le profil est installé sur l’eUICC, sans être nécessairement activé immédiatement. L’activation du profil est planifiée dans l’eIM Un utilisateur ou un processus automatisé configure l’activation du nouveau profil. L’appareil active le profil Lors du prochain intervalle d’interrogation, l’appareil reçoit l’instruction d’activation depuis l’eIM et l’IPA active le profil sur l’eUICC. L’appareil bascule sa connectivité L’appareil commence à fonctionner avec le nouveau profil opérateur, sans aucun changement physique de carte SIM. Quelles sont les exigences en matière de conformité et de normes ? La SGP.32 ne se limite pas à un nouveau modèle de gestion. Il s’agit d’un standard défini par la GSMA, reposant sur des exigences strictes en matière de sécurité, d’interopérabilité et de transport. Ces éléments de conformité sont directement intégrés dans la spécification et sont essentiels pour des déploiements IoT sécurisés à grande échelle. Sécurité Toutes les opérations liées au cycle de vie des profils entre l’eIM et l’eUICC sont sécurisées par des mécanismes d’authentification cryptographique et de contrôle d’intégrité. Cela garantit qu’aucun profil ne peut être téléchargé, modifié ou changé sans autorisation appropriée. Protocoles de transport La SGP.32 prend en charge les communications TCP/IP standard ainsi que des protocoles légers comme CoAP sur UDP avec chiffrement DTLS. Elle peut ainsi fonctionner efficacement dans une grande variété d’environnements IoT, y compris sur des réseaux à faible consommation et à bande passante limitée comme le NB-IoT et le LTE-M. Quels sont les principaux défis et points à prendre en compte lors de la mise en œuvre ? Écosystème en évolution L’adoption de la SGP.32 est encore en cours chez les fournisseurs, les plateformes et les organismes de normalisation. Les interprétations et les niveaux de prise en charge peuvent donc varier à mesure que l’écosystème évolue. Maturité des plateformes Toutes les plateformes IoT ne proposeront pas immédiatement l’ensemble des fonctionnalités eIM, la prise en charge de l’IPA ou des outils de gestion à grande échelle. Le niveau d’implémentation varie selon les fournisseurs. Écosystème ouvert VS implémentations fermées Bien que la SGP.32 permette en théorie la gestion de profils multi-opérateurs, tous les fournisseurs ne prendront pas en charge l’orchestration de profils tiers. Certaines implémentations peuvent limiter la gestion des profils à leur propre écosystème réseau. Les entreprises doivent s’assurer qu’il est réellement possible de travailler avec plusieurs opérateurs en pratique, et pas seulement en théorie. Compatibilité ascendante La migration depuis des standards plus anciens comme la SGP.02 ou la SGP.22 n’est pas possible. Comment emnify prend-il en charge les déploiements IoT compatibles SGP.32 ? À mesure que la SGP.32 passe du stade de spécification à celui de déploiement réel, la question clé ne se limite plus à la conformité, mais à l’implémentation. Le standard permet l’orchestration de profils multiples et multi-opérateurs. Cependant, la disponibilité réelle de cette flexibilité dépend de la plateforme qui gère la couche eIM. L’architecture cloud-native d’emnify repose sur une gestion centralisée du cycle de vie des profils via API. Grâce à ses capacités eIM intégrées, les entreprises peuvent télécharger, activer, désactiver et changer des profils opérateurs, qu’ils soient fournis par emnify ou par des tiers, sur l’ensemble de leurs flottes depuis un point de contrôle unique. Cette approche s’aligne directement avec l’objectif architectural de la SGP.32. Elle garantit l’indépendance vis-à-vis des opérateurs au niveau des profils, et non uniquement au niveau du matériel. Au lieu de lier les déploiements à un seul écosystème réseau, emnify permet aux entreprises de concevoir des architectures IoT capables d’évoluer dans le temps. Cela inclut l’ajout de nouveaux opérateurs, l’adaptation à de nouvelles zones géographiques ou encore l’intégration de profils de repli pour renforcer la résilience. En pratique, cela signifie que la SGP.32 n’est pas seulement prise en charge, mais réellement mise en œuvre de manière à préserver la flexibilité à long terme. Découvrez notre offre SGP.32 unique : l'Advanced eSIM d’emnify. Conclusion : pourquoi la SGP.32 est-elle importante ? La GSMA SGP.32 marque une évolution structurelle dans la conception et l’exploitation de la connectivité IoT. Elle remplace les contraintes des SIM physiques par une gestion des profils pilotée par logiciel, adaptée aux flottes IoT à grande échelle. La SGP.32 gère à distance et de manière sécurisée le cycle de vie des profils opérateurs, sans intervention physique. Les appareils peuvent être livrés connectés dès leur sortie d’usine grâce à un profil bootstrap, ce qui réduit le besoin de multiplier les références régionales et simplifie considérablement la gestion des cartes SIM dans les déploiements internationaux. La SGP.32 ouvre également la voie à une véritable indépendance vis-à-vis des opérateurs. Les entreprises peuvent adapter leur connectivité à mesure que leurs déploiements s’étendent à de nouvelles régions, intégrer de nouveaux opérateurs au fil du temps et ainsi éviter toute dépendance à un fournisseur unique sur la durée de vie des appareils. Elle renforce aussi la résilience opérationnelle. Grâce à la possibilité de stocker et de gérer plusieurs profils sur une même eSIM, les organisations peuvent mettre en place des solutions de repli qui garantissent la continuité de service et limitent les risques liés aux pannes réseau ou aux évolutions de couverture. Pour les entreprises qui déploient des solutions IoT à l’échelle mondiale, comprendre la SGP.32 n’est plus une option. C’est un élément fondamental pour concevoir des architectures de connectivité flexibles, évolutives et adaptées aux enjeux économiques sur l’ensemble du cycle de vie des appareils.