Une carte eSIM, quésaco?

20.06.2022
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Dans le cas des smartphones, une SIM embarquée comporte systématiquement un eUICC, c’est pourquoi on utilise ces deux termes indifféremment. Mais c’est différent dans le domaine de l’IoT. Certains objets connectés utilisent une SIM embarquée non compatible avec un eUICC.

Les cartes SIM classiques se présentent sous différents formats (mini, micro, nano), et doivent être insérées dans l’appareil. En revanche, les SIM MFF2 ont un format qui leur permet d’être directement intégrées à un circuit imprimé. Le fait de souder la SIM au circuit la protège de la poussière, des chocs électriques, et de l’environnement extérieur en général. De plus, les SIM MFF2 sont considérablement plus petites que les SIM classiques, ce qui libère de l’espace et permet de créer des appareils plus fins.

eUICC

Intéressons-nous à la différence entre une eSIM pour smartphone et une eSIM M2M, aux avantages d’une eSIM, et à ce qui la distingue des cartes SIM traditionnelles.

La différence entre une eSIM pour smartphone et une eSIM M2M

On trouve des eSIM dans les smartphones haut de gamme comme les derniers modèles d’Apple, Google, Samsung ou encore Huawei. Elles sont directement soudées à l’intérieur de l’appareil. Pour l’utilisateur, il suffit alors de choisir un opérateur depuis le smartphone, ou de scanner un QR code qui déclenche le téléchargement d’un nouveau profil d’opérateur sur la SIM. Ce mode de fonctionnement est assez intuitif.

Les eUICC / eSIM M2M ne s’appuient pas du tout sur la même technologie. Il s’agit d’une technologie plus ancienne, conçue à l’origine pour le secteur automobile. Pour changer d’opérateur sur une eUICC M2M, il y a besoin d’une infrastructure plus complexe. En effet, l’appareil qui la contient n’est pas toujours accessible, ni doté d’une caméra ou d’un autre composant permettant d’aller chercher l’information du nouveau profil.

Les eUICC M2M sont reliées à une plateforme spécifique de gestion des abonnements (SM-SR), appartenant soit au constructeur automobile, soit à un opérateur. Lors d’un ajout ou d’un changement d’opérateur, le constructeur doit faire migrer les eUICC vers une nouvelle plateforme. Cela peut prendre des mois et coûter des dizaines de milliers d’euros.

Cependant, les organismes de normalisation comme la GSMA travaillent à simplifier la gestion des profils d’opérateurs dans le cas de l’IoT, et ils ont créé un mode de fonctionnement “à la demande” comparable à celui des eSIM pour smartphones.

La eSIM et les autres formats

Les cartes SIM standard se présentent sous différents formats :

  • 2FF (mini)
  • 3FF (micro)
  • 4FF (nano)
  • MFF2 (SIM embarquée)

Les eUICC / eSIM M2M présentent les mêmes formats, avec en plus la possibilité de changer le profil d’opérateur associé. Ainsi, il est possible d’équiper un objet connecté existant avec une SIM à insérer, et de bénéficier en plus de la fonctionnalité de l’eUICC.  

Les avantages d’une eSIM

Il y a plusieurs arguments décisifs en faveur de la SIM MFF2, par rapport aux formats classiques (2FF, 3FF, 4FF). Et il ne s’agit pas seulement d’être plus joli, ou de libérer un peu d’espace dans l’appareil.

Allonger la durée de vie

En plus d’être mieux protégées de l’extérieur (la carte étant soudée à l’appareil, les connexions ne bougent pas), les eSIM ont aussi une durée de vie plus longue que les SIM traditionnelles. Une eSIM MFF2 peut fonctionner jusqu’à 17 ans, tandis qu’une SIM classique s’arrêtera au bout d’environ 10 ans. Pour la plupart des applications IoT, cela signifie que la SIM survit généralement à l’appareil.

Simplifier la gestion logistique des cartes SIM

L’utilisation d’une eSIM élimine plusieurs problématiques logistiques majeures rencontrées par les fabricants et les utilisateurs d’objets connectés équipés d’une SIM classique. En particulier lorsqu’on associe SIM MFF2 et eUICC.

Changer de fournisseur sans changer de SIM

Une SIM traditionnelle n’est compatible qu’avec un seul opérateur, et ses réseaux partenaires. Pour changer d’opérateur, il faut changer de SIM. L’un des avantages majeurs d’une eUICC est sa capacité à charger un nouveau profil d’opérateur à distance (over-the-air, OTA), et ainsi se connecter à un nouveau réseau.

Se conformer facilement à la réglementation

Dans certains pays (Brésil et Inde notamment), il est interdit pour un appareil d’être constamment en itinérance. Au Brésil, par exemple, la durée d’itinérance est limitée à 90 jours. Ainsi, pour respecter cette règle, il n’est pas possible de s’appuyer uniquement sur un opérateur possédant un accord d’itinérance avec un opérateur local. Pour déployer des appareils dans ces pays, il faut avoir un profil associé à un opérateur local.

Avec une eUICC, vous pouvez travailler à la fois avec votre opérateur actuel et un opérateur local, et ainsi vous conformer à la réglementation.

Moins dépendre des opérateurs

Généralement, lorsque votre opérateur augmente ses tarifs, vous ne pouvez rien faire. Impossible de rappeler tous vos appareils ou d’envoyer des équipes installer une nouvelle SIM pour chaque utilisateur final. Les prix montent, et c’est comme ça. Mais avec une eUICC, vous êtes libre. Il vous suffit de charger un nouveau profil associé à un opérateur moins cher, et vous évitez ainsi de payer le surcoût.

De la même manière, si votre opérateur fait faillite, cela n’impacte pas forcément votre activité. Vous chargez un nouveau profil, et garantissez ainsi une continuité de service à vos clients, même si l’ancien réseau ne fonctionne plus.

Diminuer le coût des données

Avoir une connexion dans une zone donnée, c’est bien, mais ça peut coûter cher. Pour les usages impliquant de gros volumes de données, comme les systèmes multimédia des voitures, il est handicapant de rester lié à un opérateur dont les prix sont élevés. Grâce à une eUICC ou un système multi-IMSI, vous pouvez passer simplement à un opérateur plus avantageux.

Quelles différences entre une eSIM et une SIM classique ?

Pour un usage IoT, opter pour une eSIM MFF2 est toujours le bon choix. Mais il est tout de même utile de comparer leurs caractéristiques principales.

Voici une illustration présentant tous les formats de cartes SIM :

SIM FF

Et voici leurs dimensions :

Form Factor Table

Comme on peut le constater, une eSIM est 10 fois plus petite qu’une mini SIM 2FF, et aussi beaucoup plus compacte qu’une nano SIM 4FF.

eUICC vs. Multi-IMSI

Pour bénéficier d’une meilleure couverture et travailler avec plusieurs opérateurs en parallèle, on peut aussi utiliser une SIM dotée d’une applet multi-IMSI. Chaque IMSI (“International Mobile Subscriber Identity” ou “identité internationale d'abonné mobile”) fonctionne comme un profil d’opérateur différent. En changeant d’IMSI, vous vous affranchissez de votre opérateur principal.

Même en changeant d’IMSI et d’opérateur, toutes vos informations restent enregistrées dans le même portail de gestion. EMnify propose des SIM multi-IMSI qui changent automatiquement d’IMSI quand elles changent de région, afin de toujours se connecter au meilleur réseau.

Vous envisagez le déploiement d’eSIM pour votre projet IoT ?

Chez EMnify, notre cœur de métier, c’est la connectivité cellulaire M2M dédiée à l’IoT. Grâce à la technologie multi-IMSI, nos eSIM permettent à vos appareils de toujours se connecter au meilleur réseau, sans intervention de votre part, partout dans le monde. Et vous pouvez tous les gérer efficacement depuis un unique tableau de bord intuitif. Si vous avez des questions sur les cartes eSIM ou besoin de conseils sur la solution la plus adaptée à votre activité, notre équipe est à votre disposition.

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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.