# ESIM

Die eSIM oder embedded-SIM ist eine eingebettete (englisch embedded) SIM-Funktion als fest eingelöteter integrierter Schaltkreis. Wie die auswechselbare 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 (englisch für eingebettetes Teilnehmer-Identitätsmodul).

## 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. 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.
Im Internet der Dinge (englisch Internet of Things – IoT) spielt die eSIM eine zunehmend wichtige Rolle für die Vernetzung, z. B.
* beim automatischen Notrufsystem eCall für Kraftfahrzeuge
* bei verteilten Sensoren für die Überwachung von Maschinenzuständen
* bei miniaturisierten Computern mit Sensoren direkt in Kleidungsstücken (Wearables)
* zur Freigabe und Ortung von geliehenen Fahrzeugen (Carsharing) und Fahrrädern (Fahrradverleihsystem, sog. Bike-Sharing).

### Reise-eSIM Daten-Tarife

Zu Beginn der 2020er Jahre wurden neue eSIM Angebote und Geschäftszweige entwickelt. Daten-eSIM Marktplätze vertreiben auf Websites und auch zusätzlich über Mobiltelephon-Apps eSIMs, auf die ein Datenvolumen für ein oder mehrere Länder gebucht werden. Über diese Daten-eSIM-Tarife können mobile Internet-Daten genutzt werden, aber keine Mobilfunk-Telephonie- oder Mobilfunk-SMS-Dienste.
Die eSIMs mit ihren Datenvolumen können schon vor der Abreise in das Zielland erworben und installiert werden und aktivieren sich (meist) erst bei der Ankunft. Diese Daten-eSIMs werden immer im Daten-Roaming-Modus betrieben und haben keine Telefonnummer oder SMS-Funktion, sie werden von einem anderen Mobilfunknetzbetreiber als einem des Besuchslandes bereitgestellt.
In vielen Ländern können SIM-Karten für Sprache und Daten nur in ausgesuchten Geschäften vor Ort erworben werden und der Kauf kann sich zeitraubend und kompliziert gestalten – eSIMs können schon vor der Abreise gekauft und installiert werden. Zusätzlich können in Ländern wie etwa China zusätzlich VPN-Funktionen aktiviert werden, die lokale Internetbeschränkungen ins Ausland umgehen.
Die Laufzeit der Reise-eSIM ist zeitlich begrenzt, das Datenvolumen kann limitiert oder unlimitiert sein. Die eSIMs einiger Anbieter sind Einmal-eSIMs – One-Time – die nach Ablauf der Nutzung gelöscht werden können, eSIMs anderer Anbieter können wieder aufgeladen werden: top-up, reuse, renew: weitere Zeitdauer, weiteres Datenvolumen, weitere Länder. In Gegensatz zu herkömmlichen Sprach-SIM-Karten, die an einen Mobilfunknetzbetreiber eines Landes gebunden sind, kann die Nutzung von regionalen Daten-eSIMs für mehrere Länder aktiviert werden, beispielsweise ganz Ost-Asien, Südamerika, Europa.
In der EU sind für EU-Bürger länderübergreifende Reisen und Mobiltelefon- und Daten-Nutzung vereinfacht und der Preis ist reguliert (s. Roaminggebühren in der EU und im EWR), aber außerhalb der EU können Sprach- und Daten-Roaming zu einer massiven Kostenfalle werden. Die Daten-eSIM Angebote bieten Reisenden in anderen Ländern oder Regionen unkomplizierte mobile Datenverbindungen, ohne seine SIM-Karte tauschen zu müssen.
Die neuen Daten-eSIM-Marktplätze haben sich zuerst in Ostasien und Südamerika etabliert und stellen (2024) weltweit Angebote für Fern-Reisende bereit, oder EU-Daten-Tarife für Nicht-EU-Bürger.

## Geschichte

Die erste Version der eSIM-Architektur-Spezifikation wurde am 23. Dezember 2015 veröffentlicht.
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.
2016 stellte Samsung mit der Smartwatch Gear S2 das erste breit verfügbare Gerät mit eSIM vor. Seit 2018 wurden erste Smartphones der Oberklasse mit eSIMs veröffentlicht, in der Regel als Zusatz zu einem regulären SIM-Slot.
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.

## 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

| SIM | Art | Standard | Abmessungen in mm (Zoll) | Abmessungen in mm (Zoll) | Abmessungen in mm (Zoll) |
| SIM | Art | Standard | 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:
| GND – Masse | 1 | 8 | V$_{cc}$ – 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 Mobilfunknetzbetreibern 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 (englisch 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).

## Kompatibilitätsprüfung

Um festzustellen, ob ein Smartphone oder Tablet eSIM-kompatibel ist, kann der USSD-Code *#06# verwendet werden. Nach der Eingabe („Anwählen“) dieses Codes wird bei unterstützten Geräten eine EID-Nummer (englisch Embedded Identity Document [Number]) angezeigt, die auf eSIM-Kompatibilität hinweist. Bei einer eSIM-Kompatibilität können Android-Smartphones alternativ sowohl den EID- als auch den eSIM-ID-Nummer zeigen.