nuSIM: Vår innovativa iSIM-lösning

På kostnadsoptimerade IoT-marknader, såsom NB-IoT, är fokus framför allt på kostnadseffektivitet, låg energiförbrukning och förenklade processer genom hela värdekedjan. Eftersom SIM-kortet är en grundläggande komponent i mobil uppkoppling finns det betydande optimeringspotential inom detta område. Med nuSIM kan vi optimera samtliga relevanta parametrar och därmed bidra till att IoT-marknaden når sin fulla potential. 

M2M-eSIM är en relativt komplex lösning och lämpar sig därför inte optimalt för kostnadskänsliga IoT-användningsområden. Dessutom innebär tekniska begränsningar inom NB-IoT – såsom mycket begränsad bandbredd, begränsad batterikapacitet och avsaknad av SMS-stöd – betydande utmaningar. 

Det är viktigt att skilja mellan eSIM (= embedded SIM) och iSIM (= integrated SIM).

Trots vanliga missuppfattningar är ett eSIM fortfarande en separat komponent i enheten. Det är permanent installerat genom fastlödning och kan därför inte avlägsnas, vilket gör det ”inbyggt”. Ett eSIM erbjuder standardiserade hanteringsfunktioner, såsom trådlös nedladdning och byte av abonnemangsprofiler.

eSIM är däremot inte optimalt för kostnadseffektiv IoT, eftersom lösningen ofta är för komplex, kostsam och otillräckligt anpassad för användningsområden där enkelhet och kostnadseffektivitet är avgörande. Därför tar Deutsche Telekom nästa logiska steg genom att integrera SIM-funktionaliteten direkt i basbandschipet. Två separata komponenter blir därmed en enda integrerad lösning – ett iSIM, det vill säga ett integrerat SIM-kort. nuSIM är därmed en iSIM-lösning. 

Det integrerade nuSIM-kortet är optimerat för mobila IoT-användningsområden där kostnadseffektivitet är avgörande och där frekventa abonnemangsbyten inte är nödvändiga. Därför stöds inte vissa typiska eSIM-funktioner, såsom hantering av flera profiler och fjärradministration av profiler. Dessutom är nuSIM-profilerna avsevärt mindre och understiger 1 kB i storlek. 

Anledningen är att det för närvarande inte finns någon standardiserad SIM-lösning som uppfyller kraven och begränsningarna inom det framväxande kostnadskänsliga IoT-segmentet. Standardiseringsprocesser är dessutom sällan förknippade med enkelhet eller snabb implementering, trots att båda faktorerna är avgörande för våra användningsområden. 

nuSIM är särskilt optimerat för NB-IoT, vilket innebär att alla SIM-funktioner som inte är relevanta för detta användningsområde har eliminerats. Detta omfattar exempelvis OTA-åtkomst via SIM-kortet, SIM Toolkit, stöd för Java Card samt flera delar av SIM-kortets filsystem som inte är nödvändiga i dessa tillämpningar. Resultatet är minimala krav på både hårdvara och programvara, mycket kompakta profiler samt reducerade krav på enhetens funktionalitet. Dessutom bygger nuSIM på ett samarbetsorienterat tillvägagångssätt där flera aktörer inom branschen tillsammans etablerar grunden för ett öppet ekosystem med konkurrens och valfrihet. 

Chiptillverkare får möjlighet att skapa mervärde i sina komponenter och därigenom möta en tydlig efterfrågan på marknaden. Modultillverkare kan utveckla mindre och mer energieffektiva produkter. De kan dessutom samarbeta direkt med mobiloperatörer för att ladda ned abonnemangsprofiler redan under tillverkningsprocessen. För enhetstillverkare innebär avsaknaden av ett fysiskt SIM-kort att behovet av logistik, lagerhållning och tillhörande hantering elimineras, samtidigt som slutanvändaren får en smidig upplevelse där enheten fungerar direkt vid uppstart. 

Den totala ägandekostnaden (TCO) för en traditionell SIM-komponent uppgår vanligtvis till cirka 1 USD per enhet, inklusive SIM-hårdvara, logistik och hantering under tillverkningen. Den totala ägandekostnaden blir generellt ännu högre vid användning av eSIM-lösningar. Med nuSIM förväntar vi oss att de återstående kostnaderna endast kommer att utgöra en mindre del av detta, beroende på uppnådda skalfördelar. Eftersom de förväntade modulkostnaderna för NB-IoT ligger under 5 USD och fortsätter att minska är den potentiella kostnadsbesparingen betydande. 

Självklart. nuSIM lanserades 2019 tillsammans med 12 partnerföretag. Redan ett år senare hade antalet ökat till 22 och fortsätter att växa. Ytterligare intresserade företag är varmt välkomna att ansluta sig till ekosystemet. 

Samtliga operatörer inom Deutsche Telekom-koncernen kommer att erbjuda nuSIM-lösningen. Sedan lanseringen har vi mottagit ett stort antal förfrågningar från operatörer världen över. Fler aktörer är välkomna att ansluta sig baserat på vår öppna specifikation. Vi rekommenderar att intresserade aktörer kontaktar oss direkt eller vänder sig till de angivna partnerföretagen. Partnerföretagen kan erbjuda nuSIM självständigt och under eget ansvar, utan direkt involvering från Deutsche Telekom. 

Det finns en kompakt uppsättning specifikationer som huvudsakligen reglerar gränssnittet för inläsning av profiler. Dessa säkerställer att alla nuSIM-profiler från godkända datapreparerare kan laddas ned till valfritt nuSIM-chip. Dessutom har COMPRION, en ledande leverantör av testlösningar för SIM- och eSIM-teknik, utvecklat en särskild testsvit för nuSIM som hjälper partnerföretag att verifiera funktionalitet och säkerställa kompatibilitet. 

Framför allt lågkostnadssegmentet inom IoT, där enheterna måste vara enkla, kostnadseffektiva, kompakta och energieffektiva – exempelvis NB-IoT-spårare och rökdetektorer. I dessa användningsområden förväntar sig slutanvändaren att tjänsterna fungerar direkt utan ytterligare konfiguration eller operatörsbyte. 

Samtliga våra samarbetspartner arbetar med att implementera nuSIM enligt sina respektive utvecklingsplaner. Flera prototypimplementationer finns redan tillgängliga och partnerföretagen genomgår för närvarande säkerhetscertifiering. De första nuSIM-chipen och modulerna förväntas bli tillgängliga på marknaden inom kort. 

I princip kan nuSIM användas med alla typer av radiotekniker (RAT). Det är dock viktigt att notera att SIM-funktionaliteten har reducerats för att göra nuSIM-profilen så enkel och kompakt som möjligt. Med den nuvarande nuSIM-profilen kan enheten registreras i 2G-, 3G- och LTE-nätverk, men vissa valfria funktioner stöds inte, exempelvis SMS. Dessa funktioner kan vid behov integreras i nuSIM-profilen, men detta skulle öka profilens storlek och göra implementationen på enhetssidan mer komplex. 

Precis som med eSIM laddas operatörsdata in i chipet i form av en liten krypterad fil, en så kallad profil. Till skillnad från eSIM sker detta vanligtvis redan under tillverkningen av modulen eller enheten. Därefter är enheten omedelbart redo för användning. 

Inläsningen av profiler till chip hos modul- eller enhetstillverkare stöds av nuSIM Loader Application (LA), ett specialutvecklat verktyg för att hämta, lagra och installera nuSIM-profiler i volymer anpassade för storskalig produktion. LA begär ett definierat antal profiler från Data Preparator (DP), den aktör i ekosystemet som skapar profilerna på uppdrag av mobiloperatören. DP krypterar därefter profilerna och överför dem till LA, där de lagras tills de installeras på chipen vid ett senare tillfälle. Det är först i själva chipet som profilerna dekrypteras och innehållet installeras. Hela processen skyddas med avancerade krypteringsmetoder, motsvarande de som används vid nedladdning av eSIM-profiler. 

Den aktör som ansvarar för profilinläsningen, vanligtvis modul- eller enhetstillverkaren, måste installera programvaran nuSIM Loader Application (LA). Deutsche Telekom tillhandahåller utan kostnad en referensimplementation av LA baserad på öppen källkod. Intresserade aktörer kan vidareutveckla, integrera och erbjuda detta verktyg under eget varumärke. 

Precis som vid eSIM skapar Data Preparator (DP), på uppdrag av operatören, nuSIM-profilerna och lagrar dem så att de kan hämtas av den laddande applikationen. Vid mottagen begäran krypteras profilerna individuellt och överförs till den applikation som ansvarar för inläsningen. Denna process återanvänder vissa funktionella komponenter från eSIM-ekosystemet enligt GSMA:s specifikationer. Därför kan vilken eSIM SM-DP(+) som helst relativt enkelt ta över rollen som DP för nuSIM. Vi för gärna en dialog med intresserade aktörer kring detta. 

Ja, nuSIM möjliggör mottagning av profiler i alla skeden av enhetens livscykel. Om en profil redan finns installerad ersätter den nya profilen den befintliga. Detta kan genomföras i fält, exempelvis via befintliga protokoll för firmwareuppdateringar (FOTA) eller enhetshantering (DM), såsom standarden OMA Lightweight M2M (LwM2M). OMA SpecWorks har definierat två nuSIM-objekt som representerar nuSIM och nuSIM-profiler som dataelement för fjärrhantering via en LwM2M-server. Därmed blir fjärrhantering av profiler en enkel och integrerad del av enhetshanteringen. Stöd för denna valfria funktion implementeras av respektive tillverkare av enheter, moduler och chip. 

Säkerheten för den integrerade nuSIM-lösningen verifieras genom ett oberoende utvärderingssystem motsvarande Common Criteria (CC). Profilhanteringen omfattar fullständig end-to-end-kryptering samt certifierade Data Preparators (DP). 

”nu” är en alternativ stavning av ordet ”new”. Urban Dictionary beskriver även begreppet enligt följande: ”Nu, i sin mer specialiserade betydelse, syftar på en nytolkning av en viss konstform.”