eSIM: cos'è e come funziona

GSMA, ente commerciale che rappresenta gli interessi degli operatori di rete mobile in tutto il mondo, sin dal 2010 aveva avviato una serie di discussioni sulla possibilità di attivare l’utilizzo di una versione di schede SIM basata esclusivamente su un’implementazione software. Le eSIM sono proprio questo ovvero schede SIM virtuali integrate all’interno di dispositivi come smartphone, tablet, smartwatch e così via. Esistono anche laptop Windows compatibili con le eSIM.

Le eSIM erano già note da tempo nel vecchio continente perché la Commissione Europea ne ha disposto l’obbligo di utilizzo sui veicoli di nuova generazione. L’obiettivo è quello di disporre una tempestiva chiamata automatica al numero unico di emergenza 112 in caso di incidente.

Cosa sono le eSIM e quali funzionalità integrano

Le eSIM, acronimo di embedded Subscriber Identity Module, hanno fatto il loro debutto in Italia intorno al mese di novembre 2019. Non essendo schede fisiche come le SIM tradizionali, le eSIM risultano estremamente pratiche e convenienti: non è necessario inserire fisicamente una SIM card o preoccuparsi di perderla o danneggiarla perché tutto è gestito tramite software.

I cambi di operatore sono molto più semplici con le eSIM: è possibile scegliere il nuovo provider e attivare la connessione tramite le impostazioni del dispositivo. Questo avviene perché le eSIM nascono mettendo la gestione remota al primo posto: possono essere attivate, disattivate e gestite a distanza dai vari operatori con cui l’utente sottoscrive un accordo (in abbonamento o con piano prepagato).

Durante i viaggi all’estero o prima di muoversi oltre i confini nazionali, è possibile attivare temporaneamente una eSIM con un piano dati locale. In un altro articolo abbiamo visto dove comprare eSIM per qualunque Paese del mondo.

Lo spazio fisico in precedenza dedicato all’installazione di uno slot dedicato in grado di accogliere le SIM in plastica con le eSIM diventa disponibile per altri utilizzi. I produttori di smartphone possono così riutilizzare tale ingombro per aggiungere funzionalità oppure per rendere il dispositivo più sottile e compatto. La rimozione dello slot per le eSIM, come quello per l’inserimento di schede di memoria esterne, contribuisce alla creazione di dispositivi maggiormente resistenti all’immersione in acqua.

eSIM sempre più presenti sui terminali degli utenti: grandi vantaggi anche per gli operatori

Anche sui terminali più nuovi, ancora oggi si tende ad affiancare il supporto per l’inserimento delle SIM tradizionali alle eSIM. In futuro, però, l’utilizzo delle sole eSIM potrebbe diventare una scelta quasi obbligata. Per non parlare del fatto che all’orizzonte ci sono anche le iSIM (integrated SIM) incorporate a livello di SoC (System-on-a-Chip): presto potrebbe quindi sparire anche il chip dedicato presente nei dispositivi mobili che oggi consentono l’uso delle eSIM.

Le eSIM sono infine una grande comodità per coloro che si trovano spesso a lavorare o comunque a gestire dispositivi per l’Internet delle Cose (IoT) che debbono restare costantemente connessi alla rete dati. Ogni dispositivo, grazie a una nuova eSIM, può virtualmente diventare non solo dual SIM ma anche multi SIM.

Sul versante degli operatori di telecomunicazioni, l’adozione delle eSIM permette risparmi ingenti (si pensi al taglio di costi derivante dalla riduzione del numero di SIM tradizionali prodotte) ma, allo stesso tempo, facilita la migrazione da un fornitore all’altro perché gli utenti non devono più attendere la ricezione di una scheda SIM fisica per concludere la portabilità.

A questo proposito, va detto che le eSIM sono identiche rispetto alle più classiche schede SIM: sono infatti dotate di un codice ICCID univoco utilizzando il quale si può avviare, in qualunque momento, la portabilità del numero verso un altro operatore. I numeri di telefono collegati alle eSIM non si perdono e possono essere migrati tra eSIM o verso SIM di tipo tradizionale.

Impostare una eSIM e configurarne l’utilizzo

Per usare una eSIM, di solito è sufficiente inquadrare un codice QR fornito dall’operatore di telecomunicazioni. Esso contiene tutti i parametri per la configurazione della eSIM nel proprio dispositivo mobile. Ci si ritroverà così, molto semplicemente, con un dispositivo che è in grado di inviare e ricevere telefonate/SMS, navigare sulla rete dati senza mai aver aperto lo slot per l’inserimento di una SIM fisica. Questo nel caso degli smartphone. Per gli altri device, si può ad esempio beneficiare della configurazione automatica della connessione alla rete dati.

L’impostazione di una eSIM su ciascun dispositivo varia leggermente a seconda del sistema operativo e del produttore. In generale, tuttavia, è sempre fondamentale verificare la compatibilità del dispositivo con le eSIM quindi richiedere un profilo eSIM all’operatore di telecomunicazioni prescelto.

A questo punto è possibile accedere alle impostazioni del dispositivo, alla configurazione della SIM quindi all’opzione per l’aggiunta di una eSIM: qui si trova la citata routine per la scansione del codice QR fornito dal provider o per l’inserimento manuale del seriale della eSIM.

Come fare su iOS e Android

Apple descrive dettagliatamente i passaggi da seguire per configurare una eSIM sui suoi iPhone a questo indirizzo. Dopo aver inquadrato il codice QR si accetta di visualizzare un’anteprima del piano cellulare cui si riferisce la eSIM. La procedura guidata è velocissima da portare a termine e si concretizza scegliendo dapprima Installa il piano cellulare quindi Aggiungi piano cellulare.

Come ultimo passaggio, basta assegnare un nome al piano appena aggiunto quindi scegliere quali servizi di ciascuna SIM/eSIM si desiderano utilizzare (ad esempio se attivare la connessione dati con la SIM o con la eSIM).

Per attivare una eSIM sui dispositivi Android che supportano questa funzionalità, è sufficiente portarsi nelle impostazioni del sistema operativo, selezionare la voce per la gestione delle schede SIM quindi scegliere Aggiungi piano tariffario e infine Aggiungi con il codice QR per poi inquadrare il QR fornito dall’operatore scelto.

Come funzionano le eSIM dal punto di vista tecnico

Intorno al 2000, insieme allo standard di comunicazione 3G UMTS, è apparsa una nuova applicazione per quello standard: USIM. Acronimo di Universal Subscriber Identity Module, USIM è una versione evoluta della tradizionale SIM card e offre funzionalità avanzate rispetto alle schede tradizionali.

Le USIM hanno una capacità di memoria superiore rispetto alle SIM card precedenti, supportano tecnologie multiple (come GSM, 3G, LTE/4G e 5G) e consentono funzionalità avanzate come la connessione ad alta velocità, il supporto per dati mobili e servizi multimediali. Oltre alle informazioni di identificazione dell’utente, la USIM può memorizzare profili di rete, preferenze dell’utente e altre informazioni utili.

USIM può avere un solo profilo SIM composto da dati come dettagli del contratto e chiavi di autenticazione. Nel caso delle eSIM, versione virtuale dell’USIM, il profilo SIM è separato dal chip fisico ed è quindi possibile installare più SIM. Il chip che governa il funzionamento di una eSIM è chiamato eUICC (embedded Universal Integrated Circuit Card).

Cos’è l’eUICC

Il contenuto dell’eUICC è strutturato su più livelli: in basso figura quello che viene chiamato sistema operativo eUICC mentre al di sopra c’è quello che viene chiamato “profilo abilitato MNO“. Accanto ad esso è previsto un profilo disabilitato: “profilo disabilitato MNO“. eUICC, in altre parole, memorizza due profili separati dei quali solamente uno risulta attivo. È possibile salvare un gran numero di profili in eUICC, ma non possono essere attivati ​​contemporaneamente e, se uno viene attivato, gli altri profili vengono disabilitati di conseguenza.

Le tipologie di schede virtuali

Esistono tre tipi di eSIM: eSIM M2M, eSIM consumer e eSIM IoT. Queste tre tipologie condividono il nome semplicemente per ragioni di marketing: i rispettivi contenuti sono infatti piuttosto diversi.

M2M sta per machine-to-machine: si tratta di un meccanismo basato su server che consente ai proprietari della macchina di configurare in remoto nuovi profili.

Le schede consumer: cos’è l’Avvio download

L’eSIM consumer è una eSIM per utenti generici: si tratta della soluzione comunemente utilizzata sugli smartphone e sui dispositivi simili. Mentre le eSIM M2M si basano su un modello push, le schede virtuali consumer sfruttano un modello pull basato sul terminale anziché su server.

La richiesta di attivazione arriva dall’utente che desidera attivare un profilo di rete cellulare su un dispositivo compatibile: si pensi al nuovo utente che acquista un dispositivo mobile o a una persona che cambia operatore o piano tariffario. L’utente seleziona l’operatore di rete con cui desidera attivare la connettività cellulare: questo può essere fatto tramite le impostazioni del dispositivo.

A questo punto è innanzitutto necessaria una procedura denominata “Avvio download“. In questa fase, l’operatore che vende la eSIM chiede a un componente detto SM-DP+ di emettere un ICCID, ovvero un numero univoco della carta SIM, quindi raccoglie informazioni come l’indirizzo SM-DP+ e l’ID corrispondente.

Distribuzione dei profili dell’utente

SM-DP+ sta per “Subscription Management Data Preparation” ed è un componente critico nel provisioning delle eSIM consumer. È una parte dell’infrastruttura di gestione delle sottoscrizioni di rete e svolge un ruolo chiave nel processo di attivazione delle eSIM. Il server SM-DP+ è il luogo in cui sono generati i profili dell’abbonato: la richiesta ricevuta provoca una verifica della validità della stessa e dell’autenticità dell’utenza. Dopo la preparazione del profilo utente, comprese le informazioni di rete, le credenziali e altre impostazioni, l’operatore predispone il profilo da inviare al terminale utilizzando meccanismi di crittografia e firma digitale per garantire la sicurezza delle informazioni.

Dopo l’invio del profilo al dispositivo, quest’ultimo provvede a installarlo e ad attivarlo. Il profilo diventa parte delle impostazioni di rete del terminale, consentendo la connessione con l’operatore mobile prescelto.

La versione IoT delle schede virtuali è quella più recente in assoluto: le specifiche del modello sono state definite ad aprile 2022 mentre i dettagli tecnici risultano approvati a maggio 2023. Si tratta di schede SIM principalmente progettate per superare i problemi del modello M2M. Sono equiparabili al modello consumer con la differenza che sono gestibili a distanza (come le M2M).

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