Was ist eine M2M-SIM-Karte?

M2M ist die Abkürzung für Machine-to-Machine und meint, dass Maschinen untereinander kommunizieren bzw. Daten austauschen. Eine M2M-SIM-Karte sorgt wiederum dafür, dass Maschinen und andere Geräte Zugang zum Internet oder Mobilfunknetz erhalten, um darüber Daten zu übermitteln. Wir erklären in diesem Überblick, was es mit M2M-SIM-Karten allgemein auf sich hat.

Ein Überblick: Merkmale und Besonderheiten von M2M-SIM-Karten

Eine M2M-SIM-Karte ist eine SIM-Karte, die es Geräten wie Alarmanlagen, Getränkeautomaten, LKWs und vielen anderen ermöglicht eine Verbindung zum Mobilfunknetz aufzubauen und darüber Daten zu übermitteln.

Eine “normale” SIM-Karte, wie man sie zum Beispiel vom eigenen Smartphone kennt, ist dafür nur bedingt geeignet. M2M-SIM-Karten unterscheiden sich zwar optisch nicht von SIMs für Smartphones, verfolgen aber einen anderen Zweck und bieten entsprechend andere Funktionen. Im Rahmen von M2M-Kommunikation ist es zum Beispiel wichtig, dass das Gerät möglichst überall und jederzeit eine Datenverbindung aufbauen kann. Das kann es nicht mit einer normalen SIM-Karte, sondern dafür benötigt es eine M2M-SIM-Karte.

Standard & Industrial: Unterschiedliche Formen und Eigenschaften von M2M-SIMs

Um den unterschiedlichen Anforderungen von Endgeräten und Maschinen gerecht zu werden, wurden und werden die SIM-Formate stetig weiterentwickelt. Damit die SIM-Karten selbst möglichst wenig Platz zu verbrauchen, hat sich die Größe deutlich reduziert und lässt so bei Bedarf mehr Raum für andere Bauteile. Grundsätzlich wird zwischen den SIM-Karten-Formaten Mini, Micro und Nano unterschieden. Zudem gibt es Embedded SIMs, die direkt als Chip  ins Modem eingelötet werden. Neben der Standardausführung sind die unterschiedlichen Formate auch als “Industrial SIM” verfügbar. Diese robustere Variante ist z. B. für einen erweiterten Temperaturbereich und eine längere Nutzungsdauer ausgelegt.

SIM-Formate der whereversim
Verfügbare SIM-Formate
Betriebstemperatur
Lese-/Schreibzyklen
Datenhaltung
Standard M2M-SIM

-25°C bis +85°C

Lese-/Schreibzyklen

500.000

10 Jahre

Industrial M2M-SIM

-40°C bis +105°C

1.000.000

10 Jahre bei -40°C bis +105°C
15 Jahre bei -25°C bis +85°C

2FF, 3FF, 4FF

2FF, 3FF, MFF2


Netzzugang: Mehr Netze für IoT-Projekte

M2M-SIMs können sowohl national als auch international eine Vielzahl von Mobilfunknetzen unterschiedlicher Netzbetreiber nutzen (National Roaming) und ermöglichen damit nahezu überall eine Verbindung für IoT- und M2M-Projekte. Herkömmliche SIM-Karten nutzen gerade im Inland für gewöhnlich nur das Netz des SIM ausgebenden Netzbetreibers, also dem Anbieter, mit dem der Mobilfunkvertrag abgeschlossen wurde. Die Verfügbarkeit dieses einen Netzes schwankt allerdings je nach Standort: mal gibt es guten Empfang, mal gibt es gar keinen. 

Damit es im Rahmen von IoT- und M2M-Projekten möglichst nicht zu Verbindungsabbrüchen kommt, können M2M-SIM-Karten auch im Inland die Netze unterschiedlicher Netzbetreiber (in Deutschland Telekom, Vodafone und O2) nutzen. M2M-SIM-Karten werden daher auch als Multinetz-SIM oder Roaming-SIM bezeichnet.

Aber auch bei M2M-SIM-Karten gibt es Unterschiede im Netzzugang: Die SIMs von unabhängigen Unternehmen, so wie es die wherever SIM ist, bevorzugen kein Mobilfunknetz und erlauben dadurch dem Gerät die Verbindung an das bestmögliche Netz am Standort. Man spricht in diesem Kontext auch von Netzunabhängigkeit oder ungesteuerten Roaming. Die M2M-SIMs der großen Netzbetreiber priorisieren in der Regel das eigene Netz. Bevor sich ein Endgerät also mit dem Netz eines anderen Mobilfunkbetreibers verbinden darf, muss das eigene Netz nicht mehr verfügbar sein. Bis dahin bleibt das Gerät – egal wie schlecht der Empfang auch ist – immer in dem Netz des einen Netzbetreibers. Gerade für Projekte, in denen es dauerhaft auf eine starke und zuverlässige Verbindung ankommt, kann diese Priorisierung von Netzen zum Nachteil werden.

SIM-Verwaltung und Monitoring via Plattform

M2M-SIM-Karten sind zur einfacheren Verwaltung an eine Plattform angebunden. Darüber werden sowohl die SIM-Karten als auch zugehörige Endpunkte konfiguriert. Beispielsweise können darüber unter anderem Serviceprofile für M2M-SIMs eingerichtet, SIM-Karten aktiviert sowie deaktiviert oder auch Mobilfunknetze für die Nutzung ausgeschlossen (Blacklisting) werden.

Zusätzlich ist über solche Portale ein umfassendes Monitoring möglich. Anwender sehen dort etwa den Status des Endgerätes, ob und mit welchem Netz die SIM-Karte verbunden ist und wie viele Daten sie überträgt. Im Problemfall helfen unterschiedliche Diagnosefunktionen wie ein Fern-Reset der SIM-Karte.

Bei wherever SIM bieten wir für eine einfachere Verwaltung der M2M-SIM-Karten neben einem übersichtlichen Onlineportal auch eine umfassende API, über die die Daten aus dem wherever SIM-Portal in eigene Systeme überführt werden können.

Monitoring und Überwachung

Neben der technischen Performance ist das Onlineportal ein wichtiges Tool zur Überwachung der SIM-Karten vor Missbrauch, unsachgemäßer Nutzung oder unerwartet hohen Kosten. 

Die Kostenkontrolle kann über verschiedene Konfigurationsmöglichkeiten erfolgen. Über die Konfiguration erlaubter Netze und Länder wird sichergestellt, dass sich Endgeräte ausschließlich gemäß der gebuchten Tarife verbinden. Ergänzende Datenlimits und Benachrichtigungen verhindern einen Mehrverbrauch an Daten (overconsumption / overuse) oder informieren zumindest rechtzeitig, um weitere Entscheidungen zu treffen. Ist ein Datenlimit gesetzt und erreicht, kann das Gerät allerdings keine weiteren Daten mehr übertragen, sofern das Limit nicht ausgesetzt wird. Für einige Anwendungsfälle ist das keine Option, da eine dauerhafte Verbindung des Gerätes notwendig ist. In diesen Fällen wird gerne auf Datenpools zurückgegriffen: Der eventuelle Mehrverbrauch einer M2M-SIM wird durch den niedrigeren Verbrauch anderer SIMs im Pool ausgeglichen.

Dem Missbrauch und der Zweckentfremdung der SIM-Karte lässt sich durch IMEI-Lock verhindern. Diese Funktion verbietet die Nutzung der SIM in einem anderen Endgerät, als dem ihr im Portal zugewiesenen. Diese Bindung lässt sich nur über das Portal aufheben. Wird also eine SIM mit IMEI-Lock aus einem Gerät entwendet, ist diese M2M-SIM in anderen Endgeräten nutzlos.

Sicherheit und Zuverlässigkeit

Sicherheit ist essentiell für M2M-Kommunikation. Deswegen trennen Mobilfunkanbieter bereits in ihrem Kernnetz M2M Verbindungen vom restlichen Datenverkehr. Möglich machen das sogenannte APNs. Dabei handelt es sich um private Zugangspunkte zum Netz. Dieser APN muss einmalig für die SIM eingegeben werden, damit diese überhaupt die Verbindung in Netze ermöglichen kann. Soll der Datenverkehr zwischen Endgerät und System zusätzlich geschützt werden, können zusätzlich VPN zum Einsatz kommen.

M2M-Tarife und Abrechnungsmodelle

Anders als herkömmliche Datentarife müssen M2M-Tarife eine deutlich größere Bandbreite abdecken: Die Schwankungen im Datenbedarf liegen je nach Anwendungsfall bei nur wenigen Kilobyte oder mehreren Gigabyte. Aus diesem Grund gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Tarifangebote und Abrechnungsmodelle speziell für M2M-Projekte.

Beispielsweise das bereits erwähnte Datenpooling. In dieser Konstellation nutzen alle aktiven M2M-SIMs ein gemeinschaftliches Datenkontingent, in dem ein niedrigerer Verbrauch von SIM-Karten einen höheren Datenverbrauch einzelner SIMs ausgleicht.