M2M-SIM-Karten: Was sie sind und wie sie funktionieren

Bruce Li
May 21, 2025

M2M-SIM-Karten gehören vielleicht zu den wichtigsten Werkzeugen in Ihrem Baukasten. Diese SIMs sind speziell für die Machine-to-Machine (M2M)-Kommunikation konzipiert. Einfach ausgedrückt, „sprechen“ sie über Mobilfunknetze miteinander und treiben leise alles an, von Lieferwagen bis hin zu Alarmsystemen.

Ob Sie vernetzte Technologie entwickeln oder eine Geräteflotte verwalten, dies ist etwas, das Sie verstehen sollten. Werfen wir einen genaueren Blick darauf, warum M2M-SIMs die heimlichen Helden des Internets der Dinge sind.

M2M SIM-Karten Was sie sind und wie sie funktionieren

 

M2M-SIMs einfach erklärt

Eine Machine-to-Machine (M2M)-SIM-Karte ist ein Typ von Subscriber Identity Module (SIM), der speziell für Geräte (nicht für Personen) entwickelt wurde, um sich mit Mobilfunknetzen zu verbinden und mit anderen Maschinen oder Systemen zu kommunizieren.

Im Gegensatz zu gewöhnlichen SIM-Karten, die in Telefonen und Tablets verwendet werden, sind M2M-SIMs gebaut für:

  • Automatisierte, Gerät-zu-Gerät (D2D)-Kommunikation
  • Permanente Konnektivität
  • Betrieb an entfernten oder unbeaufsichtigten Standorten
  • Raue Umgebungen (beständig gegen Hitze, Vibration und Feuchtigkeit)
  • Lange Lebensdauer (10–17 Jahre)
  • Kleine, häufige Datenübertragungen (wie Sensor-Updates)
  • Multi-Netzwerk-Zugriff für bessere Zuverlässigkeit
  • Fernverwaltung, Diagnose und Updates
  • Erweiterte Sicherheitsfunktionen für Daten- und Geräteschutz

M2M-SIMs werden häufig in Branchen wie Logistik, Energie, Fertigung und Smart Cities eingesetzt, um Anwendungen wie Asset Tracking, Smart Meter, Industrieautomation und Fernüberwachung zu unterstützen.

 

Unterschiede zu Consumer-SIMs

  • Lebensdauer und Robustheit: M2M-SIMs halten deutlich länger. Sie sind dafür gemacht, raue Umgebungen wie extreme Temperaturen, Vibrationen, Feuchtigkeit und Korrosion zu überstehen. Zum Beispiel können MFF2 Embedded SIMs Temperaturen von -40°C bis 105°C standhalten und werden auf das Gerät gelötet, sodass sie nicht herausfallen oder manipuliert werden können. Im Gegensatz dazu sind Consumer-SIMs entfernbar und für den Einsatz unter normalen Bedingungen gedacht, wie in Ihrem Telefon oder Tablet.

  • Form: Beide SIM-Typen gibt es in den Größen Mini (2FF), Micro (3FF) und Nano (4FF). M2M-SIMs gibt es aber auch in eingebetteten Versionen wie MFF2, WLCSP und MFF-XS. Diese werden während der Herstellung direkt in das Gerät eingebaut, was sie sicherer und widerstandsfähiger gegen Beschädigungen macht.

  • AT-Befehle und Bereitstellung: M2M-Geräte verwenden AT-Befehle (spezielle textbasierte Befehle), um Dinge wie Netzwerkeinstellungen zu steuern, neu zu starten oder Roaming zu aktivieren. Dies ermöglicht die Fernverwaltung und Fehlerbehebung von Geräten. Außerdem können M2M-SIMs Over-the-Air (OTA) bereitgestellt werden, was bedeutet, dass Sie sie aktualisieren oder ändern können, ohne das Gerät zu berühren. Consumer-SIMs sind Plug-and-Play und verfügen über sehr begrenzte Fernsteuerungsfunktionen.

  • Vertrags- und Netzwerkflexibilität: Consumer-SIMs haben in der Regel feste Tarife bei einem Anbieter, hohe Roaming-Gebühren und sind für Sprach-, Text- und intensive Datennutzung optimiert. M2M-SIMs hingegen sind für häufige Übertragungen kleiner Datenmengen optimiert. Sie haben in der Regel keine Telefonnummern, unterstützen mehrere Anbieter und ermöglichen flexible Verträge. Das macht sie ideal für globale oder groß angelegte IoT-Installationen, bei denen Kostenkontrolle und Betriebszeit entscheidend sind.

M2M-SIMs vs. Consumer-SIMs: Hauptunterschiede

MerkmalM2M-SIMsConsumer-SIMs
HaltbarkeitGebaut für extreme Bedingungen (-40°C bis 105°C), Vibration, Feuchtigkeit. Gelötet (MFF2) zur Manipulationssicherheit.Für normale Bedingungen ausgelegt. Aus Geräten entnehmbar.
FormfaktorenStandardgrößen + eingebettet (MFF2, WLCSP, MFF-XS) für dauerhafte Installation.Nur Mini (2FF), Micro (3FF) und Nano (4FF) Größen.
VerwaltungAT-Befehle zur Fernsteuerung. Over-the-Air Bereitstellung.Plug-and-Play. Begrenzte Fernverwaltung.
NetzwerkmerkmaleMulti-Anbieter-Unterstützung. Keine Telefonnummern. Optimiert für kleine Datenpakete.Einzelner Anbieter. Telefonnummern. Optimiert für Sprache/Text/hohe Datenmengen.
VerträgeFlexible Tarife für IoT-Skalierung. Globale Roaming-Optionen.Feste Tarife mit hohen Roaming-Gebühren. Individueller Gebrauch.
AnwendungsfälleIndustrielles IoT, Asset Tracking, Smart Meter, Automobil.Smartphones, Tablets und persönliche Geräte.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass M2M-SIMs für den langfristigen, robusten Einsatz in Maschinen konzipiert sind. Sie unterscheiden sich von Consumer-SIMs in Bezug auf ihre Lebensdauer, Bauweise, Verwaltung und Netzwerkkonnektivität. All dies macht sie besser geeignet für IoT und Machine-to-Machine-Kommunikation.

 

SIM-Formfaktoren in M2M- und IoT-Geräten

Bevor wir uns mit den verschiedenen SIM-Technologien wie eSIM, SoftSIM und Embedded SIMs befassen, müssen wir die physikalischen Formate verstehen, in denen diese SIMs erhältlich sind. Diese werden als Formfaktoren bezeichnet und bestimmen, wie eine SIM in ein Gerät passt.

  1. 2FF (Mini-SIM) – Die originale große SIM: Dies ist die klassische Version mit den Maßen 25 mm x 15 mm. Man findet sie immer noch in älteren Geräten wie Verkaufsautomaten oder Fahrzeugsystemen. Sie ist groß, was die Handhabung erleichtert, aber nicht ideal für heutige moderne Geräte ist.

Mini-SIM (2FF): Die erste Schrumpfung

 

  1. 3FF (Micro-SIM) – Ein Schritt kleiner: Mit 15 mm x 12 mm stellt diese SIM einen Mittelweg dar. Sie passt in mittelgroße IoT-Geräte wie Tablets oder medizinische Geräte. Sie ist immer noch entfernbar, was praktisch ist, wenn Sie jemals SIMs ersetzen oder wechseln müssen.

Micro-SIM (3FF): Smartphones übernehmen

 

  1. 4FF (Nano-SIM) – Winzig, aber oho: Diese winzige SIM mit 12,3 mm x 8,8 mm wird von den meisten modernen Smartphones und auch vielen IoT-Geräten verwendet. Perfekt für Wearables, Tracker und kleine Sensoren, bei denen Platzersparnis entscheidend ist.

Nano-SIM (4FF): Die heute gebräuchlichste Größe

 

  1. MFF2 (Embedded SIM) – Eingebaut und robust: Das ist keine Karte, die man einsteckt; sie wird direkt auf das Gerät gelötet. Mit nur 6 mm x 5 mm ist sie für Geräte gemacht, die unter rauen Bedingungen arbeiten, wie Fabrikmaschinen, Fahrzeuge oder Meeressensoren. Sie ist extrem haltbar und kann nicht leicht entfernt oder manipuliert werden, was sie ideal für Langzeit- und Remote-Installationen macht.

eSIM (MFF2): Die Zukunft der SIM-Technologie

 

Wer verwendet was?

  • 2FF: Altsysteme, große Industriemaschinen, ältere Fahrzeuge
  • 3FF: Tablets, Sensoren, Telemedizin-Geräte
  • 4FF: Smartphones, Wearables, Tracker, kompakte IoT-Geräte
  • MFF2: Industrieautomation, Automobilsysteme, Marine-/Wildtier-Tracking

 

eSIM vs. SoftSIM vs. Embedded SIMs: Was ist echt vs. Marketing

Nachdem wir die physikalischen SIM-Typen behandelt haben, werfen wir einen Blick auf die Technologien, die die Funktionsweise von SIMs definieren:

  • eSIM (Embedded SIM) Eine eSIM ist ein physischer SIM-Chip, der auf die Platine eines Geräts gelötet ist, typischerweise im MFF2-Formfaktor. Sie folgt den GSMA-Standards und unterstützt die Remote-Bereitstellung, sodass Betreiber Netzbetreiberprofile Over-the-Air hinzufügen oder ändern können.

  • SoftSIM: Eine SoftSIM ist vollständig softwarebasiert und enthält keinerlei physischen Chip. Sie befindet sich im Betriebssystem oder der Modemsoftware des Geräts. Obwohl dies Flexibilität bietet und die Produktionskosten senken kann, birgt es Bedenken hinsichtlich Sicherheit und Akzeptanz.

  • Embedded SIMs (wie MFF2): „Embedded SIM“ wird oft weitläufig verwendet, um jede nicht entfernbare SIM zu beschreiben, die in ein Gerät eingebaut ist. Sie umfasst eSIMs, kann sich aber auch auf proprietäre oder nicht GSM-konforme SIM-Chips beziehen. Diese sind bei robusten Anwendungen mit langer Lebensdauer weit verbreitet.

Merkmal eSIMSoftSIMEmbedded SIM
FormfaktorMFF2 gelöteter Chip (GSMA Standard)Keine physische HardwareVerschiedene nicht entfernbare Formen (können eSIM enthalten)
SicherheitHoch (hardwarebasiert)Niedrig (nur Software)Mittel-Hoch
BereitstellungRemote OTA mit Multi-ProfilSoftware-UpdatesAbhängig vom Typ (teilweise Remote)
HaltbarkeitIndustriestandardN/ARobust
AnbieterunterstützungSchnell wachsendBegrenzt/experimentellIndustrieanbieter
IntegrationHardware-Änderungen erforderlichNur SoftwareGeräte-Redesign erforderlich
Am besten fürZukunftssichere Geräte, die Anbieterflexibilität benötigenKostensensible PrototypenFeste Industrieanwendungen

 

Bonus: Expertentipps von Außendienstingenieuren

Außendienstingenieure, die an IoT-Projekten arbeiten, haben einige wichtige Tipps geteilt, wie Geräte verbunden bleiben und gut funktionieren:

  • Beginnen Sie mit Roaming-SIMs – später können Sie optimieren: Verwenden Sie SIMs, die Ihren Geräten ermöglichen, sich mit mehreren Netzwerken zu verbinden. Das gibt Ihnen die beste Chance, ein Signal zu erhalten, wo immer Ihre Geräte sich befinden. Später können Sie die Einstellungen basierend auf der tatsächlichen Nutzung anpassen und optimieren.

  • Testen Sie die SIM-Abdeckung unter realen Bedingungen, nicht nur auf Karten: Abdeckungskarten spiegeln nicht immer die tatsächliche Leistung wider. Testen Sie die SIMs an den Orten, an denen Ihre Geräte tatsächlich eingesetzt werden, um ein zuverlässiges Signal und eine gute Datenleistung zu überprüfen.

  • Ersetzen Sie SIMs, bevor sie ausfallen – Korrosion ist ein häufiges Problem: SIM-Karten können korrodieren, insbesondere in rauen oder feuchten Umgebungen. Dies kann dazu führen, dass Geräte offline gehen. Planen Sie einen regelmäßigen Austausch der SIMs, anstatt auf Probleme zu warten.

  • Beziehen Sie Firmware-Ingenieure frühzeitig ein – einige SIMs erfordern spezielle Einrichtung: Einige SIMs erfordern spezifische Befehle, um richtig mit dem Modem zu funktionieren. Die frühzeitige Einbindung von Firmware-Ingenieuren kann helfen, Probleme zu vermeiden und einen reibungslosen Ablauf sicherzustellen.

Diese Vorschläge stammen aus praktischer Erfahrung von Experten bei Unternehmen wie Asia Mobiliti und Onomondo. Sie betonen Flexibilität, Tests im Feld, proaktive Wartung und enge teamübergreifende Zusammenarbeit, um IoT-Systeme zuverlässig zu halten.

 

Reale Anwendungsfälle, von denen wir lernen können

Hier sind einige reale Anwendungsfälle, wie intelligente SIM-Karten (auch M2M-SIMs genannt) heute in verschiedenen Branchen eingesetzt werden, um intelligenter zu arbeiten, Geld zu sparen und Probleme zu lösen.

  • Vorausschauende Wartung: Fabriken nutzen Sensoren, um ihre Maschinen genau zu überwachen. Diese Sensoren können erkennen, wenn etwas nicht stimmt, z. B. zu viel Hitze oder seltsame Vibrationen, sodass Arbeiter das Problem beheben können, bevor es zu einem Ausfall kommt. Das spart Zeit und Geld. Zum Beispiel nutzte ein Stahlunternehmen Sensoren, um Feuchtigkeits- und Ölprobleme frühzeitig zu erkennen, was über 10 Stunden unerwarteter Ausfallzeit verhinderte. Eine andere Fabrik brachte Sensoren an alten Maschinen an und verwendete intelligente Software zur Vorhersage von Problemen. Das vereinfachte Reparaturen und verhinderte unerwartete Ausfälle. Es half auch den Maschinen, besser zu arbeiten und weniger Energie zu verbrauchen. Die schwierige Seite ist die Einrichtung des Systems, die Datensicherheit und das Vorhandensein von Personal, das weiß, wie man es bedient.

  • Intelligente Landwirtschaft: Landwirte verwenden intelligente Werkzeuge, um Boden, Wetter und Pflanzen auch an abgelegenen Orten zu überprüfen. Sensoren sagen ihnen, wann sie bewässern oder düngen müssen, was Wasser spart und mehr Ertrag bringt. Diese Werkzeuge müssen an heißen, feuchten oder staubigen Orten funktionieren, daher müssen sie robust sein. Einige verfolgen auch Tiere, um sicherzustellen, dass sie gesund und sicher sind. An Orten mit schwachem Mobilfunkempfang müssen die Geräte mit verschiedenen Netzwerken zusammenarbeiten, um verbunden zu bleiben.

  • Tracking über Ländergrenzen hinweg: Speditionsunternehmen verwenden Tracker mit SIM-Karten, um Lkws und Pakete in Echtzeit zu verfolgen, auch wenn sie Grenzen überschreiten. Diese Tracker zeigen an, wo sich die Dinge befinden, überprüfen Bedingungen (wie die Temperatur) und senden Alarme, wenn ein Problem auftritt. Die SIM-Karten wechseln zwischen Netzwerken, sodass sie immer online bleiben. Das hilft, Diebstahl zu verhindern, Verzögerungen zu vermeiden und Vorschriften einzuhalten. Ein Unternehmen in Osteuropa verwendete spezielle digitale SIMs, um die Produktion zu beschleunigen, musste aber sicherstellen, dass die Netzwerke gut zusammenarbeiteten.

  • Gesundheitsgeräte, die online bleiben: Geräte wie Gesundheitsmonitore und Notfallknöpfe senden Patienteninformationen über SIM-Karten. Die Informationen müssen privat sein und Gesundheitsvorschriften wie HIPAA befolgen. Die Daten sind geschützt, und die SIMs können aktualisiert werden, ohne das Gerät zu berühren. Das hilft Ärzten, Patienten aus der Ferne zu verfolgen. Diese Geräte benötigen starke, stabile Verbindungen – insbesondere für Notfälle. Es kann schwierig sein, sie sowohl in Krankenhäusern als auch zu Hause gut funktionieren zu lassen, und alle Geräte müssen gut zusammenarbeiten.

 

Die realen Herausforderungen

Während die Idee der „globalen Abdeckung“ für IoT-Geräte verlockend klingt, gibt es reale Herausforderungen, die sie komplizierter machen, als es scheint.

Einer der Schlüsselfaktoren, die es zu verstehen gilt, ist der Unterschied zwischen Mobile Network Operators (MNOs) und Mobile Virtual Network Operators (MVNOs), da beide die Funktionsweise der globalen Abdeckung beeinflussen.

  • MNOs sind die Eigentümer der Netzwerke selbst. Sie binden Geräte an ihr Netzwerk, was die Abdeckung in Gebieten mit schwacher Signalstärke einschränken kann. Das bedeutet, dass Geräte möglicherweise nur in bestimmten Regionen gut funktionieren, auch wenn sie für den globalen Einsatz beworben werden.

  • Auf der anderen Seite mieten MVNOs den Zugang zu den Netzwerken von MNOs. Dies ermöglicht es ihnen, durch den Wechsel zwischen mehreren Netzwerken eine breitere Abdeckung anzubieten. MVNOs sind jedoch immer noch an Vereinbarungen mit MNOs gebunden, die ihre Fähigkeit zum freien Roaming oder zum Wechseln von Netzwerken nach Bedarf einschränken können.

Eine weitere Herausforderung besteht darin, dass viele IoT-SIMs versprechen, automatisch das beste verfügbare Netzwerk auszuwählen. In der Realität schränkt die Netzwerkauswahl (Network Steering), bei der Geräte basierend auf Vereinbarungen auf bestimmte Netzwerke gelenkt werden, diese Fähigkeit oft ein. Darüber hinaus ist permanentes Roaming in mehreren Ländern, darunter Brasilien, China und Indien, verboten oder eingeschränkt. An diesen Orten müssen IoT-Geräte möglicherweise lokale SIMs verwenden oder riskieren die Trennung, wenn sie zu lange in einem fremden Netzwerk verbleiben.

Einige Anbieter werben mit „ungesteuerten“ Multi-Netzwerk-SIMs und behaupten, dass sie frei zwischen jedem verfügbaren Netzwerk wechseln können. Dies ist jedoch nicht immer der Fall. Netzwerkvereinbarungen und regulatorische Regeln können diese Flexibilität einschränken, was zu Problemen für IoT-Geräte führt, die eine nahtlose globale Konnektivität benötigen.

Um diese Herausforderungen zu meistern, verwenden viele IoT-Anbieter eSIMs, die einen Remote-Wechsel zwischen lokalen Netzwerken ermöglichen, ohne physisch SIM-Karten austauschen zu müssen. Dies hilft ihnen, lokale Vorschriften einzuhalten und die Abhängigkeit vom Roaming zu verringern. Es erfordert jedoch eine sorgfältige Koordination mit mehreren Netzbetreibern.

In Wirklichkeit ist die Erreichung einer „globalen Abdeckung“ für IoT-Geräte komplizierter, als es scheint. Probleme wie Netzwerkbindung, Roaming-Beschränkungen und lokale Vorschriften müssen berücksichtigt werden. Um zuverlässige IoT-Lösungen zu entwickeln, müssen Anbieter diese Herausforderungen verstehen und flexible Technologien wie eSIMs einführen.

 

M2M-SIMs kaufen? Was Sie vor der Unterschrift fragen sollten

Bevor Sie sich für einen M2M-SIM-Anbieter entscheiden, ist es wichtig, die richtigen Fragen zu stellen. Diese helfen Ihnen sicherzustellen, dass die Lösung die Konnektivität, Kontrolle und Sicherheit bietet, die Ihre Bereitstellung benötigt. Beginnen Sie mit diesen:

Bieten Sie echten Multi-Netzwerk-Zugriff ohne Steering?

Stellen Sie sicher, dass die SIM sich frei mit mehreren Mobilfunknetzen verbinden kann, ohne auf bestimmte gezwungen zu werden. Einige Anbieter schränken die nutzbaren Netzwerke ein, was die Abdeckung und Verfügbarkeit beeinträchtigen kann. Eine echte Multi-Netzwerk-SIM wählt das stärkste Signal, wo immer sich Ihre Geräte befinden.

Kann ich den Anbieter wechseln, ohne die SIM-Karte zu tauschen?

Fragen Sie, ob die SIM Remote SIM Provisioning (RSP) oder eSIM-Funktionen unterstützt. Diese ermöglichen es Ihnen, Anbieter oder Tarife Over-the-Air zu wechseln, ohne SIM-Karten physisch austauschen zu müssen. Das spart Zeit, Aufwand und Kosten, insbesondere bei der Skalierung oder dem Betrieb an vielen Standorten.

Gehören mir die SIM-Schlüssel und IMSIs?

Überprüfen Sie, ob Sie Ihre SIM-Schlüssel und Teilnehmeridentitäten (IMSIs) kontrollieren. Wenn Sie sie besitzen, sind Sie nicht an einen Anbieter gebunden und haben mehr Kontrolle über Sicherheit und Datenschutz. Dies ist wichtig für Compliance und Flexibilität.

Welche Tools bieten Sie für Diagnose und Verwaltung?

Erkundigen Sie sich, welche Art von Plattform oder Tools der Anbieter zur Überwachung und Verwaltung Ihrer SIMs anbietet. Achten Sie auf Funktionen wie Echtzeit-Datennutzung, Konnektivitätsstatus, Alarme und Remote-Fehlerbehebung. Diese helfen Ihrem Team, den Betrieb reibungslos zu gestalten und Probleme schnell zu beheben.

Weitere zu berücksichtigende Punkte:

  • Netzabdeckung und technischer Support: Stellen Sie sicher, dass die SIM die richtigen Mobilfunknetze (2G, 3G, 4G, 5G, LTE-M, NB-IoT) für Ihre Geräte und Regionen unterstützt.

  • Servicegarantien (SLAs): Fragen Sie nach Verfügbarkeitsgarantien und Support-Reaktionszeiten, um sicherzustellen, dass diese Ihre Geschäftsanforderungen erfüllen.

  • Sicherheit und Compliance: Überprüfen Sie, ob der Anbieter Industriestandards und für Ihren Sektor und Standort relevante Datenschutzbestimmungen einhält.

  • Kosten und Preise: Verstehen Sie die Abrechnung, prüfen Sie die Kosten für Datentarife, Roaming-Gebühren und ob Shared (Pool-)Datenoptionen verfügbar sind.

 

Häufig übersehene Fragen (Die Sie später teuer zu stehen kommen könnten)

Kann ich SIMs pausieren oder deaktivieren, ohne Gebühren?

Einige Anbieter erlauben das kostenlose Pausieren oder Deaktivieren von SIMs während Ausfallzeiten (z. B. saisonale Nutzung). Andere berechnen möglicherweise monatliche Gebühren oder Reaktivierungskosten. Überprüfen Sie immer die Richtlinien des Anbieters.

Was passiert mit SIMs bei Stromausfall oder Spannungseinbrüchen?

SIMs sind auf das Modem des Geräts angewiesen, um nach Wiederherstellung der Stromversorgung die Verbindung wiederherzustellen. Wählen Sie einen Anbieter mit Tools zur Überwachung der Konnektivität und stellen Sie sicher, dass die Firmware Ihres Geräts Neustarts gut verarbeitet.

Unterstützen die SIMs IPv6 und private APNs?

Viele moderne SIMs unterstützen IPv6 und bieten private APNs für sichere, isolierte Verbindungen. Prüfen Sie, ob Ihr Anbieter dies in Ihren Zielregionen unterstützt und welche Einrichtung erforderlich ist.

Wie werden Sicherheitszugangsdaten verwaltet und aktualisiert?

Zugangsdaten (wie Schlüssel/Zertifikate) werden bei der Aktivierung festgelegt und können oft remote mit eSIMs oder RSP aktualisiert werden. Stellen Sie sicher, dass der Anbieter sichere, remote Updates unterstützt und Industriestandards befolgt.