SMS - Short Message Service
Das
Short Message Service ist ein Dienst des GSM-Systems der es ermöglicht kurze
Nachrichten zu verfassen und zu empfangen. Mit ihm können kurze Nachrichten
blitzschnell von Mobiltelefon zu Mobiltelefon geschickt werden. Man kann zum
Beispiel „Ich komme um Zwölf
an“ eintippen. Man drück auf senden und in wenigen Augenblicken ist die
Nachricht beim Empfänger. Dieser kann sie dann lesen, verwerfen, speichern oder
wieder weiter senden. Sie dürfen nicht nur sämtliche Zeichen des Alphabets und
die Zahlen 0 bis 9 enthalten, sondern es sind etliche Sonderzeichen definiert
und auch die Unterscheidung zwischen Groß- und Kleinbuchstaben ist möglich.
SMS-Zeichensatz
(vom 1.1.2000)
Die
Länge ist aber auf der Bit-Ebene auf 140 Oktetts beschränkt. Daraus ergeben
sich bei einer 8-Bit-Kodierung zunächst nur 140 Zeichen pro Nachricht. Bei der
für Texte üblichen 7-Bit-Kodierung mit der anschließenden in 8-Bit lange
Oktetts lassen sich nun 160 Zeichen in 140 Oktetts unterbringen. Manche ältere
Mobiltelefone haben bei dieser Umwandlung Schwierigkeiten. Seit kurzem können
auch Grafiken oder Rufmelodien als SMS gesendet werden.
Generell
wird bei SMS eine Trennung zwischen SMS-Empfang (Mobile Terminated) und
SMS-Senden (Mobile Orginated) gemacht. Im GSM-Standard ist nur das Empfangen von
SMS im Mobiltelefon verankert. Dies ist auch der Grund, warum manche ältere Geräte
SMS nur empfangen können. Mit steigender Integration und besseren
Software-Applikationen im Mobilteil konnten sich die Hersteller aber auf ein
einheitliches System für das Senden von SMS einigen. Dennoch gibt es einige von
Netz zu Netz verschiedene Merkmale. Diese sind meist nur Unterschiede im
Zeichensatz oder Details die für den Anwender nicht sichtbar sind. Es kann
daher zu leichten Differenzen in den Nachrichten kommen. So werden zum Beispiel
Sonderzeichen falsch dargestellt oder ein Punkt durch einen Unterstrich ersetzt.
Dies kann aber auch am Gerät liegen, wenn Sender und Empfänger verschiedene
Zeichentabellen verwenden.
Ein
wichtiger Grund für die Option des Sendens bei SMS sind die Gebühren. Der
Netzbetreiber kann pro gesendeter Nachricht einen gewissen Betrage verrechnen.
In manchen Fällen werden auch Gebühren beim Empfang von Nachrichten
verrechnet. Der Preis bewegt sich in Österreich zwischen 68 Groschen und 3,4
Schilling für das senden von Nachrichten. Pro Jahr werden in Österreich ca. 1
Mrd. SMS verschickt. Tendenz ist stark steigend. Wurden 1996 gerade mal 3,6 Mil.
Pro Jahr gesendet so kommt man auf diese Zahl heute bereits innerhalb von 24
Stunden. Zu Spitzenzeiten (Weihnachten, Silvester, etc...) registrierten die österreichischen
Netzbetreiber 10-20 Mil. SMS pro Tag. Dies führte Teilweise dazu, dass manche
SMS nie ankamen, da die Systeme über ihrer Leistungsfähigkeit beansprucht
wurden. Anhand dieser Zahlen kann man feststellen, dass das Senden von SMS zu
einem großem Wirtschaftsfaktor geworden ist.
Das
SMSC (Short Message Service Center) koordiniert alle gehenden SMS-Aktivitäten
in einem GSM Netz. Ankommende SMS werden durch das SMSC des jeweiligen
Netzbetreibers durchgeführt. Das ganze sieht so aus: Ein Mobiltelefon will im
Netz A eine SMS versenden. Es kontaktiert die BTS und diese beginnt mit der MS
zu kommunizieren. Die 160 Zeichen plus ein paar Steuersignalen (Näheres folgt
anschließend) werden an die Nummer der Kurzmitteilungszentrale inklusive der
Nummer des Empfänger gesendet. Das SMSC empfängt nun diese Nachricht und
wertet sie aus. Nun Sieht das SMSC in einer Routing-Tabelle nach um Welches HLR
es sich bei dieser Rufnummer handelt. Dieses HLR wird nun befragt wo sich das
Mobiltelefon befindet (VLR). Nun wird die Nachricht an das Betroffene VLR an die
Adresse des Mobiltelefons gesendet. Sollte nun das Mobiltelefon nicht erreichbar
sein. Wird diese Nachricht im SMSC gespeichert. Das SMC beginnt nun zunächst
nach 30 Sekunden, dann nach 2 Minuten, dann einer viertel Stunde....bis zu einem
halben Tag. Sollte dann die SMS noch immer nicht zustellbar sein wird sie gelöscht.
Außerdem gibt es die Möglichkeit, dass das HLR die SMSC benachrichtigt, wenn
das Mobiltelefon wieder eingebucht ist. Auf Wunsch kann auch eine Sendebestätigung
angefordert werden. Der Sender der SMS bekommt dann eine SMS in der bestätigt
wird, wenn die SMS vom Empfänger empfangen wurde. Es gibt verschiedene Arten
von SMS. Hier bei wird im Header die Information dafür gesendet. Das
Mobiltelefon kann nun je nach Header die SMS entweder nun auf der SIM speichern
und dem User dem Empfang dieser anzeigen oder sie sofort anzeigen. Letztere
Option wird von den Mobilfunkbetreibern zur Kontostandsabfrage bei Pre-Paid
Karten verwendet. Hier ist es sogar mittelt Header möglich das Speicher der SMS
auf der SIM zu unterdrücken. Es kann bei diesen Nachrichten nun sogar die
Position am Display, ob sie durchlaufen soll etc. gesteuert werden. Wie sie nun
genau angezeigt werden ist nun stark geräteabhängig und nicht genormt, da es
auch wiederum abhängig ist um welches SMSC von welchen Hersteller es sich
handelt.
Nun
wem das Tippen einer SMS am Handy zu umständlich ist oder wer einfach kein
Handy hat, hat die Möglichkeit seine SMS per PC zu schicken. Man braucht nur
ein Modem als Zubehör und schon geht’s los. Der User steigt in das Internet
ein und kann von einer Homepage aus SMS an fast alle GSM- und
Iridium-Mobiltelefone weltweit senden. Dies geht schnell, da man nicht ewig
tippt wie bei einem Handy und kostet auch nichts. Auch das senden einer email an
ein Handy ist kein Problem, sofern das der Mobilfunkbetreiber untestützt (in Ö:
A1, max. und tele.ring.). Man schickt eine im Inhalt stark reduzierte email an
z.B. +436xx1234567@mail.xynetz.at.
Diese wird dann als SMS am Handy des Empfänger angezeigt. Wer nun auch über
keinen Internetanschluss verfügt, kann das SMSC direkt anwählen. Dies
geschieht mit einem nomarlem Terminal-programm über Protokolle wie TAP (Telocator
Alphanumeric Protocol) oder UCP (Universal Computer Protocol).
Nun
kann der MS-User nicht nur SMS schicken. Es ist möglich emails via SMS zurück
zuschicken (z.B.: musterman@xyz.at:
(Betreff) Ich bin um 12 Uhr am Bahnhof). Aber auch Faxen via SMS ist möglich.
Eine SMS mit beliebigen Inhalt an Servicenummer+Zielrufnummer schicken und schon
Sekunden Später erhält die gewünschte Person ihr Fax. All diese Vorgänge
werden über SMSC abgewickelt bzw. gesteuert.
Die Übermittlung während eines Gesprächs wird dadurch unterstützt, dass es bei der Sendung von SMS zu kurzen Verzögerungen bis zu 3 Sekunden kommen darf. Dieser Punkt ermöglicht so eine bessere Ausnutzung der Signalsierungskanäle. Dies kommt auch der Übertragung ohne einem laufendem Gespräch nebenbei zugute.
Die Signalisierung erfolgt bei SMS nur durch ZGV7 (SS7). Das gilt für den gesamten Weg von der MS bis zum SMSC. Danach wird ebenfalls ZGV7 angewandt, außer es handelt sich um eine Weiterleitung in ein anderes System wie z.B. dem Internet (TCP/IP).
Da die GSM-Protokolle an die des OSI-7-Schichten-Referentmodells angelehnt sind, ergibt sich eine maximale Kompatibilität. Allerdings sind ein großer Teil der Protokolleigenschfaten nur für das zellulare GSM-System vorgesehen. Ein großer Teil dieser Protokolleigenschaften sind für irgend eine Arte von Messungen etc. zugeteilt und können sich über mehrere Schichten „ziehen“. Das System ist aber auf dem grundlegendem System der ZGV7 aufgebaut und wurde nur erweitert um alle Funktionen des GSM-Systems abzudecken.
Für die Übermittlung von SMS sind der SCCP (Signalling Connection Control Part) und der MTP (Message Transfer Part) zugeteilt. Der SCCP kann teilweise mit der Schicht 3 im OSI verglichen werden. Er dient zur Einrichtung einer Point-to-point-Verbindung einzelner Mitteilungen und ist so auch für SMS relevant. Der MTP ist mit den Schichten 1-2 sowie Teile von Schicht 3 zu vergleichen. Er dient zur Übermittlung Meldungen zwischen 2 Systemknoten. Für das Senden von SMS sind nur die Schicht 1 und 2 interessant, da die Teile der Schicht 3 nur für Betriebs- und Wartungsfunktionen zuständig sind.
Es wird bei der Übertragung kein Nutzkanal belegt. Alles Aktionen erfolgen per ZGV7!.
Nun zu den Vorgängen beim Senden
einer SMS ablaufen. Die MS des Senders kontaktiert das SMSC per ZGV7. Die SMS
wird vom MS nun direkt an das SMSC übermittelt und mit Acknowledge
wird dies von dem SMSC bestätigt. Erfolgt dies nicht, so wird von der MS
abgewartet. Wenn eine Zeit ohne ACK verstrichen ist wird am Display „Senden
nicht möglich“ oder „Netz überlastet“ angezeigt. Dies erfolgt auch dann,
wenn der Tarif der MS kein senden von SMS vorsieht. Die Berechnung wird dann
noch gesondert behandelt. Wird die SMS vom SMSC nun übernommen so startet das
SMSC eine Abfrage des Standortes des Empfängers. Hierbei „sieht“ das SMSC
in Routing-tabellen nach um das HLR der betroffenen Empfänger-Nummer ausfindig
zumachen. Ist nun dies geschehen kontaktiert das SMSC nun das betroffene HLR.
Das SMSC fragt nun den aktuellen Standort des Empfängers ab. Das HLR sendet die
Location zurück. Nun wird an die Adresse des Empfängers die SMS noch immer per
ZGV7 gesendet. Die MS bestätigt dies über ein ACK an das SMSC. Dieses kann nun
eine Sendebestätigung an den Sender schicken, damit dieser Gewissheit über die
SMS hat. Nun was passiert wenn der Empfänger nicht eingebucht ist? Bei der
Befragung des Teilnehmer-HLR wird statt der Location ein Absent gesendet. Das
SMSC registriert nun dies und wartet. Nach einiger Zeit wir das HLR erneut
befragt. Dies passiert mehrere Male, wobei sich dies auf eine Zeit von bis zu 7
Tage ausdehnt. Bucht sich nun der potentielle Empfänger ein wird von seinem HLR
ein Alert an das SMSC gesendet. Dies veranlaßt nun das SMSC die Nachricht
sofort zu senden. Es erhält wie üblich die Adresse (Location) und sendet die
SMS dort hin. Geschieht nun der Alert nicht innerhalb dieser 7 Tage so wird die
SMS als Expired gemeldet und aus dem SMSC für immer gelöscht. Neben den hier
genannten Problemen und Verzögerungsgründen gibt es auch:
.) Lange Warteschlange beim Empfänger (SIM-Kartenspeicher voll)
.) Roaming (Routingtabellen von Ausländischen
Netzen stimmen nicht)
.) Mystifikationen („Seltsame Vorgänge“
im System)
.) Falsche Zielnummer (die Nummer existiert
nicht, keine zulässige Nummer)
.) Datenbankwartung (regelmäßiges
„Updaten“ der Routingtabellen)
.) SMS-Senden für TLN nicht erlaubt
.) Ziel-MS unterstützt SMS nicht
.) Das Zielnetz unterstützt SMS nicht
.) Fehler beim Empfang
.) Empfänger eingebucht aber für SMSC
nicht erreichbar
.) Zusammenfassung von Fehlern
Weiters
muss vor dem Start der Prozedur noch überprüft werden ob die MS eine
Berechtigung überhaupt besitzt SMS über das SMSC zu schicken. Es kann sich
hier wie bereits erwähnt um eine netzeigene MS aber auch um sich im Ausland
befindliche MS handeln die keinen Zugang für diese Dienste haben. So kann zwar
eine ausländische MS das SMSC benutzen wenn es hier ist und ein gültiger
Roaming-Vertrag besteht, jedoch muss dies unterdrückt werden wenn sich die
selbe MS wieder im Ausland befindet. Die meisten SMSC lösen das einfach in dem
sie nur Anfragen von netzeigenen MS akzeptieren. Daher sollte man auch im
Ausland die Nummer des eigenen SMSC benutzen, da man vom eigenem SMSC immer
betreut wird.
Obwohl
die Signalisierung per ZGV7 Vorteile bringt, da kein Nutzkanal belegt wird,
bringt sie auch einen großen Nachteil: Die Verrechnung. Normalerweise wird in
Signalisierungskanäle nicht verrechnet. Nun kann man aufgrund der Menge an SMS
die so gesendet werden diesen Service nicht um sonst anbieten. Daher muss nun
dem Sender das Senden von SMS gezielt verrechnet werden. Das geschieht so:
Wird
eine SMS an das SMSC gesendet so ist es nun dessen Aufgabe die SMS zu vergebühren.
Wobei das SMSC nicht direkt eine Rechnung legt. Es wird eine Information zum HLR
des Senders gesandt, dass eine Abbuchung am Konto des Teilnehmers notwendig ist.
Dieses entscheidet nun was abgebucht werden soll. In diesem Fall ist es eine SMS
wo die Dauer entfällt. Das HLR sendet nun die teilnehmerspezifischen
Informationen an das Verrechnungssystem welches nun eine Rechnung erstellt. Bei
Pre-Paid-Karten wird dies vom Guthaben abgebucht. Manche SMSC (z.B. in Taiwan)
stellen auch dem Empfänger eine Rechnung. Dies geschieht wie beim Empfänger,
allerdings nur im eigenen Netz. Manche SMSC können sogar Buchungen rückgängig
machen, falls die SMS nach 7 Tagen nicht gesendet werden konnte oder die
Zielnummer falsch ist. Die Methode des Verrechnungszeitpunktes kann
unterschiedlich sein. Entweder wird dem Absender die SMS bei der Bestätigung
des SMSC an die Sender-MS, dass die Nachricht entgegengenommen wurde oder bei
Empfang jener SMS bei der Ziel-MS.
In den meisten Fällen wird Variante 1 gewählt, da dies wirtschaftlicher für
die Unternehmen ist.
Neben
den nun ausgiebig beschriebenen SMS gibt es eine Sonderform des Short-Messaging.
Bei dieser wird allerdings das Punkt-zu-Mehrpunkt-Verfahren angewandt. Es
handelt sich hierbei um den Zellenrundfunk, Cell Broadcast oder auch SMSCB
genannt. Hierbei tritt das SMSC nicht in Aktion. Auch die MS schweigt. Die Daten
werden unkodiert und für jede MS verständlich im CBCH (Cell Broadcast Channel)
gesendet. Der Sender der CB ist die BTS direkt. Sinn dieser Nachrichten sind
lokale Infos über die Umgebung der BTS. Der User kann aus verschiedenen
Themenbereichen wählen und ist so z.B. über die Verkehrssituation in seiner nächsten
Informiert. Die Nachrichten umfassen bis zu 93 Zeichen (82 Octets) und werden
von der BSC über die BTS ausgesendet. Jeder BTS ist einzeln ansprechbar. Das
wichtigste: Die Nachricht wird vom Endgerät
nicht bestätigt! Es gibt bis zu 48 Themenbereiche (Channels). Nachrichten
die mehrmals gesendet wurden werden vom Endgerät nur einmal angezeigt. Wird im
Themenbereich eine neue Nachricht gesendet so wird die alte Nachricht durch die
neue ersetzt. Es findet keine Speicherung im Gerät statt. In Österreich wird
dieser Dienst bisher von keinem Netzbetreiber angeboten.
10 Stück:
Hochleistungsrechner speziell für SS7 von HP
(Abmessungen eines besseren Kühlschranks)
Betriebssystem Unix 10.20, Anwendersoftware ist von
Siemens.
Je 768 MB Arbeitsspeicher
Zusammen 140GB Festplattenspeicher
Bis zu 800.000 Zustellversuche pro Stunde möglich
Bis zu 200.000 Nachrichten pro Stunde möglich
Zugänge auch über TCP/IP (Internet), X.25 (Datex-P)
und OES-D und –E sowie ISDN.
max.mobil verwendet ähnliche Systeme wie A1. Bei one
finden Nokia-Systeme Anwendung. tele.ring verwendet Anlagen von Alcatel sowie
von Ericsson.