Tekstiviestit ovat meille kaikille tuttuja, onhan se yksi vanhimmista ja yleisimmin käytetyistä mobiiliviestinnän menetelmistä. Tällaisten näennäisen yksinkertaisten viestien lähettämiseen liittyy kuitenkin yllättävän paljon koordinointia ja taustalla työskentelevää tekniikkaa. Katsotaanpa siis, miten se kaikki toimii.
Aluksi – SMS on lyhenne sanoista short messaging service, protokolla, jota käytetään lyhyiden viestien lähettämiseen langattomissa verkoissa. Toisin kuin monet nykyään käytössä olevat palvelut, kuten MMS ja muut datapohjaiset palvelut, tekstiviesti toimii edelleen perustavanlaatuisessa puheverkossa ja perustuu kolmeen suureen GSM-, CDMA- ja TDMA-verkkotekniikkaan, mikä tekee siitä universaalin palvelun.
Suhteellinen sisältö:
SMS mahdollistaa 160 merkin (kirjaimet, numerot ja symbolit) pituiset tekstiviestit. Tai muissa aakkosissa, kuten kiinassa tai arabiassa, viestin enimmäiskoko on rajoitettu vain 70 merkkiin. Osasyynä tähän on se, että tekstiviestien lähettämistä pidettiin alun perin jälkikäteen langattomissa puheverkoissa käytettävissä olevaan ylimääräiseen kaistanleveyteen lisättynä. Viestien kokoa oli aina rajoitettu, minkä vuoksi tietyt merkit, kuten vierasperäiset aakkoset tai epäselvät kirjaimet, vievät edelleen useita välilyöntejä 160:stä.
Friedhelm Hillebrand päätti lopulta 160 merkin rajasta, kun hän tarkkaili ja testasi keskimääräisen lauseen tyypillistä merkkimäärää ja teki kompromissin käytettävissä olevasta kaistanleveydestä tuohon aikaan. Nykyään kaistanleveys ei ole niin suuri huolenaihe, ja viestejä voidaan helposti lähettää peräkkäin ja kääntää uudelleen vastaanottavassa luurissa. Lyhyiden aakkosnumeeristen merkkijonojen lähettämisen vaatiman alhaisen kaistanleveyden ansiosta maailmanlaajuinen viestinvälitys on mahdollista hyvin pienellä viiveellä.
Tekstiviestistandardi
Tekstiviestistandardi määrittelee, mitä tietoja tekstiviestissä lähetetään, mitkä binäärikoodin bitit muodostavat kukin kirjain ja miten tiedot järjestetään siten, että lähettävät ja vastaanottavat laitteet pystyvät viestimään keskenään. Viestin varsinainen tietomuoto sisältää muun muassa viestin pituuden, aikaleiman, määränpään puhelinnumeron ja tietenkin varsinaisen viestin.
Nämä yksityiskohdat kuvataan protokollan kuvausyksiköllä (PDU, Protocol Description Unit), joka on muodoltaan merkkijono, joka koostuu heksadesimaali-okteteista ja puolidesimaali-okteteista. Heksadesimaaliarvot ovat arvoja perustassa 16, jossa 0-9 edustaa arvoja nollasta yhdeksään ja A, B, C, D, E ja F edustavat arvoja kymmenestä viiteentoista.
Tämä taulukko näyttää, miten muunnetaan desimaalista heksadesimaaliksi binääriksi ja takaisin.
Emmekä mene tarkemmin binääriin, riittää kun tiedämme, että heksadesimaaliluku on vain järjestäytyneempi ja tehokkaampi tapa esittää binäärikoodia, jota eri laitteet käyttävät tekstiviestin lähettämiseen, vastaanottamiseen ja dekoodaamiseen. PDU-formaatti sisältää seuraavat tiedot kussakin tekstiviestissä. Ensimmäiset oktetit sisältävät tiedot siitä, mihin viesti lähetetään, mihin lyhytsanomakeskukseen (SMC) ja myös lähettäjän oman numeron. Tiedon pituus on myös määriteltävä merkkijonossa, jotta vastaanottaja tietää tarkalleen, mitä etsiä.
Lähettäjän ja vastaanottajan tietojen jälkeen tulevat protokollatunniste ja tunniste, jolla tunnistetaan viestissä käytetty datan koodausjärjestelmä, jonka avulla eri vastaanottajat tietävät, miten varsinainen viesti puretaan. Ennen kuin käyttäjän varsinainen viesti koodataan, on myös aikaleima ja tieto käyttäjän viestin pituudesta.
Kuten jo mainittiin, itse viesti voi sisältää enintään 160 merkkiä, joista jokainen merkki on määritelty 7-bittisillä GSM-aakkosilla. 7-bittinen aakkosto antaa 128 (2^7) käytettävissä olevaa kirjainta, numeroa ja välimerkkiä, joita voidaan käyttää tekstiviestin luomiseen. Esimerkiksi 48656C6C6F on GSM-aakkosten mukainen vastine sanalle Hello.
Alla oleva kaavio saattaa auttaa selittämään koko tätä standardia hieman paremmin.
Kuten huomaat, tekstiviestin mukana lähetetään paljon muutakin tietoa kuin vain yksi tai kaksi lausetta. On muitakin elintärkeitä tietoja, jotka auttavat toimittamaan viestin oikealle vastaanottajalle ja varmistavat, että jokainen lähetyslinjan laite ymmärtää oikein, mitä lähetetään.
Tietojen lähettäminen
Tekstiviestin varsinaisesta lähettämisestä voidaan todeta, että lähettävän mobiililaitteen lähettämä tekstiviesti tallennetaan keskitettyyn tekstiviestikeskukseen (SMC:hen), joka sitten välittää viestin haluttuun kohteeseen. Koska tekstiviestien lähettämisessä käytetään erillistä kanavaa, jota tavallisesti käytetään ohjausviestien siirtoon niiden pakettien siirtämiseen, ääni- ja datapuhelut eivät keskeydy tekstiviestien siirrosta.
Tätä ohjauskanavaa käytetään tavallisesti sen solun jäljittämiseen, jossa puhelimesi tällä hetkellä on, jotta voit vaihtaa solua liikkuessasi ja jotta puhelut ja viestit voidaan lähettää oikeisiin luureihin oikeissa paikoissa.
Kuten jo mainittiin, SMC vastaa viestien tallentamisesta ja välittämisestä matkaviestinasemalle ja muille lyhytsanomayksiköille, jotka tyypillisesti ovat matkapuhelimia, sekä niiden välittämisestä. Viestien tallentamisen etuna on se, että viestiä voidaan yrittää toimittaa useita kertoja, jos vastaanottavaa laitetta ei tavoiteta. Jos langaton vastaanottaja on pois päältä, kantaman ulkopuolella tai jos verkossa on katkos, tekstiviesti tallennetaan verkkoon ja toimitetaan, kun vastaanottaja on jälleen käytettävissä. Vaikka tämä ei ehkä vaikuta kovin mullistavalta ominaisuudelta datapohjaisten viestien aikakaudella, käyttöönoton aikaan tämä oli ensimmäinen tekniikka, joka tarjosi tällaisen ominaisuuden.
Kaaviossa on esitetty tekstiviestien lähetystä tukevan GSM-verkon tyypillinen organisaatiorakenne. Lähde: Wireless Developer Network
Voidakseen kuitenkin selvittää tarkalleen, minne viesti on lähetettävä, SMC:lle on annettava vastaanottajan sijainti. Tässä kohtaa kotipaikkarekisteri (HLR, Home Location Register) tulee tarpeeseen. HLR on tietokanta, joka sisältää verkon kaikkien tilaajien tiedot, ja sen tehtävänä on yhdistää puhelimet puhelinnumeroihin, tileihin ja palvelusuunnitelmatietoihin. Mutta mikä tärkeintä, se pitää kirjaa käyttäjän sijainnista, jotta saapuvat puhelut ja viestit voidaan ohjata oikeaan verkkotorniin.
Kun viesti tietää, minne se pitää ohjata, MSC (Mobile Switching Center) vastaa yhteyden kytkemisestä oikealle matkapuhelinasemalle. Jokaiseen MSC:hen on liitetty myös vierailijan sijaintirekisteri, jonka avulla voidaan tarkentaa sen solun tarkka sijainti, jossa vastaanottava luuri tällä hetkellä sijaitsee. Tämän jälkeen viesti siirretään lopulta vastaavaan tukiasemajärjestelmään (Base Station System, BSS).
BSS koostuu lähetin-vastaanottimista, jotka lähettävät ja vastaanottavat tietoja ilmateitse matkapuhelinasemalle ja matkapuhelinasemalta. Nämä tiedot siirretään merkinantokanavien kautta, jotta matkapuhelin voi vastaanottaa viestejä, vaikka puhe- tai datapuhelu olisi käynnissä. BSS on viimeinen laite, joka lähettää tekstiviestin oikeaan matkapuhelimeen. Se on yllättävän pitkä ja monimutkainen matka vain 160 merkille.
SMS on ehkä ollut nopean tekstiviestinnän selkäranka vuosikymmeniä, mutta standardi kohtaa kasvavaa kilpailua vaihtoehtoisten viestipalvelujen taholta. Erityisesti länsimaissa datapohjaiset asiakkaat ovat yhä suositumpia, ja ne saattavat hyvinkin korvata vanhan, uskollisen SMS-standardin jossain vaiheessa tulevaisuudessa, vaikkei siihen todennäköisesti olekaan vielä aikaa.