Nous connaissons tous les SMS, après tout c’est l’une des méthodes de communication mobile les plus anciennes et les plus utilisées. Mais il y a une quantité surprenante de coordination et de technologie travaillant en arrière-plan pour envoyer des messages aussi simples en apparence. Voyons donc comment tout cela fonctionne.
Pour commencer – SMS signifie short messaging service, un protocole utilisé pour envoyer des messages courts sur des réseaux sans fil. Contrairement à de nombreux services utilisés aujourd’hui, comme les MMS et d’autres services axés sur les données, le SMS fonctionne toujours sur le réseau vocal fondamental et repose sur les trois grandes technologies de réseau GSM, CDMA et TDMA, ce qui en fait un service universel.
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Le SMS permet d’envoyer des messages texte de 160 caractères (lettres, chiffres et symboles). Ou pour d’autres alphabets, comme le chinois ou l’arabe, la taille maximale du message est limitée à seulement 70 caractères. Cette situation s’explique en partie par le fait qu’à l’origine, la messagerie SMS était considérée comme une solution secondaire ajoutée à la bande passante disponible sur les réseaux vocaux sans fil. Il y avait toujours une limite à la taille de ces messages, d’où la raison pour laquelle certains caractères, tels que les alphabets étrangers ou les lettres obscures, occupent encore plusieurs espaces de la limite de 160.
La limite de 160 a finalement été décidée par Friedhelm Hillebrand, qui a observé et testé le nombre typique de caractères dans la phrase moyenne, combiné à un compromis sur la bande passante disponible à l’époque. De nos jours, la largeur de bande n’est plus un problème aussi important, et les messages peuvent facilement être renvoyés et recompilés sur le combiné récepteur. Les exigences, désormais considérées comme faibles, en matière de bande passante pour la transmission de ces courtes chaînes alphanumériques permettent d’envoyer des messages dans le monde entier avec une latence très faible.
La norme SMS
La norme SMS définit quelles informations sont envoyées dans un message texte, quels bits de code binaire composent chaque lettre et comment ces données sont organisées pour que les appareils d’envoi et de réception puissent communiquer entre eux. Le format de données réel du message comprend des éléments tels que la longueur du message, un horodateur, le numéro de téléphone de destination et le message proprement dit bien sûr.
Ces détails sont décrits par l’unité de description du protocole (PDU), qui prend la forme d’une chaîne d’octets hexadécimaux et d’octets semi-décimaux. L’hexadécimal étant des valeurs en base 16, avec 0-9 pour représenter les valeurs de zéro à neuf, et A, B, C, D, E et F pour représenter les valeurs de dix à quinze.
Ce tableau montre comment convertir du décimal en hexadécimal en binaire et inversement.
Nous n’entrerons pas plus dans le détail du binaire, il suffit de savoir que l’hexadécimal est juste une façon plus organisée et efficace de représenter le code binaire, qui est utilisé par divers appareils pour envoyer, recevoir et décrypter le message SMS. Le format PDU comprend les éléments d’information suivants dans chaque message texte. Les premiers octets contiennent des informations sur l’endroit où envoyer le message, le centre de messages courts (SMC) et le numéro de l’expéditeur. La longueur des informations doit également être définie dans la chaîne, afin que le récepteur sache exactement ce qu’il doit rechercher.
Après les informations sur l’expéditeur et le récepteur viennent un identifiant de protocole et une balise pour identifier le schéma de codage des données utilisé dans le message, ce qui permettra à différents récepteurs de savoir comment décoder le message réel. Il y a également un horodateur et des informations sur la longueur du message des utilisateurs avant que le message réel de l’utilisateur ne soit encodé.
Pour ce qui est du message lui-même, comme déjà mentionné, il peut contenir jusqu’à 160 caractères, où chaque caractère est défini par l’alphabet GSM à 7 bits. Un alphabet de 7 bits donne lieu à 128 (2^7) lettres, chiffres et signes de ponctuation disponibles qui peuvent être utilisés pour créer un message SMS. Par exemple, 48656C6C6F est l’équivalent du mot Bonjour dans l’alphabet GSM.
Le diagramme ci-dessous pourrait aider à expliquer un peu mieux toute cette norme.
Comme vous pouvez le voir, il y a beaucoup plus d’informations envoyées avec un message SMS que juste une phrase ou deux. Il y a d’autres informations vitales qui aideront à délivrer le message au bon destinataire et à s’assurer que chaque appareil dans la ligne de livraison peut comprendre correctement ce qui est envoyé.
Envoi des données
Pour ce qui est de la transmission réelle d’un SMS, le message texte de l’appareil mobile d’envoi est stocké dans un SMC central, qui transmet ensuite le message à la destination souhaitée. Comme la messagerie SMS fait usage d’un canal séparé, normalement utilisé pour le transfert de la messagerie de contrôle pour transférer ses paquets, les appels vocaux et de données ne seront pas interrompus par le transfert de SMS.
Ce canal de contrôle est généralement utilisé pour suivre la cellule dans laquelle votre téléphone se trouve actuellement, ce qui vous permet de changer de cellule lorsque vous vous déplacez et afin que les appels et les messages puissent être envoyés aux bons combinés dans les bons endroits.
Comme nous l’avons déjà mentionné, le SMC est chargé de stocker et de transmettre les messages à destination et en provenance de la station mobile et d’autres entités de messages courts, ce qui est généralement un téléphone mobile. L’avantage de stocker les messages ici est que plusieurs tentatives peuvent être faites pour délivrer un message si le dispositif de réception ne peut pas être contacté. Si un destinataire sans fil est éteint, hors de portée, ou s’il y a une panne de réseau, le message SMS sera stocké dans le réseau et délivré lorsque le destinataire sera à nouveau disponible. Bien que cela puisse ne pas sembler être une fonction si révolutionnaire à l’ère de la messagerie axée sur les données, au moment de son introduction, il s’agissait de la première technologie à offrir une telle fonction.
Le diagramme montre la structure organisationnelle typique d’un réseau GSM qui prend en charge les SMS. Source : Wireless Developer Network
Cependant, afin de déterminer exactement où le message doit être envoyé, le SMC doit recevoir l’emplacement du destinataire. C’est là que le Home Location Register (HLR) s’avère utile. Le HLR est une base de données qui contient les informations de tous les abonnés du réseau et qui est chargée de faire correspondre les téléphones aux numéros de téléphone, aux comptes et aux informations sur les plans de service. Mais surtout, il garde la trace de la localisation de l’utilisateur afin que les appels et les messages entrants puissent être acheminés vers la bonne tour de réseau.
Une fois que le message sait où aller, le centre de commutation mobile (MSC) est chargé de basculer la connexion vers la bonne station mobile. Il y a également un registre de localisation des visiteurs attaché à chaque MSC, qui permet de préciser l’emplacement exact de la cellule où se trouve actuellement le combiné récepteur. Le message est ensuite finalement transféré au système de station de base (BSS) correspondant.
Le BSS est constitué d’émetteurs-récepteurs qui envoient et reçoivent des informations par voie hertzienne, vers et depuis la station mobile. Ces informations sont transmises sur les canaux de signalisation afin que le mobile puisse recevoir des messages même si un appel vocal ou de données est en cours. Le BSS est le dispositif final qui transmet le message texte au bon mobile. C’est un voyage étonnamment long et compliqué pour seulement 160 caractères.
SMS a peut-être été l’épine dorsale des communications textuelles rapides pendant des décennies, mais la norme fait face à une concurrence croissante des services de messagerie alternatifs. Dans les pays occidentaux spécifiquement, les clients basés sur les données deviennent de plus en plus populaires, et pourraient bien remplacer la fidèle vieille norme SMS à un moment donné dans le futur, bien que ce ne soit probablement pas avant un bon moment.