Todos estamos familiarizados com mensagens SMS, afinal é um dos métodos mais antigos e mais comumente usados de comunicação móvel. Mas há uma surpreendente quantidade de coordenação e tecnologia trabalhando em segundo plano para enviar mensagens tão aparentemente simples. Então vamos dar uma olhada em como tudo funciona.
Para começar – SMS significa serviço de mensagens curtas, um protocolo usado para enviar mensagens curtas através de redes sem fio. Ao contrário de muitos serviços em uso atualmente, como MMS e outros serviços de dados, o SMS ainda funciona na rede de voz fundamental, e é baseado nas três grandes tecnologias de rede GSM, CDMA e TDMA, tornando-o um serviço universal.
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SMS permite mensagens de texto de 160 caracteres (letras, números e símbolos) em comprimento. Ou para outros alfabetos, tais como chinês ou árabe, o tamanho máximo da mensagem é limitado a apenas 70 caracteres. Parte da razão para isto é que as mensagens SMS foram originalmente consideradas como um complemento à largura de banda disponível nas redes de voz sem fio. Havia sempre um limite para o tamanho dessas mensagens, daí o porquê de certos caracteres, tais como alfabetos estrangeiros ou letras obscuras, ainda ocuparem múltiplos espaços da permissão de 160.
O limite de 160 foi eventualmente decidido por Friedhelm Hillebrand, que observou e testou o número típico de caracteres na frase média, combinado com um compromisso na largura de banda disponível na época. Hoje em dia a largura de banda não é tão preocupante, e as mensagens podem ser facilmente enviadas de volta para trás e recompiladas no aparelho receptor. Os requisitos, agora considerados, de baixa largura de banda para transmitir estas cadeias alfanuméricas curtas permitem o envio de mensagens a nível mundial com latência muito baixa.
A norma SMS
A norma SMS define que informação é enviada numa mensagem de texto, que bits de código binário compõem cada letra, e como estes dados são organizados para que os dispositivos de envio e recepção possam comunicar uns com os outros. O formato real dos dados da mensagem inclui coisas como a duração da mensagem, um carimbo de hora, o número de telefone de destino e a mensagem real, claro.
Estes detalhes são descritos pela unidade de descrição do protocolo (PDU), que toma a forma de uma cadeia de hexadecimal-octetos e semi-decimal-octetos. Sendo valores hexadecimais na base 16, com 0-9 para representar valores zero a nove, e A, B, C, D, E e F para representar valores dez a quinze.
Esta tabela mostra como converter de decimal para hexadecimal para binário e vice-versa.
Não vamos entrar em mais detalhes sobre binário, é suficiente saber que hexadecimal é apenas uma forma mais organizada e eficiente de representar código binário, que é usado por vários dispositivos para enviar, receber e decodificar a mensagem SMS. O formato PDU compreende os seguintes elementos de informação em cada mensagem de texto. Os primeiros octetos contêm informações sobre para onde enviar a mensagem, qual centro de mensagens curtas (SMC), e também o número do próprio remetente. O comprimento da informação também tem que ser definido na string, para que o receptor saiba exatamente o que procurar.
Após a informação do remetente e do receptor vem um identificador de protocolo e uma tag para identificar o esquema de codificação de dados usado na mensagem, o que permitirá aos diferentes receptores saberem como decodificar a mensagem real. Há também um carimbo de tempo e informação sobre o comprimento da mensagem do utilizador antes da mensagem real do utilizador ser codificada.
As para a própria mensagem, como já mencionado pode conter até 160 caracteres, onde cada caracter é definido pelo alfabeto GSM de 7 bits. Um alfabeto de 7 bits resulta em 128 (2^7) letras, números e pedaços de pontuação disponíveis, que podem ser usados para criar uma mensagem SMS. Por exemplo, 48656C6C6F é o alfabeto GSM equivalente à palavra Olá.
O diagrama abaixo pode ajudar a explicar todo este padrão um pouco melhor.
Como pode ver, há muito mais informação enviada com uma mensagem SMS do que apenas uma frase ou duas. Existem outras informações vitais que ajudarão a entregar a mensagem ao destinatário correcto e a garantir que cada dispositivo na linha de entrega possa compreender correctamente o que está a ser enviado.
Enviar os dados
Como para a transmissão real de um SMS, a mensagem de texto do dispositivo móvel remetente é armazenada num SMC central, que depois encaminha a mensagem para o destino desejado. Como as mensagens SMS fazem uso de um canal separado, normalmente usado para transferência de mensagens de controle para transferir seus pacotes, chamadas de voz e dados não serão interrompidas pela transferência de SMS.
Este canal de controle é normalmente usado para rastrear a célula em que seu telefone está atualmente, permitindo que você troque de célula à medida que você se desloca e para que as chamadas e mensagens possam ser enviadas para os aparelhos corretos nos locais corretos.
Como já mencionado, o SMC é responsável pelo armazenamento e encaminhamento de mensagens de e para a estação móvel e outras entidades de mensagens curtas, que normalmente é um telefone celular. O benefício do armazenamento de mensagens aqui é que várias tentativas podem ser feitas para entregar uma mensagem se o dispositivo receptor não puder ser contatado. Se um destinatário sem fios estiver desligado, fora do alcance ou se houver uma falha na rede, a mensagem SMS será armazenada na rede e entregue quando o destinatário ficar novamente disponível. Embora isto possa não parecer uma característica tão revolucionária na era das mensagens de dados, na altura da sua introdução esta foi a primeira tecnologia a oferecer tal característica.
O diagrama mostra a estrutura organizacional típica de uma rede GSM que suporta SMS. Fonte: Wireless Developer Network
No entanto, para descobrir exatamente para onde a mensagem deve ser enviada, o SMC precisa receber a localização do destinatário. É aqui que o Home Location Register (HLR) vem a calhar. O HLR é uma base de dados que contém as informações de todos os assinantes da rede, e é responsável pela correspondência de telefones com números de telefone, contas e com informações do plano de serviço. Mas o mais importante, ele mantém o controle da localização do usuário para que as chamadas e mensagens recebidas possam ser encaminhadas para a torre de rede correta.
Após a mensagem saber para onde ir, o Mobile Switching Center (MSC) está encarregado de comutar a conexão para a estação móvel correta. Há também um Registro de Localização de Visitante anexado a cada MSC, o que ajuda a restringir a localização exata da célula onde o aparelho receptor está atualmente localizado. A mensagem é então finalmente transferida para o Sistema de Estação Base correspondente (BSS).
O BSS consiste em transceptores que enviam e recebem informações por via aérea, de e para a estação móvel. Esta informação é transmitida através dos canais de sinalização para que o telemóvel possa receber mensagens mesmo que esteja a decorrer uma chamada de voz ou de dados. O BSS é o dispositivo final que transmite a mensagem de texto para o telemóvel correcto. É uma viagem surpreendentemente longa e complicada para apenas 160 caracteres.
SMS pode ter sido a espinha dorsal das comunicações de texto rápidas durante décadas, mas o padrão enfrenta a concorrência crescente dos serviços de mensagens alternativas. Nos países ocidentais especificamente, os clientes baseados em dados estão se tornando cada vez mais populares, e podem muito bem substituir o antigo e fiel padrão SMS em algum momento no futuro, embora isso provavelmente não será por um bom tempo ainda.