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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.
A a B b C c D d E e F f G g H h I i J j K k L l M
m N n O o P p Q q R r S s T t U u V v W w X x Y y Z z Ä ä Å å à Æ % Ç É
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CR
LF
SP
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 SMSCDas 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. Bei SMS handelt es sich um Punkt-zu-Punkt-Übertragungen. Der immense Vorteil von SMS ist, dass sie keinen Traffic-Channel benötigen. Das heißt, das sich alles nur auf der Signalisierungsebene „abspielt“. So können auch SMS auch während eines Gespräch empfangen werden. Dies wir alles über den SDCCH und den SACCH abgewickelt. Der SDCCH (Stand Alone Dedicated Control Channel) überträgt die SMS aber auch die Signalisierungsinformationen vom Benutzer zur BTS. Er wird aber nur solange benutzt, solange kein Trafic Channel zugwiesen ist. Dies ist aber nur bei Gesprächen der Fall. Der SACCH (Slow Associated Control Channel) wird ständig zur Signalisierung benutzt. Er signalisiert Funkkanalmessungen, Leiszungseinstellungen und Anpassungen für Senderahmenzeiten. Dieser Kanal wird auch während der Nutzung eines Traffic Channels also Kanal zur Übermittlung von SMS von der BTS zur MS verwendet. Wie der Name schon sagt, handelt es sich hier um einen sehr „langsamen“ Kanal. In Verbindung mit einem SDCCH hat er eine Bitrate von 0,391 kbit/s und wenn er in Kombination mit einem TCH (Traffic Channel) verwendet wird verringert sich die Bitrate auf 0,383 kbit/s. So können unter Berücksichtigung der sonstigen Signalisierung bis zu maximal 4 SMS pro Sekunde an die MS gesendet werden. Wie gesagt umfaßt die SMS 140 Oktetts, das ist die Nutzdaten-Länge einens Signalisierungrahmen. In den Nutzrahmen und Signalisierungsrahmen davor und danach werden Daten wie Uhrzeit, Datum, Nummer des Absenders und Codierung der Nachricht übermittelt. Der Signalisierungsaufbau (MS ruft BTS oder BTS ruft MS) ist genau der selbe wie einem Gepräch. Der einzige Unterschied ist der, dass kein TCH angefordert wird. Daher wird auch die ganze Verschlüsselungs-Prozedur wie bei einem Datenruf- oder Gesprächsaufbau durchgeführt. 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:
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. Cell BroadcastNeben 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. (Beispiel A1 mit ca. 2,6 Mill. Tln, Stand: Juni 2000)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. |
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