Služba SMS je velice podobná pagingu s tou velkou výhodou, že je obousměrná. Podle GSM standardu existují dva různé druhy SMS - jedním je Point to Point (SMS či SMS/PP) a druhým Cell Broadcast (SMS/CB či CBS - Cell Broadcast Service). Z pohledu normálního uživatele GSM telefonu služba SMS doručuje krátký text z jednoho GSM telefonu na jiný. Tak tomu je u SMS Point to Point. U CBS je tento přístup trochu odlišný, neboť jde pouze o jednosměrné rozesílání informačních zpráv na mobilní stanice. V této práci se dále pod pojmem SMS bude vždy myslet SMS Point to Point. Text krátké zprávy může být až 160 znaků dlouhý. Síť doručí zprávu od odesílatele na cílový telefon, přičemž telefonní číslo adresáta se zadává při odeslání zprávy. Ten kdo zprávu posílá zpravidla neví zda nebo kdy adresát dostane zaslaný text.V zásadě se jedná o analogii posílání normální pošty: pokud někdo hodí dopis do schránky na poště, očekává, že bude doručena adresátovi. A v obou případech se tak většinou i stane.
Short Message Service je poskytována operátorem dané GSM sítě. Bez předplacení služeb některého operátora samozřejmě nelze tuto službu využívat. Všechny služby, které provider poskytuje jsou spojeny se SIM kartou a ne s telefonem a tudíž i ta musí podporovat SMS. Nakonec je zřejmé, že i telefon musí mít podporu pro funkce SMS. Posílání i přijímání SMS zpráv přímo z či na mobilní telefon funguje dnes již téměř na všech mobilních telefonech prodávaných na českém trhu. Ale jestliže byť jediná z výše uvedených podmínek není splněna nejsou funkce SMS uživateli přístupné.
SMS je nespojovaný (connectionless) protokol, při přenosu zprávy není vytvořeno žádné přímé spojení mezi odesílatelem a adresátem, jako se děje například pro hlas či data. Tímto se dosahuje zkrácení času, který je potřebný pro poslání zprávy. Ze stejného důvodu odesílatel nemůže nikdy vědět (pokud si nevyžádá potvrzení doručení, které některá SMSC umožňují zaslat), kdy je zpráva doručena a ani nemůže být zaručeno pořadí ve kterém dojde více zpráv. Na doručení SMS zprávy z jednoho mobilního telefonu na jiný se musíme dívat jako na úlohu složenou ze dvou samostatných částí :
- Poslání zprávy z mobilního telefonu do Short Message Service Centre (SMSC). Tato část cesty se nazývá "posílání" neboli Mobile Originating (MO).
- Vyslání zprávy z SMSC na mobilní telefon adresáta. A zde se jedná o "přijímání" neboli Mobile Terminating (MT).
Toho lze využít například posíláním zpráv do SMSC, kde mohou být dále zpracovány (viz. dále). Další výhodou je, že jakmile síť jednou akceptuje zprávu, uloží ji do té doby než může být doručena aktuálnímu adresátovi (např. až se ocitne v dosahu sítě či zapne telefon). Maximální čas uložení je opět dán konfigurací daného operátora (obvykle mezi 1-14 dny) a také ho lze ovlivnit parametrem krátké zprávy.
PDU se posílají skrze kontrolní kanály. Během hovoru jsou SMS PDU posílány skrze Slow Associated Control Channel (SACCH) a jinak skrze Stand alone Dedicated Control Channel (SDCCH). SMS je pouze jedna z přenosových úloh, které běží na těchto kontrolních kanálech, které jsou jinak používány pro přenos takových důležitých informací jako je kvalita sítě, aktualizace polohy a ustavení hovoru.
K oblíbenosti služby krátkých textových zpráv přispívá i tarifní politika operátorů sítě. Poslání SMS zprávy je velmi levnou záležitostí pohybující se pro obyčejné uživatele sítě GSM v malých jednotkách korun, pro specifické velké klienty i v haléřích. Díky tomu, že příjem SMS zpráv není zpoplatňován (pouze vyslání) a vzhledem k tomu, že zprávy "cestují" sítí GSM po servisních kanálech, neexistuje možnost specifické tarifikace krátkých textových zpráv při jejich mezinárodním použití. Z toho jinými slovy plyne, že ať pošlete zprávu do lokální sítě či do sítě se kterou je podepsána roamingová dohoda (plně funkční) a je na druhé straně planety, platíte jednu a tu samou cenu, která je ve srovnání s cenami mezinárodních hovorů zanedbatelná.
Poslání zprávy (SMS - MO)
Při poslání krátké zprávy z mobilní stanice do SMSC se projde tato posloupnost úloh:
- Krátká textová zpráva je vytvořena v mobilní stanici anebo je do ní přenesena z jiného zařízení (připojený počítač, atp.). Je třeba aby v MS byly definovány minimálně tyto údaje: telefonní číslo SMSC, doba platnosti zprávy, použitý protokol.
- SMS zpráva je poslána z MS do MSC
- MSC předá krátkou zprávu do SMS-IWMSC (SMS-InterWorking Mobile Services Switching Center) adresovaného SMSC.
- SMS-IWMSC předá zprávu dále SMSC. Od teď je již doručení zprávy odpovědností daného SMSC.
Doručení zprávy (SMS - MT)
Při poslání krátké zprávy z SMSC na mobilní stanici se projde následující sled úkonů:
- Krátká zpráva musí být vygenerována a nezáleží již na tom zda je to další mobilní stanicí anebo jinou entitou v rámci sítě GSM.
- Zpráva je zaslána z mobilní stanice do SMSC (MS musí znát číslo SMSC), které dále kontroluje práci se zprávou. Zkontroluje dobu platnosti zprávy, přidá své časové razítko označující kdy byla zpráva centrem přijata. Zjistí zda existuje více zpráv k odeslání na jednu stanici a zároveň prověří prioritu zprávy.
- SMSC upozorní SMS-GMSC (SMS-Gateway Mobile Services Switching Center), že je zde zpráva čekající na MS. Pokud mobilní stanice nenáleží danému MSC, je toto MSC pověřeno předáním upozornění domovskému MSC adresáta.
- SMS-GMSC se zeptá HLR v které oblasti MSC ústředny se právě mobilní stanice nachází. Pokud mobilní stanice není právě dosažitelná (nebo se vyskytne nějaký jiný problém), pak bude SMSC vyrozuměno a HLR nastaví příznak udávající, že pokus o doručení nebyl úspěšný. Tento příznak bude zrušen pouze v okamžiku, kdy se podaří SMS zprávu doručit anebo když doba platnosti zprávy vyprší.
- Po zjištění polohy stanice předá SMS-GMSC zprávu právě navštívenému MSC, jenž zkontroluje pomocí VLR v kterém přesném místě se právě MS nachází.
- BTS v dané oblasti naváže kontakt s mobilním telefonem a doručí zprávu.
- Mobilní telefon upozorní svého majitele zvukovou či světelnou signalizací na přítomnost nové krátké textové zprávy.
Způsoby poslání SMS zpráv
Existuje více různých možností jak poslat či přijmout SMS krátké zprávy. Zasílání zpráv z mobilního telefonu na jiný je pouze ta nejzákladnější. Velmi efektivním využitím SMS je posílání zpráv mezi mobilním telefonem a SMSC a naopak. Možnosti velmi záleží na daném providerovi sítě, jaké druhy služeb poskytuje se svým SMSC. Jako příklad poslouží posílání SMS zpráv jako e-mail, fax či vzkaz na pager.
Kódy SMS zpráv
Zprávy nemusejí mít pouze textovou podobu, mohou být poslány i jako 8-bitová data. Pokud se tak učiní, telefon danou zprávu nezobrazí na displeji a na data může být aplikován například nějaký typ komprese pro zvýšení informační kapacity krátké zprávy. Pokud se použije 8-bitové kódování tak je maximální délka zprávy 140 bytů. Délky 160 znaků, což je maximum textové zprávy v 7-bitových znacích, je docíleno pomocí specifického SMS kódování.
Časové odhady
Vzhledem k tomu, že SMS je nespojovaný protokol, časové odhady nejsou přesné a prodlevy jsou typicky delší v porovnání se spojovanými protokoly. To nutně neznamená, že doručení informace jako SMS zprávy bude pomalejší než doručení pomocí datového hovoru. Je to samozřejmě závislé na jednotlivých případech. Zdržení zapříčiněné sítí GSM při poslání SMS zprávy jednou cestou mezi telefonem a SMSC, nezávisle kterým směrem, je mezi 3 až 5 vteřinami. Jelikož poslání zprávy z jednoho mobilního telefonu na jiný je v zásadě pouze spojení dvou takovýchto cest, prodleva se zdvojnásobí na 6 až 10 vteřin. Jestli telefon je či není schopný vysílat zprávy do sítě se zjistí mezi 3 až 40 vteřinami. Protože SMS zprávy jsou posílány skrze kontrolní kanály je přenosová rychlost velmi závislá na množství jiných signálů v těchto kanálech. To je mimo jiné příčinou toho, že nejvyšší přípustná rychlost posílání zpráv z telefonu je jedna za cca 5 vteřin. SMSC může samozřejmě posílat více zpráv najednou. Teoretická přenosová rychlost při použití SMS je velmi nízká a pohybuje se okolo 500 bps.
Cell Broadcast Service
Short Message Service Cell Broadcast (SMSCB, CBS) funkčně dovoluje, aby větší množství nepotvrzovaných všeobecných zpráv bylo vysíláno všem příjemcům v daném regionu (jedna BTS, skupina BTS, MSC,...). Cell Broadcast (CB) zprávy mohou být použity pro distribuci informací o počasí, dopravě, pro inzerci, zpravodajský servis, burzovní zpravodajství, apod.
V zásadě je tato distribuce informací velice podobná teletextu, co se přenáší ve skrytých řádcích televizního vysílání. CB zprávy se zobrazí na displeji mobilního telefonu, setrvají tam určitou krátkou dobu (10 až 15 vteřin) a pak zmizí anebo se přemažou dalšími. Standardně se neukládají nikam do paměti telefonu či SIM karty.
CB zpráva se skládá z 82 bytů (93 znaků) a až 15 těchto zpráv může být spojeno do podoby jedné makrozprávy. Aby se telefonu umožnilo selektivní zobrazení na displeji nebo jejich vyřazení, byly CB zprávám přiřazeny třídy (kanály), do kterých jsou přerozděleny podle typu informací a jazyku ve kterém jsou napsány.
Vývoj
V poslední době bylo uděláno hodně dodatků a oprav do SMS specifikace v nových standardech GSM Phase 2 a Phase 2+. Mezi tyto vylepšení například patří posílání více zpráv najednou, rozšíření abeced a spojování krátkých zpráv. Bohužel většina těchto vylepšeních není ještě aplikována v provozovaných sítích GSM.
Posílání více zpráv najednou je přednost systému Phase 2, kdy čas na doručení více krátkých zpráv ve směru přijímání (Mobile Terminating - MT) může být zkrácen. Pokud je víc zpráv anebo hlášení o stavu pro jeden telefon, pak je spojení s telefonem drženo až do doby dokud nejsou všechny zprávy a hlášení o stavu přeneseny.
Rozšíření abeced je přednost Phase 2+, která zvětšuje počet znaků podporovaných SMS. V předešlých standardech byla specifikována pouze jedna znaková množina pro SMS a to jenom 7-bitová. Nová abeceda je unicode (16-bit ISO/IEC 10646) a bude podporovaná i její kompresovaná verze založená na Huffmanově kódování.
Spojování krátkých zpráv je přednost Phase 2+, která umožňuje při překročení délky 160 znaků (140 bytů) rozdělení do většího množství krátkých zpráv s maximální velikostí jednotlivé zprávy 140 bytů. Je zde samozřejmě přiložena informace pro opětovné složení ve správném pořadí u příjemce. Je specifikováno, že může být spojeno až 255 zpráv do jedné, což vede k maximální délce spojené zprávy až 38760 znaků (7-bitové data) nebo 34170 bytů (8-bitová data).
