أساسيات خدمة الرسائل القصيرة في الاتصالات SMS

تُعد الرسائل القصيرة هي واحدة من أقدم طرق الاتصال عبر الهاتف المحمول وأكثرها شيوعاً، وعلى الرغم من أنّ الرسائل القصيرة تبدو مملة في العصر الحديث، إلّا أنّ هناك قدراً مذهلاً من التنسيق والتكنولوجيا التي تعمل في الخلفية لإرسال مثل هذه الرسائل التي تبدو بسيطة.

ما هي خدمة الرسائل القصيرة SMS

خدمة الرسائل القصيرة “SMS”: هي بروتوكول يُستخدم لإرسال رسائل قصيرة عبر الشبكات اللاسلكية على عكس العديد من الخدمات المستخدمة اليوم، ومثل “MMS” وخدمات المراسلة الفورية الأخرى التي تعتمد على البيانات، لا تزال الرسائل القصيرة تعمل على الصوت الأساسي بدلاً من جزء البيانات في الشبكة اللاسلكية، كما تم تصميمه في الأصل لشبكات “GMS” ولكنّه استمر في العمل على “CDMA” و”HSPA” في عصر “3G” و”4G LTE” وحتى شبكات “5G” الحديثة.

• “SMS” هي اختصار لـ “Short-Message-Service”.

• “MMS” هي اختصار لـ “Multimedia-Messaging-Service”.

• “HSPA” هي اختصار لـ “high-speed-packet-access”.

• “CDMA” هي اختصار لـ “Code-Division-Multiple-Access”.

• “LTE” هي اختصار لـ “Long-Term-Evolution”.

• “GMS” هي اختصار لـ “Global-System-for-Mobile”.

أساسيات خدمة SMS

تتيح خدمة الرسائل القصيرة “SMS” رسائل نصية بطول “160 حرفاً سواء أحرف وأرقام ورموز، أو بالنسبة للأبجديات الأخرى ذات النطاق الواسع من الأحرف، مثل الصينية أو العربية فإنّ الحد الأقصى لحجم الرسالة يقتصر على “70 حرفاً” فقط، وجزء من السبب في ذلك هو أنّ رسائل “SMS” كانت أصلية واعتبرت بمثابة فكرة لاحقة تمت إضافتها إلى النطاق الترددي الاحتياطي المتاح على الشبكات الصوتية اللاسلكية، وكان هناك دائمًا حد لمدى حجم هذه الرسائل.

لا يمثل النطاق الترددي في الوقت الحاضر مصدر قلق كبير ويمكن بسهولة إرسال الرسائل من الخلف إلى الخلف وإعادة تجميعها على الهاتف المستقبل، وكانت رسائل “SMS” الطويلة موجودة منذ سنوات عديدة ممّا يسمح بدمج رسائل “SMS” المتتالية في نصوص أطول.

يمكن للرسائل النصية القصيرة أيضاً إرسال رموز تعبيرية لأنّها جزء من قائمة الشخصيات الرسمية، ولكن المعيار لا يدعم الصور وصور “gif” ومقاطع الفيديو، والميزات الأخرى التي كانت متوقعة من مراسلة “RCS” وخدمات المراسلة المتقدمة الأخرى.

• “RCS” هي اختصار لـ “Rich-Communication-Services”.

معيار الرسائل القصيرة

يحدد معيار الرسائل القصيرة المعلومات التي يتم إرسالها في رسالة نصية، وما هي أجزاء الكود الثنائي التي تشكل كل حرف، وكيف يتم تنظيم هذه البيانات بحيث يمكن لأجهزة الإرسال والاستقبال التواصل مع بعضها البعض، كما يتضمن تنسيق البيانات الفعلي للرسالة أشياء مثل طول الرسالة والطابع الزمني ورقم هاتف الوجهة والرسالة الفعلية بالطبع.

يتم وصف هذه التفاصيل بواسطة وحدة وصف البروتوكول “PDU” والتي تأخذ شكل سلسلة من ثماني عشري وشبه عشري، كما يوجد رقم سداسي عشري في الأساس 16 بحيث تكون هذه “16 بت” من المعلومات لكل حرف من البيانات المرسلة، كما يشتمل التنسيق على مكان إرسال الرسالة ومركز الرسائل القصيرة “SMC” الذي يجب استخدامه ورقم المرسل الخاص، وكما يجب تحديد طول المعلومات في السلسلة بحيث يعرف المتلقي بالضبط ما الذي يبحث عنه.

بعد معلومات المرسل والمستقبل يأتي معرف بروتوكول وعلامة لتحديد نظام تشفير البيانات المستخدم في الرسالة، ممّا يسمح للمستقبلات المختلفة بمعرفة كيفية فك تشفير الرسالة الفعلية وهذا مهم لأنّه يتيح استخدام مخططات الأحرف الفريدة التي تستخدمها اللغات في جميع أنحاء العالم، وهناك أيضاً طابع زمني ومعلومات عن طول رسالة المستخدم قبل تشفير رسالة المستخدم الفعلية.

بالنسبة للرسالة نفسها يمكن أن تحتوي على ما يصل إلى “160 حرفاً”، حيث يتم تعريف كل حرف بأبجدية “GSM” المكونة من “7 بتات” والتي تغطي الأحرف اللاتينية واليونانية، وينتج عن الأبجدية المكونة من “7 بتات 128 حرف” من الأحرف والأرقام وعلامات الترقيم المتاحة التي يمكن استخدامها لإنشاء رسالة “SMS”، وعلى سبيل المثال “48656C6C6F” هو مكافئ أبجدي “GSM” لكلمة “Hello”.

كما يوجد هناك الكثير من المعلومات المرسلة برسالة “SMS” أكثر من مجرد جملة أو جملتين، وهناك أجزاء مهمة أخرى من المعلومات، والتي ستساعد في توصيل الرسالة إلى المستلم الصحيح والتأكد من أنّ كل جهاز في خط التسليم يمكنه فهم ما يتم إرساله بشكل صحيح.

• “PDU” هي اختصار لـ “protocol-data-unit”.

• “SMC” هي اختصار لـ “SMS-Center”.

إرسال البيانات في SMS

بالنسبة للإرسال الفعلي للرسائل القصيرة يتم تخزين الرسالة النصية من الجهاز المحمول المرسل في قناة منفصلة تسمى مركز خدمة الرسائل القصيرة “SMSC”، وكانت وظيفتها الأساسية هي إعادة توجيه الرسائل إلى المستلمين وتخزين رسائل “SMS” إذا لم يكن المستلم متاحاً على الفور.

وفي الأيام الأصلية لشبكات “GSM” و”2G” تم بعد ذلك تمرير الرسائل من خلال مركز التحويل المعزز للهاتف المحمول، ومحطة الإرسال والاستقبال الأساسية من الشبكة قبل أن ينتهي بها الأمر عند جهاز الاستقبال، كما قد يبدو تخزين الرسائل بهذه الطريقة بسيطاً بما يكفي ولكن هذه كانت طريقة تم إعدادها في ذلك الوقت.

يمثل الانتقال إلى “4G LTE” مشكلة، حيث يلغي الهيكل الجديد للشبكة محطات التحويل والإرسال والاستقبال القديمة ولا يمكن إرسال البيانات النصية على مستوى المكالمات الصوتية، كما يتمثل أحد الخيارات في العودة إلى الشبكات القديمة لتقديم الرسائل القصيرة وهو ما فعلته الهواتف الذكية والشبكات المبكرة ولكن هذا لم يكن حلاً طويل المدى، وللتغلب على هذا تقدم شبكات “4G” عنصر شبكة “IP-SM-GW” جديداً يتصل بـ “SMSC” مباشرة لاسترداد الرسائل.

تعمل شبكات “5G” الحديثة على تعقيد معيار المراسلة القديم بشكل أكبر، حيث تقدم طريقتين لاسترداد بيانات الرسائل القصيرة بالإضافة إلى طريقة “GSM” الأصلية، وهو من خلال الرسائل القصيرة عبر “IP” والتي تقوم بشكل أساسي بإمساك الرسالة من خلال طبقة شبكة “4G”.

وهذا جيد لعمليات نشر “5G” المبكرة ولكن بمجرد تشغيل شبكات “5G” المستقلة سيتعين عليهم تنفيذ الرسائل القصيرة عبر “NAS”، كما تنشر “SMS” عبر “NAS” عنصر شبكة وظيفة خدمة الرسائل القصيرة “SMSF” في شبكة “5G” الأساسية ممّا يسمح لها بالاتصال مباشرة مع “SMSC”.

• “IP” هي اختصار لـ “Internet-Protocol”.

• “SMSC” هي اختصار لـ “SMS-Center”.

• “SMSF” هي اختصار لـ “SMS-function”.

• “NAS” هي اختصار لـ “Non-access-stratum”.

كيفية عمل الرسائل القصيرة

تنقل الرسائل القصيرة المعلومات بشكل أساسي من خلال اتصال خلوي قياسي، وفي معظم الحالات لا تتطلب رسائل “SMS” اتصالاً بالإنترنت لإرسالها، وهذا أحد أسباب قدرة الرسائل القصيرة على نقل النص فقط.

• عند إرسال رسالة “SMS” يتم إرسال الرسالة من جهاز الإرسال إلى أقرب برج خلوي.

• يقوم برج الخلية هذا بتمرير الرسالة إلى مركز الرسائل القصيرة “SMSC”.

• ثم يقوم “SMSC” بإعادة توجيه رسالة “SMS” إلى برج خلوي بالقرب من جهاز الاستقبال.

• يرسل هذا البرج الرسالة إلى جهاز المستلم.

• كل هذا يمكن تحقيقه باستخدام نفس البنية التحتية الخلوية التي تستخدمها الهواتف المحمولة للمكالمات الهاتفية، ولهذا السبب لا يلزم الاتصال بالإنترنت طالما أنّ لديك خدمة خلوية.

• كما إنّ استخدام هذه الشبكة الخلوية المنشأة هو سبب توافق رسائل “SMS” مع العديد من الأجهزة والتكنولوجيا المطلوبة لهذا الاتصال بسيطة نسبيًا ويمكن دمجها في أي جهاز تقريباً.

• ومع ذلك يمكن للرسائل النصية القصيرة أن تعطل هذه الشبكة التقليدية بسهولة، لأنّها مصممة للاتصال الصوتي، ولهذا السبب تضع معظم شركات الاتصالات قيوداً على عدد رسائل “SMS” التي يمكنك إرسالها في كل مرة.

• بدون حدود للإرسال يمكن لمراكز “SMS” الحصول على نسخ احتياطي ممّا يتسبب في تأخير إرسال رسائل “SMS”.

• على الرغم من القيود لا تزال الرسائل القصيرة قناة ممتازة لجميع أنواع الاتصالات التجارية.