VI.2.1 - Architecture physique

 Le service de messages courts offert par le réseau GSM (SMS, pour Short Messages Service) permet 
à un utilisateur de composer un message textuel d'au plus 160 caractères (codés à l'aide d'ASCII 7 bits 
sur 140 octets) à partir de son terminal mobile et de l'envoyer à un destinataire possédant également un 
téléphone radio-mobile GSM ou à une entité extérieure au réseau GSM appelée SME (Short Message Entity). 
Un exemple de SME est l'application " Mobile Banking " de la plate-forme ASP par exemple. Les messages 
courts sont désignés dans ce rapport par SM, pour Short Messages, mais sont plus couramment désignés par 
Textos ou SMS (par abus de langage). Ces messages émis et reçus sont véhiculés par le réseau de signalisation 
sémaphore n°7 (SS7). Ils sont soit transmis directement au terminal destinataire du message (si celui-ci est allumé), 
soit stockés dans le serveur de message courts (SMSC, pour SMS Center) par lequel ils transitent. 
Les messages courts ne circulent pas dans les mêmes canaux logiques que la voix ou les données
 (comme nous le verrons dans le paragraphe suivant) si bien qu'il est possible pour un utilisateur en 
communication téléphonique (avec un autre correspondant) de recevoir des messages courts simultanément. 

Le service SMS nécessite la mise en place d'un ou plusieurs serveurs spécifiques dans le réseau. Le serveur de 
messages courts (SMSC) assure le stockage des SM (dans des bases de données), la distribution des SM aux
 terminaux mobiles destinataires (quand ceux-ci se sont manifestés dans le réseau GSM auquel ils appartiennent)
 et le traitement des dates de validité des SM (voir figure A2.1). Dès que le terminal mobile se manifeste, le réseau 
avertit le SMSC qu'il peut délivrer le message à son destinataire avec succès. Notons que le dialogue entre le
 SMSC et un abonné fixe est décrit par la recommandation X400 (messagerie électronique). Le SMSC est repéré
 par un numéro de téléphone appartenant au PLMN. Le dialogue entre le SMSC et le terminal mobile se fait à
 travers le MSC (voir glossaire des acronymes). Pour l'acheminement d'un SM vers un terminal mobile destinataire, 
une passerelle (gateway ) est nécessaire : la SMS-G-MSC. Celles-ci route les SM vers le MSC visité
 (VMSC pour Visited MSC ) en interrogeant le HLR. Un SM issu d'un terminal mobile est routé vers le SMSC 
du MSC associé au terminal mobile vers le MSC associé au SMSC (appelé ici SMS-IW-MSC pour 
SMS-InterWorking-MSC car il est responsable de l'inter- fonctionnement entre PLMN et SMSC).
 
  

Fig. A2.1 - Présentation du SMSC Nokia Artus utilisé par l'opérateur SMART
 
Notons que le SMSC comporte une interface normalisée côté réseau GSM (SMS-GMSC ou SMS-IW-MSC) 
reposant sur le protocole MAP (Mobile Application Part) qui gère les dialogues entre les équipements du
 sous-système réseau (NSS) de GSM à l'aide de signalisation sémaphore (canal SS7); mais également une
 interface non-normalisée côté plate-forme logicielle. Les principaux éléments traversés sont représentés sur la figure A2.2 :

  

Fig.A2.2 -Echange de SM entre un client et un serveur - Panorama des différents éléments intervenant dans cette architecture

	D'après la figure précédente et depuis la phase 2+ de GSM, l'échange direct de SM entre la carte SIM (client) et 
un serveur (SME 1 associé à l'application " Mobile Banking ") sont possibles. Le terminal mobile ne sert que d'intermédiaire 
entre le client et le serveur et ne fait que relayer les messages courts. Ainsi, il devient possible de télécharger de nouvelles 
applications directement dans la carte SIM, à travers l'interface radio sans que l'abonné n'ait à remettre son terminal mobile 
à son opérateur.

VI.2.2 - Architecture logique : canal de signalisation

Un téléphone mobile GSM dispose de plusieurs types de canaux de transmission:

-	 le canal de la voix (abonnement classique): la voix est encodée et transmise numériquement par le réseau GSM : 
c'est le canal de téléphonie classique;
-	 le canal des données (service Data/Fax de GSM): les données (issues d'un PC relié au téléphone mobile) sont 
encodées de manière différente de la voix et transmises par le réseau GSM. Les données et la voix sont transmises sur les 
mêmes canaux logiques de trafic (TCH, pour Traffic CHannel) ;
-	 le canal de signalisation (canal sémaphore SS7) : les messages courts transitent sur ce canal. Un tel canal est 
désigné par SDCCH, pour Stand-alone Dedicated Control CHannel ;

Les canaux logiques de trafic (TCH) permettent de transmettre la parole à 5,6 ou 13 kbit/s (selon le mode plein ou demi-plein) 
ou des données jusqu'à 12 kbit/s. Par contre les canaux logiques de signalisation (SDCCH) n'autorisent qu'un débit de 800 bits/s. 
De plus, à ces 2 types de canaux logiques, il est nécessaire d'associer un canal logique de contrôle des paramètres physiques de la 
liaison (SACCH, pour Slow Associated Control CHannel). Ces 3 types de canaux logiques (et bien d'autres encore…) sont ensuite
 multiplexés dans des canaux physiques.

	Un canal physique est constitué de l'association d'une fréquence porteuse et d'un intervalle de temps dans une trame 
multiplexée dans le temps (TDMA , pour Time Division Multiple Access). Un canal physique peut supporter soit un TCH et le 
SACCH associé, soit huit canaux de signalisation SDCCH et leurs SACCH associés.

Seulement, bien que le volume des données transmises augmente constamment, le réseau GSM reste conçu à la base pour
 transmettre le trafic vocal.. L'un des facteurs limite d'un réseau GSM est par conséquent son incapacité à transmettre des 
données avec une qualité de service acceptable (un débit binaire de 9,6 kbit/s apparaît comme un seuil de qualité acceptable, 
mais demeure un débit maximum pour le transfert de données dans le cas du service Data/Fax de ce réseau). En attendant 
l'arrivée de GPRS (General Packet Radio Service) qui permettra de quadrupler ce débit (en attribuant non plus un slot de 
données par trame multiplexée mais jusqu'à 8 slots par trame TDMA), les messages courts s'avèrent adaptés au transfert 
de données.

VI.2.3 - Exemples de transferts de messages courts

Architecture en couches

	Les couches physiques, liaison de données et réseau sont celles du réseau sémaphore numéro 7 (SS7 ) 
c'est-à-dire que les SM sont transmis sur le canal sémaphore du réseau GSM. Par contre les couches transport et 
application sont spécifiques au SMS (voir figure A2.3) :

	La couche transport SM-TL (Short Message Transport Layer ) assure une transmission fiable et de bout 
en bout des SM entre le terminal mobile et le serveur SMSC.

	La couche application SM-AL (Short Message Application Layer ) génère et interprète les SM de bout
 en bout entre le terminal mobile et le SME relié au serveur SMSC.

  

Fig.A2.3 - Protocoles des couches transport et application relatifs au SMS (fig.11.18. page 322 réf. [GSM 4])

Format d'un message court

	Un message court est composé d'au plus 160 caractères codés par de l'ASCII 7 bits, issus de la 
couche applicative SM-AL. Son format est défini par la recommandation ETSI 3.40 de GSM  et un en-tête 
doit être ajouté pour préciser l'adresse de destination du message court. La couche SM-TL pourra alors le
 transporter. Le format d'un message court est présenté par la figure A2.4 :

  

Fig. A2.4 - Format d'un message court
La norme autorise la concaténation de 3 messages courts au plus. Pour un seul message transmis, la longueur 
des données sera de 135 octets correspondants à l'en-tête + adresse du port applicatif + données utilisateur. 
Avec 2 messages concaténés, les longueurs des données utiles sont de 260 octets correspondants à
 l'en-tête + @port + info. de concaténation + données utilisateur + en-tête + @port +info. de 
concaténation+ données utilisateur…
Procédure de transmission d'un SM

	L'abonné souhaitant envoyer un message court doit indiquer l'adresse du destinataire final (SME) 
et l'adresse du serveur SMSC. L'entité de transport du terminal mobile code alors le SM sous forme d'un bloc 
de 140 octets au plus et y ajoute l'adresse du destinataire. L'adresse du serveur SMSC est ajoutée lors de
 l'encapsulation par les couches inférieures. Le SMSC reçoit alors le SM et le transmet au SME destinataire 
dès qu'il le peut. Dans le cas de la plate-forme développée par la société Rapsodia Software, il existe au moins
 une application par  SME, d'où l'intérêt d'utiliser un Router. De plus, il existe plusieurs modèles de serveurs 
SMSC, d'où l'intérêt d'utiliser une interface spécifique appelée Media Driver.
	Lorsque le SME souhaite envoyer un SM vers un terminal mobile, il doit indiquer le MISDN du
 mobile au SMSC. Le SMSC ajoute alors au SM la date de réception du message, et l'adresse du SME source. 
L'ensemble est alors transmis à la passerelle SMS-G-MSC qui interroge le HLR pour localiser le terminal mobile. 
Le HLR retourne alors à la passerelle l'adresse du VMSC sur lequel le terminal mobile est localisé. Notons que la
 transmission d'un SM peut avoir lieu lorsque le terminal mobile est en communication ou en veille (pas lorsqu'il est éteint).

Transfert des messages courts vers la carte SIM

	Le réseau GSM peut donc dialoguer avec la carte SIM grâce aux messages courts. Le transfert d'un SM par
 le réseau vers une carte SIM utilise un identificateur spécifique au niveau de la couche transport (SM-TL ). Lorsque
 l'équipement mobile reçoit un SM de classe 2, il ne l'affiche pas et le transmet directement à la carte SIM en l'encapsulant 
dans une commande ENVELOPE SMS-PP DOWNLOAD. La carte SIM peut alors activer une applet spécifique et 
acquitte la commande par une réponse " 91XX " signalant à l'équipement mobile qu'elle souhaite émettre une commande 
pro-active (voir figure A2.5) :

   

Fig. A2.5 - Réception d'un message court par la carte SIM (fig.12.8. page 343 réf. [GSM 4])