短信（SMS）技术原理与限制: 协议、长度、并发、运营商限制

老马啸西风2025/8/30大约 11 分钟

短信服务（Short Message Service，SMS）作为最古老且最普及的移动通信服务之一，至今仍然是企业通知系统中不可或缺的重要通道。尽管新兴的推送通知和即时通讯应用不断涌现，SMS凭借其无需应用安装、几乎100%的设备兼容性和较高的送达率，依然在身份验证、紧急通知等关键场景中发挥着重要作用。本文将深入探讨SMS的技术原理、核心限制以及在企业级通知平台中的应用策略。

SMS技术原理深度解析

GSM系统基础

SMS最初是作为GSM（Global System for Mobile Communications）标准的一部分而设计的，其技术原理深深植根于GSM系统的架构中。

系统架构组成

SMS系统的核心架构包括以下几个关键组件：

MSC（Mobile Switching Center）：移动交换中心，负责呼叫控制和移动性管理
HLR（Home Location Register）：归属位置寄存器，存储用户的基本信息和当前位置
VLR（Visitor Location Register）：访问位置寄存器，存储当前在该MSC服务区内的用户信息
SMS-C（Short Message Service Center）：短信中心，负责短信的存储和转发
SMSC（Short Message Service Center）：短信服务中心，是SMS系统的核心组件

协议栈结构

SMS协议栈采用了分层的设计理念，每一层都有其特定的功能：

应用层：提供短信应用服务接口
传输层：负责短信的传输控制
网络层：处理短信的路由和寻址
数据链路层：确保数据的可靠传输
物理层：处理信号的物理传输

SMS消息结构

基本消息格式

一条标准的SMS消息包含多个关键字段：

TP-MTI（TP-Message Type Indicator）：消息类型指示符，标识消息的类型
TP-UDHI（TP-User Data Header Indicator）：用户数据头指示符，标识是否包含用户数据头
TP-SRI（TP-Status Report Indication）：状态报告指示符，控制是否需要状态报告
TP-VPF（TP-Validity Period Format）：有效期格式，定义消息的有效期格式
TP-RP（TP-Reply Path）：回复路径，指示是否需要回复路径
TP-DAA（TP-Data Coding Scheme）：数据编码方案，定义消息内容的编码方式
TP-PID（TP-Protocol Identifier）：协议标识符，标识上层协议
TP-DCS（TP-Data Coding Scheme）：数据编码方案，定义字符集和消息类型
TP-SCTS（TP-Service Center Time Stamp）：服务中心时间戳，记录消息的接收时间
TP-UDL（TP-User Data Length）：用户数据长度，指示用户数据的长度
TP-UD（TP-User Data）：用户数据，包含实际的短信内容

编码方式

SMS支持多种编码方式以适应不同的字符集需求：

GSM 7-bit编码：默认编码方式，支持128个字符，包括英文字母、数字和常用符号
8-bit编码：支持二进制数据传输
UCS-2编码：支持Unicode字符集，可以传输中文、日文等非拉丁字符

消息传输机制

存储转发模式

SMS采用存储转发的传输模式，这是其可靠性的关键保障：

消息提交：发送方将短信提交给SMSC
消息存储：SMSC存储短信并尝试发送
状态检查：SMSC检查接收方的状态
消息发送：当接收方可用时，SMSC发送短信
状态报告：SMSC向发送方发送状态报告

寻址机制

SMS使用独特的寻址机制来确保消息能够准确送达：

MSISDN（Mobile Station International Subscriber Directory Number）：移动台国际用户目录号码，即手机号码
IMSI（International Mobile Subscriber Identity）：国际移动用户识别码，唯一标识移动用户
TMSI（Temporary Mobile Subscriber Identity）：临时移动用户识别码，用于保护用户隐私