¬ŅQu√© sucede cuando env√≠as SMS?

Este es el tercer artículo en el bucle de desarrollo de pila completa sobre la vida secreta de los datos. Está dedicado a la ruta de SMS larga y difícil: marcar, guardar, enviar, recibir y mostrar. Agregaré un poco de historia y contexto para diluir la lista de protocolos. Aunque el texto es bastante técnico, es bastante fácil de entender.

Las dos primeras partes del ciclo:

  • Cetus , sobre la propagaci√≥n de errores en los ancestros de las hojas de c√°lculo del siglo XVII.
  • "Down the Rabbit Hole" , sobre la b√ļsqueda incre√≠blemente compleja de la fuente de un conjunto de datos

Así que empecemos ...

Mi pierna se retorci√≥ involuntariamente por la vibraci√≥n: ¬Ņes un tel√©fono o simplemente parec√≠a? - y una mirada superficial encontr√≥ una luz azul intermitente. "Te amo" de mi esposa. Inmediatamente baj√© las escaleras para desearle buenas noches, porque s√© la diferencia entre un mensaje y un mensaje . Esto es un poco como el cifrado o la esteganograf√≠a: cualquiera ve el texto, pero solo yo puedo decodificar los datos ocultos.

Mi traducción es solo un enlace en una cadena sorprendentemente larga de eventos que son necesarios para enviar y descifrar un mensaje ("baja y di buenas noches") en menos de cinco segundos a una distancia de unos 10 metros.

Aparentemente, el mensaje se origin√≥ en alg√ļn lugar del cerebro de mi esposa y se convirti√≥ en movimientos de los dedos, pero esta transmisi√≥n de se√Īal es el tema de otro art√≠culo. Nuestra conversaci√≥n comienza desde el momento en que su pulgar toc√≥ la pantalla transl√ļcida, y termina cuando la luz cay√≥ sobre mi retina.

A través del espejo


Con cada toque desde la pantalla, una peque√Īa carga el√©ctrica fluye hacia la mano. Como la corriente fluye f√°cilmente a trav√©s del cuerpo humano, los sensores del tel√©fono registran el cambio de voltaje en el lugar donde el dedo toc√≥ la pantalla. En este caso, se producen fluctuaciones de voltaje aleatorias en el resto de la pantalla, por lo tanto, el algoritmo determina las fluctuaciones de voltaje m√°ximas y supone que fue en este lugar donde la persona quer√≠a presionar con el dedo.


Fig. 0. Sensor t√°ctil capacitivo

Entonces, ella hace clic en la pantalla, escribiendo una letra a la vez.

I--love--you.

Ella no usa deslizar (pero por alguna razón todavía imprime más rápido que yo). El teléfono registra de manera confiable las coordenadas (x, y) de cada pulsación y verifica las coordenadas de cada tecla en la pantalla. Es más difícil de lo que piensas; a veces el dedo se desliza, pero de alguna manera el teléfono comprende que esto no es un gesto, sino simplemente un clic borroso.

En lo profundo de las tripas met√°licas del dispositivo, el algoritmo verifica que cada vez que un cambio en el voltaje cubra m√°s de un cierto n√ļmero de p√≠xeles, lo que se denomina pendiente t√°ctil . Si el √°rea es peque√Īa, el tel√©fono registra una pulsaci√≥n de tecla, no un deslizamiento.


Fig. 1. Código de Android para detectar la inclinación táctil. Tenga en cuenta que los desarrolladores sabían el género de mi esposa

Ella termina el mensaje, patéticos 10 caracteres de 160 permitidos.

160 caracteres es un n√ļmero cuidadosamente verificado. Seg√ļn la leyenda, en 1984 un ingeniero telef√≥nico alem√°n, Friedhelm Hillebrand, se sent√≥ en una m√°quina de escribir y escribi√≥ tantas frases aleatorias como se le ocurrieron. Luego, su equipo examin√≥ las postales y los mensajes de teletipo, y descubri√≥ que la mayor√≠a de ellos no superaba los 160 caracteres. "¬°Eureka!" - Aparentemente, gritaron en alem√°n antes de fijar el l√≠mite de caracteres en los mensajes de texto durante las siguientes tres d√©cadas.

Restricciones de símbolos y leyendas


Las leyendas rara vez cuentan toda la historia, y los SMS no son la excepción. Hillebrand y su equipo esperaban transmitir mensajes a través de un canal adicional que los teléfonos ya habían usado para intercambiar información con la estación base.

El sistema de se√Īalizaci√≥n SS7 es un conjunto de protocolos utilizados por los tel√©fonos celulares para mantenerse en contacto constante con una estaci√≥n base; necesitan una conexi√≥n constante para recibir una llamada y transferir su ubicaci√≥n, verificar el correo de voz, etc. Al desarrollar el protocolo en 1980, introdujeron un l√≠mite estricto de 279 bytes de informaci√≥n. Si Hillebrand quer√≠a recibir mensajes de texto utilizando el protocolo SS7, deber√≠a haber encajado en esta restricci√≥n.

Típicamente 279 bytes equivalen a 279 caracteres. Hay 8 bits en un byte, y en codificaciones generales, un carácter corresponde a un byte.

Un

0100 0001

B

0100 0010

Con

0100 0011

Y así sucesivamente.

Desafortunadamente, para transmitir un mensaje usando el protocolo SS7, no puede simplemente enviar 2232 ceros y unidades (279 bytes de 8 bits) con una se√Īal de radio de un tel√©fono a otro. Este mensaje debe incluir los n√ļmeros del remitente y el destinatario, as√≠ como el mensaje de servicio para la estaci√≥n base "¬°Hola, este mensaje, no una llamada, no env√≠e una se√Īal de llamada!"

Cuando Hillebrand y sus colegas lograron agrupar todos los bits de contexto necesarios en una se√Īal de 279 bytes, solo les quedaban 140 bytes o 1120 bits.

Pero, ¬Ņy si codificas un personaje en solo 7 bits? Luego puede exprimir 160 (1120/7 = 160) caracteres en cada mensaje, pero tal reducci√≥n requiere sacrificio: menos caracteres posibles.

La codificaci√≥n de ocho bits permite 256 caracteres posibles: un lugar es min√ļscula 'a', uno es may√ļscula 'A', su lugar en el espacio y el s√≠mbolo '@', salto de l√≠nea y as√≠ sucesivamente, hasta 256. Para reducir el alfabeto a siete bits, debe eliminar algunos s√≠mbolos: s√≠mbolo 1/2 (¬Ĺ), s√≠mbolo de grado (¬į), s√≠mbolo de pi (ŌÄ) y as√≠ sucesivamente. Pero suponiendo que las personas nunca usen estos caracteres en el texto (una mala suposici√≥n, por supuesto), Gillebrand y sus colegas lograron poner 160 caracteres en 140 bytes. A su vez, este volumen encaja exactamente en 279 bytes de la se√Īal SS7: exactamente el n√ļmero de caracteres que se definieron previamente como la longitud ideal del mensaje.


Fig. 2. Juego de caracteres GSM-7

Y luego la esposa escribe "Te amo", y el teléfono convierte las letras en un esquema de codificación de 7 bits llamado GSM-7.

"I" (la intersección de la cuarta columna y la novena fila de la tabla):

49

Espacio (la intersección de la segunda columna y la fila cero):

20

"L" =

6C

"O" =

6F

y así sucesivamente.

En general, su mensaje se convierte en la siguiente secuencia:

49 20 6C 6F 76 65 20 79 6F 75

(10 bytes en total). Cada código de dos caracteres, llamado código hexadecimal (hexadecimal), representa un fragmento de ocho bits, y juntos suena como "Te amo".

Pero, de hecho, el mensaje no está tan almacenado en el teléfono. Debería convertir texto de 8 bits a código de 7 bits. Como resultado de la conversión, el mensaje comienza a cambiar a esto:

49 10 FB 6D 2F 83 F2 EF 3A

(9 bytes) en su teléfono.

Cuando la esposa finalmente termina su mensaje (solo toma unos segundos), hace clic en "Enviar", y muchos peque√Īos √°ngeles reciben el mensaje codificado, agitan sus alas invisibles 10 metros hacia mi oficina y lo transfieren cuidadosamente a mi tel√©fono. El proceso no es muy f√°cil, por eso mi tel√©fono vibra un poco en el momento de la entrega.

Los llamados "ingenieros de comunicaciones" le contarán una historia diferente y, en aras de la exhaustividad, la volveré a contar, pero si fuera usted, no confiaría demasiado en estas personas.

SIM para enviar


El ingeniero dirá que cuando el teléfono detecta un cambio de voltaje en las coordenadas de la pantalla que coincide con las coordenadas del elemento gráfico con el botón "Enviar", envía un mensaje codificado a la tarjeta SIM y agrega varios datos contextuales durante la transferencia. Cuando el mensaje llega a la tarjeta SIM de mi esposa, ya no hay 140, sino 176 bytes (texto + contexto).

Se utilizan 36 bytes adicionales para codificar otra información, como se muestra a continuación.


Fig. 3. Aquí, los bytes se llaman octetos (8 bits). Contar todo da 174 octetos (10 + 1 + 1 + 12 + 1 + 1 + 7 + 1 + 140). Los dos bytes restantes están reservados para la contabilidad de las tarjetas SIM.

Los primeros diez bytes est√°n reservados para el n√ļmero de tel√©fono (SCA) del centro de SMS (SMSC), que es responsable de recibir, almacenar, reenviar y entregar mensajes de texto. De hecho, es un interruptor: el tel√©fono de la esposa env√≠a una se√Īal a la torre celular local, que env√≠a un mensaje de texto a SMSC. El centro de SMS, que en nuestro caso est√° controlado por AT&T, env√≠a el texto a la estaci√≥n base m√°s cercana a mi tel√©fono. Mientras me siento en tres habitaciones de mi esposa, el mensaje se devuelve a la misma estaci√≥n base y luego a mi tel√©fono.


Fig. 4. Red de SMS celular

El siguiente byte (tipo PDU) codifica informaci√≥n b√°sica sobre c√≥mo el tel√©fono debe interpretar el mensaje: si se envi√≥ con √©xito, si se necesita un mensaje de entrega y (importante) si es texto √ļnico o parte de una cadena de mensajes relacionados.

El byte despu√©s del tipo PDU es una referencia de mensaje (MR). Este n√ļmero del 1 al 255, de hecho, se usa como una identificaci√≥n a corto plazo para que el tel√©fono y el operador reconozcan el mensaje. El mensaje de la esposa est√° configurado en el n√ļmero 0, porque su tel√©fono tiene su propio sistema de identificaci√≥n de mensajes, independiente de este archivo en particular.

Los siguientes doce bytes est√°n reservados para el n√ļmero de tel√©fono del destinatario, llamado direcci√≥n de destino (DA). Con la excepci√≥n de la codificaci√≥n de texto de 7 bits, que ayuda a comprimir 160 letras en 140 caracteres, la codificaci√≥n del n√ļmero de tel√©fono es lo m√°s est√ļpido y confuso de este SMS. Se llama notaci√≥n de mordisco inverso y convierte cada d√≠gito en mordisco, es decir, mordisco, y los intercambia (¬ŅEntiendes todo? Un medio byte es un mordisco, jajajajaja, pero nadie se r√≠e, son ingenieros).

Mi n√ļmero 1-352-537-8376 en el tel√©fono de mi esposa est√° registrado como:

3125358773f6

1-3 se convierte en

31

52 se convierte en

25

53 se convierte en

35

7-8 se convierte en

87

37 se convierte en

73

Y los √ļltimos 6 se convierten en ...

f6

¬ŅQu√© demonios tomaron estos seis? Bueno, significa el final del n√ļmero, pero por alguna raz√≥n terrible (de nuevo, notaci√≥n inversa) es un car√°cter antes del √ļltimo d√≠gito.

Esto es como "lat√≠n guarro", solo para n√ļmeros.

, . , .

Pero no estoy bromeando.

[UPD: Sean Gies se√Īal√≥ que la escritura r√°pida es un artefacto inevitable de representar n√ļmeros de 4 bits desde los fragmentos de 8 bits m√°s peque√Īos hasta los m√°s antiguos (little-endian). Esto no niega la descripci√≥n anterior, pero agrega algo de contexto para aquellos que entienden y hace que la decisi√≥n sea m√°s razonable].

El byte identificador de protocolo (PID) ahora se desperdicia en general. Toma alrededor de 40 valores posibles y le dice al proveedor cómo enviar un mensaje. Valor

22

significa que la esposa envía "Te amo" al fax, y el valor

24

significa que de alguna manera lo envía a la línea de voz. Dado que este mensaje es en forma de SMS al teléfono, el PID está configurado en

0

(Como cualquier otro texto enviado en el mundo moderno).


Fig. 5. Posibles valores PID

El siguiente byte es un esquema de codificaci√≥n de datos (DCS, consulte la documentaci√≥n ), que le indica al operador y al tel√©fono del destinatario qu√© esquema de codificaci√≥n de caracteres se utiliz√≥. Mi esposa envi√≥ el texto a GSM-7, pero es f√°cil imaginar que el texto podr√≠a escribirse en cir√≠lico, jerogl√≠ficos o ecuaciones matem√°ticas complejas (bueno, tal vez no sea f√°cil de imaginar, pero todos tienen derecho a so√Īar, ¬Ņverdad?).

En el texto de la esposa, el byte DCS se establece en

0

que corresponde a un alfabeto de 7 bits, pero el valor se puede cambiar a un alfabeto de 8 o 16 bits, aunque esto dejar√° mucho menos espacio para los caracteres. Por cierto, es por eso que tus emojis reducen la cantidad de caracteres disponibles.

Todav√≠a hay una peque√Īa bandera en el byte DCS que le dice al tel√©fono si el mensaje debe autodestruirse despu√©s del env√≠o, como en la pel√≠cula Misi√≥n imposible, por lo que es genial.

El período de validez (VP) ocupa hasta siete bytes y nos da la oportunidad de conocer otro aspecto de cómo funciona realmente el sistema de reenvío de SMS. Eche otro vistazo a la Figura 4 en la parte superior. Está bien, esperaré.

Entonces, cuando la esposa finalmente hace clic en el bot√≥n "Enviar", el texto se env√≠a al centro de SMS (SMSC), que luego me env√≠a un mensaje. Estoy sentado en el segundo piso y mi tel√©fono est√° encendido, as√≠ que recibo un mensaje en unos segundos, pero ¬Ņqu√© pasa si el tel√©fono est√° apagado? Por supuesto, entonces no puede aceptar el mensaje, por lo que el SMSC debe hacer algo con el texto.

Si SMSC no puede encontrar mi tel√©fono, entonces el mensaje de mi esposa simplemente saltar√° al sistema hasta que mi tel√©fono se conecte, y luego el centro de SMS enviar√° el texto de inmediato. Me gusta imaginar c√≥mo SMSC revisa constantemente cada tel√©fono en la red para verificar si es mi tel√©fono o no: ¬Ņc√≥mo huele un cachorro que espera al due√Īo en la puerta a cada transe√ļnte: es el olor de mi persona? No Tal vez este es el olor de mi hombre? No ¬ŅEs el olor de mi hombre? DADAPRIGUATURE !!!

Los bytes del período de validez (VP) le indican al sistema cuánto tiempo esperará el cachorro antes de aburrirse y encontrar un nuevo hogar. Esto es una marca de tiempo o una brecha, y esencialmente dice: "Si no encontró el teléfono del destinatario en los próximos días, no se preocupe por enviar un mensaje". De manera predeterminada, el período de validez de los SMS es de 10,080 minutos, por lo que si el teléfono no se conecta a la red dentro de los siete días, nunca recibirá este SMS.

Dado que los SMS a menudo tienen mucho espacio vac√≠o, se dedican unos pocos bits para garantizar que el tel√©fono y el operador sepan exactamente qu√© bytes no se utilizan. La tarjeta SIM de la esposa est√° esperando un mensaje de texto de 176 bytes, pero escribi√≥ un mensaje muy corto, por lo que si la tarjeta SIM recibe solo 45 bytes, puede confundirse y sugerir alg√ļn tipo de falla. El Byte de longitud de datos de usuario (UDL) resuelve este problema: indica con precisi√≥n cu√°ntos bytes hay en el mensaje de texto.

En el caso de "Te amo", el UDL indicar√° que el mensaje contiene 9 bytes. Puede esperar que el valor sea de 10 bytes, un byte para cada uno de los diez caracteres:

I-spacebar-love-spacebar-you

pero dado que cada car√°cter consta de siete bits, no ocho (byte completo), puede descartar el byte adicional al traducir: 7 bits * 10 caracteres = 70 bits, dividir por 8 (el n√ļmero de bits en un byte) = 8.75 bytes, redondeado hasta 9 bytes

Llegamos a la √ļltima parte de SMS: este es el mensaje en s√≠ o UD (datos del usuario). Un mensaje puede tomar hasta 140 bytes, aunque, como acabo de mencionar, "Te amo" tomar√° un miserable 9. Es sorprendente cu√°nto est√° empaquetado en estos 9 bytes: no solo un mensaje (el supuesto amor de mi esposa por m√≠, que ya es bastante dif√≠cil de comprimir a ceros) y unidades), pero tambi√©n el significado en s√≠ mismo (debes bajar y desearle buenas noches). Estos bytes son:

49 10 FB 6D 2F 83 F2 EF 3A

En general, este mensaje se guarda en la tarjeta SIM de mi esposa:

SCA [1-10] -PDU [1] -MR [1] -DA [1-12] -DCS [1] -VP [0, 1 o 7] -UDL [1] -UD [0-140]

00 - 11 - 00 - 07 31 25 35 87 73 F6 - ?? 00 ?? - ?? - 09 - 49 10 FB 6D 2F 83 F2 EF 3A

(Nota: para obtener el mensaje completo, debe cavar un poco más. Por desgracia, solo una parte del mensaje es visible aquí debido a caracteres no mostrados, signos de interrogación)

Olas en el aire


Ahora, los SMS deber√≠an comenzar de alguna manera su dif√≠cil viaje desde la tarjeta SIM hasta la estaci√≥n base m√°s cercana. Para hacer esto, el tel√©fono de la esposa debe convertir la cadena de 176 a 279 bytes para el protocolo de se√Īalizaci√≥n SS7, convertir estos bytes digitales en una se√Īal de radio anal√≥gica y luego enviar las se√Īales al aire con una frecuencia en alg√ļn lugar entre 800 y 2000 MHz. Esto significa que entre los picos de las olas la distancia es de 15 a 37 cm.


Fig. 6. La longitud de onda

Para una transmisi√≥n y recepci√≥n de se√Īales eficientes, la antena debe tener al menos la mitad de la longitud de onda. Si las ondas de comunicaci√≥n celular son de 15 a 37 cm, entonces las antenas deben tener un tama√Īo de aproximadamente 7-19 cm. Ahora det√©ngase y piense en la altura promedio del tel√©fono m√≥vil y por qu√© nunca disminuye.

A través de una cierta gimnasia digital, cuya explicación llevará demasiado tiempo, el teléfono de mi esposa de repente dispara un paquete de información de 279 bytes con el texto "Te amo" a la velocidad de la luz en todas las direcciones, que finalmente se desvanece y se disuelve en ruido de radio después de unos 50 kilómetros.

Mucho antes de esto, la se√Īal llega a la estaci√≥n base AT&T HSPA ID199694204 LAC21767. Esta estaci√≥n de transceptor base (BTS) est√° a unas cinco cuadras de mi panader√≠a favorita de La Gourmandine en Hazelwood, y aunque encontr√© sus coordenadas usando la aplicaci√≥n OpenSignal de Android, la antena est√° bien escondida de miradas indiscretas.

Lo m√°s sorprendente aqu√≠ es que BTS generalmente recibe esta se√Īal, considerando todo lo dem√°s. Mi esposa no solo env√≠a "Te amo" en la mil√©sima parte del rango del espectro electromagn√©tico, sino que decenas de miles de personas en un radio de 50 kil√≥metros en este momento est√°n hablando por tel√©fono o escribiendo mensajes. Adem√°s, muchas se√Īales de radio y televisi√≥n est√°n abogando por nuestra atenci√≥n en el aire, junto con la luz visible que se refleja en diferentes direcciones, esta es solo una peque√Īa parte de las ondas electromagn√©ticas, que, al parecer, deber√≠an interferir con el BTS.

Como lo expres√≥ Richard Feynman elocuentemente en 1983, una torre celular es como un peque√Īo escarabajo ciego que yace en el agua en el borde de la piscina: solo por la altura y la direcci√≥n de las olas determina qui√©n y d√≥nde est√° nadando.


Feynman discute las olas

En parte debido a la compleja interferencia de las se√Īales, cada estaci√≥n base del transceptor generalmente no puede procesar m√°s de 200 usuarios activos (voz o datos) al mismo tiempo. Entonces, "Love You" hace sonar la estaci√≥n base local a aproximadamente media milla de aqu√≠, y luego grita en el vac√≠o en todas las direcciones hasta que desaparece en el ruido general.

Conmutación


Dadas todas las circunstancias, tuve mucha suerte. Si mi esposa y yo fuéramos atendidos por diferentes operadores móviles o estuviéramos en diferentes ciudades, la ruta de su comunicación sería mucho más larga.

Un mensaje SS7 de 277 bytes llega al BTS local al lado de la panader√≠a. Desde all√≠ ingresa al controlador de la estaci√≥n base (BSC), que es el cerebro no solo del nuestro, sino tambi√©n de varias otras antenas locales. El BSC transfiere el texto al Pittsburgh AT&T Mobile Switching Center (MSC), que se basa en un mensaje de texto SCA (¬Ņrecuerda la direcci√≥n del centro de servicio incrustada en cada SMS? ¬ŅEs aqu√≠ donde lo necesita?) Para recibir el mensaje en el centro de SMS correspondiente (SMSC).

Este galimatías es más fácil de entender usando el diagrama de la Figura 7; Acabo de describir los pasos 1 y 3. Si la esposa estaba con otro operador, pasaríamos a los pasos 4-7, porque allí es donde los operadores móviles se comunican entre sí. Los SMS deben venir de SMSC al conmutador global y luego potencialmente dar la vuelta al mundo antes de encontrar el camino a mi teléfono.


Fig. 7. Enrutamiento GSM

Pero también se sienta en AT&T, y nuestros teléfonos están conectados a la misma celda, así que después del tercer paso, el paquete de amor de 279 bytes simplemente se implementa y se devuelve a través del mismo centro de SMS, a través de la misma estación base, pero ahora a mi teléfono. ella Viajando varias decenas de kilómetros en poco tiempo.

Enviado a sim


Bzzzzz. El bolsillo vibr√≥. La notificaci√≥n deja en claro que el SMS lleg√≥ a la tarjeta nano-SIM, un peque√Īo chip del tama√Īo de un dedo me√Īique. Al igual que Bilbo Baggins o cualquier buen aventurero, ha cambiado un poco en el camino de ida y vuelta.


Fig. 8. El mensaje recibido difiere del enviado (Fig. 3)

La Figura 8 muestra la estructura del mensaje recibido "Te amo". Comparando las Figuras 3 y 8, vemos varias diferencias. SCA (n√ļmero de centro de SMS), PDU (algunos arreglos mec√°nicos), PID ("de tel√©fono a tel√©fono", no "tel√©fono a fax"), DCS (esquema de codificaci√≥n), UDL (longitud del mensaje) y UD (s√≠ mismo mensaje) se mantuvo sin cambios, pero faltan VP (per√≠odo de validez), MR (n√ļmero de identificaci√≥n del mensaje) y DA (mi n√ļmero de tel√©fono).

En cambio, aparecieron dos nuevos bloques de informaci√≥n en el tel√©fono: OA (el n√ļmero de tel√©fono original de la esposa) y SCTS (marca de hora del centro de SMS. Es decir, cuando la esposa envi√≥ el mensaje).

El n√ļmero de tel√©fono de mi esposa se almacena en la misma molesta notaci√≥n inversa (como dislexia, solo en computadoras), en la que mi n√ļmero se almacen√≥ en su tel√©fono, y la marca de tiempo est√° en el mismo formato que la fecha de vencimiento almacenada en su tel√©fono.

Estos dos reemplazos son completamente lógicos. Se suponía que su teléfono debía contactarme en un momento determinado en una dirección específica, y ahora necesito saber quién envió el mensaje y cuándo. Sin una dirección de retorno, no entendería exactamente quién envió este mensaje, por lo que su interpretación podría cambiar enormemente.

Luz de pantalla brillante


A medida que cualquier computadora traduce una secuencia de bytes en una serie de coordenadas (x, y) para píxeles de ciertos colores, el teléfono recibe un comando para mostrar

49 10 FB 6D 2F 83 F2 EF 3A

y ver el texto "Te amo" en la pantalla en puntos brillantes en blanco y negro. Este es un proceso interesante, pero no es particularmente exclusivo para los teléfonos inteligentes, por lo que debe buscar en otro lado. Nos centramos en cómo estas instrucciones se convierten en puntos de luz.

Los expertos en marketing de Samsung llaman a mi pantalla Super AMOLED (diodo emisor de luz orgánico de matriz activa), una matriz activa en LED orgánicos, que de alguna manera es redundante y no particularmente informativa, así que ignore la decodificación de abreviaturas como otra distracción y sumérjase directamente en la tecnología.

En cada uno de los 83 cent√≠metros cuadrados de la pantalla, caben alrededor de 50,000 peque√Īos p√≠xeles en mi tel√©fono. Para que tal cantidad se ajuste, cada p√≠xel debe tener aproximadamente 45 micras de ancho (micr√≥metros): m√°s delgado que el cabello humano. Cuatro millones de elementos ligeros en un √°rea del tama√Īo de una palma.

Pero ya sabes c√≥mo funcionan las pantallas. Usted sabe que cada punto del mundo, como el Dios cristiano o los mosqueteros (menos d'Artagnan) es siempre "tres en uno". Rojo, verde y azul forman la luz blanca de un p√≠xel. Si cambia el brillo de cada canal, puede obtener cualquier color RGB. Y como 4 √ó 3 = 12, estas son 12 millones de peque√Īas fuentes de luz, que dormita inocentemente detr√°s de mi espejo negro, esperando que presione el bot√≥n de encendido para leer un mensaje de mi esposa.


Fig. 9. Conjunto de subpíxeles de la pantalla OLED de Samsung

Como se desprende de la abreviatura, cada píxel es un LED orgánico. Esta es una jerga técnica incomprensible para un sándwich eléctrico simple:


Fig. 10. Emparedado eléctrico No

es necesario estudiar el propósito de cada capa, solo es importante saber que el cátodo (placa con carga negativa) está ubicado debajo de una capa de moléculas orgánicas (solo algunas moléculas con carbono), y está cubierto con un ánodo (placa con carga positiva) en la parte superior.

Cuando el teléfono quiere encender la pantalla, envía electrones desde el cátodo al ánodo. Las moléculas en el medio reciben una carga y comienzan a emitir luz visible: fotones, a través del ánodo transparente, la pantalla en mis ojos abiertos.

Como cada píxel tiene tres puntos de luz (rojo, verde y azul), en realidad hay tres emparedados por píxel. Todos son esencialmente lo mismo, con la excepción de la molécula orgánica: poli-para-fenileno para luz azul, politiofeno para rojo y poli-para-fenileno-vinileno para verde. Como cada uno de ellos es ligeramente diferente, brillan en diferentes colores al pasar la corriente.

(Dato curioso: los subp√≠xeles azules se queman mucho m√°s r√°pido debido a un proceso llamado aniquilaci√≥n de excit√≥n polar√≥n, que suena realmente emocionante, ¬Ņno?)

Los cuatro millones de p√≠xeles se encuentran en la matriz de √≠ndice. Un √≠ndice funciona en una computadora de la misma manera que una tabla de contenido en un libro: cuando un tel√©fono quiere que un p√≠xel espec√≠fico emita un color espec√≠fico, busca ese p√≠xel en el √≠ndice y luego env√≠a una se√Īal a la direcci√≥n encontrada. Que haya luz, y la luz se convierta.

(Otro hecho curioso: ahora sabe lo que significa "matriz activa en LED orgánicos" significa AMOLED, aunque no preguntó).

El sistema operativo del tel√©fono interpreta un mensaje de texto de su esposa, determina la forma de cada letra y compara estas cifras con una matriz de √≠ndice. Ella env√≠a los impulsos el√©ctricos correctos a la pantalla Super AMOLED para mostrar estas tres peque√Īas palabras que han viajado hasta ahora y derrotaron a todos los enemigos en su camino.

Es muy extra√Īo aqu√≠ que mis ojos nunca vean letras a la luz brillante de los LED: el texto aparece en blanco y negro. El tel√©fono crea la ilusi√≥n de texto a trav√©s del espacio negativo, llenando la pantalla de blanco, configurando todos los p√≠xeles rojos, verdes y azules al m√°ximo brillo, y luego apaga aquellos donde deber√≠an estar las letras. Su complejidad es abusivamente mundana.


Fig. 11. Espacio negativo

Iluminando todo excepto el mensaje de texto de mi esposa y permitiéndome leer entre la luz, el teléfono expone brevemente las mentiras que subyacen en la era de la información moderna: esa comunicación es fácil . La velocidad y la aparente simplicidad esconden un grupo de intermediarios.

Y estos no son solo intermediarios t√©cnicos. Un mensaje de mi esposa no me llegar√≠a si no hubiera pagado mi factura telef√≥nica a tiempo, si no fuera por el peque√Īo ej√©rcito de trabajadores que sirven a los sistemas financieros detr√°s de escena. Los t√©cnicos mantienen operativas las torres celulares, a las que acceden a trav√©s de una red de caminos parcialmente subsidiados por los impuestos federales recaudados de cientos de millones de estadounidenses en 50 estados. Dado que muchas transacciones a√ļn se realizan por correo, si el sistema de correo falla ma√Īana, el servicio telef√≥nico tambi√©n se ver√° afectado. Los detalles de nuestros dos tel√©fonos fueron recopilados por trabajadores exhaustos en f√°bricas de Sudam√©rica y Asia, y los programadores exhaustos que alquilan habitaciones caras en Silicon Valley escribieron un c√≥digo que garantiza una comunicaci√≥n constante para nuestros tel√©fonos.

Todo esto est√° oculto en 10 letras. El texto, que, para ser sincero, significa mucho m√°s de lo que est√° escrito en √©l. Mi cerebro subconscientemente analiza los a√Īos de comunicaci√≥n con mi esposa para descifrar el mensaje por tel√©fono, pero entre ella y yo todav√≠a hay montones de mediaci√≥n sociot√©cnica: un caldo de personas, eventos y detalles que nunca se pueden desentra√Īar.

Las consecuencias


Y aqu√≠ estoy, en mi oficina, un domingo por la noche. "Te amo", escribi√≥ la esposa desde la habitaci√≥n de abajo, y despu√©s de unos segundos un mensaje lleg√≥ a mi tel√©fono a diez metros de distancia. Entiendo lo que eso significa: es hora de desearle buenas noches y posiblemente completar este art√≠culo. Estoy escribiendo las √ļltimas palabras, ahora un poco m√°s conscientes de la compleja estratificaci√≥n de kil√≥metros, se√Īales, d√©cadas de historia y sudor humano, que eran necesarios para que mi esposa no me gritara que era hora de descansar.

Source: https://habr.com/ru/post/437510/


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