面向移動互聯(lián)網的富通信業(yè)務體系架構及關鍵技術研究

柯 衛(wèi) ，韓建亭 ，周文君

（1.中國電信股份有限公司上海分公司 上海 200041；2.中國電信股份有限公司上海研究院 上海 200122）

1 概述

展望中國互聯(lián)網的未來，移動互聯(lián)網成為無可爭議的發(fā)展趨勢。運營商3G網絡的建成以及智能終端的快速普及不僅強有力地推動著移動互聯(lián)網的發(fā)展，也促使用戶的通信行為發(fā)生了很大的改變。越來越多的人將時間花在瀏覽社區(qū)網站和微博上，并且希望在通信過程中可根據自己需要靈活地在多媒體信息、文件傳輸和語音/視頻等功能間切換或自由組合，基于社區(qū)化形式的分享、溝通和互動的富通信需求日益凸顯。此外，移動互聯(lián)網用戶通過純數據通道接入互聯(lián)網（語音、即時消息等）業(yè)務，加劇了運營商管道化，促使運營商必須尋求新的應用突破點，開發(fā)融入新型的互聯(lián)網元素的富通信業(yè)務應對互聯(lián)網競爭。

2 移動互聯(lián)網下富通信新增業(yè)務元素分析

近期涌現(xiàn)出諸多基于智能手機數據流量的通信應用，引起了用戶的廣泛關注和下載應用，對運營商的傳統(tǒng)通信業(yè)務的威脅已初露端倪。這些應用包括國外的以KIK、Whatsapp為代表、國內的以米聊為代表的免費短信業(yè)務，以Viber為代表的免費語音業(yè)務，它們的共同特點是：自動識別手機通訊錄聯(lián)系人中已經使用該軟件的用戶而無需再手動添加好友、基于數據流量提供免費的IM消息或語音服務，客戶端界面方便易用。這些特點贏得了快速增長的用戶規(guī)模。

其次，互聯(lián)網巨頭也都在向具有IM、SNS能力的社區(qū)化移動互聯(lián)網平臺演進。QQ、Facebook作為首創(chuàng)者，通過對消息互通和關系構建的技術積累和用戶拓展，直接形成了社區(qū)化平臺。新浪、Google作為后來者，利用已有的優(yōu)勢業(yè)務進行人際關系拓展和通信能力增強，其目標也是社區(qū)化平臺。雖然它們的演進路線不同，但目標都是在建立龐大成熟的用戶關系鏈（身份、關系、狀態(tài)、交互）基礎上，提供個性化和本地化的社區(qū)信息服務。

此外，GSMA國際標準組織從2008年起開始研究RCS（rich communication suite）業(yè)務，目前，部分歐洲運營商已制定計劃在2012年開始基于RCS開展富通信業(yè)務。RCS就是移動互聯(lián)網時代下運營商提供給用戶的通信形式。其目標是打造從終端、設備制造商、運營商到第三方端到端的，基于通訊錄的增強消息和通信功能為核心業(yè)務的RCS產業(yè)鏈，并進一步將RCS協(xié)議棧植入到終端底層進行終端定制。

綜合以上互聯(lián)網新興應用、互聯(lián)網巨頭的戰(zhàn)略規(guī)劃和國際標準組織對富通信業(yè)務的研究，筆者認為移動互聯(lián)網時代的運營商應將傳統(tǒng)通信業(yè)務結合互聯(lián)網應用進行融合和提升，以具備呈現(xiàn)好友狀態(tài)的通訊錄為基礎將運營商現(xiàn)有的用戶社區(qū)化，提供融合消息、視頻、UGC共享、社區(qū)等功能的新型通信模式。

面向移動互聯(lián)網的富通信業(yè)務特征如圖1所示，運營商構建富通信應在傳統(tǒng)通信元素上，新增即時消息、狀態(tài)呈現(xiàn)、群組和業(yè)務能力指示功能，傳統(tǒng)的通訊錄、短信、語音通信需要融合互聯(lián)網應用特征，向融合和增強能力的增強通訊錄、統(tǒng)一消息和增強通話的方向演進。增強通訊錄是指在傳統(tǒng)手機通訊錄的基礎上，將具有狀態(tài)呈現(xiàn)信息的聯(lián)系人以社區(qū)化的形式展現(xiàn)出來，同時提供聯(lián)系人當前的終端通信能力信息，用戶基于增強通訊錄的聯(lián)系人狀態(tài)可有選擇性地進行通信，降低多媒體業(yè)務（如文件傳輸、圖片共享、視頻共享等）因終端能力、網絡狀態(tài)導致失敗的幾率。統(tǒng)一消息是指基于運營商號碼的全局地址進行發(fā)送和接收的消息通信能力，融合短信、彩信、即時消息、郵件等功能，為用戶提供個性化的轉發(fā)策略和最為靈活便捷的消息接收方式，具有更強的互通性。增強通話是指支持多形態(tài)終端的語音和視頻的通信，語音與視頻通話可靈活切換，用戶可在增強通訊錄上獲得對方是否具備視頻通話能力的信息，還支持多媒體彩鈴和彩像功能，語音與視頻通話過程中可提供分享圖片/文件、即時消息聊天、協(xié)同通信的能力，并且可針對被叫的狀態(tài)設置進行呼叫控制，如呼轉或向主叫進行友好提示。

圖1 面向移動互聯(lián)網的富通信業(yè)務特征

3 運營商構建富通信業(yè)務體系架構及關鍵技術研究

雖然國際標準組織GSMA對富通信業(yè)務從運營商的角度做了業(yè)務需求的規(guī)范定義，但只是引用各種國際標準組織OMA、3GPP、IETF的現(xiàn)有規(guī)范和協(xié)議，還沒有一個完整的技術標準體系定義如何整體實現(xiàn)運營商的富通信業(yè)務，并且業(yè)務存在某些需求有多種可選擇的技術實現(xiàn)以及結合運營商現(xiàn)網情況需要對標準進行擴展的情況。因此，筆者選擇幾個最重要的研究結論加以說明。

3.1 富通信業(yè)務的實現(xiàn)架構

參照國際標準組織OMA對富通信業(yè)務的實現(xiàn)架構，結合電信運營商IMS系統(tǒng)的規(guī)劃和建設以及電信基礎業(yè)務和互聯(lián)網業(yè)務融合的特點，筆者提出了基于IMS和互聯(lián)網融合的網絡架構實現(xiàn)運營商富通信業(yè)務，包括在IMS網絡架構的基礎上增加OMA IM/Presence/XDM、非IMS網絡架構的OMA DS以及基于互聯(lián)網方式實現(xiàn)的社交網關等網元。

運營商富通信業(yè)務的實現(xiàn)架構包括終端接入、核心控制、富通信平臺以及支撐管理等部分，如圖2所示。富通信業(yè)務通過手機、PC、PAD等終端的客戶端形式進行用戶呈現(xiàn)，通過IMS核心網絡進行交換控制，業(yè)務實現(xiàn)和融合通過RCS完成。

富通信平臺應包括IM、Presence、XDM、DS、認證管理等子系統(tǒng)和社交網關等功能模塊。其中IM/Presence/XDM 3個子系統(tǒng)是OMA體系中定義的，分別用于實現(xiàn)統(tǒng)一消息、增強通訊錄的狀態(tài)呈現(xiàn)和群組管理的功能。筆者認為在此基礎上，作為運營商可運營管理的系統(tǒng)，還需要增加DS、認證管理子系統(tǒng)和社交網關等3個子系統(tǒng)的能力，其中DS實現(xiàn)富通信客戶端本地通訊錄之間的地址本同步功能；認證管理子系統(tǒng)與運營商用戶業(yè)務數據庫結合實現(xiàn)用戶管理、業(yè)務統(tǒng)計等功能，并完成富通信客戶端 HTTP協(xié)議單點認證和XCAP消息的統(tǒng)一接入和轉發(fā)；社交網關實現(xiàn)互聯(lián)網應用與社交網絡的統(tǒng)一接入和匯聚，包括應用上的互通和內容上的整合，客戶端通過統(tǒng)一的接口和賬號訪問社交網關。富通信平臺接入的外部系統(tǒng)包括互聯(lián)網應用、社交網絡應用、運營商短信系統(tǒng)等。

圖2 富通信業(yè)務的實現(xiàn)架構

上述實現(xiàn)架構中，OMA只定義了部分子系統(tǒng) （如IM/Presence/XDM/DS）的網元基本功能，但對通訊錄同步協(xié)議的選擇，Presence系統(tǒng)如何擴展以更好地滿足運營商富通信業(yè)務需求，IM系統(tǒng)如何與短信系統(tǒng)互通以實現(xiàn)統(tǒng)一消息以及業(yè)務管理模式等方面都沒有明確，而這正是運營商構建富通信業(yè)務體系架構研究的重點和難點。因此，筆者將在下文中針對上述關鍵問題進行深入研究。

3.2 通訊錄同步技術

目前主流開放的通訊錄同步協(xié)議有SyncML和XCAP兩種。SyncML協(xié)議是國際上普遍使用的，有較多系統(tǒng)和客戶端支持的同步協(xié)議。XCAP協(xié)議是IETF定義的新興的可以用于實現(xiàn)同步機制的XML配置訪問協(xié)議，目前已有較多的跟蹤者。這兩個同步協(xié)議都是由客戶端發(fā)起的同步，并且都是基于HTTP實現(xiàn)的接口。兩者的主要區(qū)別在于XCAP發(fā)起一次更新只有一個來回，而SyncML需要至少3個來回；XCAP協(xié)議通過XML自行組織聯(lián)系人字段信息，而SyncML通過目前業(yè)界普遍采用的vCard格式組織聯(lián)系人信息；XCAP系統(tǒng)和客戶端實現(xiàn)簡單，SyncML實現(xiàn)略微復雜。但XCAP在固定互聯(lián)網應用較多，移動終端采用XCAP協(xié)議實現(xiàn)通訊錄同步還未有實際應用案例考量其同步的效率。

綜上分析，筆者認為富通信的通訊錄同步機制目前采用SyncML協(xié)議更合適。但SyncML對沖突處理和慢同步比對機制不夠完善，建議根據如下規(guī)則進行補充。

服務器和客戶端發(fā)生過同步以后，當服務器和客戶端同時修改同一條聯(lián)系人記錄，再次發(fā)起同步時，若兩者修改的內容發(fā)生沖突，SyncML協(xié)議未定義沖突處理的機制。建議服務器實現(xiàn)時可提供沖突策略配置功能，由用戶自行配置，是選擇以客戶端數據為準、以服務器數據為準或復制記錄，當用戶不進行配置時，服務器默認以客戶端修改的信息為準。

慢同步是一種將客戶端數據與服務器數據合并處理的同步類型，該機制對聯(lián)系人是否為同一聯(lián)系人的判斷原則建議做如下明確：當客戶端與服務器執(zhí)行慢同步操作時，由服務器對每一條聯(lián)系人的手機號碼（TEL;CELL）和電子郵件進行比對，只要其中一個字段相同就為同一聯(lián)系人，服務器需要執(zhí)行聯(lián)系人合并操作，對于發(fā)生沖突的字段數據，以用戶的配置為準。

3.3 狀態(tài)呈現(xiàn)技術

狀態(tài)呈現(xiàn)技術主要用于實現(xiàn)在通訊錄中提供聯(lián)系人的在線狀態(tài)、聯(lián)系人的社交呈現(xiàn)信息等。狀態(tài)能力由Presence子系統(tǒng)實現(xiàn)，它是用戶狀態(tài)呈現(xiàn)信息的匯聚和代理，既可以從運營商核心網信令監(jiān)控平臺獲取用戶的狀態(tài)，也向第三方平臺提供開放接口以獲取終端用戶的狀態(tài)。

Presence系統(tǒng)建議采用OMA-Presence_SIMPLE-V1_0標準實現(xiàn)，但由于該標準不能完全滿足運營商富通信狀態(tài)呈現(xiàn)業(yè)務的需求，在其基礎上需有3個方面的擴展。

擴展一：在原標準定義的Presence狀態(tài)屬性標簽基礎上擴展對位置、終端型號、開關機狀態(tài)、視頻通話能力的支持。用戶客戶端或系統(tǒng)應用都可以發(fā)布和訂閱獲取相關狀態(tài)屬性標簽，見表1、表2。

表1 社交呈現(xiàn)信息擴展標簽

表2 業(yè)務能力指示標簽

擴展二：是將通訊錄與Presence好友功能結合的處理方案，這部分在標準中沒有明確規(guī)定。筆者認為應采用如下流程實現(xiàn)，如圖3所示，客戶端與平臺之間通訊錄同步后，DS系統(tǒng)向認證管理系統(tǒng)查詢通訊錄中聯(lián)系人是否是RCS用戶，并將匹配的結果發(fā)給Presence系統(tǒng)，由Presence生成好友列表，并同步到客戶端，客戶端添加成功后，Presence系統(tǒng)替用戶訂購好友列表中的好友的狀態(tài)。當好友的狀態(tài)發(fā)生改變時，Presence系統(tǒng)將狀態(tài)通知給用戶客戶端。

擴展三：Presence系統(tǒng)需要從網絡側（如分組域PDSN/AAA、電路域的MSC/HLR）收集用戶的開關機狀態(tài)、位置信息、電話呼叫狀態(tài)等信息，并向運營商的其他系統(tǒng)或第三方應用提供獲取用戶的狀態(tài)信息的接口。Presence系統(tǒng)較原標準應擴展支持第三方的查詢與訂閱接口，以支持第三方系統(tǒng)采用單個用戶查詢和批量用戶查詢的方式獲取用戶的狀態(tài)；同時也支持訂購/通知的模式，即第三方系統(tǒng)可向Presence系統(tǒng)訂購單個或批量用戶的狀態(tài)，當用戶信息發(fā)生更新時Presence系統(tǒng)向訂購方發(fā)送包含最近更新的用戶狀態(tài)信息通知。

3.4 統(tǒng)一消息技術

統(tǒng)一消息技術能夠根據用戶的在線狀態(tài)實施策略控制發(fā)送IM還是短信，并且該控制需要結合提供用戶在線狀態(tài)的Presence系統(tǒng)來實現(xiàn)。架構中提出IM系統(tǒng)負責與短信系統(tǒng)的對接，IM系統(tǒng)實現(xiàn)被叫接收消息的策略控制，若策略設置為用戶離線則消息轉短信，IM系統(tǒng)負責將IM內容轉成短信的格式下發(fā)給短信系統(tǒng)。短信系統(tǒng)即運營商部署的短信網關、綜合業(yè)務接入網關或智能短信系統(tǒng)。IM若接入短信網關或綜合業(yè)務接入網關，則只能采用SP方式接入，即使用帶有前綴的號碼進行收發(fā)，也無法實現(xiàn)IM與短信統(tǒng)一收發(fā)的融合業(yè)務體驗。

圖3 通訊錄好友添加和狀態(tài)呈現(xiàn)

因此，結合運營商的網絡狀況，實現(xiàn)用戶體驗一致的統(tǒng)一消息功能，需要在IM系統(tǒng)上增加智能短信的管理功能，以實現(xiàn)用戶在線狀態(tài)的查詢，并根據返回的結果選擇是發(fā)送短信還是發(fā)送IM。該功能需要短信中心開通用戶的智能短信屬性，所有智能短信用戶接收的短信，短信中心都會觸發(fā)到智能短信模塊進行處理，這種方式使得用戶可以采用真實號碼發(fā)送和接收短信。

當IM系統(tǒng)（智能短信模塊）接收到主叫消息時，都需要向Presence系統(tǒng)查詢被叫用戶的狀態(tài)，再確定下一步消息的路由，如圖4所示，若被叫在線則通過IM方式發(fā)送，若被叫離線則通過短信方式發(fā)送。在IM向短信轉換時，還需處理當IM轉短信時超過單條短信長度的問題，智能短信模塊應完成切分成多條短信的工作，另外當IM中包含圖片或視頻/音頻文件的情況時，智能短信模塊需要向被叫發(fā)送帶媒體URL內容的短信，給予被叫提示。

當主叫用戶給被叫用戶發(fā)送短信時，短信中心根據用戶智能短信屬性判斷被叫為智能短信用戶時，將短信轉發(fā)給IM系統(tǒng)（智能短信模塊），IM系統(tǒng)根據被叫手機號碼向Presence系統(tǒng)查詢被叫用戶RCS在線，若被叫不在線則還是通過智能短信模塊與短信中心的接口將消息以短信的方式下發(fā)；若被叫在線，則將消息轉為IM消息發(fā)送給被叫。由此機制，實現(xiàn)了根據被叫用戶的在線狀態(tài)對IM和短信的統(tǒng)一控制。

3.5 業(yè)務能力指示技術

業(yè)務能力指示技術用于富通信業(yè)務中實時向主叫用戶呈現(xiàn)被叫當前可用的通信能力，用戶可根據該信息發(fā)起相應的通信業(yè)務。在業(yè)務實現(xiàn)時，可采用通過IMS中的SIP OPTIONS信令實現(xiàn)能力與業(yè)務探測的機制，但需要對原SIP協(xié)議中OPTIONS信令擴展相應的標簽，為運營商在富通信中靈活增加新業(yè)務提供基礎，擴展標記見表3。

在富通信業(yè)務體系中采用SIP OPTIONS實現(xiàn)能力與業(yè)務探測機制時，對客戶端、對IMS核心網絡都有要求。客戶端方面，登錄時需要采用Presence機制訂購初始用戶屬性和能力列表，當用戶瀏覽通訊錄聯(lián)系人，選中某聯(lián)系人時，客戶端觸發(fā)OPTIONS消息；客戶端還需要支持OPTIONS消息中擴展的標簽，并進行解析；當通訊錄增加一個新用戶后，客戶端應通過OPTIONS消息發(fā)現(xiàn)該用戶的通信能力，之后通過XDMS來更新用戶屬性列表。IMS核心網方面，需要支持OPTIONS消息的路由，及對消息頭中相關標簽的識別。

表3 SIP OPTIONS擴展標簽

圖4 IM轉短信機制

采用SIP OPTIONS機制的通信能力發(fā)現(xiàn)過程為：當用戶A打開通訊錄，移動滾動條點選某個聯(lián)系人(用戶B)時，客戶端觸發(fā)SIP OPTIONS消息，IMS核心網判斷若用戶B已注冊，則將SIP OPTIONS消息轉發(fā)到用戶B的客戶端，B客戶端返回響應包含B的能力信息；IMS核心網判斷若用戶B未注冊，則返回“480未注冊”響應；IMS核心網判斷若用戶B不是富通信用戶，則返回“404未找到”響應。

3.6 業(yè)務管理模式

移動互聯(lián)網時代的富通信管理模式對傳統(tǒng)的運營商業(yè)務管理模式提出了較大的挑戰(zhàn)。一方面富通信實現(xiàn)包含IMS網元、非IMS網元和互聯(lián)網應用，涵蓋多個業(yè)務種類和終端類型，傳統(tǒng)電信業(yè)務的管理模式已不能滿足這個需求；另一方面作為移動互聯(lián)網下的應用，運營商的富通信業(yè)務應以應用商店為應用發(fā)布和管理中心，采用用戶可通過終端直接下載安裝、在線激活使用的模式，而不能夠采用傳統(tǒng)的在營業(yè)廳開通的管理模式。筆者認為運營商富通信業(yè)務應結合移動互聯(lián)網特色進行推廣，采用短信一鍵開通和統(tǒng)一認證的業(yè)務管理方式。

在業(yè)務開通方面，運營商應結合短信能力和網上營業(yè)廳，為用戶提供采用短信方式開通的優(yōu)化流程。用戶下載運營商的RCS客戶端后，通過一鍵點擊，客戶端發(fā)送短信到運營商掌上營業(yè)廳，再由掌上營業(yè)廳將受理提交給運營商CRM進行開通。運營商CRM完成向IMS核心網、統(tǒng)一認證系統(tǒng)及富通信認證管理系統(tǒng)的業(yè)務開通過程，將用戶的MDN、IMSI、業(yè)務簽約信息、IMS密碼（用于在IMS系統(tǒng)的認證信息）等信息寫入到相關系統(tǒng)，整個過程要求需要能夠即時完成。

在業(yè)務鑒權方面，建議通過RCS平臺的認證管理子系統(tǒng)，與運營商的統(tǒng)一認證系統(tǒng)結合完成互聯(lián)網應用及非IMS框架協(xié)議系統(tǒng)的統(tǒng)一認證。如圖5所示，客戶端可以默認保存統(tǒng)一認證系統(tǒng)的密碼，登錄時客戶端首先訪問富通信認證管理子系統(tǒng)，攜帶IMSI、統(tǒng)一認證密碼及客戶端類型信息，富通信認證管理子系統(tǒng)發(fā)起到運營商統(tǒng)一認證系統(tǒng)的認證請求，由統(tǒng)一認證系統(tǒng)完成用戶的單點認證，認證結果以token的方式保存在客戶端和富通信認證管理子系統(tǒng)，客戶端后續(xù)的訪問都不需要再到統(tǒng)一認證系統(tǒng)認證。認證通過后，富通信認證管理子系統(tǒng)根據客戶端類型下發(fā)網絡配置信息和業(yè)務配置文件到客戶端?？蛻舳双@得該信息后就能向IMS網絡登錄了，IMS的登錄流程與標準流程一致。

4 結束語

面向移動互聯(lián)網的富通信業(yè)務體系在傳統(tǒng)通信業(yè)務的基礎上融入了新的互聯(lián)網元素，筆者提出了基于IMS和互聯(lián)網融合的方式實現(xiàn)富通信的網絡架構，并采用短信開通和統(tǒng)一認證的管理方式實現(xiàn)移動互聯(lián)網富通信業(yè)務的即開即用。本文對通訊錄同步、狀態(tài)呈現(xiàn)、統(tǒng)一消息以及業(yè)務能力指示等關鍵技術進行了深入研究和分析，并結合運營商的實際情況擴展了現(xiàn)有的國際標準，明確了具體的技術實現(xiàn)流程，為運營商實現(xiàn)移動互聯(lián)網富通信業(yè)務提出了技術標準參考。

本文在實現(xiàn)架構中提出通過社交網關實現(xiàn)互聯(lián)網應用、社交網絡應用的統(tǒng)一接入，通過統(tǒng)一接口與客戶端實現(xiàn)交互，社交網關實現(xiàn)富通信應用與外部應用的互通，外部應用內容的過濾與整合以及用戶手機號碼與外部應用賬號的映射功能。該社交網關的功能定位取決于運營商富通信能力的開放程度以及運營商和互聯(lián)網應用的結合程度，目前一些國際標準組織、互聯(lián)網業(yè)界都正在積極研究互通和開放的API，隨著這些API的成熟，下一步筆者將對其架構做進一步地實例化研究，以實現(xiàn)運營商與互聯(lián)網應用更好的融合。

1 魯維,胡山.我國移動互聯(lián)網業(yè)務發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析.電信技術，2009（5）

2 向文杰.移動互聯(lián)網發(fā)展的回顧與展望.電信技術，2009（1）