5G消息系統共建共享建設方案

牛曉丹，徐忱，陳靜霞，教湘飛

（中國移動通信集團設計院有限公司，北京 100080）

1 引言

5G消息是基礎通信產品——“短信”的歷史性變革，是5G+戰(zhàn)略首批落地的5G應用之一，亦是運營商全面賦能5G+生態(tài)的創(chuàng)新平臺。消息通過輕量化的互聯網應用，通過手機號碼實現不同消息應用之間的交互及賦能。5G消息作為信息基礎設施，將肩負降低信息鴻溝、助力千行百業(yè)信息化、創(chuàng)造萬億級市場價值的歷史使命。

5G消息系統未來不僅是通信工具，更是一個覆蓋互聯網商業(yè)服務的平臺。面對5G消息的未來發(fā)展，3家運營商之間不再各自為戰(zhàn)，而是將加強創(chuàng)新合作，聯合技術攻關，通過共建共享模式，打通服務壁壘，推動RCS產業(yè)及生態(tài)發(fā)展，實現“統一技術標準、統一業(yè)務呈現，統一功能體驗”。

3家運營商聯合成立了供給側結構性改革小組，共同推進與終端廠商、第三方服務提供商共同構建開放共贏生態(tài)系統的工作。為行業(yè)客戶（Chatbot）提供接入、開發(fā)、運行和托管的PaaS（platform as a service，平臺即服務），提供基礎和共性的能力，形成云到端的協同體系, 5G消息系統生態(tài)愿景如圖1所示。

圖1 5G消息系統生態(tài)愿景

2 5G消息系統共建共享方案

基于上述5G消息系統的生態(tài)愿景，5G消息系統將作為5G新基建的關鍵舉措，繼續(xù)推動各大運營商共建共享合作。中國移動在引領5G消息系統建設的同時，按照共建范圍的大小，提出了4種共建共享方案。

（1）方案一：共建5G消息生態(tài)客戶接入平臺。運營商共建5G消息生態(tài)服務平臺，運營商各自的MaaP（messaging as a platform，消息即平臺）提供統一的接口與5G消息生態(tài)服務平臺連接，由其整合后提供給客戶使用。該平臺與客戶之間的接口完成客戶Chatbot的統一接入。這個方案中，5G生態(tài)服務平臺可根據中國電信和中國聯通的需求，兼做其MaaP，5G消息系統共建共享架構示意圖如圖2所示。

（2）方案二：共建MaaP。3家運營商共建MaaP統一管理客戶數據，為客戶提供統一的消息服務，客戶在共建共享的MaaP完成簽約后由MaaP分發(fā)到各運營商。3家運營商通過統一的接口與MaaP連接，如圖2所示。

圖2 5G消息系統共建共享架構示意圖（方案一和方案二）

（3）方案三：共建MaaP和5G消息中心（含短信中心模塊）。

（4）方案四：共建MaaP和5G消息中心（不含中國電信和中國聯通短信中心）。方案三和方案四是在前兩個方案的基礎上擴大了網元的共建共享范圍，將業(yè)務服務從toB領域拓展到了toC領域。目前中國移動建設的5G消息系統是基礎短信業(yè)務的全面升級，它不但承載了后續(xù)5G終端的消息業(yè)務，還要在較長一段時間內承載傳統的短信業(yè)務，其內部設置了短信處理模塊承擔現網短信中心的功能，負責傳統短信的收發(fā)。全面共建5G消息系統，包括5G消息中心和MaaP，就需要考慮5G消息中心內是否包含中國電信、中國聯通兩家運營商現網的短信中心。針對不同的方式提出了方案三和方案四，5G消息系統共建共享架構示意圖（方案三和方案四）如圖3所示。

圖3 5G消息系統共建共享架構示意圖（方案三和方案四）

3 5G消息系統共建共享方案分析及建議

5G消息系統采用了GSMA RCSUP2.4標準，5G消息用戶在網絡上的附著、注冊都遵循了不同于現有VoLTE用戶的模式，這導致了5G消息系統將作為一個較為獨立的系統存在。但初期5G消息需要與傳統短信互通，導致了5G消息系統與周邊網絡的連接復雜，接口眾多。5G消息系統與周邊網絡連接示意圖如圖4所示。

圖4 5G消息系統與周邊網絡連接示意圖

5G消息系統共建共享方案的選擇應從能夠實際落地的角度出發(fā)，既能滿足3家共建共享、合作運營的業(yè)務發(fā)展訴求，又能最大化降低網絡建設的難度及投資成本。

經過供給側結構性改革小組多次會議討論，從網絡架構、安全風險、實施難度、工期要求等多方面考慮，3家運營商將共建共享的范圍聚焦在方案二和方案四。本文也將針對方案二和方案四進行詳細分析。

3.1 共建MaaP方案分析

方案二共建MaaP方案中，運營商各自建設5G消息中心，并通過統一5G消息中心與共建MaaP之間的RESTful接口連接，Chatbot開通、信息錄入/更新等流程在中國移動網絡內完成。

該方案的優(yōu)勢在于對各大運營商現有網絡及設備改動較少，網絡能夠保持相對獨立。Chatbot可通過一點對接三大運營商，實現三網用戶全覆蓋，保證三網用戶MaaP消息業(yè)務體驗一致。該方案的劣勢在于對于中國電信和中國聯通來說，需要自行建設5G消息中心。各運營商用戶之間的消息仍需要通過互聯互通方式解決。

對中國移動網絡以及它網運營商網絡要求的數據配置及功能升級主要有以下3點。

·MaaP（管理模塊）需要對接中國電信、中國聯通BOSS，用于Chatbot的業(yè)務開通。

·Chatbot發(fā)現、查詢、上傳文件流程需要MaaP平臺通過Zn接口對接中國電信、中國聯通BSF進行GBA鑒權。同時，中國電信、中國聯通的BSF需按照中國移動現有SOAP接口進行改造。

·他網運營商網絡中的公網域名解析服務器需要針對部分業(yè)務流程指向中國移動網絡中的設備。

根據5G消息業(yè)務流程，5G消息用戶及MaaP上傳文件至文件服務器，不支持5G消息終端通過短鏈接向HTTP文件服務器提取接收的多媒體信息等業(yè)務流程，均需要通過公網域名解析服務（公網DNS）獲取相關網元的地址。對于方案二，各自運營商均需負責本網5G消息用戶的接入，則要求各運營的公網DNS將上述流程的解析數據配置為中國移動建設的MaaP，包括HTTP文件服務器等設備的IP地址。5G消息用戶進行網絡服務入口發(fā)現仍通過各自運營商網絡完成。他網運營商網絡要求的數據配置如圖5所示。

圖5 他網運營商網絡要求的數據配置

3.2 共建MaaP平臺和5G消息中心方案分析

方案四：共建MaaP和5G消息中心，但5G消息中心不包含中國電信和中國聯通短信中心功能。方案四為運營商深度合作方案，toC業(yè)務由中國移動5G消息中心統一承載，僅在中國電信和中國聯通用戶為短信用戶時，通過短信互聯互通方式 承載。toB業(yè)務，Chatbot通過統一的接口連接至中國移動MaaP，通過MaaP和5G消息中心為所有運營商5G消息用戶提供服務。

方案四MaaP北向接口的要求與方案二一致，仍需通過統一的RESTful接口對接Chatbot。此外，還需中國移動5G消息中心對接中國電信、中國聯通周邊10余種網元之間的SIP、Diameter、HTTP等眾多接口。同時復用現網中國電信、中國聯通短信中心，通過對接現網運營商之間的互通網關和中國電信、中國聯通側短信中心實現用戶回落后的短信互通。

該方案的優(yōu)勢在于中國電信中國聯通復用現網短信中心，同時復用中國移動現有5G消息系統，減少投資。復用現網各個運營商之間的互通網關，減少了短信回落接口對接。該方案的劣勢在于中國電信、中國聯通短信中心獨立，缺少5G消息中心與短信中心之間關于用戶狀態(tài)的聯動，用戶業(yè)務流程存在部分不一致。

業(yè)務流程不一致導致用戶體驗差異主要存在于以下場景。

·中國移動用戶支持短信域選功能（短信起呼、消息終呼），中國電信、中國聯通用戶不支持，短信起呼仍通過互聯互通短信方式下發(fā)。

·移動用戶短信不可達情況仍然具備消息優(yōu)選重試功能，中國電信、中國聯通用戶僅支持短信重試。

·跨運營商消息回落短信路徑復雜：被叫大區(qū)消息模塊－被叫大區(qū)虛擬化移動短信模塊－移動短信互通網關－被叫歸屬運營商短信互通網關－被叫歸屬短信中心－被叫用戶。

·結算機制復雜：目前中國移動5G消息的計費策略為用戶免費使用?；芈涞街袊娦?、中國聯通短信用戶，現網互通網關涉及互通結算，需要運營商之間協商回落互通結算如何處理。

方案四需要打通其他運營商與中國移動網絡的眾多接口，中國移動網絡以及自身網絡的數據配置、功能升級復雜，除方案二的3條數據配置及功能升級要求外，還增加了以下要求。

·5G消息用戶網絡服務地址發(fā)現流程需中國移動網內DM（device manage）配置中國電信、中國聯通用戶的號段信息。

·對中國移動承載5G消息系統的網絡云資源池帶來建設壓力。

·5G消息終端注冊流程，SIP接入模塊需要從用戶歸屬運營商的HSS獲取AKA（authentication and key agreement）鑒權向量，涉及各個運營商DRA網絡的互通，并做好Zh接口（BSF與HSS間接口）的數據配置。

·提供DM地址給中國電信、中國聯通全網PGW/UPF，要求其針對進行DM增強。

·業(yè)務流程橫跨3個運營商的網絡，不同運營商之間的網絡界限發(fā)生變化，為避免垃圾消息、信令攻擊等安全風險，需要對各相關網絡進行安全隔離設計和改造。

·中國電信、中國聯通BOSS需要增加訂購關系變更流程，BOSS與中國移動5G消息系統需打通業(yè)務開通接口，并同步業(yè)務數據，包括IMSI、MSISND對應關系的同步等。

3.3 方案對比分析及建議

方案二和方案四，隨著運營商之間的合作緊密度逐步加深，合作范圍逐步擴大，用戶體驗一致性逐步增強，差異化服務能力逐步消失，網絡實施難度逐步加大，5G消息系統共建共享方案對比分析見表1。

表1 5G消息系統共建共享方案對比分析

通過上述對兩個方案的詳細闡述以及多個方面的對比，3家運營商共建MaaP平臺的方案既能快速推動共建5G消息系統的上線，滿足3家運營商5G業(yè)務發(fā)展訴求，又能保證對現有網絡最少量的改造，做好網絡相對的安全隔離。目前中國移動正在推動此方案作為5G消息系統共建共享的目標方案，并以此為要求指導后續(xù)的建設工作。

4 結束語

2020年開啟了5G消息系統商用元年，伴隨各項白皮書的發(fā)布，5G消息系統成為移動通信領域關注的熱點。但在5G消息系統實際建設的過程中，在網絡架構、業(yè)務流程到互聯互通、共建共享等方面，仍存在進一步研究、探討、優(yōu)化的空間。借助5G消息系統共建共享方案的分析，有利于運營商選取適合業(yè)務開展和自身業(yè)務運營的建設策略，從而搶占業(yè)務發(fā)展先機，快速形成5G消息產業(yè)化業(yè)務提供能力，走出有中國特色的運營商業(yè)務創(chuàng)新之路。