移動泛在網絡環境（２）

[編者按] 以向個人提供始終最佳業務體驗(ABE)為動力的移動通信與泛在網絡的協同與融合，構成移動泛在業務環境(MUSE)，代表了下一代移動無線互聯網絡的重要發展方向。MUSE的研究將涉及計算模式體系、業務平臺體系、運營體系和終端構成體系的融合，這些都將涉及對新型網絡架構、控制方式、管理方式以及度量方法的探索與革新。網絡資源的變遷，促使網絡計算模式發生變化。為了使讀者對移動泛在網絡環境有所了解，本講座將分3期對MUSE模型進行介紹：第1期介紹MUSE的產生背景，以及未來MUSE發展的愿景模型；本期介紹MUSE模型中業務實現的關鍵技術及設計原則；第3期介紹MUSE模型中的網絡構架、網絡的關鍵技術及設計原則。

基金項目：國家自然基金項目(60632030)

4 業務平臺的發展現狀及趨勢

業務平臺是支撐業務提供的技術環境，它通過一些功能接口提供一個供上層業務應用開發、部署、接入、管理、計費的環境，將下層資源形成的業務能力供上層應用使用，同時也負責向信息系統管理運營者提供協調管理控制各方資源的支持。對于網絡設備提供商來說，它是網絡設備能力提供的標準平臺；對于服務/內容提供商來說，它是開發、發布、提供業務及計費結算的平臺；對于用戶來說，它是一個豐富的個性化業務體驗平臺。在信息網絡的運營系統中，業務平臺將發揮關鍵作用。

在信息網絡演進路線中，構想一個未來信息世界的愿景——MUSE。其中，智能適配的應用、無所不在以及異構融合的網絡、普適的用戶周邊環境、便捷的業務的開發和部署、充滿價值增長潛力的產業鏈和商業模式，是MUSE的顯著特征。MUSE愿景為業務平臺的演進提出功能和性能上的新需求，即業務平臺要能夠提供一些新特征來支持未來的網絡結構、應用類型以及運營模式等的變化。

4.1 標準規范

目前，業務平臺已成為各大廠商的關注焦點，在對業務平臺的研究過程中，各業務平臺所遵循的標準規范也隨之成為焦點。業界現有的各種標準規范是對現有平臺的總結，同時也可對開發未來平臺提供參考和一定的準則。

現有影響較大的標準規范有電信信息網絡體系結構(TINA)、開放移動聯盟(OMA)開放式業務架構(OSA)、移動終端應用執行環境(MExE)、移動網絡增強定制應用邏輯(CAMEL)等。其中，TINA首次于1990年被討論，經歷了由單純的制訂規范到產品業務實現并在其過程中優化和完善體系結構規范的過程。2002年，移動通信業界終于認識到業務標準化的重要性，從而成立了OMA。到現在，OMA幾乎囊括了業界價值鏈中的所有參與者，包括移動通信設備制造商、運營商、IT廠商、業務提供商、內容提供商等。OSA和MExE均由3GPP組織于1999年提出，OSA是3GPP為業務的開發所提供的機制，在2001年3月成功完成的3GPP R4版本中做出了MExE的規定。1997年，歐洲電信標準組織(ETSI)提出CAMEL，用來解決全球移動通信系統(GSM)與智能網互聯的問題，現階段在GSM中的智能業務都首選用CAMEL實現。

4.2 解決方案

針對綜合業務平臺這個熱點問題，國內外許多通信和計算機廠商紛紛推出自己的解決方案。目前較為成熟的研發產品主要由HP、Microsoft、Motorola、Siemens和IBM等幾個著名廠商推出。

HP公司推出的HP移動服務交付平臺(HP-MSDP)用以滿足2.5G/3G移動用戶豐富多樣的數據業務需求。業務可用短消息、計算機交互或語音啟動，通過各種網站查詢用戶所需的多種信息。

微軟定義的服務交付平臺(SDP)是內容和服務提供商、網絡運營商提供業務交付的統一平臺，具有快速業務生成、業務組合打包等能夠充分利用電信運營商已有資源的能力。

西門子開放式移動互聯網平臺(OMIP)是一個電信級的移動互聯業務平臺。它是一個運營商管理業務伙伴的統一管理平臺，也是一個第三方應用提供商進行移動業務接入的統一集成平臺，將統一進行應用的接入控制、網絡的資源管理以及后臺集成等功能，并且會對應用需要的用戶數據進行隱私控制。

針對運營商的新需求，IBM推出了服務提供商交付環境(SPDE)方案，這是一種基于開放標準的解決框架，利用它，可以不受無線、有線或基于互聯網的通信網絡限制，獨立創造和管理新的業務，并且能向可以傳遞數據的各種計算設備傳遞業務。

4.3 業務平臺的發展趨勢

在新的環境下，隨著運營商逐步實施戰略轉型，業務創新逐漸成為電信研發的核心。目前對于不斷涌現的新的應用業務，如短消息系統、會議電視、視頻點播、電話會議等，大多運營商采用建立獨立業務平臺和應用服務器的部署模式，即不同類的業務采用不同的業務平臺實現，針對特定的網絡用戶提供相應的業務。這種封閉的“業務對應平臺”的模式存在諸多弊端：系統建設周期長、業務提供慢、部分投資重復、用戶業務資源無法共享，難以實現各網絡和業務的融合，難以滿足綜合化業務的需求，同時給運營商帶來管理困難和維護復雜且成本高昂等問題。

與此同時，OSA作為3G網絡的基本理念早已深入人心，業界已普遍認同開放的架構是未來業務提供的基本特征。移動網絡從2G向3G的演變是必然的，不管是從順應未來技術發展還是滿足當前市場需求方面來考慮，都迫切需要一種管理簡單、運維成本低、業務開發簡單迅速的新型業務平臺。一方面，它可以提供快速便捷的業務發布系統、統一的用戶管理、統一的業務管理、個性化的業務定制與呈現、嚴格的訪問控制、切實有效的合作伙伴管理，以適應開放模式對業務運營支撐系統的要求；另一方面，它可以匯聚電信及IT領域的網絡能力，以開放接口及業務中間件的形式提供給第三方的業務開發商，使得業務開發可以真正脫離網絡而存在，為業務的多樣化、個性化提供技術保證。

在網絡的業務層領域，Parlay和OMA兩個權威標準化組織紛紛推出了最新的研究成果：Parlay在基于公共對象請求代理體系結構(CORBA)的Parlay應用編程接口(Parlay API)基礎上推出了基于Web業務的ParlayX API，希望可以進一步降低業務開發的難度，促進更多的IT應用廠商加盟電信業務的開發。OMA在全面繼承無線應用協議論壇(WAP Forum)工作的同時，提出了“公共能力”的概念，希望將垂直架構的業務系統變革為水平系統，以便不同的業務系統可以共享鑒權、計費、管理等業務支撐功能。總之，基于開放的、具有良好擴展性的統一業務平臺來進行業務建設與運營，已成為業務平臺發展的主流，也成為包括運營商、設備廠商在內的業界共識。

5 業務平臺需求分析

5.1 未來無線通信世界的基本特征

(1)應用和業務以人為中心

未來的無線通信世界將更多地關注目標用戶的需求，以人為中心，以目標用戶的行為為出發點，深入了解目標用戶的消費習慣、消費能力、消費需求，努力掌控目標用戶資源，對不同的用戶群提供個性化的業務定制服務和業務功能，改變以往向全體用戶提供完全一樣的功能和服務的局面。

智能普適是未來無線通信世界應用和業務的第二個特征。用戶不需要主動獲取業務，通過上下文感知、前攝周邊環境，未來的業務能智能主動地向用戶提供所需的業務。“所到即所得，所想即所得”的業務將環繞用戶，普適地提供周到的服務。

(2)網絡基礎環境異構融合

未來的無線通信世界將是一個能夠提供豐富的個性化業務的異構性網絡，而且無所不在，能提供無縫的業務，使用戶無須考慮提供業務的位置、如何調度業務以及優先級等后臺操作。不同于網絡的異構性，未來的業務環境將趨于統一化。在這種情況下，用戶可能會頻繁地在不同的網絡中遷移，同時處于若干個不同網絡的覆蓋下。

未來的網絡環境需要屏蔽這種網絡異構性和底層的細節，為用戶自始至終提供無縫的、一致的服務，目標就是要做到依據環境的變化情況，為用戶提供最佳的業務體驗。

(3)終端功能組件化

目前終端的各項功能比較集中，且終端的接入、處理、顯示等能力也非常有限。當某項業務要求更高的終端顯示能力和不同的接入能力時，這種終端必然為該項業務的開展帶來局限性。因此終端技術的相對滯后，已經成為業務發展的“瓶頸”。需要打破這種能力單一、結構體系封閉、可擴展性不強、不適合多媒體數據業務的終端模式。未來的終端不一定是單一的實體形式，可能是多個終端構成一個更高層次意義的終端，這就意味著未來的終端需要是功能組件化的。功能組件化指把終端按照業務支撐能力分為網絡接入、終端輸入、顯示輸出、數據處理等功能組件，各個功能組件按照標準接口和分層協議的規定，依據動態、智能化的調度控制策略，通過組合或者分離構成整體終端。

(4)產業鏈環節多元化

在用戶需求的驅動下，運營商、設備制造商、服務/內容提供商能夠通過開放的組件化的體系結構快速地開發新業務，打造新型的產業生態鏈，將滋生更多的產業鏈環節。在未來的無線通信世界里，如果單靠運營商自己進行業務創新，前景非常有限，但是如果能夠形成新的產業鏈，就會有更多人能夠進行新業務的開發，而且開發出來的業務可能更符合實際用戶需求。

在未來，基于一種開放的體系結構，運營商可以將自己不具備的或較弱的業務功能“外包”出去，把大量的功能化業務交付給更加專業的服務/內容提供商實現。通過與服務/內容提供商聯盟，運營商所獲取的優勢不但能彌補自身資源的不足，同時還能降低業務實現的成本，方便功能化業務的集成。因此，充分發揮產業鏈合作伙伴的作用，讓服務/內容提供商、設備制造商的解決方案提供更加豐富的新型業務，能盤活現有的產業價值鏈或打造新型的產業價值鏈，使多方互利共贏。

與此同時，未來的無線通信世界，隨著新業務運營模式和商業模式的不斷調整，一些新生的產業鏈環節將不斷涌現，如出現業務代理商發展業務，即由代理商去發展、管理客戶，運營商只提供業務平臺。

(5)可信和安全

未來的無線通信世界，無論是用戶和運營商之間，還是產業鏈環節各角色之間，信任機制將更加完善，安全的認證、鑒權，使得目標用戶能一點接入，無限暢游，完全不用擔心隱私的外泄。可靠的預支付等新型運營模式將為用戶安全地提供業務服務。產業鏈上的成員間互信，將降低商業風險，為各方贏得穩定互利互惠的良性發展生態圈。

5.2 業務平臺特征需求

根據對未來無線通信世界5點基本特征的理解，關于未來的綜合業務平臺的特征需求可以歸納如下：

(1)以用戶為中心

用戶是業務的最終使用者，在產業鏈中扮演著重要的角色，因此未來的通信社會將是一個以用戶為中心的社會。

以用戶為中心的理念在于將用戶作為系統開發過程中的中心部分，將用戶的需求融入到系統的設計中去，從設計的初級階段就重點考慮，并且貫穿整個系統設計的始終。

以用戶為中心的理念還在于支持個性化業務的生成和提供，根據用戶的消費行為習慣、個人偏好、上下文感知等智能手段配置用戶所需要的業務，提供更自然的交互方式，從而使用戶的注意力更集中到任務本身，增強用戶的業務體驗。

(2)自組織

從實現方面來看，很難想象用戶或專門的運營商能夠事無巨細地管理和控制如此大量的設備。在使用過程中，也不應當讓用戶感受到復雜的技術細節。未來的業務平臺應當具有更多的自主性，能夠最大程度地自管理、自配置、自修復，并根據環境變化自發調整自己的行為。并且，這種自主不意味著讓網絡完全獨立于人的干預而運行，而是指網絡能夠按照人的利益和偏好去完成自發的控制過程，從而最終實現業務的開發、部署和和實施。

(3)適變

作為一個通用的業務平臺，將面臨更多的變化。這種變化既包括社會環境的變化，又包括技術環境的變化。業務平臺的不同部分將可能對應著不同的產業鏈關系，新的元素可能引入到整個環境中，導致技術之間關系的變化。為了延長整個業務平臺的生命周期，業務平臺內部結構需要有相應的適應環境變化的能力。

(4)上下文感知

為了最小限度打擾用戶，平臺需要具有上下文感知的能力，必須能夠感知用戶的狀態和周圍的環境，從而根據這些信息調整對業務邏輯判斷、業務調用等行為。用戶的上下文信息是非常豐富的，包括物理位置、生理狀況、心理狀態、個人歷史信息、日常行為習慣等。如何獲取需要的信息是上下文感知計算實現時的關鍵技術點。不同的內容來自于各種分布式的數據源，因此業務平臺需要對這些信息進行收集管理，并運用一些相關的推理決策機制對這些原始數據進行評估和分析。

(5)安全可信

業務平臺所處的網絡是以多種無線網接入互聯網實現的異構集成網絡。開放的無線網絡使得惡意攻擊者能夠隨時隨地以任意方式對網絡發起攻擊。此外，這種以用戶需求為中心主動向用戶提供服務的方式，決定了平臺中必定存儲著大量的、只有普適計算所需要的、包含個人隱私以及保密性很強的一些信息，這樣的一些信息一旦被人惡意地加以利用或是散布都將給國家的安全和社會的穩定帶來強烈的沖擊和影響。因而，要求業務平臺提供基于認證和信任的安全機制、個人隱私的保護機制等安全可信保證。

6 MUSE業務平臺體系結構

6.1 結構模型

MUSE綜合了未來互聯網絡和無線移動網絡的發展趨勢，以向用戶提供始終最佳體驗(ABE)為目標，基于業務提供的視角，將網絡和終端統一歸納為無處不在的、具備移動性支持能力和個性化支持能力的業務環境；強調這種業務環境在網絡和終端方面的異構性和可重構性；強調網絡業務環境與終端業務環境的協同工作，特別是個人無線環境和廣域無線環境不同的運營模式和協同工作對業務拓展所帶來的豐富可能性；強調MUSE環境下業務生成方式的多樣性、面向應用的統一接口以及對底層網絡終端結構變化的屏蔽能力；在MUSE的概念模型中，將網絡和終端抽象為能力和機制的組合，并要求這些能力具備可表示、可量化、可感知、可適配的特征，以利于實現高效、智能的可控可管和協同工作。

MUSE業務平臺位于底層通信網絡和上層移動環境之間，對下提取并抽象底層網絡的能力，封裝成標準的業務引擎；對上向服務/內容提供商提供便利的業務開發環境，簡化業務的開發難度，縮短業務的開發周期，降低業務的開發風險，對最終用戶進行統一的用戶管理和鑒權計費，以及各種智能化應用，增強用戶體驗，對維護人員提供對用戶和業務的統一管理，方便其進行安全維護。

MUSE業務平臺既是一個業務接入與提供系統，它依靠異構網絡提供的基本業務能力來完成各項業務的運行、維護以及管理，旨在為管理者提供靈活、統一、便捷的運營管理模式；又是一個業務生命周期管理系統，完成對業務的生成、部署、執行的監控和管理，方便平臺內新業務的生成、部署與執行。

基于以上的分析，得到1個MUSE業務平臺體系架構如圖1所示。其中，業務平臺包括兩個平面：業務接入和提供平面、業務生命周期管理平面。業務接入和提供平面包括組合業務、業務適配、業務引擎以及業務管理支撐4個模塊；而生命周期管理平面則包括業務開發、業務部署、業務執行3個模塊。面向平臺用戶群體的業務平臺門戶將對最終用戶提供新業務，為維護人員和第三方服務/內容提供商維護和業務生成提供標準的平臺接口。底層通信網絡則負責提供基礎通信設施，包括各種異構的網絡及其接入網關，采用多種成熟的技術或協議，提供各種可供封裝的業務能力。

6.2 平面以及平面間的關系

6.2.1 業務接入和提供平面

業務平臺部署在網絡通信基礎設施之上，自底而上設置了業務引擎、業務適配和組合業務3層，還設置了業務管理支撐部分負責運營支撐綜合業務，如圖2所示。

(1)業務引擎層

業務引擎層位于業務模型的最底層，負責提取網絡通信基礎設施中網絡和終端的能力，并抽象成為網絡和平臺相關的基本業務能力，再對這些基本業務能力進行封裝成為獨立的業務引擎向上層提供標準且開放的接口，促進二次開發和集成。

典型的業務引擎包括電信域的基礎數據業務能力(如短消息業務(SMS)、多媒體信息業務(MMS)、定位業務、即時下載業務、消息傳遞、呼叫控制、CAMEL等)、基礎語音業務能力(如語音業務和語音增值業務)以及IT域的地理信息系統(GIS)、支付網關等提供的業務功能。

(2)業務適配層

所謂的業務適配就是指業務平臺可以根據用戶對網絡、終端的選擇，用戶所處環境的狀況以及變化趨勢，用戶的個性化設置以及從用戶歷史記錄中獲取的用戶偏好信息，對業務的內容、提供方式以及展現形式進行智能的、前攝的、動態自適應的改變，以匹配用戶在特定時間、特定地點、特定場合、特定身份下的個性化需求。

為了實現業務適配，本層提供了多種智能的控制和決策的能力模塊，如數據融合、上下文感知、服務質量(QoS)協商等。通過這些能力模塊，業務平臺可以對用戶的環境信息進行動態的收集、有選擇的提煉，智能的分析，前攝的判斷決策和實時的反饋。根據這一系列機制，對業務引擎提供的基本業務能力進行二次開發和集成，使快速生成滿足特定需求的組合服務。

(3)組合業務層

組合業務是業務引擎封裝的基本業務能力在業務適配機制下進行集成的產出。與基本業務能力不同，組合業務已經具備自身完備的業務邏輯，可以作為一個獨立的、完整的應用提供給最終用戶。對于應用開發者，組合業務可看作是更為復雜應用的構建模塊。

組合業務可以看作目前可規范的一系列應用，如文件傳輸、基于位置的服務等。

(4)業務管理支撐部分

業務管理支撐部分負責為整個綜合業務平臺的正常運轉提供管理和運維能力，為底層通信網絡資源的訪問提供統一的管理策略。面向最終用戶業務運營、服務/內容提供商網絡能力運營，業務管理支撐部分提供公共支撐功能，為維護人員提供管理入口，此外還為第三方運營支持系統/商業支持系統(OSS/BSS)集成到綜合業務平臺提供開放接口和功能劃分，以實現不同系統的整合，避免了重復建設。

(5)運營后臺系統

運營后臺系統是業務平臺外圍系統，由第三方提供商提供運營支持，如新型OSS/BSS系統——NBOSS。這類系統除提供原有的BSS計費結算、營業賬務、客戶服務，OSS的電信網絡的管理維護支撐功能外，還具備強大的協助管理能力，能兼容標準，為互連互通提供可能。

6.2.2 業務生命周期管理平面

業務生命周期管理平面由3部分組成，如圖3所示。從頂層到底層，分別是業務生成環境(SCE)、業務部署環境(SDE)和業務執行環境(SEE)。

(1)業務生成環境

業務生成環境用于業務的定義、開發和測試。由業務目錄、集成開發環境和一系列的開發工具集組成。

從邏輯上劃分，業務生成環境由3個子域構成：業務開發域和業務生命周期域。前者包含業務建模、體系架構設計以及業務開發、測試；后者則包含業務定義、項目管理和變更管理。

(2)業務部署環境

業務部署環境基于部署工具和部署機制，負責建立業務原型、部署業務，即將SCE生成的業務軟件(業務邏輯等)分發、安裝到網元，確保用戶終端能夠從最近的網元上接入到所需業務，并且負責提供資源管理，用于幫助系統管理者管理分布式網絡上已部署的各種業務。

(3)業務執行環境

業務執行環境負責業務的執行，由業務組裝部分、控制業務以及外部系統集成3部分構成。業務組裝部分基于一定的規則處理流程，組裝整合業務引擎提供的基礎業務，執行業務邏輯；控制業務負責支持接入控制、一致性管理、用戶檔案和個性化管理、創建帳單數據記錄的測量引擎、事件通知引擎。

6.2.3 平面間的關系

業務平臺兩平面的關系如圖4所示。業務引擎抽象了底層的網絡和終端的能力作為業務執行環境的輸入之一。

業務引擎與業務生成環境、業務部署環境的輸出共同置入業務執行環境中，在業務管理支撐部分的運營支撐下，完成為最終用戶提供新型組合業務的目的。業務執行環境里的OSS/BSS集成模塊與業務管理支撐部分之間有標準的開放接口，負責集成業務管理支撐部分中第三方提供的OSS/BSS系統。

MUSE業務平臺強調在用戶的環境和狀態發生改變的情況下，業務提供方式的智能性、業務生成方式的多樣性以及業務對底層網絡、終端變化的自適應性，并基于異構網絡提供的基本業務能力來完成各項業務的運行、維護以及管理。

(待續)

收稿日期：2006-11-20

張平，北京郵電大學教授，博士生導師。北京郵電大學無線新技術研究所(WTI)所長、《北京郵電大學學報》編委會副主任、北京郵電大學學術委員會委員，中國C3G總體組專家成員，國家“863”未來移動通信FuTURE計劃項目總體組成員，國際無線研究論壇(WWRF)副主席及其愿景委員會成員，中國信息產業部第三代移動通信技術實驗專家組成員。

紀陽，博士，北京郵電大學副教授，北京郵電大學無線新技術研究所副所長，FUTURE論壇業務與應用研究組組長。目前主要研究方向是Beyond IMT2000系統、網絡與業務應用。

李亦農，博士，北京郵電大學無線新技術研究所業務與終端研究室主任。目前主要研究方向包括3G/B3G業務模型、智能業務、上下文感知業務、移動/固定/廣播/互聯網融合環境下的業務與終端、GIS/GPS/RS終端等。