基于SOA的下一代電信業務運營支撐系統

杜宇健，張新偉

（1.山西大學，山西 太原 030006；2.太原國家高新技術產業開發區，山西 太原 030006）

基于SOA的下一代電信業務運營支撐系統

杜宇健1，張新偉2

（1.山西大學，山西 太原 030006；2.太原國家高新技術產業開發區，山西 太原 030006）

SOA（面向服務的體系結構）是未來電信業務支撐系統技術架構的演進方向。本文首先回顧了電信業務運營支撐系統發展歷程，然后結合當前電信3G發展背景分析了業務支撐系統遇到的問題和挑戰，提出通過引入SOA理念，以標準化、松耦合方式提高了系統應用層面的功能重用性，提高流程編排靈活性，縮短為滿足新功能的軟件開發周期，構建業務敏捷的業務支撐系統，以應對不斷變化的3G市場環境和用戶需求，最后對SOA在電信業務支撐系統的發展進行了展望。

SOA；業務運營支撐系統；松耦合；業務流程

Abstract:SOA is the trend for the evolution of the telecommunication business support system(BSS)in the future.This article starts with an overview of the operational history of the telecommunication BSS,then analyzes the problems and risks in BSS through combining with the current 3G development background.Afterward,this paper puts forward the idea of importing SOA in the construction of BSS,so as to realize the effect of enhanced functional importance at the system application level through the modes of standardization and loose-coupling;to improve flexibility of process orchestration;and shorten software development period for satisfying new functions.The article ends with the outlook for SOA’s involvement in telecommunication BSS.

Key words:service-oriented architecture,business support system,loose-coupling,business process

1 概述

1.1 電信業務運營支撐系統發展歷程

電信運營支撐系統是指借助IT手段實現對電信網絡和電信業務的管理，以達到支撐運營和改善運營的目標。一般而言，運營支撐系統包括兩部分的內容：一部分是業務支撐系統（BSS，Business Support System）；另一部分是狹義的運營支撐系統（OSS，Operation Support System），主要指電信網絡的管理維護支撐系統。本文將主要關注業務支撐系統。業務運營支撐系統在提高企業競爭力、占有市場及客戶方面發揮著重要的作用，是電信運營管理不可缺少的組成部分。

在20世紀80年代，我國通信基礎設施處于相對落后的局面，因此通信工作發展重心集中在先進交換設備引進和研發上，還沒有真正意義上的業務支撐系統。在80年代中后期程控數字交換機上線后，開始進行簡單的配套計費模塊的建設。從80年代后期到90年代中后期的近10年間，是我國電信運營支撐系統的起步階段。這一時期，通信技術和業務規模都發展迅猛。隨著用戶規模的擴大以及移動通信網的建設，計費系統在這一時期也開始發展起來。從20世紀90年代末到2002年，我國電信業務支撐系統進入了快速發展的軌道，初步形成了運營支撐系統整體框架的雛形，業務支撐系統也從以往零散、半自動化的信息手段向自動化的手段邁進。從2002年至今，我國運營支撐系統軟件的產業鏈已經初步形成，亞信、華為等相關的集成商已經具備了較強的開發能力。隨著電信業務發展的要求，各運營商在業務運營支撐系統的規劃上不再僅僅局限在功能層面，逐步開始重視對技術架構的規劃［1］。

1.2 當前面臨的問題和挑戰

3G牌照的發放塵埃落定之后，中國電信、中國聯通和中國移動都成為了全業務運營商。固網運營商中國電信沒有移動業務的運營經驗，而中國移動沒有固網業務的運營經驗，也沒有建設相關運營支撐系統的經驗。業務支撐系統在打造各自核心競爭力的過程中起的作用日益突出。因此對于三家運營商而言，如何快速構建一個有效支撐3G發展的運營支撐系統是面臨的最大難題。

3G時代背景下，隨著信息化戰略以及信息化建設的逐步實施，各大運營商都將按照企業信息化戰略規劃的思路開始規劃自己的業務支撐系統，整合已有的IT支撐系統，加強集中建設力度，實現數據共享和管理集中。

（1）長尾業務帶來的問題和挑戰。

業務支撐系統面臨的3G業務不僅包括語音、緊急呼叫、短消息等基礎電信業務，而且包括位置、流媒體、視頻通話等新業務。

相比傳統電信業務，新業務的特征是種類多、創新研發成本高、生產復制和銷售成本極低，因此3G時代信息業務的經濟形態和經濟理論將大大不同于傳統的通道類業務，產品種類將極度多樣化，滿足消費者千差萬別的個性化需求，成為一個規模巨大的尾部市場。

傳統的業務支撐系統主要面向的是用戶規模龐大的傳統電信業務，對于長尾業務的支撐如果仍然采用分省模式運營管理，存在運營成本和業務同質化的問題。

雖然長尾業務規模小，但是可以利用運營商整體的用戶規模優勢，將省級運營模式升級為全網運營模式，實現對長尾業務的經濟性支撐，有利于運營商業務的統一品牌建設。但是要實現全網范圍內業務的快速、低成本的推廣、支撐，必須要實現業務運營支撐系統全網的有效聯動，以“標準化”方式共享各個省的業務資源和用戶資源。

（2）系統技術架構面臨的敏捷性挑戰。

3G時代，電信運營商也正在從傳統的“面向網絡”的運營模式向“面向客戶”的運營模式轉變。電信業務支撐系統也必須適應新的“面向客戶”的經營模式的需要，在營銷計劃、產品開發、客戶服務、質量保障、計費模式等方面，對市場競爭、客戶消費理念的變化能夠及時做出相應的調整。目前全球的主要電信運營商為了適應電信業市場競爭的需要，也都投入了巨額資金來不斷地改造和完善他們的業務支撐系統——因為電信業務支撐系統的應變能力、響應速度直接影響到電信運營商的經營管理水平和服務水平。

目前電信運營商的業務支撐系統的建設存在兩種模式：定制開發或采用套裝軟件。定制開發是由系統集成商根據運營商對業務支撐系統的功能和能力等規范要求進行定制的開發；另一種模式是采用國外成熟的套裝軟件。國外的成熟套裝軟件質量相對比較穩定而且繼承了很多國外的成熟經驗，但是與國內客戶的實際需求相距比較遠。因為國外運營商所處的市場環境相對比較成熟，業務種類也比較豐富，同時自身的管理水平也比較高和相對固定，所以相對應的業務支撐系統的功能和要求與國內的情況還是有很大的差異。因此國內電信運營商普遍采用的是定制開發模式。

定制開發能夠比較好地根據運營商的特點量身定做，但是定制開發的系統結構一般耦合程度高。業務支撐系統最大的商業價值應該就是能夠迅速支持業務變化，這樣才能夠樹立運營商的競爭優勢。但是在業務需求變化之后，在緊耦合架構下，由于功能重用困難造成的重復開發問題使得系統響應周期較長，而且大量的系統功能調整也給系統的技術架構穩定性帶來隱患。

總之，在3G時代電信業務運營支撐系統面臨著發展長尾業務和快速響應市場需求等挑戰。但是由于歷史原因，電信運營商在系統的技術實現架構層面缺乏技術規范要求，各個集成商在開發過程中，采用的技術架構不一。為應對上述挑戰，需要在技術架構上引入SOA理念，推進結構標準化，以標準化服務實現IT資源在全國范圍的有效共享，實現在系統內部新建功能時的有效重用，實現業務流程的快速調整。

2 SOA在電信業務運營支撐系統的引入和未來演進

2.1 SOA定義和參考技術架構

（1）SOA 定義。

面向服務的架構（SOA）的基本概念已經得到了廣泛的宣傳，逐漸被眾多廠商和用戶所接受。SOA并非是一個全新事物，實際上它繼承了軟件架構通過模塊化提高靈活性的思想理念。20世紀80年代以Fortran和C為代表的面向結構的架構強調函數的重用，90年代以Visual C++為代表的面向對象的架構強調類的重用，進入20世紀后以EJB和Corba為代表的面向組件的架構強調組件的重用。如今面向服務的架構強調服務的重用，將IT和業務需求的距離進一步拉近。

SOA是一種架構方法，它將企業應用中分散的功能組織成為基于標準、松耦合、可互操作的業務服務，這些服務可以很容易地在企業范圍被共享、重用和組合，快速地滿足業務需求［2］。

從上述定義可以看出。首先SOA是架構方法，而不是具體架構和具體實現技術，SOA服務可以通過各種編程語言實現，對于服務的描述、發現和調用上，當今SOA成功案例大部分通過Web服務實現，但這主要是由于Web服務有成熟的WS-*系列標準，SOA本身并不強調采用某種特定技術。其次SOA通過標準化服務和松耦合架構支持業務的快速變化，SOA將應用程序的不同功能單元通過服務之間定義良好的接口和契約聯系起來。接口是采用標準的獨立于實現服務的硬件平臺、操作系統和編程語言的方式進行定義，使得構建在各種這樣的系統中的服務可以以一種統一和通用的方式進行交互，當組成整個應用程序的每個服務的內部結構和實現發生改變時，不會影響系統整合架構。

（2）SOA參考技術架構。

SOA參考技術架構是一個用以指導建立具體SOA的抽象框架，描述了SOA環境中各實體及實體間的關系。SOA參考技術架構并沒有國際標準。雖然OASIS、W3C、OSOA等標準化組織依托其成員的工作，逐步推出了SCA和SDO等標準和規范。但是在參考技術架構方面，迄今為止還沒有形成業界公認的標準。目前各個IT廠商會依據自身技術特點提出各自的SOA參考技術架構［3］。

雖然各方對SOA的表述各不相同，但都反映出服務標準化和松耦合的設計思想，不依托某一技術或平臺，是以服務為單位、以松耦合和粗粒度為基本特征的體系結構構建風格。

圖1 SOA參考架構

圖1所示的SOA參考技術架構是在傳統的3層體系結構基礎上，依據流程關系建立的分層模型。架構整體上分為縱橫兩個維度。從橫向看由上至下分為接入層、共享服務層和數據層，其中共享服務層又包括流程層、服務層、組件層。

①接入層位于基礎技術架構的最上層，為架構內的業務流程和服務提供廣泛的接入渠道，提供與用戶或其他外部系統進行交互的界面，并通過與其他層的通信實現相關的業務功能。

②流程層對服務進行編排后形成的業務流程服務，包括自動流程和人工工作流程等。

③服務層為架構提供封裝好的共享服務。服務可由構件或其他服務裝配而成，服務是語義表示，實際邏輯代碼在組件層實現。

④組件層是系統功能的原子實現，服務的重用在代碼執行層面實際上是組件的復用。

⑤數據層是對現有應用系統實現功能的重新描述，應用系統包括購買的套裝軟件和自己開發建設的系統。資源層需要實現異構數據資源的訪問和遺留應用和外部應用的訪問。資源層的實現，需要對現有的應用系統和數據，進行梳理和重新封裝，提供給構件或服務層進一步提供服務。

此外參考架構縱向還包括服務的管控和安全，以及服務的集成。

⑥SOA管控目標是降低業務風險，提高系統的可管理性與架構可見性。管控內容主要是跨越服務生命周期，進行決策、評價和控制。

⑦SOA安全目標是建立一個統一的安全基礎設施和標準，解決異構整合環境的安全問題，形成一套完整的保護基于組件和服務的SOA環境的結構。

⑧SOA集成目標是建立成熟和可管理的基礎設施來實現SOA，以支持大量服務的交互。ESB（企業服務總線）是SOA下實現服務集成的核心架構。ESB是由中間件技術實現并支持SOA的一組基礎架構，支持異構環境中的服務、消息以及基于事件的交互，并且具有適當的服務級別和可管理性。

2.2 電信業務支撐系統的SOA切入點

SOA是電信業務支撐系統應對異構整合和IT重用的有效手段。但是對于SOA的切入點的選擇需要結合SOA的適用性、運營商發展需求和支撐系統自身特點來確定。

表1 電信業務支撐系統業務流程種類

SOA作為一種新的軟件架構思想，通過標準化、松耦合方式有效提高了應用層面的功能重用性，流程的編排變更更加靈活，大大縮短為滿足新功能的軟件開發周期。但是SOA并非放之四海而皆準，SOA解決的根本問題是異構互聯和重用，因此SOA適用的場景首先是異構IT系統間的整合，多個異構的IT系統之間通過標準化服務進行整合。其次是IT資源的共享和協同，對內在系統新功能開發過程中實現服務重用，對外可提供給其他IT系統的調用協同。SOA也有很多不適用的場景，首先是涉及批處理及大數據量交互類的應用，由于目前SOA多采用Web服務方式實施，因此不適合交互數據量較大的服務調用 （但對于大數據量服務調用的觸發可以采用服務的方式，實際數據傳輸用文件的方式）。另外對于大數據量計算類應用，如聯機分析類應用，也不適合采用SOA，因為SOA的服務中介層會帶來服務響應性能的下降［4-5］。

電信業務支撐系統是包括客戶服務，營帳和商業智能等功能的復雜系統，包含了不同類型的應用。因此對于電信業務支撐系統的SOA引入不能籠統而論，需要尋求合適的切入點。IBM在SOA實施方法論上提出了SOA五大切入點，關注人員、流程、信息、連通性以及復用。對于業務支撐系統我們選擇從流程切入，表1給出了電信業務支撐系統的主要業務流程種類。

從表1中可見，業務支撐系統在SOA的流程切入點上應重點選擇聯機交易型中的自動化輕量級、人工參與流程、跨系統流程和長生命周期流程。批處理重量級和聯機分析型不適合采用SOA方式實現，而跨部門跨地域的SOA實施難度較大，即有技術層面的集成因素，也有部門之間的管理因素，從切入策略上看不適合初期介入，在企業對SOA實施積累了豐富經驗后，在管理制度配合的基礎上可在此類流程中實施。

有了切入流程分析，之后可結合具體系統展開梳理分析。如從CRM系統流程入手，對于客戶業務受理開通、業務投訴，對外渠道的服務整合，與營帳系統的接口整合和實時營銷等流程，適合作為SOA的切入點。

2.3 電信業務支撐系統SOA的實施策略

SOA的實施方法可分為三步。第一步是業務需求分析，分析業務熱點以及業務功能之間協作關系，確定SOA實施切入點；第二步進行SOA服務建模，定義服務模型，基于業務功能分析鑒定出業務服務，確定服務封裝粒度；第三步是SOA服務的具體實現，開發一個面向服務的體系構架。

服務的建模是SOA實施成敗的關鍵。SOA服務建模有兩種方式，自頂向下和自底向上。一般地，對于新建系統，應采用自頂向下的方式，從業務流程入手，按照SOA的實施方法進行服務梳理；對于現有系統，適合采用自底向上的方式，基于業務需求，在現有應用系統基礎上梳理需要對外提供的標準化服務。對于已有的運營商業務支撐系統，應主要采用自底向上的方法，圍繞CRM現有流程和系統發展需求，梳理出目標服務模型（見圖2）。

圖2 SOA服務建模

SOA服務的實現上，國際規范組織OSOA（Open SOA）成立了兩個項目組，分別負責制定SCA和SDO規范，目標是開發一個語言中立的編程模型，實現面向構件的服務實現方式。面向構件的核心是直接通過粒度更小的構件來組合架構更靈活的標準服務。但是目前SCASDO在應用的成熟性上還缺乏成功案例的支持。業務支撐系統屬于運營商的核心生產系統，貿然改變系統編程架構風險較大，因此服務的實現應以標準化封裝為主，在不改變現有系統的內部組件機制下，根據服務建模輸出需求對外暴露服務。由于Web服務在標準化方面較為成熟，所以業務支撐系統服務的暴露上應采用WS協議棧，消息格式采用XML，通信采用SOAP協議，服務按照WSDL格式描述，遵循UDDI標準實現服務的注冊和發布。

基于構件技術的軟件開發方法是未來的技術趨勢，未來運營商應關注SCASDO技術發展，在合適的時機建立一個標準的面向構件技術平臺，并在其上構造企業所需要的所有標準服務。

2.4 未來演進策略

業務支撐系統的技術架構向SOA演進的過程必然是一個循序漸進的過程。

目前國內電信運營商都處在SOA起步階段，在SOA實施初級階段應選擇實施難度適中，回報率較高的項目切入，主要圍繞CRM系統的流程改造進行，顯著提高客戶服務質量，體驗到SOA的高投資回報，為運營商下一步深化SOA實施打下良好基礎。技術實現上選擇Web服務封裝方式，通過構建企業服務總線實現服務的松耦合集成。

在業務支撐系統內部實現基礎整合后，運營商可轉向實現對多個部門或多條業務流程的SOA整合，使得業務支撐系統同網絡支撐系統以及運營商內部信息化系統進行高效合作，將CRM流程、員工辦公流程和網絡故障處理流程整合，提高員工的工作效率，為一線客服人員快速提供網絡故障信息和處理狀態，提高客戶投訴受理質量。服務集成上，與網絡支撐系統和信息化系統的內部集成總線建立總線聯盟。

未來業務支撐系統應逐步轉向構件化的技術架構，建立靈活、標準、可復用的企業構件庫，將業務支撐系統的IT資產轉化為服務，最大限度地提高IT軟件資源的重用度，高效支撐運營商的戰略部署，使運營商成為一個可以自動響應市場因素的靈動企業。

3 小結

電信運營商在3G時代的競爭壓力之下，需要業務支撐系統能有效應對長尾業務發展的需求，適應市場環境瞬息萬變的要求和客戶個性化的需求。為此需要基于SOA構建新一代的業務支撐系統，在統一的穩定架構下，可以通過既有組件的重新組合或是構建一些新的組件等方法，靈活地對局部的功能加以修改或添加，從而及時地響應電信業務需求或者業務規則的變化。通過工作流模板的變更，可以輕松地滿足電信業務流程的變化。

電信運營商業務支撐系統的SOA實施需要循序漸進，從業務流程梳理分析切入，初期圍繞CRM的輕量級交互流程入手，通過有效提升客服質量體現SOA價值，為未來逐步實現跨部門和企業級的SOA架構鋪平道路。

隨需應變的能力使電信運營商能夠快速推出新業務，提高系統架構的穩定性，保護運營商的原有IT投資，有效降低業務支撐系統的總體成本。基于SOA的業務支撐系統將助力電信運營商打造差異化競爭力，在3G時代的競爭中占得先機。

［1］ 唐巖，王勇．電信運營支撐系統的現狀及發展［J］．電信科學，2002，18（10）．

［2］楊娟，張雷，王柏，艾波．新一代電信業務支撐系統軟件體系結構的研究［J］．北京郵電大學學報，2003，26（2）．

［3］ 皇威，曾蘊波，謝政．基于 SOA 構建集成化企業應用門戶［J］．中國制造業信息化（學術版），2010，（3）．

［4］ 汪濤．基于 SOA 架構的中間件應用集成技術［J］．通信系統與網絡技術，2009，35（4）．

［5］ 呂希艷，張潤彤．基于 SOA 的企業信息資源整合［J］．中國科技論壇，2006，（2）．

（責任編輯 譚果林）

Next Generation Telecom Bussiness Support System based on SOA

Du Yujian1，Zhang Xinwei2
（1.Shanxi University,Taiyuan 030006,China；2.Taiyuan National High-tech Industrial Development Zone,Taiyuan 030006,China）

F203

A

2010-05-19

杜宇健（1974-），男，山西太原人，工學博士，高級工程師；研究方向:控制理論和應用。