5G消息系統(tǒng)共建共享建設(shè)方案

牛曉丹，徐忱，陳靜霞，教湘飛

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100080）

1 引言

5G消息是基礎(chǔ)通信產(chǎn)品——“短信”的歷史性變革，是5G+戰(zhàn)略首批落地的5G應(yīng)用之一，亦是運(yùn)營(yíng)商全面賦能5G+生態(tài)的創(chuàng)新平臺(tái)。消息通過輕量化的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，通過手機(jī)號(hào)碼實(shí)現(xiàn)不同消息應(yīng)用之間的交互及賦能。5G消息作為信息基礎(chǔ)設(shè)施，將肩負(fù)降低信息鴻溝、助力千行百業(yè)信息化、創(chuàng)造萬億級(jí)市場(chǎng)價(jià)值的歷史使命。

5G消息系統(tǒng)未來不僅是通信工具，更是一個(gè)覆蓋互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)服務(wù)的平臺(tái)。面對(duì)5G消息的未來發(fā)展，3家運(yùn)營(yíng)商之間不再各自為戰(zhàn)，而是將加強(qiáng)創(chuàng)新合作，聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，通過共建共享模式，打通服務(wù)壁壘，推動(dòng)RCS產(chǎn)業(yè)及生態(tài)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)“統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一業(yè)務(wù)呈現(xiàn)，統(tǒng)一功能體驗(yàn)”。

3家運(yùn)營(yíng)商聯(lián)合成立了供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革小組，共同推進(jìn)與終端廠商、第三方服務(wù)提供商共同構(gòu)建開放共贏生態(tài)系統(tǒng)的工作。為行業(yè)客戶（Chatbot）提供接入、開發(fā)、運(yùn)行和托管的PaaS（platform as a service，平臺(tái)即服務(wù)），提供基礎(chǔ)和共性的能力，形成云到端的協(xié)同體系, 5G消息系統(tǒng)生態(tài)愿景如圖1所示。

圖1 5G消息系統(tǒng)生態(tài)愿景

2 5G消息系統(tǒng)共建共享方案

基于上述5G消息系統(tǒng)的生態(tài)愿景，5G消息系統(tǒng)將作為5G新基建的關(guān)鍵舉措，繼續(xù)推動(dòng)各大運(yùn)營(yíng)商共建共享合作。中國(guó)移動(dòng)在引領(lǐng)5G消息系統(tǒng)建設(shè)的同時(shí)，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(tái)。運(yùn)營(yíng)商共建5G消息生態(tài)服務(wù)平臺(tái)，運(yùn)營(yíng)商各自的MaaP（messaging as a platform，消息即平臺(tái)）提供統(tǒng)一的接口與5G消息生態(tài)服務(wù)平臺(tái)連接，由其整合后提供給客戶使用。該平臺(tái)與客戶之間的接口完成客戶Chatbot的統(tǒng)一接入。這個(gè)方案中，5G生態(tài)服務(wù)平臺(tái)可根據(jù)中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通的需求，兼做其MaaP，5G消息系統(tǒng)共建共享架構(gòu)示意圖如圖2所示。

（2）方案二：共建MaaP。3家運(yùn)營(yíng)商共建MaaP統(tǒng)一管理客戶數(shù)據(jù)，為客戶提供統(tǒng)一的消息服務(wù)，客戶在共建共享的MaaP完成簽約后由MaaP分發(fā)到各運(yùn)營(yíng)商。3家運(yùn)營(yíng)商通過統(tǒng)一的接口與MaaP連接，如圖2所示。

圖2 5G消息系統(tǒng)共建共享架構(gòu)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(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通短信中心）。方案三和方案四是在前兩個(gè)方案的基礎(chǔ)上擴(kuò)大了網(wǎng)元的共建共享范圍，將業(yè)務(wù)服務(wù)從toB領(lǐng)域拓展到了toC領(lǐng)域。目前中國(guó)移動(dòng)建設(shè)的5G消息系統(tǒng)是基礎(chǔ)短信業(yè)務(wù)的全面升級(jí)，它不但承載了后續(xù)5G終端的消息業(yè)務(wù)，還要在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)承載傳統(tǒng)的短信業(yè)務(wù)，其內(nèi)部設(shè)置了短信處理模塊承擔(dān)現(xiàn)網(wǎng)短信中心的功能，負(fù)責(zé)傳統(tǒng)短信的收發(fā)。全面共建5G消息系統(tǒng)，包括5G消息中心和MaaP，就需要考慮5G消息中心內(nèi)是否包含中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通兩家運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)網(wǎng)的短信中心。針對(duì)不同的方式提出了方案三和方案四，5G消息系統(tǒng)共建共享架構(gòu)示意圖（方案三和方案四）如圖3所示。

圖3 5G消息系統(tǒng)共建共享架構(gòu)示意圖（方案三和方案四）

3 5G消息系統(tǒng)共建共享方案分析及建議

5G消息系統(tǒng)采用了GSMA RCSUP2.4標(biāo)準(zhǔn)，5G消息用戶在網(wǎng)絡(luò)上的附著、注冊(cè)都遵循了不同于現(xiàn)有VoLTE用戶的模式，這導(dǎo)致了5G消息系統(tǒng)將作為一個(gè)較為獨(dú)立的系統(tǒng)存在。但初期5G消息需要與傳統(tǒng)短信互通，導(dǎo)致了5G消息系統(tǒng)與周邊網(wǎng)絡(luò)的連接復(fù)雜，接口眾多。5G消息系統(tǒng)與周邊網(wǎng)絡(luò)連接示意圖如圖4所示。

圖4 5G消息系統(tǒng)與周邊網(wǎng)絡(luò)連接示意圖

5G消息系統(tǒng)共建共享方案的選擇應(yīng)從能夠?qū)嶋H落地的角度出發(fā)，既能滿足3家共建共享、合作運(yùn)營(yíng)的業(yè)務(wù)發(fā)展訴求，又能最大化降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的難度及投資成本。

經(jīng)過供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革小組多次會(huì)議討論，從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、安全風(fēng)險(xiǎn)、實(shí)施難度、工期要求等多方面考慮，3家運(yùn)營(yíng)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(duì)方案二和方案四進(jìn)行詳細(xì)分析。

3.1 共建MaaP方案分析

方案二共建MaaP方案中，運(yùn)營(yíng)商各自建設(shè)5G消息中心，并通過統(tǒng)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(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)完成。

該方案的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)各大運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備改動(dòng)較少，網(wǎng)絡(luò)能夠保持相對(duì)獨(dú)立。Chatbot可通過一點(diǎn)對(duì)接三大運(yùn)營(yíng)商，實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)用戶全覆蓋，保證三網(wǎng)用戶MaaP消息業(yè)務(wù)體驗(yàn)一致。該方案的劣勢(shì)在于對(duì)于中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通來說，需要自行建設(shè)5G消息中心。各運(yùn)營(yíng)商用戶之間的消息仍需要通過互聯(lián)互通方式解決。

對(duì)中國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)以及它網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)要求的數(shù)據(jù)配置及功能升級(jí)主要有以下3點(diǎn)。

·MaaP（管理模塊）需要對(duì)接中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通BOSS，用于Chatbot的業(yè)務(wù)開通。

·Chatbot發(fā)現(xiàn)、查詢、上傳文件流程需要MaaP平臺(tái)通過Zn接口對(duì)接中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通BSF進(jìn)行GBA鑒權(quán)。同時(shí)，中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通的BSF需按照中國(guó)移動(dòng)現(xiàn)有SOAP接口進(jìn)行改造。

·他網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中的公網(wǎng)域名解析服務(wù)器需要針對(duì)部分業(yè)務(wù)流程指向中國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備。

根據(jù)5G消息業(yè)務(wù)流程，5G消息用戶及MaaP上傳文件至文件服務(wù)器，不支持5G消息終端通過短鏈接向HTTP文件服務(wù)器提取接收的多媒體信息等業(yè)務(wù)流程，均需要通過公網(wǎng)域名解析服務(wù)（公網(wǎng)DNS）獲取相關(guān)網(wǎng)元的地址。對(duì)于方案二，各自運(yùn)營(yíng)商均需負(fù)責(zé)本網(wǎng)5G消息用戶的接入，則要求各運(yùn)營(yíng)的公網(wǎng)DNS將上述流程的解析數(shù)據(jù)配置為中國(guó)移動(dòng)建設(shè)的MaaP，包括HTTP文件服務(wù)器等設(shè)備的IP地址。5G消息用戶進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)入口發(fā)現(xiàn)仍通過各自運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)完成。他網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)要求的數(shù)據(jù)配置如圖5所示。

圖5 他網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)要求的數(shù)據(jù)配置

3.2 共建MaaP平臺(tái)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(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通短信中心功能。方案四為運(yùn)營(yíng)商深度合作方案，toC業(yè)務(wù)由中國(guó)移動(dòng)5G消息中心統(tǒng)一承載，僅在中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通用戶為短信用戶時(shí)，通過短信互聯(lián)互通方式 承載。toB業(yè)務(wù)，Chatbot通過統(tǒng)一的接口連接至中國(guó)移動(dòng)MaaP，通過MaaP和5G消息中心為所有運(yùn)營(yíng)商5G消息用戶提供服務(wù)。

方案四MaaP北向接口的要求與方案二一致，仍需通過統(tǒng)一的RESTful接口對(duì)接Chatbot。此外，還需中國(guó)移動(dòng)5G消息中心對(duì)接中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通周邊10余種網(wǎng)元之間的SIP、Diameter、HTTP等眾多接口。同時(shí)復(fù)用現(xiàn)網(wǎng)中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通短信中心，通過對(duì)接現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商之間的互通網(wǎng)關(guān)和中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通側(cè)短信中心實(shí)現(xiàn)用戶回落后的短信互通。

該方案的優(yōu)勢(shì)在于中國(guó)電信中國(guó)聯(lián)通復(fù)用現(xiàn)網(wǎng)短信中心，同時(shí)復(fù)用中國(guó)移動(dòng)現(xiàn)有5G消息系統(tǒng)，減少投資。復(fù)用現(xiàn)網(wǎng)各個(gè)運(yùn)營(yíng)商之間的互通網(wǎng)關(guān)，減少了短信回落接口對(duì)接。該方案的劣勢(shì)在于中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通短信中心獨(dú)立，缺少5G消息中心與短信中心之間關(guān)于用戶狀態(tài)的聯(lián)動(dòng)，用戶業(yè)務(wù)流程存在部分不一致。

業(yè)務(wù)流程不一致導(dǎo)致用戶體驗(yàn)差異主要存在于以下場(chǎng)景。

·中國(guó)移動(dòng)用戶支持短信域選功能（短信起呼、消息終呼），中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通用戶不支持，短信起呼仍通過互聯(lián)互通短信方式下發(fā)。

·移動(dòng)用戶短信不可達(dá)情況仍然具備消息優(yōu)選重試功能，中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通用戶僅支持短信重試。

·跨運(yùn)營(yíng)商消息回落短信路徑復(fù)雜：被叫大區(qū)消息模塊－被叫大區(qū)虛擬化移動(dòng)短信模塊－移動(dòng)短信互通網(wǎng)關(guān)－被叫歸屬運(yùn)營(yíng)商短信互通網(wǎng)關(guān)－被叫歸屬短信中心－被叫用戶。

·結(jié)算機(jī)制復(fù)雜：目前中國(guó)移動(dòng)5G消息的計(jì)費(fèi)策略為用戶免費(fèi)使用?；芈涞街袊?guó)電信、中國(guó)聯(lián)通短信用戶，現(xiàn)網(wǎng)互通網(wǎng)關(guān)涉及互通結(jié)算，需要運(yùn)營(yíng)商之間協(xié)商回落互通結(jié)算如何處理。

方案四需要打通其他運(yùn)營(yíng)商與中國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的眾多接口，中國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)以及自身網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)配置、功能升級(jí)復(fù)雜，除方案二的3條數(shù)據(jù)配置及功能升級(jí)要求外，還增加了以下要求。

·5G消息用戶網(wǎng)絡(luò)服務(wù)地址發(fā)現(xiàn)流程需中國(guó)移動(dòng)網(wǎng)內(nèi)DM（device manage）配置中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通用戶的號(hào)段信息。

·對(duì)中國(guó)移動(dòng)承載5G消息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)云資源池帶來建設(shè)壓力。

·5G消息終端注冊(cè)流程，SIP接入模塊需要從用戶歸屬運(yùn)營(yíng)商的HSS獲取AKA（authentication and key agreement）鑒權(quán)向量，涉及各個(gè)運(yùn)營(yíng)商DRA網(wǎng)絡(luò)的互通，并做好Zh接口（BSF與HSS間接口）的數(shù)據(jù)配置。

·提供DM地址給中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通全網(wǎng)PGW/UPF，要求其針對(duì)進(jìn)行DM增強(qiáng)。

·業(yè)務(wù)流程橫跨3個(gè)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)，不同運(yùn)營(yíng)商之間的網(wǎng)絡(luò)界限發(fā)生變化，為避免垃圾消息、信令攻擊等安全風(fēng)險(xiǎn)，需要對(duì)各相關(guān)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安全隔離設(shè)計(jì)和改造。

·中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通BOSS需要增加訂購(gòu)關(guān)系變更流程，BOSS與中國(guó)移動(dòng)5G消息系統(tǒng)需打通業(yè)務(wù)開通接口，并同步業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，包括IMSI、MSISND對(duì)應(yīng)關(guān)系的同步等。

3.3 方案對(duì)比分析及建議

方案二和方案四，隨著運(yùn)營(yíng)商之間的合作緊密度逐步加深，合作范圍逐步擴(kuò)大，用戶體驗(yàn)一致性逐步增強(qiáng)，差異化服務(wù)能力逐步消失，網(wǎng)絡(luò)實(shí)施難度逐步加大，5G消息系統(tǒng)共建共享方案對(duì)比分析見表1。

表1 5G消息系統(tǒng)共建共享方案對(duì)比分析

通過上述對(duì)兩個(gè)方案的詳細(xì)闡述以及多個(gè)方面的對(duì)比，3家運(yùn)營(yíng)商共建MaaP平臺(tái)的方案既能快速推動(dòng)共建5G消息系統(tǒng)的上線，滿足3家運(yùn)營(yíng)商5G業(yè)務(wù)發(fā)展訴求，又能保證對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)最少量的改造，做好網(wǎng)絡(luò)相對(duì)的安全隔離。目前中國(guó)移動(dòng)正在推動(dòng)此方案作為5G消息系統(tǒng)共建共享的目標(biāo)方案，并以此為要求指導(dǎo)后續(xù)的建設(shè)工作。

4 結(jié)束語

2020年開啟了5G消息系統(tǒng)商用元年，伴隨各項(xiàng)白皮書的發(fā)布，5G消息系統(tǒng)成為移動(dòng)通信領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)。但在5G消息系統(tǒng)實(shí)際建設(shè)的過程中，在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、業(yè)務(wù)流程到互聯(lián)互通、共建共享等方面，仍存在進(jìn)一步研究、探討、優(yōu)化的空間。借助5G消息系統(tǒng)共建共享方案的分析，有利于運(yùn)營(yíng)商選取適合業(yè)務(wù)開展和自身業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的建設(shè)策略，從而搶占業(yè)務(wù)發(fā)展先機(jī)，快速形成5G消息產(chǎn)業(yè)化業(yè)務(wù)提供能力，走出有中國(guó)特色的運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)創(chuàng)新之路。