面向5G消息業務的應用架構研究

趙鴻

【摘要】? ? 5G消息是5G時代首批大規模落地的應用之一，將帶來全新的移動互聯網入口，其在終端無需安裝、無需注冊、共享開放、高觸達率等特點，將會持續擴展企業客戶的終端用戶觸點，實現商業模式創新。為了切實滿足企業客戶實現5G消息業務創新，將傳統重移動終端應用的業務模式，轉換成服務端應用加5G終端消息窗口的業務模式，提出了一種面向5G消息業務場景的應用架構方案。在實現5G消息通信能力的基礎上，設計并構建出了積木式5G消息模板、5G消息能力組件、服務端5G消息應用市場等功能模塊。在該應用架構模式下，企業客戶可以使用已有應用，也可以開發自有應用來服務終端，有助于快速拓展5G消息業務生態。

【關鍵詞】? ? 5G消息? ? RCS UP協議? ? 應用市場? ? 能力組件? ? 應用架構

引言：

5G消息是基于GSMA（全球移動通信系統協會）的通訊標準UP2.4（通用概要文件） 構建，將傳統短信變革升級為RCS（富媒體通訊套件）業務，實現了消息的富媒體化和輕量化。運營商為了實現RCS商業部署，在自身網絡上架設了MaaP（消息即平臺）網關和Chatbot（聊天機器人）管理平臺，平臺面向企業端開放通訊接口，提供5G行業消息服務。

5G行業消息帶來了全新的人機交互模式，終端用戶在消息窗口就能完成服務發現、商品訂單支付、智能交互等一站式業務體驗，是全新的移動應用服務入口。全球主要運營商均已選擇RCS作為短信的升級方向。

一、5G消息應用主要特點分析

5G消息業務接入運營商的IMS（IP多媒體子系統）網絡，使用SIP（會話初始協議）和MSRP（消息會話中繼協議）等協議進行通信，將及時消息、文件傳輸、位置服務等納入其基本業務范疇，把移動互聯網應用下沉到更為穩定和安全的運營商基礎網絡中。可以看出，5G消息應用呈現出以下幾個明顯特點：

1.1生態構建普適化

2020年4月8日，三大運營商聯合產業上下游伙伴，共同發布了《5G消息白皮書》，正式拉開5G消息生態服務的帷幕。隨著5G終端的覆蓋率不斷上漲，5G消息即將成為普適性的信息基礎設施，催生巨大的5G消息應用技術市場。同時，由于對安全做了全新的設計，無論C端和B端接入5G消息都需要經過實名認證，且通信過程加密，使得信息安全可管可控。

1.2企業服務場景化

目前，短信、APP等均存在服務形式單一、生態封閉、業務轉化率低、獲客成本高等諸多問題。依托5G的共享開放、大容量、低時延、高速率等特征，5G消息可延伸出更多的應用，驅動生活服務，移動辦公，企業營銷等領域場景創新。企業服務離消費者越近，促成消費的概率越高，場景化服務將成為5G時代的新趨勢。

1.3終端應用輕量化

5G消息基于原生短信界面作為入口，終端無需安裝應用程序即可獲取各種服務。另外還可以有效擺脫OTT（互聯網公司越過運營商發展各種應用業務）私有域限制，實現公平、開放的應用服務環境。

1.4交互信息模式化

5G消息是運營商聯合整個產業鏈上下游共同構建的具有統一業務執行標準的信息交互模式。在終端形態上表現為業務可直接觸達、富媒體、標準卡片式交互、菜單互動等。企業僅需在運營商進行合法備案，并通過能力驗證后，即可接入面向終端提供服務。

由于5G消息相關的底層通信協議實現、企業備案、5G消息能力接入、三網覆蓋、全終端覆蓋等都需要一定技術門檻，這給企業使用5G消息業務帶來一定的困難，所以有必要提出并建設一套面向5G消息應用場景的企業應用架構方案，將上述底層功能進行封裝，直接向上層提供各種服務端場景應用，使企業將有限的資源和精力聚焦于自身具體業務上，有助于快速擴展5G消息應用技術市場。

二、5G消息應用架構設計

2.1設計思路

通過上述分析5G消息的應用特點，結合當前企業在數字化建設中，SaaS化（軟件即服務）需求趨勢愈發明顯和成熟，同時根據基礎通信技術的相對穩定性、基礎應用服務的相對模式化等特征，提出了基于應用架構的針對5G消息業務場景整體實施方案。應用架構描述了應用系統的業務功能和技術實現內容。本文重點從系統功能的視角闡述5G消息業務場景的應用架構設計。從應用架構的角度開展5G消息服務端應用方案研究具有以下優勢：一是應用架構具有模塊化和可重用性特征，可以將5G消息業務場景的技術實現，在框架設計層面劃分為多個邏輯獨立的層或者模塊，同時設計抽象出可重用的基礎能力組件。二是應用架構具有可擴展性和可維護性特征，應用框架由與業務完全無關的通用組件組成，能夠為不同的應用共用，在需求變化后能夠方便地對相應的應用進行改變，或者擴展新的應用。

2.2服務端應用架構設計

5G消息要求終端廠商將短信應用升級到支持RCS UP2.4及以上協議標準，短信界面支持接收和發送富媒體消息，點擊菜單，發送位置等操作，從業務上看，短信界面成為終端和企業實現交互的統一入口。企業側向運營商申請專屬的Chatbot賬戶，通過Chatbot賬戶，企業可以為終端提供服務，終端也可以搜索到企業Chatbot并獲取相關服務，本質上終端變得真正輕量化，僅負責消息的收發、展示、服務發現等功能，而業務場景的邏輯實現則轉移到服務端。服務端針對5G消息業務場景的應用架構設計如圖1所示。

本架構的設計目的是以5G消息為業務數據載體，為企業和終端用戶之間建立起業務服務橋梁。前端分為功能展示層和接口層，企業客戶可以通過web頁面或者API接口，實現5G消息模板制作、應用管理、能力組件管理等功能。

應用市場以SaaS化形式提供給企業客戶，以一種面向構件的架構設計理念建設[3]。企業客戶可以選用現有應用，也可以根據應用市場的標準規范，開發自有應用。每個應用擁有獨立頁面和業務處理功能，同時享用公共功能和接口，應用可接收終端用戶發送上來的上行信息，下發消息給終端用戶則使用5G消息模板（可內含變量）形式進行。

能力組件是指能在5G消息應用中可抽象、可重用的獨立功能模塊，如支付，動態H5表單、身份證識別、語音轉文字等組件。以支付組件為例，它在5G消息模板中表現為一個菜單按鈕，當終端收到包含支付按鈕的5G消息后，直接點擊支付按鈕完成支付過程，該能力組件可以集成微信、支付寶、銀聯等三方支付能力，以及未來支持更多方式的擴展。能力組件作為基礎能力，開放給所有預設應用和自定義應用提供服務，避免各應用重復開發。

后臺層承擔了公共管理功能，包括風控、計費、5G消息通信的路由控制、企業客戶產品分配、以及其他后臺任務等。

5G消息通信層將復雜的通信協議和通信過程做封裝，隱藏各運營商通信網關的差異，對外做到高度統一，企業客戶一點式接入即可，把重心放在業務應用上。最典型的方式是將集成了能力組件的5G消息模板提供給應用層，應用層無需關注消息封裝和通信實現細節，只要將發送給終端的業務數據，綁定對應5G消息模板送給通信層即可，消息模板可看成是存放業務數據的容器，內含各種變量。同時應用層還能從通信層接收終端用戶上行信息，進行業務匹配和邏輯處理。

數據層的作用是存放各種數據，包括業務數據，能力組件產生的數據，通信數據，系統日志數據等。

三、關鍵技術研究

3.1應用單點登錄驗證

和傳統APP（手機端應用程序）不同，5G消息在終端是以原生短信應用為入口的輕應用，終端僅負責信息的展示和交互，業務邏輯處理則由后臺應用負責處理。企業用戶可以從后臺應用市場中選擇已有應用實例化應用或者開發私有的應用來使用。每個應用是相對獨立的進程，熱部署于虛擬機中，和手機端APP類似，服務端應用僅能訪問有限的數據和權限。所以當企業用戶使用應用場景時，需要讓應用系統能夠識別已經登錄過的賬戶及其信息，即SSO（單點登錄）技術。針對應用市場中已有的應用，可使用同域單點登錄技術，解決方案是瀏覽器端登錄基礎平臺時，將Cookie（儲存在用戶本地終端上的會話數據）域設置為頂域，而服務端應用和基礎平臺實現同域共享Session（會話控制）即可;而當面向企業自行開發的應用，則可使用不同域單點登錄技術，即單獨建立一個SSO登錄系統，各業務系統通過CAS（統一身份認證）流程實現SSO驗證登錄。

3.2應用容器化和熱部署

隨著業務發展，5G消息服務端預設應用和企業自研應用的數量均會不斷增長，需要輕量級虛擬化技術虛擬出應用進程級的運行時環境，快速對應用進行標準化部署，當前各種容器化技術已經比較成熟，如業界流行的Docker，當面對多主機容器的時候，需要使用容器編排技術。同時還需要使用應用熱部署技術來避免服務停機，熱部署是指在應用正在運行的時候，不需要重新啟動應用實現軟件升級和服務加入，這樣手機終端和應用之間業務交互不會發生中斷。

3.3獨立能力組件技術

應用架構將各種能提供獨立服務的功能抽象成能力組件，能力組件可分為顯示能力組件和隱式能力組件，顯示能力組件會在終端以菜單的形式呈現，比如支付組件，動態表單組件，位置組件等，終端點擊組件菜單后，執行該組件對應功能;隱式能力組件沒有展示層，提供后臺API服務，如語音轉文字組件，各種圖片識別組件，智能聊天組件等，可對終端上行內容進行相應的能力處理。組件屬性包括預設管理、輸入、執行處理、輸出等。能力組件作為平臺基礎功能提供，企業客戶可在5G消息模板中使用，也可在應用開發時使用。

3.4積木式零代碼開發5G消息模板

5G消息本質上是通信數據包在移動終端和企業端之間流動，其通信協議相對復雜，每發送或接收一個數據包需經歷一系列編解碼過程，移動終端由終端廠商實現，而企業端需要業務系統自行處理。每下發一條消息，都要自行封裝數據包顯然不現實，所以需要實現一個基于Web頁面的讓企業客戶可以積木式零代碼開發5G消息模板的前端技術，企業客戶無需了解5G消息通信協議，僅在Web頁面簡單拖拽、勾選和輸入，即可完成5G消息模板的制作和使用。5G消息模板可支持變量，在實際發送消息時，以API或表格導入的形式填充變量值。

消息模板類似傳統Web項目的HTML頁面，是服務和終端之間交流的窗口，在服務端各種應用場景中都會使用，也可不依賴任何應用場景獨立發送。

四、典型應用場景分析

5G消息讓每個企業都可以在終端原生呈現其品牌標識，即Chatbot，同時消息的范圍已經拓展到富媒體交互應用，這樣企業和終端之間可以實現真正的業務閉環。未來大量的APP應用特別是安裝成本高而使用頻率低的APP應用將會消亡，轉移到5G消息業務上來。下面列舉幾個典型5G消息應用場景。

4.1賬單支付類

現代生活中，各種賬單支付幾乎和所有成人密切相關，移動支付是主要方式。但移動支付種類繁多，操作復雜，面臨應用孤島問題，各類APP都經歷賬號注冊、登錄、賬單通知、支付環節，甚至同一個賬單的通知和支付兩個環節也是割裂的。利用5G消息原生信息直達的特性，使得賬單“送達即付”，實現賬單通知支付一體化，讓終端用戶獲得更便捷的支付體驗，甚至無需注冊和登錄，終端短信收件箱中收到賬單，直接點擊支付;或者在終端短信Chatbot窗口主動查詢獲取賬單，快捷支付。“5G 消息賬單”的模式顛覆了互聯網渠道賬單支付場景中用戶主動的傳統，簡化了賬單支付整體流程。

4.2會務接待類

通過借助物聯網+人臉識別+邊緣計算的組合能力，疊加5G消息交互賦能，創新的將訪客來訪抽象為簡單的邊緣計算比對行為，接待端通過5G消息菜單便捷交互完成接待聯動。手機終端以消息窗口的形式向訪客提供車輛引導、停挪車、離場繳費等服務。相比當前模式，5G消息結合AICDE（人工智能、物聯網、云計算、大數據、邊緣計算技術深度融合）構建的會務接待場景，具有無需關注公眾號或者下載APP、無需掃碼注冊、主動服務、快速支付、極簡流程等優勢。

4.3智能客服類

在企業智能客服領域，5G消息未來擁有廣闊的賦能空間，5G消息沒有改變客服模式和服務內容，而是擴寬了客服的終端觸點和觸達深度，隨著5G終端覆蓋量不斷增加，終端習慣逐漸培養起來，拉通服務和終端將會更加直接和便捷。

4.4其他場景

5G消息在政策直達、黨建學習、災害預警，融媒體服務等方面，具有用戶必達、易于閱讀、擴展性強等特點。例如下發政策解讀與新政普及知識，一方面手機端原生無需安裝上層應用，另外消息圖形化的界面與卡片式的形式更便于閱讀。在政務辦公方面，如辦事預約登記等場景，終端使用5G消息進行一網通辦，可節約系統研發成本，同時依賴于不過第三方的、基于SIM卡的通信，可最大限度保護公民隱私，保證辦事安全高效。

五、結束語

對5G時代即將大規模落地商用的5G消息應用進行深入分析，研究了5G消息的業務特點，以終端原生短信應用為入口的富媒體通信服務，業務邏輯需要服務端處理，終端負責信息展示和交互操作。據此提出和設計了面向5G消息業務場景的服務端應用架構，提出了該架構下建設應用市場的概念，以滿足企業端個性化5G消息業務場景需求。同時分析和抽象出5G消息基礎能力組件功能，提出了零代碼開發5G消息模板的思路，方便企業客戶快速低門檻入局5G消息應用市場。該框架的設計和研究對企業客戶開發5G消息服務端應用系統具有指導意義。

參? 考? 文? 獻

[1]蔣雅麗.5G消息發展又進一程? 明年或將迎來爆發期[J].通信世界，2020（32）：9.

[2]孟月.5G消息賦能? 引領5G新時代[J].服務外包，2020（11）：74-75.

[3]林國富.論軟件系統復合架構設計與應用[J].信息記錄材料，2021，22（01）：57-58.

[4]侯聰聰.基于插件技術的軟件架構設計及應用[J].電子技術與軟件工程，2018（11）：39.