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基于业务级互联的下一代阿络业务生成研究：摘要 摘要 电信业务发展迅猛，用户对各种新业务的需求也不断增长，且越来越强烈。因此， 如何保证新业务的提供快速有效甚至允许用户可定制，是一个急需解决的问题。与传统 网络相比，融合多种接入网的下一代网络( n e x t - g c l l c r a g o nn e t w o r k s ，n g n ) 为业务生 成带来了机遇，却也带来了更多的挑战。挑战之一是如何提供跨越异构网络的增值业务； 挑战之二是寻求一种方便快捷的业务生成方式。本文的目的就是研究适合下一代网络创 建、部署和实施业务的框架模型，以实现方便快捷的业务生成和提供，因而具有重要的 理论意义和应用前景。本文探讨了下一代网络的业务定义、业务开放标准、开放网格服 务体系结构、面向服务的计算等技术，对以上问题进行了深入研究，取得了以下具有独 创性的成果： ( 1 ) 基于业务级互联的下一代网络业务生成原理框架。研究下一代网络的业务生 成，业务的概念是关键。本文首先提出了下一代网络业务的定义、接口及其基本特性。 指出下一代网络的业务不是简单的对现有业务的组合或替代，而是面向体验的，处于底 层网络能力和高层应用之问的中间层次，支持的内容更为丰富。在下一代多网融合环境 下开放、分布的业务生成研究中，现有工作在理论模型和形式化描述方面基础薄弱，缺 乏定量分折。本文提出了一种业务级互联模型，相比网络级互联模型，协议转换的实现 部署复杂度降低了一个数量级。本文借鉴软件设计中的耦合因子概念，提出业务模型的 耦合因子的定义，作为对模型丌放性的衡龟指标，并进行了复杂性计算分析。结果表明 我们的模型相比网络级互联模型具有更好的可理解性、可维护性和复用潜力。基于上述 模型，本文提出了下一代网络业务生成的两个关键准则：垂直开放准则和水平集成准贝1 1 以及为符合这两个准则，业务生成架构应该满足的若干属性。围绕这些准则和属性，本 文提出了业务生成的层次架构，按照网络能力平面、业务开放平面、业务集成平面的划 分原则使得业务生成中的业务开放性内涵进一_ 步扩大；也使得业务生成能力变得愈发强 大。 ( 2 ) 基于p a d a y 和o g s a 的下一代网络业务生成平台p a d a y g s 。按照提出的 原理框架，我们首先分析比较了现有的网络业务开放技术，引入了丌放网络能力标准 p a r l a y ，屏蔽了底层网络的协议细节，实现了对异构网络业务能力的开放。但是p a r l a y 本身只提供了外部应用访问网络能力的途径，并未实现全局的业务部署、管理、发现和 集成机制。为此，我们进一步研究了现有的分布式计算技术，提出了以开放网格服务体 系结构o g s a 为基本架构，以网格业务为基本实体的分布式业务集成机制。以此为基础， 提出了基于p a r l a y 和o g s a 的下一代网络业务生成平台p a r l a y g s 与已有的业务生成方 法相比，p a r a l y g s 用业务互通代替了网络互联，一体化地实现了业务开放和集成两个基 本准则，能够较好的满足下一代网络业务生成所应有的属性。 中国科学院博士学位论文：摹于业务级互联的下一代网络业务生成研究 ( 3 ) p a r l a y g s 的业务生成机制。p a r l a y g s 作为业务生成的支撑平台，还需要解决 一系列关键问题。首先，p a r l a y 和底层网络协议的映射机制。本文按照地址解析、实体 映射、消息映射的一般性方法，以特定的s i p 协议为例，研究了p a r l a y 和s i p 的映射， 解决了两者在映射上的概念二义性问题，并研制了p a d a y - s i p 的呼叫控制的网关原型， 通过基于p a r l a y 的会话业务实例验证了该原型的有效性，为网络能力进一步开放到网格 平台上提供了平台基础。其次，如何实现p a r l a y 和o g s a 这两个开放体系之间的有机协 作是p a r l a y g s 的另一大关键问题。我们提出了一种面向服务的p a r l a y 和o g s a 之间的 通信连接模型p g c o m 。最后，为了将开放的网络能力和网格服务进行集成，本文提出 了支持一般性的业务集成所依赖的同步机制和集成方法。进一步的，提出了支持i n t c r n c t 范围的服务与电信网络业务的松散耦合集成方法，包括对现有无状态w e b 服务的有状态 性改造通过对这些关键问题的研究，说明了p a r l a y g s 作为下一代网络业务生成的支撑 平台是可行的。 与传统的电信业务生成方法相比，本文所提出的下一代网络业务生成方法在原理框 架、平台架构和运行机制等方面引入了大量新的概念和体系。为了研究其实际可行性， 我们分别在仿真平台和实际网络上进行了实验验证。在仿真平台上，我们将短消息的网 络能力通过p g c o m 进行开放，并与其他网格业务如天气预报、信息检索等进行了集成， 实现了基于p a r l a y g s 的短消息增值业务生成。在实际网络上，我们通过p a r l a y - s i p 映射 网关将s i p 的会话能力开放，并最终与一个计时网格业务集成，一体化验证了p a r l a y g s 的垂直开放性和水平集成性。在实验的基础上，本文将p a d a y g s 与传统电信网络、智能 网、p a r l a y 等相关业务生成方法进行了对比。相比传统方法，本文提出的p a r l a y g s 具有 更强的业务生成能力，对网络互联的数量提供了可扩展性支持，这就大大降低了互联的 复杂性、可维护性，提高了可实施性。此外，p a r l a y g s 的部署也不涉及网络终端的变更， 能够很好的支持传统终端。 基于业务级互联的下一代网络业务生成为跨网络的业务开放和集成提供了方便快捷 的平台。通过p a d a y g s ，传统电信业务能够与范围更加广阔的网格服务互相结合，更好 地满足人们的需求；同时这种增值业务的开发也变得更加容易和灵活，从而降低了成本。 通过计算机技术和电信技术的优势互补，本文将网格技术应用在电信业务生成领域，这 是一种全新且有益的尝试，为研究下一代网络的业务生成带来了新的思路。可以相信， 只有通过对下一代网络业务体系结构的深入研究，解决业务互通互联的问题，下一代网 络才可以真正成为促进整个信息社会发展的基础动力。 关键词：业务生成，耦合因子，p a r l a y ，o p e n g r i ds e r v i c e sa r c h i t e c t u r e ，映射，通信连 结，业务集成 基于业务级互联的下一代网络业务生成研究：a b s t r a c t s e r v i c ec o n v e r g e n c eb a s e ds e r v i c ec r e a t i o nf o rn e x t - g e n e r a t i o nn e t w o r k s l i nz b e n ( c o m p u t e r a r c h i t e c t u r e ) d i r e c t e db yl ig u o j i e , y a n gj i n g n ed e m a n d sf o rv a r i o u st e l e c o m m u n i c a t i o ns e r v i c e sa r ei n c r e a s i n ga n db e c o m em o r e a n dm o r es t r o n g h o wt og u a r a n t e es e r v i c e st ob ec r e a t e dr a p i d l ya n de v e nc a l lb ec u s t o m i z e d i sap r o b l e mt ob es o l v e di m m e d i a t e l y c o m p a r e dw i t ht r a d i t i o n a la p p r o a c h e s ，s e r v i c ec r e a t i o n i nn e x t g e n e r a t i o nn e t w o r k s ( n g n ) g i v e sr i s et ob e w o p p o r t u n i t i e sa n dc h a l l e n g e s o n em a i n c h a l l e n g ei s t o p r o v i d ev a l u e - a d d e ds e r v i c e ss p a n n i n gh e t e r o g e n e o u sn e t w o r k s ；a n o t h e r c h a l l e n g ei st of i n daf l e x i b l ea n de a s yw a yf o rs e r v i c ec r e a t i o n n 嵋p u r p o s eo f t h i sp a p e ri s j u s tt os t u d ys u c haf r a m e w o r kt h a tc a ns u i tf o rn g n s e r v i c ec r e a t i o n , d e p l o y m e n ta n d i m p l e m e n t a t i o n t h u st h es t u d yh a st h e o r e t i c a ls i g n i f i c a n c ea n dp r a c t i c a lf o r e g r o u n d t h e o r i g i n a lr e s u l t sa r e a sf o l l o w s ： ( 1 ) as e r v i c ec r e a t i o np r i n c i p l ef r a m e w o r kb a s e do ns e r v i c ec o n v e r g e n c e n ec o n c e p to f s e r v i c ei st h ek e yw h e ns t u d y i n gn e x t - g e n e r a t i n ns e r v i c ec r e a t i o n t 1 1 i sp a p e rf i r s tp r o p o s e st h e d e f m i t i o no fs e r v i c ea n di t sc h a r a c t e r i s t i c s n e x t - g e n e r a t i o ns c i v i c ei sn o tt h ec o m p o s i t i o no r r e p l a c e m e n to fc u r r e n ts e r v i c e s ，b u tt h ee x p e r i e n c e - o r i e n t e do n e i ti si nt h em i d d l el a y e r b e t w e e nb o t t o mn e t w o r ka n dt o pa p p l i c a t i o n ；a n di ti sr i c h e ri ni t sc o n t e n t t h ec u r r e n t r e s e a r c h so i ls e r v i c ec r e a t i o nm o d e l sl a c ko ff o r m a l i z e dd e s c r i p t i o na n dq u a n t i t a t i v ea n a l y s i s ，r h ep a p e rp r o p o s e sas e r v i c ec r e a t i o nm o d e lb a s e do ns e r v i c ec o n v e r g e n c e c o m p a r e dw i t l lt h e m o d e lb a s e do nn e t w o r kc o n v e r g e n c e , t h ec o m p l e x i t yo ft h ep r o p o s e dm o d e li sd 例b e l o w w et h e nd e f i n ea c o u p l i n gf a c t o ra sa m e t r i ct oe v a l u a t eo u rm o d e lo ni t so p e nc a p a b i l i t y t h e c o m p l e x i t yc o m p u t a t i o nr e s u l ts h o w st h a to u rm o d e li sm o r eu n d e r s t a n d a b l e , m a i n t a i n a b l ea n d r e u s e a b l et h a nt h em o d e lb a s e d0 1 1 n e t w o r kc o n v e r g e n c e b a s e do nt h ep r o p o s e dm o d e l ，w e p r o p o s et w oc r i t e r i at h a tn g ns e r v i c ec r e a t i o ns h o u l dd e p e n do i l ：v e r t i c a lo p e n n e s sa n d h o r i z o n t a li n t e g r a t i o n ；a n dt h es e v e r a la t t r i b u t e sb e l o n g i n gt ot h et w oc r i t e r i aa r ep r o p o s e d a c c o r d i n gt ot h e s ep r i n c i p l e s ，t h ep a p e rp r o p o s e sa h i e r a r c h i c a lf r a m e w o r kf o rs e r v i c ec r e a t i o n t h eo p e na b i l i t yi st h e nf u r t h e re x p a n d e da n dt h ea b i l i t yf o rs e r v i c ec r e a t i o ni sa l s oi n c r e a s e d ( 2 ) n e x t - g e n e r a t i o ns e r v i c ec r e a t i o np l a t f o r mp a r l a y g sb a s e do np a r l a ya n do g s a b a s e do nt h ep r o p o s e dp r i n c i p l ef r a m e w o r k , w es t u d ya n dc o m p a r et h ee x i s t i n gt e c h n o l o g i e s 1 1 1 ep a p e ri m p o r t so p e ns e r v i c e sc a p a b i l i t ys t a n d a r dp a r l a y , w h i c hs c r e e n sn e t w o r kp r o t o c o l d e t a i l sa n do p e n sn e t w o r ks e r v i c ec a p a b i l i t i e s h o w e v e r , p a r l a yc a l l tr e a l i z eg l o b a ls e r v i c e s i n t e g r a t i o na n dm a n a g e m e n t s ow ef u r t h e rs t u d yt h e c u r r e n td i s t r i b u t e d c o m p u t i n g t e c h n o l o g i e sa n di m p o r to p e ng r i ds e r v i c e sa r c h i t e c t u r e ( o g s a ) a st h ei n t e g r a t i o nc r i t e r i a c o m p a r e dw i t ht h ee x i s t i n ga p p r o a c h e s ，p a r l a y g si m p l e m e n t st h eo p e na n di n t e g r a t i o nc r i t e r i a a l li no n e i tc a nb e t t e rs a t i s f ya l lt h ea t t r i b u t e so f n e x t - g e n e r a t i o ns e r v i c ec r e a t i o n ( 3 ) t h es e r v i c ec r e a t i o nm e c h a n i s m so f p a r l a y g s f i r s t , t h em a p p i n gm e c h a n i s mb e t w e e n i i i 中国科学院博士学位论文：基于业务级互联的下一代网络业务生成研究 p a r l a ya n dt h eb o t t o mn e t w o r kp r o t o c o l s a c c o r d i n gt o t h eg e n e r a la p p r o a c h e si n c l u d i n g a d d r e s sr e s o l u t i o n , e n t i t ym a p p i n g , m e s s a g em a p p i n g , t h ep a p e rs t u d yt h em a p p i n gb e t w e e n p a r l a ya n ds i p w es o l v et h ea m b i g u o u sm a p p i n gp r o b l e m sb e t w e e np a r l a ye n t i t i e sa n ds i p e n t i t i e sa n di m p l e m e n tap a r l a y - s i pc a l lc o n t r o lg a t e w a y t h eg a t e w a yi sv e r i f i e de f f e c t i v e s u c hm a p p i n ga l s op r o v i d e sb a s i sf o rt h en e t w o r kc a p a b i l i t i e st ob ef u r t h e ro p e n e dt og r i d p l a t f o r m s e c o n d ，h o wt or e a l i z et h ec o m m u n i c a t i o nc o l l a b o r a t i o nb e t w e e np a r l a ya n do g s a i sa n o t h e rk e yi s s u eo f p a r l a y g s w ep r o p o s eas e r v i c e - o r i e n t e dm o d e l ，p g c o m t h i r 也t h i s p a p e rp r o p o s e ss y n c h r o n i z a t i o na n di n t e g r a t i o nm e c h a n i s m sf o rs e r v i c e si n t e g r a t i o n t h e m e c h a n i s m sc a i la l s os u p p o r tl o o s e - c o u p l e ds e r v i c e si n t e g r a t i o n t h e s es t u d i e s 啪s h o w t h a t , a st h es u p p o r t i n gp l a t f o r mf o rs a v i c ec r e a t i o n , p a r l a y g si sf e a s i b l e c o m p a r e dw i t ht h et r a d i t i o n a lt e l e c o - s e r v i c e sc r e a t i o n , a l lt h ep r o p o s a l si nt h i sp a p e r i m p o r tal o to fn e wc o n c e p t sa n da r c h i t e c t u r e s w ec a r r yo u te x p e r i m e n t so i ls i m u l a t i o n p l a t f o r ma n dr e a ln e t w o r kr e s p e c t i v e l y o nt h es i m u l a t i o np l a t f o r m , w eo p e nas h o r tm e s s a g e s e r v i c et h r o u g hp g c o m , a n di n t e g r a t ei tw i t ht h eo t h e rg r i ds a y i c e s s ow ei m p l e m e n t v a l u e - a d d e ds e r v i c e sb a s e do np a r l a y g s i nt h er e a ln e t w o r k , w eo p e ns i pc a p a b i l i t i e st h r o u g h p a r l a y - s i pg a t e w a y , a n di n t e g r a t et h e mw i t hat i m e rg r i ds e r v i c e s ot h eo p e na n di n t e g r a t i o n c h a r a c t e r i s t i c so fp a r l a y g sa r ev e r i f i e d b a s e do na l lt h ee x p e r i m e n t s ，w ec o m p a r et h e p a r l a y g sw i mt h es e r v i c ec r e a t i o na p p r o a c h e si nt r a d i t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r k , i n t e l l i g e n tn e t w o r k , p a r l a y w ed r a wac o n c l u s i o n ：p a r l a y g sh a sb e t t e ra b i l i t i e si ns e r v i c e c r e a t i o na n di tc a ns u p p o r tt r a d i t i o n a lt e r m i n a l s s e r v i c ec o n v e r g e n c eb a s e dn e x t - g e n e r a t i o ns e r v i c ec r e a t i o np r o v i d e sf l e x i b l ep l a t f o r mf o r s e r v i c eo p e na n di n t e g r a t i o n t h r o u g hp a r l a y g s ，t r a d i t i o n a lt e l e c 胁s e r v i c e sc a nc o m b i n ew i t h r i c h e rg r i ds e r v i c e sa n ds a t i s f yp e o p l e sr e q u i r e m e n t sb e r e r a n ds e r v i c ed e v e l o p m e n tt u r n st o b ee a s y , f l e x i b l ea n dl o wc o s t t h er e s e a r c hi n t h i sp a p e ra l s od i s c u s s e san e wi d e ao f c o m b i n i n gt h ec o m p u t e rt e c h n o l o g i e sa n dt e l e c o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g i e st os o l v et h e p r o b l e mo f n g ns e r v i c ec r e a t i o n t oa p p l yg r i dt e c h n o l o g i e st ot h et e l e c d s e r v i c e sc r e a t i o ni s an e wa n ds i g n i f i c a n ta t t e m p t i tc a nb eb e l i e v e d ，n e x t - g e n e r a t i o nn e t w o r k sw i l lb e c o m et h e b a s i cf o r c ef o rt h ew h o l ei n f o r m a t i o nd e v e l o p m e n ti f t h ep r o b l e m so f s e r v i c ei n t e r w o r k i n gb e s o l v e d k e y w o r d s ：s e r v i c ec r e a t i o n , c o u p l i n gf a c t o r , p a r l a y , o p e ng r i ds e r v i c e sa r c h i t e c t u r e ， m a p p i n g ，c o m m u n i c a t i o nc o n n e c t i o n , s e r v i c ei n t e g r a t i o n i v 基于业务级互联的下一代网络业务生成研究：图目录 图目录 图i i 传统p s t n 的信令和控制系统 图1 2 传统网络的业务提供方式 图1 3 智能网的业务提供方式。 图1 4 智能网概念模型 图1 5n g n 开放网络体系结构 图1 6i m s 的分层体系结构 图2 1 视图元素的映射模型 4 5 6 1 3 2 9 图2 2 业务的关系型定义3l 图2 3 业务及其接口二 图3 1 跨网络提供业务的两种方法 图3 2 网络级互联和业务级互联模型的耦合因子对比 图3 3 业务生成的层次架构 图4 1p a r l a y o s a 所包含的逻辑实体 。4 1 4 3 。4 8 图4 2 基于p a r l a y 和o g s a 的业务生成架构p a r l a y g s 图4 3p a r l a y g s 层次交互问的关系 图5 1p a r l a y 多方呼叫( m p c c ) 涉及的实体模型 图5 2s i p d i a i ) g 实体模型 图5 3s i ps e r v e r 的不同运行模式及其模式之问的相互转化 图5 a 应用发起呼叫的消息映射模型 图5 5 网络端发起呼叫的消息映射模型 图5 6 一个两方通话中的p a r l a y a p i 和s i p 消息映射 5 3 5 7 5 9 6 4 6 5 6 6 6 6 6 8 图5 7p a r l a y 和o g s a 的通信连接模型p o c o m 。 图5 8 基于o g s a 服务模型的服务构造 图5 9 w s d l 文文件的结构 图5 1 0 p g s f 产生器的原理和流程 图5 i i i p m u l r l p a r t y c , l l 接口定义片断 图5 1 2 i p m u l r l p a r t y c a l l 接口规范化模型 图5 1 3p g s 产生器的原理和流程 图5 1 4 p a r l a y 业务m i s s e d c a l l m e s s e n g e r 规范化模型 图5 1 5 被集成对象的集合表示 。7 1 7 4 7 5 7 6 7 6 图5 1 6 一般性业务集成方法流程图 图5 1 7 业务集成的同步机制 i x 。7 7 8 0 8 1 中国科学院博士学位论文：基于业务级互联的下一代网络业务生成研究 图5 1 8 同步机制通讯的两种工作模型 图6 1 0 g s a , w s r f , g t 4 ，w e b s e r v i c e s 四者的关系 图6 2 在p a r l a y 仿真器上实现的s m s s e n d e r 图6 3s m s s e n d e r - p g s 的接口定义片断 图6 4s m s s e n d e r 的r e s o u r c e 定义 图6 5 w s r f 规范中服务、资源之问的关系 图6 6s m s s e n d e r - p g s 的t r i g g e r o 力- 法 图6 - 7 部署到网格环境中的s m s s e n d e r - p g s 在p a r l a y 仿真器上的实现 图6 8s m s s e n d e r - p g s 在p a r l a y 仿真器上的仿真实况截图 图6 9 网格环境下业务集成并通过p a r l a y 网关进行业务提供。 图6 1 0 短信天气预报业务在p a r l a y 仿真器上的仿真实况截图 图6 1 1 同步进程代码描述。 图6 1 2 同步进程 图6 1 3 对g ( k ) g l e w e b a p i s 接口描述的扩展片段 图6 1 4 短信搜索引擎业务g o o g l e s m 的部署图 图6 1 5g o o g l e s m 的服务集成过程片段 图6 1 6 发送内容为。o l y m p t c 2 0 0 8 ”的短消息给g o o g l e s m 9 5 9 6 图6 1 7g o s m 对发送内容为“o l y m p i c2 0 0 8 ”的短消息返回结果。9 6 图6 1 8 发送内容为“y a om i n g ”的短消息给g o o g l e s m 图6 1 9 g o o g l e s m 对发送内容为“y a o m i n g ”的短消息返回结果9 7 图6 2 0 p a r l a y - s i p 网关原型的逻辑部署示意 图6 2 1 业务起始的两方通话t w o p a r t y c a l l 图6 2 2 一方用户起始的双方通话u s e r i n i t i a l c a l l 图6 2 3 在p a r l a y - s i p 网关上实现的t w o p a r t y c a l l 的实际部署 图6 2 4 t w o p a r t y c a l l 的实际运行情况截图。 图6 2 5t w o p a r t y c a l l - p g s 的w s d l 定义片段。 图6 2 6 网格服务对两方通话的发起和计时。 图6 2 7 业务生成方式的代码量对比 图6 2 8 两种方式编写的业务的平均运行时间对比 9 9 1 0 0 1 0 0 。1 0 l 。1 0 2 1 0 3 1 0 3 1 0 5 1 0 6 图6 2 9 通过g r i d 访问p a r l a y 的业务执行时间中和的占时百分比。1 0 6 睨盯28鼯黔眇蛇眈够粥 基于业务缓互联的下一代网络业务生成研究：表目录 表目录 表5 1p a r l a y 事件通知和s i p 消息的映射 表5 2p a r l a y 事件通知和s i p 消息的映射 表5 3e v e n t r e p o r t r e q 方法与s i p 消息映射 6 7 6 7 6 9 表5 4 r o u t e r e q 方法与s i p 消息映射，映射到i n v i t e 消息6 9 表5 5s i p 消息与e v e n t r e p o r t r e s 方法的映射 表5 6 0 g s a 网格服务接口 表6 1 各种业务生成方式的对比 x i 6 9 7 3 1 0 4 独创性声明 本人声明本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文中不包 含其它人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本文所做 的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名： ， p 刮岛 日期：卯乡 关于论文使用授权的说明 弓7 本人授权中国科学院计算技术研究所可以保留并向国家有关部门或机 构送交本论文的复印件和电子文档，允许本论文被查阅和借阅，可以将本 7 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编本论文。 作者签名：知1 莲导师签名： 醐：渺7 ， 第一章绪论 第一章绪论 1 1 研究背景 电信业务与国民的生活息息相关。从打电话这种最基本的话音业务，到智能网技术 下的3 0 0 号、8 0 0 号业务，再到时下流行的口电话业务、“l 号通”业务，电信业务已经 为越来越多的人所接受和熟悉。以m 电话为例，我国从1 9 9 9 年开始引入电话业务， 仅到2 0 0 0 年底，其业务量就增长至3 0 7 4 9 2 万分钟，增长速度十分惊人伴随着国民经 济、社会生活方方面面的发展，用户对各种新业务的需求仍然不断增长，且越来越强烈。 比如，面对近来频繁让消费者上当的诈骗短信，如何能够像提示垃圾邮件那样对恶意短 信自动进行善意提醒；如何能方便快捷地做到异构平台之问的短信互联互通，等等 然而，在近几年中，曾经飞速发展的电信业正在逐渐失去往日的辉煌，虽然电信业 务的收入仍在增长，但增速已经下降，a r p u ( a v e r a g er e v e n u ep e ru n i t ) 值。也呈日益 下降趋势。造成这种局面的一个重要原因是缺少适合人们需要的、能进一步刺激电信业 发展的新业务与新应用【张0 4 】。新业务的缺乏关键不在用户需求，如果排除政策等因素 的干扰，新技术则成为制约新业务发展的主要瓶颈。以短信互通为例，目日i 每个移动公 司都有自己的短信平台，短信平台异构，造成了业务互联互通复杂、困难的局面，而未 来3 g 和2 g ，2 5 g 的互通更是制约电信增值业务发展的大问题。因此，要随时随地迅速 为用户提供各种各样的业务需求，现有的网络基础设施和现有的业务生成技术水平是难 以保证的。如何在降低复杂性的前提下，保证新业务的提供快速有效甚至允许用户可定 制，是一个急需解决的问题。 在传统电信网络中，电信业务和交换设备高度集成，不仅生成方式复杂，而且生成 周期长。从八十年代末、九十年代初开始，出现了电信业务生成技术的研究如，从删t 提出的智能网( i n t e l l i g e n tn e t w o r k ) 技术 i t u9 3 a , g a r r a b a n9 3 1 ，到九十年代中期提出的 t i n a ( t e l e c o m m u n i c a t i o n s i n f o r m a t i o n n e t w o r k i n g a r c h i t e c t u r e ) 体系结构 t i n a 9 5 1 ，等 等目的就是希望建立电信网络创建、部署和实施业务的框架模型，以实现方便快捷的 业务生成和提供。 从业务的发展历程不难看出，从最初的简单业务，如话音业务，发展到能跨越网络 提供业务如i p 电话业务，隐含着传统电信的概念和体系的一次次变革。传统的网络通常 是单业务网络，也就是说网络提供的基本业务能力单一，而且每种网络都有自己不同于 别种网络的传输和控制技术。比如公众电话网( p s t n ) 只能通过s s 7t u p i s u p 信令控 制方式提供一种基本的话音业务( v o i c e ) ：有线电视网络( c a b l e ) 能提供c a b l e t v 的业 。a r p u 值是电信术语。英文解释为；m e a s u r e s t h e a v e r a g e m o n t h l y r e v e n u e g e n e r a t e d f o r e a d a c u s t o m e r u n i t , s u c ha s a c e l l u l a r p h o n e o r p a g e r , t h a t a c a r r i e r h a s i n o p e r a a o n a r p u 值注重的是一个时间段内运营商从每个用户所得到的利润 i 一 中国科学院博士学位论文；摹于业务级互联的下一代网络业务生成研究 务；移动网如g s m g p r s 通过s s 7c a p m a p 的信令控制方式提供包括话音( c s 域) 和数据( p s 域) 的基本承载业务。 另一方面，传统网络，以p s t n 网络为例，虽然可以提供速率为6 4 k b i 以的业务， 但业务和控制都是由交换机来完成，执行呼叫处理软件的处理器与采用电路方式的设备 高度集成在一起。因此对新业务的提供需要较长的周期，面对臼益竞争的市场显得力不 从心。智能网技术的出现，使得业务逻辑与交换机实现了分离，是解决新业务生成方便 快捷问题的一个里程碑，但是智能网依赖于承载网络的特性使得跨越网络的新业务生成 还是非常困难。计算机技术的发展和计算机互联需求的增加，使得基于口或a t m 的分 组交换数据网日益发展壮大，这种分组交换网络将适合各种类型信息的传递，而且网络 资源利用率高。计算技术和口数据网络的快速发展，极大地推动了现有的电信网络与分 组交换数据网络的融合，形成了可以传递话音、数据等多种媒体的下一代网络 ( n e x t - g e n e r a t i o nn e t w o r k s ，n g n ) 。 n g n 基于基础设施和包交换，融合了现有的固定、移动、有线和无线等多种接 入网络。网络的融合将使得网络业务从单网络单业务时代进化到能够跨越多网络提供复 杂业务的时代，如对话音、e m a i l 、v o 妒、网页浏览、移动业务等多种基本业务的组合。 这种新业务形式的出现，将从逻辑上消除固定，移动、无线以及i n t e m e t 等网络之问的 界限。网络的融合也意味着用户可以各种方式接入，比如允许多种接入方式的多方多媒 体会议、互动电子教室、v o d 视频点播，多方在线游戏等归根结底，n g n 的出现是 为了满足人们对各种网络业务不断增长的需求。因此，如何快速、高效、灵活地向用户 提供新的业务产品，尤其是生成这样一些跨越多种接入网络的复杂业务就成为一个急需 解决的问题，这也将是网络和业务提供商在竞争日益激烈的市场上成功的关键因素 m