家庭網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)平臺(tái)與NGN業(yè)務(wù)平臺(tái)的融合

摘要　當(dāng)前，各種數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)已逐漸進(jìn)入家庭，同時(shí)，各種電信寬帶業(yè)務(wù)也不斷推出，如何對(duì)其進(jìn)行有效的融合，是急需解決的問題。文章對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)平臺(tái)規(guī)范OSGI（開放服務(wù)網(wǎng)關(guān)聯(lián)盟）及NGN（下一代網(wǎng)絡(luò)）的業(yè)務(wù)平臺(tái)進(jìn)行了探討。通過對(duì)兩種業(yè)務(wù)平臺(tái)的分析比較，提出了家庭網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)平臺(tái)與NGN業(yè)務(wù)平臺(tái)融合的一些考慮方案。

家庭網(wǎng)絡(luò)的概念已經(jīng)提出很長時(shí)間了，用于家庭組網(wǎng)的技術(shù)很多也比較成熟，但由于市場(chǎng)和用戶需求的原因，一直沒有得到太多的應(yīng)用。隨著寬帶業(yè)務(wù)以及下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）的發(fā)展，家庭網(wǎng)絡(luò)逐漸成為業(yè)界的研究熱點(diǎn)，研究內(nèi)容也和以前有所不同。如何在家庭內(nèi)實(shí)現(xiàn)NGN提出的網(wǎng)絡(luò)融合?如何將各種業(yè)務(wù)引入家庭?家庭網(wǎng)絡(luò)中如何實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)的自主加載和卸載?它們之間如何共享、交互各種信息?本文從NGN業(yè)務(wù)平臺(tái)和家庭網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)平臺(tái)融合的角度來探討如何解決以上的問題。

1、家庭網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)平臺(tái)規(guī)范

1.1　開放服務(wù)網(wǎng)關(guān)聯(lián)盟（OSGI）

OSGI是家庭網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化組織之一，主要負(fù)責(zé)網(wǎng)關(guān)接口、開放的業(yè)務(wù)傳送和管理平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的制定。OSGI規(guī)范為業(yè)務(wù)提供商、軟件開發(fā)商、設(shè)備供應(yīng)商和網(wǎng)關(guān)運(yùn)營商提供了開發(fā)、實(shí)施和管理業(yè)務(wù)的一個(gè)開放的平臺(tái)。OSGI規(guī)范使得服務(wù)供應(yīng)商能夠在與本地網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備相連的家庭網(wǎng)關(guān)中動(dòng)態(tài)裝載和升級(jí)服務(wù)，允許多個(gè)網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備共享一個(gè)網(wǎng)關(guān)，同時(shí)降低了為家庭提供寬帶和其他增值服務(wù)的開發(fā)成本。

OSGI定義了一個(gè)開放性的平臺(tái)，使得遠(yuǎn)端的服務(wù)提供商所提供的應(yīng)用程序、增值服務(wù)等可以視使用者的要求，隨時(shí)下載到用戶的設(shè)備（比如家庭網(wǎng)關(guān)）上，并自動(dòng)安裝執(zhí)行。不論是家庭網(wǎng)關(guān)、機(jī)頂盒、ADSL Modem（ADSL調(diào)制解調(diào)器）還是CableModem（線纜調(diào)制解調(diào)器），只要支持OSGI規(guī)范，通過其定義的開放性的平臺(tái)，不同廠家開發(fā)出的服務(wù)軟件和設(shè)備都可以互通。OSGI規(guī)范所提供的平臺(tái)包括一個(gè)Java運(yùn)行環(huán)境和業(yè)務(wù)組件的生命周期管理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)一致性管理、版本管理和服務(wù)注冊(cè)管理等功能。

1.2　OSGI的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次

圖1為OSGI的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次圖。圖中的Bundle是該環(huán)境中的基于Java的應(yīng)用，它包含Java類和向最終用戶提供功能的其他資源，即功能業(yè)務(wù)的子體。向其他Bundle提供服務(wù)的部件，稱為Service服務(wù)。Service是實(shí)現(xiàn)了特定接口的Java對(duì)象。OSGI框架的注冊(cè)功能用于在Bundle之間交換Service服務(wù)，它提供了家庭網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)所需的安全性和受控性。通過這種注冊(cè)機(jī)制，Bundle可以向其他Bundle提供服務(wù)，同時(shí)也可以使用其他Bundle的服務(wù)。注冊(cè)機(jī)制是有安全性保護(hù)的。Java環(huán)境提供了所需要的平臺(tái)無關(guān)性、可靠性和安全特性。

圖1　OSGI的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次圖

1.3　OSGI的功能服務(wù)體系結(jié)構(gòu)

OSGI服務(wù)體系架構(gòu)如圖2所示。OSGI的功能服務(wù)體系架構(gòu)主要由3種組件構(gòu)成：Framework（框架）、Bundle（應(yīng)用）和Service（服務(wù)）。Framework架構(gòu)在Java VM（Java虛擬機(jī)）上，Bundle是執(zhí)行于Framework上的應(yīng)用程序，而Service則是Bundle所提供導(dǎo)出（Export）或所需導(dǎo)入（Import）的接口服務(wù)。從服務(wù)端下載的Bundle會(huì)在OSGI Framework上自動(dòng)安裝并執(zhí)行，并向OSGI平臺(tái)注冊(cè)Bundle所提供分享或所需要的服務(wù)（Service）。以下部分將對(duì)OSGI Framework、Bundle和Service作詳細(xì)說明。

圖2　OSGI服務(wù)體系架構(gòu)

OSGI Framework為一集成性的信息服務(wù)平臺(tái)，主要功能是提供Bundle的執(zhí)行環(huán)境和動(dòng)態(tài)地調(diào)整Bundle加載的生命周期（Bundle life cycle）。OSGI Framework也提供管理機(jī)制以執(zhí)行上面的Bundles，可以使用（Export）或（Import）Service。Bundle之間可通過Service的共享，節(jié)省程序的開發(fā)時(shí)間或增加程序的功能。Bundle的中文名稱是服務(wù)包，由OSGI Framework負(fù)責(zé)啟動(dòng)與執(zhí)行。就實(shí)際的作用而言，Bundle是一個(gè)Java Archive（JAR包），該JAR包含Java類（Class）、啟動(dòng)類別（Activator Class）、清單文件（Manifest Header）和一些資源（如HTML網(wǎng)頁或JPG圖等）。

2、NGN業(yè)務(wù)平臺(tái)

NGN業(yè)務(wù)平臺(tái)需要能在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上同時(shí)提供語音、數(shù)據(jù)、視頻和互聯(lián)網(wǎng)等各種具有不同質(zhì)量保證要求的電信業(yè)務(wù)，因此NGN業(yè)務(wù)平臺(tái)必須能支持多種核心網(wǎng)絡(luò)及各種專用業(yè)務(wù)接口，在功能上需要具備開放性、可擴(kuò)展性。

2.1　NGN業(yè)務(wù)平臺(tái)應(yīng)能支持多種網(wǎng)絡(luò)

NGN業(yè)務(wù)平臺(tái)應(yīng)能支持多種網(wǎng)絡(luò)：

（1）公共交換電話網(wǎng)（PSTN）：通過智能網(wǎng)應(yīng)用規(guī)程（INAP）（CS1，CS2）繼承和提供新的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)；

（2）公用陸地移動(dòng)通信網(wǎng)（PLMN）：通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)定制應(yīng)用增強(qiáng)邏輯/無線智能網(wǎng)（CAMEL/WIN）協(xié)議支持移動(dòng)的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)；

（3）軟交換/IP多媒體子系統(tǒng)（softswitch/IMS）：作為應(yīng)用服務(wù)器通過SIP支持NGN業(yè)務(wù)；

（4）Internet/Web：支持超文本傳輸協(xié)議（HTTP）、簡單對(duì)象訪問協(xié)議（SOAP）、可擴(kuò)充標(biāo)記語言（XML）和遠(yuǎn)程撥號(hào)用戶認(rèn)證系統(tǒng)（RADIUS）等協(xié)議，與核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相連，并為用戶提供新的界面。

2.2　NGN業(yè)務(wù)平臺(tái)對(duì)第三方業(yè)務(wù)接口的支持

以前的業(yè)務(wù)開發(fā)模式與下層網(wǎng)絡(luò)結(jié)合緊密，這樣就導(dǎo)致業(yè)務(wù)的發(fā)布與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有關(guān)，不同的網(wǎng)絡(luò)之間業(yè)務(wù)交互困難，業(yè)務(wù)融合難度大；業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，開發(fā)周期長，投資收益低，不利于第三方開發(fā)。一些傳統(tǒng)的電信業(yè)務(wù)，如呼叫中心業(yè)務(wù)等仍然通過運(yùn)營商向終端用戶提供，同時(shí)，也需要向增值業(yè)務(wù)提供商開放網(wǎng)絡(luò)能力，發(fā)掘網(wǎng)絡(luò)的潛力，因此需要具備開放的第三方業(yè)務(wù)接口，目前NGN業(yè)務(wù)平臺(tái)比較主流的業(yè)務(wù)接口是Parlay API（應(yīng)用編程接口）。

2.3　NGN業(yè)務(wù)平臺(tái)應(yīng)具備開放性

根據(jù)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)狀況和NGN建設(shè)的進(jìn)展，電信運(yùn)營商應(yīng)考慮基于統(tǒng)一的平臺(tái)建設(shè)下一代的業(yè)務(wù)平臺(tái)來提供各類業(yè)務(wù)，在新建業(yè)務(wù)平臺(tái)的同時(shí)兼容原有的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺(tái)。新建的平臺(tái)將支持固定交換網(wǎng)、個(gè)人手持式電話系統(tǒng)（PHS）和軟交換網(wǎng)等多種核心網(wǎng)絡(luò)，提供的業(yè)務(wù)不僅是窄帶語音業(yè)務(wù)，也包括多媒體業(yè)務(wù)在內(nèi)各種新型業(yè)務(wù)，以及提供開放的第三方業(yè)務(wù)開發(fā)接口。在建立業(yè)務(wù)平臺(tái)的同時(shí)，要考慮將來家庭網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要，如何在業(yè)務(wù)平臺(tái)上開發(fā)適合家庭網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)，需要提供開放的接口，對(duì)家庭網(wǎng)關(guān)提供業(yè)務(wù)的加載和支持。

NGN業(yè)務(wù)平臺(tái)應(yīng)具備開放性，需支持：

（1）跨網(wǎng)絡(luò)支持，支持PSTN、PHS、NGN、因特網(wǎng)協(xié)議（IP）、碼分多址（CDMA）、全球移動(dòng)通信（GSM）和第三代網(wǎng)絡(luò)（3G）等。（2）向第三方開放的API，支持Parlay、Parlay X。（3）業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò)無關(guān)，即業(yè)務(wù)可以跨網(wǎng)絡(luò)提供。（4）需要提供對(duì)家庭網(wǎng)關(guān)通信的支持。

2.4　NGN業(yè)務(wù)平臺(tái)架構(gòu)

通過以上的分析，目前理想的NGN業(yè)務(wù)平臺(tái)的架構(gòu)應(yīng)如圖3所示。

圖3　NGN業(yè)務(wù)平臺(tái)架構(gòu)

圖3所示的業(yè)務(wù)平臺(tái)提供統(tǒng)一的分布式處理環(huán)境，為內(nèi)部的各個(gè)模塊的交互提供通道。NGN業(yè)務(wù)平臺(tái)從物理上分為4層：業(yè)務(wù)應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)控制層、承載傳送層和邊緣接入層。從功能邏輯上可歸納為以下三點(diǎn)：（1）協(xié)議功能：支持信令網(wǎng)、固定網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的各種協(xié)議；（2）平臺(tái)能力：提供各個(gè)業(yè)務(wù)需要使用全面的公共處理能力，為了和家庭網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)平臺(tái)OSGI配合，應(yīng)用服務(wù)器需要提供OSGI功能，并能使用插件的形式進(jìn)行各種業(yè)務(wù)功能的自由加載和卸載；（3）業(yè)務(wù)集合/對(duì)外接口：在公共能力之上，建立各類業(yè)務(wù)，通過開放業(yè)務(wù)接口，將平臺(tái)能力開放給第三方進(jìn)行開發(fā)，使業(yè)務(wù)的開發(fā)與具體的網(wǎng)絡(luò)無關(guān)。

模塊化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定了業(yè)務(wù)與底層網(wǎng)絡(luò)以及平臺(tái)能力的無關(guān)性，在高級(jí)的業(yè)務(wù)開發(fā)工具的支持下，可以快速地開發(fā)和部署新業(yè)務(wù)。

通過業(yè)務(wù)平臺(tái)提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)費(fèi)和營帳接口，可以很容易開發(fā)新的業(yè)務(wù)，并且和現(xiàn)有的業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)融合在一起，便于維護(hù)和升級(jí)。

3、家庭網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)平臺(tái)與NGN業(yè)務(wù)平臺(tái)融合的考慮

家庭網(wǎng)絡(luò)與NGN的銜接是電信增值業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，也是用戶獲得在線服務(wù)及娛樂的需要，這種情況是系統(tǒng)集成商和業(yè)務(wù)提供商所要考慮的。下一代電信網(wǎng)絡(luò)的核心要求是能向用戶提供比傳統(tǒng)電信網(wǎng)更豐富多彩的業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)的分離；傳統(tǒng)的電信終端設(shè)備都專屬于某一特定的電信業(yè)務(wù)，即使具備了在家庭中的聯(lián)網(wǎng)能力，也不能改變它們自身所具有的功能，因此業(yè)務(wù)分離出來對(duì)于終端來說是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)；家庭網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)平臺(tái)是一個(gè)開放性的平臺(tái)，能夠?yàn)檫h(yuǎn)端的業(yè)務(wù)提供者與本地的設(shè)備之間提供完整的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)服務(wù)傳送方案，使得遠(yuǎn)端的服務(wù)提供商所提供的應(yīng)用程序、增值服務(wù)等可以視使用者的要求，隨時(shí)下載到用戶的設(shè)備（比如家庭網(wǎng)關(guān)）上并自動(dòng)安裝執(zhí)行。

因此，在家庭網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)平臺(tái)和NGN業(yè)務(wù)平臺(tái)融合方面，我們需要在以下三個(gè)方面做工作：

（1）OSGI架構(gòu)與電信業(yè)務(wù)平臺(tái)的融合

目前中國電信的NGN業(yè)務(wù)平臺(tái)已經(jīng)成熟，并且已經(jīng)有大量的電信增值業(yè)務(wù)在使用，如果需要把家庭網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)業(yè)務(wù)（如家電遠(yuǎn)程控制、電視終端上網(wǎng)等）引入到目前的NGN業(yè)務(wù)中，需要對(duì)目前的NGN業(yè)務(wù)平臺(tái)進(jìn)行升級(jí)，對(duì)其提供插件功能，使它可以自由加載和卸載OSGI的Bundle。NGN業(yè)務(wù)平臺(tái)提供OSGI的接口只是二者結(jié)合的一個(gè)很小的部分，其他如各種家用電器的通用標(biāo)準(zhǔn)的制定，業(yè)務(wù)能力的控制還有很多工作需要做。

（2）家庭網(wǎng)絡(luò)與各種現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)的融合

融合網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)寬帶NGN、家庭網(wǎng)絡(luò)、固定網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的融合。融合后的網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)對(duì)固定資源、移動(dòng)資源、寬帶資源和家庭網(wǎng)絡(luò)資源的有效利用；實(shí)現(xiàn)用戶及業(yè)務(wù)在固定、移動(dòng)和寬帶網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的互通；實(shí)現(xiàn)用戶虛擬的駐地網(wǎng)絡(luò)環(huán)境并建立家庭多終端業(yè)務(wù)環(huán)境。這樣，各種網(wǎng)絡(luò)之間的互通，將為各種不同業(yè)務(wù)終端之間的通信創(chuàng)造條件。

（3）OSGI在NGN環(huán)境下的定位與應(yīng)用

關(guān)于OSGI在NGN環(huán)境下的定位與應(yīng)用，由于NGN業(yè)務(wù)平臺(tái)的業(yè)務(wù)接口主要采用由Java實(shí)現(xiàn)的Parlay API來實(shí)現(xiàn)，所以如何將NGN業(yè)務(wù)平臺(tái)上用Parlay API實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)邏輯與家庭網(wǎng)關(guān)上的OSGI業(yè)務(wù)結(jié)合起來，是需要進(jìn)一步相互提供支持的。由于目前在NGN業(yè)務(wù)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)需要專用的終端，我們可以把NGN專用的終端功能做成一個(gè)或幾個(gè)Bundle供服務(wù)端下載到家庭網(wǎng)關(guān)上來實(shí)現(xiàn)有關(guān)NGN終端，從而實(shí)現(xiàn)終端的融合。

4、結(jié)束語

家庭網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)龐大的社會(huì)系統(tǒng)工程，需要運(yùn)營商、接入商、業(yè)務(wù)提供商、設(shè)備商和應(yīng)用軟件提供商、智能小區(qū)開發(fā)商和智能家居廠家等一系列商家的合作與配合。只有加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈各方的合作，才能共同打造出一個(gè)前景廣闊的家庭網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)。