基于三网融合的新业务建模研究[图]

摘要：本文从不同角度分析了三网融合业务系统的功能需求，提出了对不同业务角色的业务需求，为各业务角色服务功能和业务扩展提供了参考依据。基金项目：本论文的研究工作受国家863计划项目资助(编号:2008AA01A305)1前言三网融合是一种广义的说法，本质是业务融合，并非局限于三大网络的物理合一，是指三网可以互相准入，实现经营范围的交叉，电信运营商、互联网运营商、广播电视运营商都可以从事电信、互联网和广播电视的经营。三网融合在现阶段是指三大网络通过技术改造都能够提供包括语音、数据、图像等综合多媒体的通信业务，彼此间在国家法律、法规和政策的框架内进行公平竞争，为广大用户提供多样化、个性化服务。三网融合业务类别丰富，且不断变化创新，需要理清业务系统中各业务角色之间的关系，理清业务系统对不同业务角色的功能需求，让各业务角色更加明确各自在业务系统中的职责，基于此，本文将在聚类三网融合业务的基础上，从运营视角、拓扑与协议视角、性能视角和安全监管视角研究三网融合业务的功能需求，并从不同视角提出对各业务角色的业务需求，为其业务开展和扩展提供参数依据。2三网融合业务介绍三网融合业务包括语音、视频多媒体、数据以及高速互联网等业务，同时支持各种混合业务和新兴业务，并具有开放的业务API接口以及对业务灵活的配置和客户化能力。三网融合承载的业务能满足人们对业务类型多样性的需求，通常人们将其分成以下几种：（1）交互电视类包括视频点播（VOD）、时移电视、新闻搜索、互动演播厅等业务。（2）电子商务类包括视频导购、在线展览、在线银行等。（3）在线娱乐类包括虚拟歌厅、互动游戏、在线彩票等。（4）个人通讯类包括视频电话、视频会议、视频短信等。（5）医疗教育类包括在线医院、远程教育、互动教室等。由以上分析可知，三网融合业务特点包括融合互动性和全媒体性，不仅能实现广播式数字电视业务和互动业务的完美融合，还一改广播式数字电视单一的数字电视前端到用户的纵向服务模式，支持用户之间内容的横向传送，实现纵向与横向服务的融合。3三网融合业务建模的必要性业务建模以业务展现和用户体验为前提，在明确三网融合业务系统参与角色的基础上，从不同角度分析业务特征及业务需求，其目的在于：（1）通过对三网融合业务分类的描述，使业务系统参与者对业务的发展趋势更加明确；（2）通过从不同角度分析业务的功能特征和运营特征，使业务系统参与者更加明确各自的作用和职责，使业务平台的开发人员对系统架构的搭建和系统的呈现结果有了明确的目标；（3）通过分析业务对不同业务角色的需求，使业务系统参与者在改扩建过程中有了明确的目标。4建模工具的选择三网融合体系结构建模需要使用统一的形式化描述方法，基于此特点，所选择的建模描述语言必须能够支持这一形式化描述方法，目前，统一的建模语言UML（UnifiedModelingLanguage）是有能力支持三网融合体系结构建模语言中有较好评价者之一。UML称为“统一建模语言”,1997年11月由对象管理组织（ObjectManagementGroupOMG）进行了标准化,是标准化软件和业务开发的一种工具。UML通过标准化的符号来描述软件和业务,使得业务人员、系统开发人员、系统设计人员之间达到交流顺畅的目的。通过不断地改进和完善，UML已经得到工业界、科技界和应用领域的广泛支持。建模语言都有相应的标记法（模型中使用的符号）和一系列控制建模语言使用规则（语法、语义等）。UML中的符号由几何图形组成，它的语法和语义则规定了这些几何图形的含义及相互之间进行组合的原则和方法。UML包括基础构件和标准扩展机制。基础构件包括九种图：类图、对象图、状态图、活动图、顺序图、协作图、用例图、构件图、部署图，它们用来描述系统的静态和动态两个方面，从不同的方面刻画系统的结构、行为和功能。标准扩展机制用来扩展UML基础构件，以符合特定的建模需求，包括三种：构造型、标记值、约束。5三网融合业务建模5.1三网融合业务聚类三网融合业务根据传输层、承载层和应用层将其分类如图1所示。传输层是网络的物理基础，主要提供网络物理安全保证以及业务承载层节点之间的连接功能；承载层是基于分组的网络，提供分组寻址、统计复用及路由功能，为不同业务或用户提供所需的网络QoS保证和网络安全保证；应用层控制和管理网络业务，为最终用户提供各种丰富多彩的多媒体业务和应用。图1三网融合业务分类以传输层、承载层和应用层为聚类依据，对业务的各种特征进行抽象描述，并侧重应用层进行业务特性分析，提炼出了业务的功能特征和运营特征，如图2所示。其中，业务的功能特征可以分为单双向、实时性、带宽需求、流量对称性、通信方数量、信息类型、参与者关系、连接保证性等，其运营特征为认证、计费策略等。业务特征是我们研究建立业务模型和进行业务评价测试的出发点，运营特征是影响用户感受、业务运营和评测网络承载能力的关键因素。图2业务的功能特征和运营特征5.2业务系统角色分析三网融合业务系统中的参与角色包括内容提供商、业务运营商、网络运营商、设备提供商、监管部门和业务用户，而此系统的功能呈现表现为运营、拓扑与协议、安全监管和性能，业务角色与功能呈现之间的关系如图3所示。图3业务系统角色关系5.3三网融合业务建模通过上述业务角色的关系以及业务系统功能的描述，建立三网融合业务模型架构如图4所示。图4业务模型架构通过上述三网融合的主要业务及业务的功能特征和运营特征，明确服务和用户之间的关系；然后，从运营视点、拓扑与协议视点、性能视点和安全监管视点四个不同角度分析业务需求，并将这些需求映射成相应的功能集，最后，分析功能集对物理层面（网络拓扑和网元设备等）和技术层面的要求，从而使各业务角色明确业务系统对各自提出的需求，以便业务角色对业务的各项指标有一个全面的认识，对业务质量和用户体验的提升有更明确的方向。其中，运营视角主要针对业务的运营流程、业务流程及其控制；拓扑与协议视角主要针对网络拓扑和网络协议；性能视角主要针对各种网络性能、网络功能、QoS、QoE、组播性能以及业务叠加性能；安全监管视角主要针对安全、可靠和可信。下面从四个视角出发说明各自的功能，提出如何从相应的视点分析其对业务角色的需求，至于具体的需求参数，需要依据具体的业务来分析，本文不做详细分析和阐述。（1）运营视角运营视角与内容提供商、业务运营商、网络运营商和业务用户四个业务角色相关，功能描述如图5所示。其中，与业务用户相关的运营功能包括用户开户、用户订购、用户认证和账单等；与内容提供商相关的运营功能包括节目素材等；与业务运营商相关的运营功能包括业务需求分析、节目接入、节目审查、节目封装、结算策略、节目信息编辑、节目打包批价、用户行为统计、业务资源管理和出账等；与网络运营商相关的运营功能包括网络维护和网络升级等。图5运营视角功能描述（2）拓扑与协议视角拓扑与协议指网络拓扑与网络协议，其主要功能描述如图6所示。其中，网络拓扑的功能包括物理拓扑和逻辑拓扑的自动发现、网络拓扑自定义、设备的资产信息及协议分析功能互相调用、网管等；网络协议的功能包括数据的分段与重组、数据封装、连接控制、流量控制、差错控制、寻址等。图6拓扑与协议视角功能描述（3）性能视角三网融合业务系统的性能主要包括网络性能、QoS、QoE、组播性能和业务叠加性能等，其各自的功能如图7所示。其中，网络性能包括信道吞吐率、信道传输速率、信道利用率、网络介质传输速率、网络传输延迟、丢包率等；QoS包括业务质量和接通率等；QoE包括频道切换时间和视频质量评定等；组播性能包括报文丢失率、组播接收者的数目、组播发送者的发送速率、延迟、抖动、整个网络中的组播流量、特定组的组播流量等；业务叠加性能包括路由叠加、组播业务叠加和QoS叠加等。图7性能视角功能描述（4）安全监管视角安全监管主要指安全、可靠和可信，图8是对其功能的描述。其中，安全对应的功能包括内容安全、网络安全和用户安全等；可靠对应的功能包括网络故障恢复、服务图像清晰和数据自动备份等；可信对应的功能包括可信的网络架构、网络运营经验等。图8安全监管视角功能描述5.4业务建模的作用通过上述对四个不同视角的功能描述，明确了业务系统从不同角度分析出的功能需求，下面针对功能需求分析各自对不同业务角色的业务需求。通过运营功能的描述，可明确网络运营商、业务运营商和内容提供商在业务运营中的职责，由此也可研究出业务对各自提出的需求。比如：通过用户行为统计分析，可研究出用户访问和使用服务的过程中对网络承载能力的需求，其中，研究内容包括目标用户的分类、用户对业务需求的分类、用户行为的时段特征等，得到不同内容和不同形式的业务对不同年龄阶段受众群体的影响和接受程度、用户的业务使用习惯、高峰时段等，从而为不同运营商提供运营和扩展的参数信息和依据。在明确拓扑与协议基本功能的基础上，拓扑与协议视点可通过研究现有的电信网络与广电网络的网络架构，分析各自的网络层次和网络拓扑结构，归纳网络基本的拓扑结构及其可能的组合方式，研究其共性和差异。研究集中式服务系统以及分布式服务系统的部署特点带来的对网元性能的需求差异，以及这种差异导致的支撑的业务类型和服务性能的差异。根据上述研究内容，将全网的承载能力需求分解到各网络层次和网元，包括网络的带宽、丢包、抖动、延迟、网路可达性、突发传送能力的要求等。在此基础上分析满足三网融合要求的网络拓扑和网元需求，即对网络运营商和设备提供商的需求。通过对性能指标的功能研究，可进一步对大范围组播业务性能、各种业务压力共存情况下网络综合性能模型以及业务QoS保证相关的模型进行分析，以对相关的业务角色提出需求。通过对安全监管功能的描述，能够更加明确三网融合安全监管的目标，在此基础上，借助于对各网络网元、网络节点的安全性和监管方式，以及各种业务运营中的安全监管等方面进行模型分析即可提出对业务监管的需求。6结束语三网融合目前还处于研究和筹备阶段，对其业务系统进行建模分析，有助于相关参与者更加明确业务趋势、业务的各项重要指标以及业务对各自提出的需求，以便于下一步工作的顺利开展。