李 虎，寧 雪 晶，王 智 森

( 大連工業(yè)大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院， 遼寧 大連 116034 )

0 引 言

統(tǒng)一通信UC(Unified Communication)是在融合的計算機網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)平臺上，整合了電話、手機、傳真、E-mail等多種信息方式的新一代通信。它的主要目的是讓企業(yè)或個人能夠在任何時間、任何地點，都可以通過任何設(shè)備、任何網(wǎng)絡(luò)，獲得數(shù)據(jù)、圖像和聲音等信息[1]。從2004年至今，統(tǒng)一通信一直是當(dāng)今ICT(Information and Communications Technology)領(lǐng)域最熱門的研究課題，各大廠商都在積極研討實施，但統(tǒng)一通信并沒有真正統(tǒng)一，沒有哪家廠商的產(chǎn)品可以直接實施統(tǒng)一通信系統(tǒng)[2]。真正“統(tǒng)一”的統(tǒng)一通信必須是基于最底層核心協(xié)議的通信[3]。

IMS(IP Multimedia Subsystem)是IP多媒體系統(tǒng)，是一種全新的多媒體業(yè)務(wù)形式，它能夠滿足現(xiàn)在的終端客戶更新穎、更多樣化多媒體業(yè)務(wù)的需求[4]。利用IMS實現(xiàn)的統(tǒng)一號碼具有結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)、安全性高、操作便捷等特點[5]，因此IMS一直是許多研究者設(shè)法實現(xiàn)統(tǒng)一通信的一種途徑。目前，對于此問題的研究，許多研究者提出了多種不同的方案，但是如何合理的引入統(tǒng)一號碼卻沒有良好的辦法，而且耦合性、可實施性普遍偏低。正是基于這點，本文提出了一種基于IMS 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)使用統(tǒng)一號碼實現(xiàn)統(tǒng)一通信業(yè)務(wù)的方法。

1 統(tǒng)一號碼的建立

為了有效地實現(xiàn)統(tǒng)一通信，必須建立一種可靠高效的統(tǒng)一號碼機制。綜合于安全、便捷、高效的原則，作者建立這樣一種統(tǒng)一號碼[6]。號碼全長128 bits，分為4個部分，整個號碼由二進制數(shù)字實現(xiàn)。其中A段是基于地理條件為基礎(chǔ)，B段基于個人信息，C段是驗證碼，D段是個人信息碼，見圖1。

圖1 統(tǒng)一號碼分配方式

對于A段，具體有5個部分組成，可以根據(jù)統(tǒng)一號碼代碼、國家代碼、省代碼、州/市代碼、區(qū)代碼等地理信息代碼所組成，其中每部分長度都是3 bits。而對于B段，可以根據(jù)用戶的自然信息組碼，這里采用生日代碼，代碼，以及性別代碼。由于生日由年月日組成，所以這個部分長度設(shè)定為16 bits，當(dāng)然由于很多人生日是相同的，他們的地理信息也是相同的，須加以區(qū)別，所以有必要設(shè)置區(qū)分碼，長度根據(jù)情況復(fù)雜度的不同，所分長度也不同。性別碼較為簡單，只有“1”和“0”之分，分別代表男性和女性，因此只需1 bit即可。為了保證號碼的安全可靠，須建立一套驗證碼，這也是C段的主要內(nèi)容。這些驗證碼通過特殊的算法實現(xiàn)，當(dāng)然也可以是差錯控制碼，例如CRC、漢明碼。D段是用戶個人信息代碼，可以由用戶自己設(shè)置，長度是總長度減去前面3段的總長度。用戶可以根據(jù)不同情況向服務(wù)器提出申請，對此號碼進行修改。這樣對整個號碼的安全性就有了更高的保證。

舉例來說，對于北京市朝陽區(qū)四環(huán)社區(qū)，生日是23/06/1983的女性用戶而言，其統(tǒng)一號碼即為：000 0001 00000 00001 00011 10010001 0110 10111 xxxxxxx 0 yyyyy，其中xxxxxxx是區(qū)分碼，yyyyy是驗證碼?，F(xiàn)在此號碼的總長度是52 bits，那么還有76 bits的長度可供用戶設(shè)置個人信息碼。

2 統(tǒng)一號碼實現(xiàn)機制

2.1 基于IMS的統(tǒng)一通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

基于IMS的統(tǒng)一通信系統(tǒng)如圖2所示，主要由內(nèi)容服務(wù)層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、核心控制層和終端展現(xiàn)層構(gòu)成[7]。

內(nèi)容服務(wù)層主要包括內(nèi)容提供商和服務(wù)提供商提供的網(wǎng)元。提供的內(nèi)容可以包括視頻監(jiān)控、媒體內(nèi)容、在線電視等。服務(wù)提供商可以是第三方軟件提供商、集成商等。統(tǒng)一通信系統(tǒng)利用內(nèi)容提供商提供的內(nèi)容作為多媒體源，服務(wù)提供商利用統(tǒng)一通信系統(tǒng)提供的開放接口將統(tǒng)一通信能力集成到應(yīng)用中。

業(yè)務(wù)應(yīng)用層是統(tǒng)一通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)核心層，主要由統(tǒng)一通信各類應(yīng)用服務(wù)器構(gòu)成，如呼叫類、消息類、視頻類、協(xié)同類應(yīng)用服務(wù)器，還有與內(nèi)容服務(wù)層接口的第三方接口服務(wù)器。

核心控制層是統(tǒng)一通信系統(tǒng)的消息路由層。這部分采用IMS標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)，包括用于路由和業(yè)務(wù)觸發(fā)的各類會話控制器，用于存儲用戶數(shù)據(jù)的用戶歸屬服務(wù)器，用于媒體處理的媒體服務(wù)器，用于與軟交換、PSTN或者PLMN互通的媒體網(wǎng)關(guān)控制器和媒體網(wǎng)關(guān)，用于用戶終端接入的會話邊界控制器。

圖2 基于IMS的統(tǒng)一通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

終端展現(xiàn)層包括各類終端，如軟終端、多媒體硬終端、高端手機終端、固定電話、小靈通、普通手機終端等。從圖2可以看出，在統(tǒng)一通信系統(tǒng)中有兩個關(guān)鍵接口，分別是第三方接口和ISC接口。第三方接口位于內(nèi)容服務(wù)層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層之間，一般采用Web Service、HTTP、FTP等接口，主要用于業(yè)務(wù)應(yīng)用層獲取內(nèi)容源和供服務(wù)提供商調(diào)用。ISC接口位于業(yè)務(wù)應(yīng)用層和核心控制層之間，采用標(biāo)準(zhǔn)ISC SIP接口，用于服務(wù)會話控制器業(yè)務(wù)觸發(fā)以及各類應(yīng)用服務(wù)器對于呼叫、消息、視頻類業(yè)務(wù)過程控制。

2.2 統(tǒng)一號碼的實現(xiàn)過程

一個統(tǒng)一號碼要想真正實現(xiàn)統(tǒng)一通信，重要的還是它的實現(xiàn)過程。對于上面提出的統(tǒng)一號碼，可以通過以下方式來實現(xiàn)通信。

(1)用戶在終端實現(xiàn)層的各個終端使用統(tǒng)一號碼進行登錄，登錄端通過發(fā)送短消息的方式向會話邊界控制器發(fā)送查詢信息，經(jīng)過會話邊界控制器認(rèn)證，認(rèn)定此號碼正確且有權(quán)限向下操作，則向登錄端發(fā)出反饋信息，準(zhǔn)許登錄；如果號碼不合法，則反饋回錯誤信息；如果號碼合法，但是沒有權(quán)限進行向下操作，反饋信息則包括準(zhǔn)許登錄，但是提示無相關(guān)權(quán)限。

(2)如果登錄成功，且有相關(guān)操作權(quán)限，用戶提出應(yīng)用請求，系統(tǒng)則通過服務(wù)接口將請求發(fā)送到相應(yīng)的各服務(wù)控制器。此類操作在系統(tǒng)的核心控制層完成。服務(wù)控制器返回反饋信息，如果驗證通過，則準(zhǔn)許登錄。如果用戶無權(quán)限進行此項操作，則發(fā)送登錄失敗消息，并提出錯誤原因。值得一提的是，用戶在高端手機終端或者PSTN話機以及移動終端進行登錄的話，可以不通過會話邊界控制器查詢，因為手機或者話機如果被停止了業(yè)務(wù)，則無法接入網(wǎng)絡(luò)，不需要向會話邊界控制器查詢信息。此外，也可以通過另外一種方式直接登錄到媒體網(wǎng)關(guān)控制器，這種方式可以是軟交換，PSTN或者PLMN。

(3)成功登錄各服務(wù)控制器之后，服務(wù)控制器將用戶所請求的服務(wù)要求發(fā)送到業(yè)務(wù)應(yīng)用層的相應(yīng)的服務(wù)器。如果此項服務(wù)存在，且可以提供給用戶，則再次發(fā)回反饋信息，提示操作成功，等待服務(wù)加載。如果此項服務(wù)不存在，或者用戶沒有權(quán)限訪問，則反饋回錯誤提示信息。在此部分中，用戶在終端實現(xiàn)層的軟件端登錄的話，可以直接跳到業(yè)務(wù)應(yīng)用層的協(xié)同類應(yīng)用服務(wù)器。

(4)前面的步驟順利完成后，相應(yīng)服務(wù)器向開放端口服務(wù)器提出服務(wù)申請，開放端口服務(wù)器再向內(nèi)容服務(wù)層的內(nèi)容提供商和服務(wù)提供商發(fā)出服務(wù)申請，內(nèi)容提供商和服務(wù)提供商將相應(yīng)內(nèi)容或服務(wù)提供給用戶。用戶操作完成后，向會話邊界控制器提出退出登錄請求，核實無誤后，準(zhǔn)許退出。至此，通過統(tǒng)一號碼實現(xiàn)服務(wù)的流程結(jié)束。

3 關(guān)鍵技術(shù)

IMS 架構(gòu)很好地解決了多終端、多網(wǎng)絡(luò)接入問題，能提供多媒體業(yè)務(wù)，并提供開放應(yīng)用接口給第三方調(diào)用。在實際應(yīng)用中，基于IMS的統(tǒng)一號碼解決方案仍存在一些技術(shù)難點，主要是多業(yè)務(wù)觸發(fā)嵌套關(guān)系及外部接口設(shè)計，以下對這部分內(nèi)容進行分析。

3.1 業(yè)務(wù)觸發(fā)設(shè)計

統(tǒng)一呼叫類業(yè)務(wù)包括IP Centrex、一號多機、多媒體彩振、多媒體彩鈴等多種業(yè)務(wù)，如果某個用戶同時簽約了統(tǒng)一呼叫類業(yè)務(wù)中的多種業(yè)務(wù)，就可能會產(chǎn)生多業(yè)務(wù)嵌套沖突。如何設(shè)計業(yè)務(wù)觸發(fā)機制，保證業(yè)務(wù)特征之間互不影響，是基于IMS的統(tǒng)一通信解決方案需要解決的難題之一。IMS有一套完善的業(yè)務(wù)觸發(fā)機制，其將業(yè)務(wù)分為主叫類業(yè)務(wù)和被叫類業(yè)務(wù)。每個用戶都擁有自己的業(yè)務(wù)觸發(fā)數(shù)據(jù)iFC(初始過濾準(zhǔn)則) ，保存在用戶歸屬數(shù)據(jù)服務(wù)器中，當(dāng)用戶注冊后，服務(wù)會話控制器將下載業(yè)務(wù)觸發(fā)數(shù)據(jù)，當(dāng)用戶發(fā)起或接聽呼叫時，服務(wù)會話控制器首先根據(jù)業(yè)務(wù)觸發(fā)數(shù)據(jù)進行判斷，然后觸發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)器進行業(yè)務(wù)處理。業(yè)務(wù)觸發(fā)數(shù)據(jù)分為主叫iFC和被叫iFC，服務(wù)會話控制器首先按照主叫iFC 依次觸發(fā)主叫業(yè)務(wù)，然后按照被叫iFC依次觸發(fā)被叫業(yè)務(wù)。

統(tǒng)一呼叫類業(yè)務(wù)在設(shè)計業(yè)務(wù)觸發(fā)順序時需要考慮以下問題。

(1)保證所有主叫類業(yè)務(wù)特征先觸發(fā)，然后觸發(fā)所有被叫類業(yè)務(wù)特征。

(2)保證號碼變換不影響業(yè)務(wù)邏輯處理。彩振業(yè)務(wù)依賴主叫號碼，彩鈴業(yè)務(wù)依賴被叫號碼，一號多機業(yè)務(wù)依賴主被叫號碼。彩鈴、彩振、一號多機業(yè)務(wù)采用長號匹配規(guī)則，如果呼叫號碼是短號，則需先將短號變成長號; 如果是長號，無需進行號碼變換處理。因此必須安排合理的業(yè)務(wù)處理順序，保證IP Centrex業(yè)務(wù)和一號多機業(yè)務(wù)的號碼變換不影響其他業(yè)務(wù)邏輯處理。

要解決以上問題，首先要將呼叫類業(yè)務(wù)特征按照主叫業(yè)務(wù)和被叫業(yè)務(wù)進行分類，然后根據(jù)不同業(yè)務(wù)特征合理設(shè)計iFC，確定業(yè)務(wù)觸發(fā)順序，從而避免多業(yè)務(wù)嵌套沖突問題。具體觸發(fā)規(guī)則如下：

(1)服務(wù)會話控制器觸發(fā)一號多機主叫業(yè)務(wù)，應(yīng)用服務(wù)器將主叫號碼映射成統(tǒng)一長號碼;

(2)服務(wù)會話控制器觸發(fā)多媒體彩振業(yè)務(wù)，應(yīng)用服務(wù)器根據(jù)統(tǒng)一號碼啟動多媒體業(yè)務(wù);

(3)服務(wù)會話控制器觸發(fā)IP Centrex主叫業(yè)務(wù)，應(yīng)用服務(wù)器將被叫短號譯成統(tǒng)一長號碼;

(4)服務(wù)會話控制器觸發(fā)IP Centrex被叫業(yè)務(wù)，應(yīng)用服務(wù)器將主叫長號翻譯成短號;

(5)服務(wù)會話控制器觸發(fā)多媒體彩鈴業(yè)務(wù)，應(yīng)用服務(wù)器根據(jù)被叫統(tǒng)一長號啟動多媒體業(yè)務(wù);

(6)服務(wù)會話控制器觸發(fā)一號多機被叫業(yè)務(wù)，應(yīng)用服務(wù)器將被叫號碼映射成多個終端號碼，啟動并振或串振業(yè)務(wù)。

3.2 服務(wù)接口設(shè)計

基于IMS的統(tǒng)一通信系統(tǒng)一個重要的特點就是開放性，服務(wù)提供商可以利用系統(tǒng)開放的接口調(diào)用統(tǒng)一通信能力，為用戶提供服務(wù)。統(tǒng)一通信系統(tǒng)可提供以下兩類接口。

HTTP跳轉(zhuǎn)接口。統(tǒng)一通信系統(tǒng)通過+/開放接口服務(wù)器向外提供HTTP 鏈接，服務(wù)提供商直接將該HTTP鏈接嵌入服務(wù)界面，用戶點擊該鏈接后直接跳轉(zhuǎn)到統(tǒng)一通信系統(tǒng)界面使用統(tǒng)一通信業(yè)務(wù)。此類接口具有集成簡單、開發(fā)周期短的優(yōu)點，但是由于統(tǒng)一通信業(yè)務(wù)和服務(wù)提供商系統(tǒng)耦合度松，統(tǒng)一通信業(yè)務(wù)和服務(wù)商服務(wù)結(jié)合不夠緊密，因此會影響用戶使用體驗。

Web Service接口。統(tǒng)一通信系統(tǒng)提供Web Service API，服務(wù)提供商可以在自己提供的服務(wù)界面和應(yīng)用流程中調(diào)用該接口使用統(tǒng)一通信能力。此類接口具有業(yè)務(wù)使用方便、用戶體驗好的優(yōu)點，但是開發(fā)工作量較大，實現(xiàn)周期長[6]。統(tǒng)一通信系統(tǒng)應(yīng)該同時具備以上兩類接口，供服務(wù)提供商選擇調(diào)用。服務(wù)提供商應(yīng)該優(yōu)選Web Service 接口，HTTP 跳轉(zhuǎn)接口可以作為Web Service 接口的重要補充。圖3是以短信業(yè)務(wù)為例說明Web Service 接口調(diào)用過程。

圖3 信息發(fā)送接口調(diào)用過程示意圖

(1)最終用戶登錄服務(wù)提供商門戶后，使用發(fā)送信息業(yè)務(wù)；

(2)服務(wù)提供商調(diào)用發(fā)信息操作將請求發(fā)送至開放接口服務(wù)器，系統(tǒng)調(diào)用發(fā)信息處理邏輯；

(3)信息處理完成后，開放接口服務(wù)器利用notifySmsDeliveryStatus通知服務(wù)提供商；

(4)服務(wù)提供商向用戶返回信息發(fā)送結(jié)果。

4 結(jié) 論

本文提出的基于IMS統(tǒng)一號碼實現(xiàn)機制實現(xiàn)了使用一個號碼進行統(tǒng)一通信的問題，本方法具有復(fù)雜性低，安全性、操作性、穩(wěn)定性高的特點，且滿足統(tǒng)一通信所需要的基本條件，在實際應(yīng)用中易于實現(xiàn)，因此具備一定的推廣價值。但是還有待于實際的具體的施行情況而改善，同時如何更進一步融合更大范圍的號碼統(tǒng)一是下一步要完成的工作。

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