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摘要：统一通信技术是在网络融合的背景下，实现通信资源整合、通信手段综合和通信业务融合的技术。阐述了统一通信的起源和背景，通过分析当前通信技术的问题和挑战，给出了统一通信的概念和主流解决方案。基于统一通信在服务保障方面特殊需求的分析，设计了高服务保障的统一通信体系结构，重点提出针对高服务质量和安全性保障需求的技术解决方法。
关键词：统一通信；业务融合；体系结构；业务控制；面向服务架构
中图分类号：TP393文献标志码：A文章编号：1008-1739（2018）08-65-3
Study on Unified Communication Technology for Service Assurance
GE Hongwu袁TUO Yanjun
（The 54th Research Institute of CETC， Shijiazhuang Hebei 050081， China）
0引言
通信是按照约定的规则传递信息，是支撑人类社会发展的重要行为[1]。随着电信技术的飞速发展，人与人之间沟通的手段越来越丰富，而面临的新问题是沟通手段众多，但是沟通方式离散、效率不高。通信技术滞后带来的问题在企业发展中尤其突出，制约着企业发展，主要问题包括：①多套通信系统独立，沟通效率低；②信息分散，缺乏主动推送能力；③通信、办公系统独立使用，管理复杂、维护成本高；④缺乏集成多种通信方式的团队沟通协作的方式。
为了解决这些问题，统一通信技术应运而生，目标是构建一个统一高效的通信平台，对各种通信方式进行融合，为企业管理营造一种灵活高效的沟通方式，以适应瞬息万变的业务需求和环境，同时节省通信成本，在激烈的竞争中占得先机[2]。
1技术分析
1.1基本概念
统一通信是指把计算机技术和通信技术融为一体的新的通信模式，通过对多种通信手段的整合（互联网、卫星通信和移动通信等），以及对多种通信业务的融合（语音、传真、会议、电子邮件、即时消息、多媒体和数据等），使用户可以利用一个统一的平台进行自由和高效的通信，以方便用户使用并丰富其体验。
统一通信本质是融合，包括通信手段的融合，以及通信与信息的融合，为企业降低运行成本、优化运行机制、提高运行效率。一份来自Nemertes Research的调查数据显示，统一通信技术可以为企业降低20%的基础设施成本和45%的维护成本，生产效能提高1%～5%[3]。
1.2技术方案分析
统一通信的目标是明确的，但在技术架构和实现上存在多种路线。目前统一通信的技术解决方案概括起来有3类。
第1类方案以思科、华为、中兴及Avaya等电信设备制造商为代表，通过将其IP语音系统进行扩充，平滑地扩展为统一通信协作应用[4]。
第2类方案以微软、亚马逊等软件提供商为代表，通过在其信息协作解决方案中加入了语音和视频应用来实现统一通信。
第3类方案以腾讯、Facebook、MSN等互联网服务提供商为代表，通过在即时通信系统或社交网络的基础上，整合语音和视频应用。这种解决方案主要關注互联网的通信和社交，而不是企业通信平台，缺乏企业应用集成和与传统电信用户互通的能力。
可以看出，统一通信实质上是传统电信业务和互联网通信业务的融合，不同的解决方案都是在自己原有的技术领域基础上向另一个领域进行拓展，形成一个全面的支撑平台。
2确保服务质量的统一通信系统设计
2.1服务质量保障需求
在公共安全服务、企业市场服务等领域，需要严格的服务质量保障和安全保障，确保重要用户可以获得可靠的通信业务。这就需要统一通信系统增加服务质量保障机制和安全保障机制[5]，具体需求包括以下2点。
①多等级服务保障：在具有严格优先级别区分的用户领域，高等级业务和用户必须优先占有通信资源，确保服务质量。
②业务安全管控：在具有严格业务安全要求的用户领域，系统需具备防攻击、防泄漏和防欺骗能力。
2.2系统设计
针对确保服务需求，采用信息系统设计理论[6]实现了确保服务质量的统一通信系统。系统以IP网络为基础，采用分层开放的体系架构[7]，使系统的承载、控制和业务功能模块分离解耦，实现系统架构的开放性和扩展性[7]。系统体系结构分为接入、控制、业务和服务开放4个子层，如图1所示。
①接入子层是将多种传输手段接入核心网，并实现异构业务体制向统一VoIP体制的转换适配，实现统一通信的接入无关性；
②控制子层提供统一的用户管理、会话控制和媒体流处理功能，为各类统一通信业务提供共用的用户管理、寻址和信令控制能力；
③业务子层提供统一通信的业务逻辑功能，包括多媒体电话、会议、呈现、群组、消息和通讯录等业务，实现各类业务的接续、协商与处理；
④服务开放子层基于Web服务体制，向第三方应用系统提供可编程的业务开发接口和管理接口，实现通信和应用的深度集成，将通信功能融入应用系统的业务流程中。
2.3区分优先级的控制子系统设计
控制子系统通过在控制协议和业务处理逻辑等环节，对业务优先等级的区分和针对性处理，实现对高优先级用户和业务的服务质量保障。
控制子系统采用统一的会话控制协议———会话初始协议（SIP协议），完成对电话、会议和消息等会话类业务的控制。在SIP协议的Resource-Priority协议头中强制携带会话优先级等参数，并在协议交互过程中传递。优先等级包括“0”～“4”五个等级，其中“0”级最高，“4”级最低。 通过对其他协议的扩展，会话的优先等级可在不同体制的通信系统中传递，实现异构网络端到端的会话优先级确保服务。如在PSTN中，主要通过ISUP协议的IEPS call information parameter支持优先等级传递；在DIAMETER协议中主要通过Session-Priority AVP支持优先等级传递。在不同体制通信系统互通点，协议转换网关实现优先等级的映射，不同协议的优先级对应关系如表1所示。
信令路径上的会话控制功能实体感知优先级信息，基于策略自动触发针对高优先级会话的特殊控制，对于高优先级会话的主要有2种控制手段。
①资源预留：网络和业务处理节点通过规划分别对带宽和计算资源进行划分，为高等级用户或业务预留相应的资源，资源阈值可动态调整，确保高等级用户或业务有足够资源可用，同时不会造成资源的过度闲置浪费。
②终端强插：当被叫用户被低优先级会话占用时，高优先级会话可以有提示地抢占被叫用户终端优先通话。2.3.1多业务融合的业务子系统设计
业务子系统实现多种业务的融合统一，包括多媒体电话、会议、即时消息、群组及呈现等，通过采用灵活业务触发和服务化协同处理机制，实现多种业务按需融合和统一呈现。多业务融合包括终端侧业务融合和网络侧业务融合2个方面。
①终端侧业务融合利用智能固定、移动终端的处理能力、整合音频、视频及数据等多种通信方式，通过统一界面完成多种业务的统一登录、鉴权和使用。同时，通过统一用户和业务管理机制，使无论何种终端、何种应用都可以一致、无歧义地表示其需要的业务，终端能够将业务类型和应用程序关联起来，通过软件组件化技术，实现业务应用在终端的融合。
②网络侧融合采用业务触发机制实现组合业务的依次执行，首先按照用户需求制订用户初始过滤准则，即与用户制订业务相关的、基于某种会话状态的消息转发策略。在会话建立过程中，会话控制功能通过匹配用户的初始过滤准则，将SIP消息触发到对应的业务逻辑处理服务器，执行对应的业务逻辑。服务会话控制功能支持多点、多触发机制，即一条消息可以经过完成多次不同规则的匹配，实现多次触发，从而实现多种业务组合，业务触发机制如图2所示。
2.3.2保障边界安全的接入子系统设计
系统边界是安全攻击的重点[8]，接入子系统通过增强系统内在安全管控机制，在系统边界关键点进行信令和业务的防护与控制，实现信令、媒体防火墙、拓扑隐藏、会话接纳控制及媒体流控制等功能。
邊界安全控制采用控制面与数据面分离的架构，包括信令处理和媒体处理这2个主要的逻辑功能实体。①信令处理功能采用B2BUA技术完成信令的落地检查、分析处理和转发，采用NAT穿越、信令防火墙、基于策略的资源控制等技术完成信令安全控制；②媒体处理功能采用软件控制结合硬件处理的方法完成媒体流的分析、处理和转发，实现NAT、业务门控、媒体流控制和QoS控制等功能。2个功能之间采用标准协议H.248进行交互控制信息，提供一对一或一对多的控制模式。信令处理功能实体和媒体处理功能实体可以根据具体网络应用需求，合设在一个设备或分设于不同的设备中，实现灵活配置和能力可扩展。
3结束语
近年来，企业对统一通信安全性、可靠性方面的要求越来越高，通过高效和高可靠性的通信手段，企业可以提升市场竞争力。统一通信丰富了人员之间的沟通方式，以及人员与系统之间的协作方式，提高了信息系统运行效率和效益，是通信技术很重要的一个发展方向。随着云计算、物联网、人工智能和移动互联网等新技术的发展，统一通信还将不断扩展其内涵，丰富其技术，为实现人与人之间高效、舒适的沟通不断进步。
参考文献
[1]孙玉.电信网络总体概念讨论[M].北京：人民邮电出版社， 2007.
[2]工业和信息化部.统一通信业务需求：YD/T2014-2009[S].北京：北京邮电大学出版社，2009.
[3]任由.IP通信走向融合化和智能化[J].数据通信，2006（21）：31.
[4]陈立水，王俊芳，赵进平，等.统一通信技术研究及展望[J].无线电通信技术，2014，40（2）：1-3.
[5]张云勇，张智江，刘韵洁.下一代网络业务开放技术[M].北京：电子工业出版社，2004.
[6]张友生.系统分析与设计技术[M].北京：清华大学出版社， 2005：36-89.
[7]黄山松.统一通信平台设计与业务实现[D].上海：复旦大学， 2008：28-32.
[8]陈莹莹，张庚，翟明岳，等.基于统一通信技术的异构网络穿越安全算法研究[J].电信科学，2013（12）：50-54.
关键词：统一通信；业务融合；体系结构；业务控制；面向服务架构
中图分类号：TP393文献标志码：A文章编号：1008-1739（2018）08-65-3
Study on Unified Communication Technology for Service Assurance
GE Hongwu袁TUO Yanjun
（The 54th Research Institute of CETC， Shijiazhuang Hebei 050081， China）
0引言
通信是按照约定的规则传递信息，是支撑人类社会发展的重要行为[1]。随着电信技术的飞速发展，人与人之间沟通的手段越来越丰富，而面临的新问题是沟通手段众多，但是沟通方式离散、效率不高。通信技术滞后带来的问题在企业发展中尤其突出，制约着企业发展，主要问题包括：①多套通信系统独立，沟通效率低；②信息分散，缺乏主动推送能力；③通信、办公系统独立使用，管理复杂、维护成本高；④缺乏集成多种通信方式的团队沟通协作的方式。
为了解决这些问题，统一通信技术应运而生，目标是构建一个统一高效的通信平台，对各种通信方式进行融合，为企业管理营造一种灵活高效的沟通方式，以适应瞬息万变的业务需求和环境，同时节省通信成本，在激烈的竞争中占得先机[2]。
1技术分析
1.1基本概念
统一通信是指把计算机技术和通信技术融为一体的新的通信模式，通过对多种通信手段的整合（互联网、卫星通信和移动通信等），以及对多种通信业务的融合（语音、传真、会议、电子邮件、即时消息、多媒体和数据等），使用户可以利用一个统一的平台进行自由和高效的通信，以方便用户使用并丰富其体验。
统一通信本质是融合，包括通信手段的融合，以及通信与信息的融合，为企业降低运行成本、优化运行机制、提高运行效率。一份来自Nemertes Research的调查数据显示，统一通信技术可以为企业降低20%的基础设施成本和45%的维护成本，生产效能提高1%～5%[3]。
1.2技术方案分析
统一通信的目标是明确的，但在技术架构和实现上存在多种路线。目前统一通信的技术解决方案概括起来有3类。
第1类方案以思科、华为、中兴及Avaya等电信设备制造商为代表，通过将其IP语音系统进行扩充，平滑地扩展为统一通信协作应用[4]。
第2类方案以微软、亚马逊等软件提供商为代表，通过在其信息协作解决方案中加入了语音和视频应用来实现统一通信。
第3类方案以腾讯、Facebook、MSN等互联网服务提供商为代表，通过在即时通信系统或社交网络的基础上，整合语音和视频应用。这种解决方案主要關注互联网的通信和社交，而不是企业通信平台，缺乏企业应用集成和与传统电信用户互通的能力。
可以看出，统一通信实质上是传统电信业务和互联网通信业务的融合，不同的解决方案都是在自己原有的技术领域基础上向另一个领域进行拓展，形成一个全面的支撑平台。
2确保服务质量的统一通信系统设计
2.1服务质量保障需求
在公共安全服务、企业市场服务等领域，需要严格的服务质量保障和安全保障，确保重要用户可以获得可靠的通信业务。这就需要统一通信系统增加服务质量保障机制和安全保障机制[5]，具体需求包括以下2点。
①多等级服务保障：在具有严格优先级别区分的用户领域，高等级业务和用户必须优先占有通信资源，确保服务质量。
②业务安全管控：在具有严格业务安全要求的用户领域，系统需具备防攻击、防泄漏和防欺骗能力。
2.2系统设计
针对确保服务需求，采用信息系统设计理论[6]实现了确保服务质量的统一通信系统。系统以IP网络为基础，采用分层开放的体系架构[7]，使系统的承载、控制和业务功能模块分离解耦，实现系统架构的开放性和扩展性[7]。系统体系结构分为接入、控制、业务和服务开放4个子层，如图1所示。
①接入子层是将多种传输手段接入核心网，并实现异构业务体制向统一VoIP体制的转换适配，实现统一通信的接入无关性；
②控制子层提供统一的用户管理、会话控制和媒体流处理功能，为各类统一通信业务提供共用的用户管理、寻址和信令控制能力；
③业务子层提供统一通信的业务逻辑功能，包括多媒体电话、会议、呈现、群组、消息和通讯录等业务，实现各类业务的接续、协商与处理；
④服务开放子层基于Web服务体制，向第三方应用系统提供可编程的业务开发接口和管理接口，实现通信和应用的深度集成，将通信功能融入应用系统的业务流程中。
2.3区分优先级的控制子系统设计
控制子系统通过在控制协议和业务处理逻辑等环节，对业务优先等级的区分和针对性处理，实现对高优先级用户和业务的服务质量保障。
控制子系统采用统一的会话控制协议———会话初始协议（SIP协议），完成对电话、会议和消息等会话类业务的控制。在SIP协议的Resource-Priority协议头中强制携带会话优先级等参数，并在协议交互过程中传递。优先等级包括“0”～“4”五个等级，其中“0”级最高，“4”级最低。 通过对其他协议的扩展，会话的优先等级可在不同体制的通信系统中传递，实现异构网络端到端的会话优先级确保服务。如在PSTN中，主要通过ISUP协议的IEPS call information parameter支持优先等级传递；在DIAMETER协议中主要通过Session-Priority AVP支持优先等级传递。在不同体制通信系统互通点，协议转换网关实现优先等级的映射，不同协议的优先级对应关系如表1所示。
信令路径上的会话控制功能实体感知优先级信息，基于策略自动触发针对高优先级会话的特殊控制，对于高优先级会话的主要有2种控制手段。
①资源预留：网络和业务处理节点通过规划分别对带宽和计算资源进行划分，为高等级用户或业务预留相应的资源，资源阈值可动态调整，确保高等级用户或业务有足够资源可用，同时不会造成资源的过度闲置浪费。
②终端强插：当被叫用户被低优先级会话占用时，高优先级会话可以有提示地抢占被叫用户终端优先通话。2.3.1多业务融合的业务子系统设计
业务子系统实现多种业务的融合统一，包括多媒体电话、会议、即时消息、群组及呈现等，通过采用灵活业务触发和服务化协同处理机制，实现多种业务按需融合和统一呈现。多业务融合包括终端侧业务融合和网络侧业务融合2个方面。
①终端侧业务融合利用智能固定、移动终端的处理能力、整合音频、视频及数据等多种通信方式，通过统一界面完成多种业务的统一登录、鉴权和使用。同时，通过统一用户和业务管理机制，使无论何种终端、何种应用都可以一致、无歧义地表示其需要的业务，终端能够将业务类型和应用程序关联起来，通过软件组件化技术，实现业务应用在终端的融合。
②网络侧融合采用业务触发机制实现组合业务的依次执行，首先按照用户需求制订用户初始过滤准则，即与用户制订业务相关的、基于某种会话状态的消息转发策略。在会话建立过程中，会话控制功能通过匹配用户的初始过滤准则，将SIP消息触发到对应的业务逻辑处理服务器，执行对应的业务逻辑。服务会话控制功能支持多点、多触发机制，即一条消息可以经过完成多次不同规则的匹配，实现多次触发，从而实现多种业务组合，业务触发机制如图2所示。
2.3.2保障边界安全的接入子系统设计
系统边界是安全攻击的重点[8]，接入子系统通过增强系统内在安全管控机制，在系统边界关键点进行信令和业务的防护与控制，实现信令、媒体防火墙、拓扑隐藏、会话接纳控制及媒体流控制等功能。
邊界安全控制采用控制面与数据面分离的架构，包括信令处理和媒体处理这2个主要的逻辑功能实体。①信令处理功能采用B2BUA技术完成信令的落地检查、分析处理和转发，采用NAT穿越、信令防火墙、基于策略的资源控制等技术完成信令安全控制；②媒体处理功能采用软件控制结合硬件处理的方法完成媒体流的分析、处理和转发，实现NAT、业务门控、媒体流控制和QoS控制等功能。2个功能之间采用标准协议H.248进行交互控制信息，提供一对一或一对多的控制模式。信令处理功能实体和媒体处理功能实体可以根据具体网络应用需求，合设在一个设备或分设于不同的设备中，实现灵活配置和能力可扩展。
3结束语
近年来，企业对统一通信安全性、可靠性方面的要求越来越高，通过高效和高可靠性的通信手段，企业可以提升市场竞争力。统一通信丰富了人员之间的沟通方式，以及人员与系统之间的协作方式，提高了信息系统运行效率和效益，是通信技术很重要的一个发展方向。随着云计算、物联网、人工智能和移动互联网等新技术的发展，统一通信还将不断扩展其内涵，丰富其技术，为实现人与人之间高效、舒适的沟通不断进步。
参考文献
[1]孙玉.电信网络总体概念讨论[M].北京：人民邮电出版社， 2007.
[2]工业和信息化部.统一通信业务需求：YD/T2014-2009[S].北京：北京邮电大学出版社，2009.
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[7]黄山松.统一通信平台设计与业务实现[D].上海：复旦大学， 2008：28-32.
[8]陈莹莹，张庚，翟明岳，等.基于统一通信技术的异构网络穿越安全算法研究[J].电信科学，2013（12）：50-54.