用户数据融合技术发展策略

朱 斌，符 刚，朱爱华，李延斌，吴 琼

（中讯邮电咨询设计院有限公司 北京 100048）

1 前言

随着网络和业务多年的发展，运营商用户数的增长逐渐进入到一个稳定期，运营商本身不能再简单地依靠单纯用户数量的增长来获取企业的发展，而需要以用户为中心来开展业务，通过给用户量身订制的服务来提高用户的满意度和忠诚度，减少客户流失。

随着新技术的出现，用户将可以通过不同的方式接入到运营商的网络中去，而随着网络的发展建设，网络也将存在电路交换（CS）、分组交换（PS）、IP 多媒体子系统（IMS）等多个核心域共存的情况，必然加剧目前运营商不同业务的用户数据分散存储在不同域中的现状，伴随着网络融合的发展趋势，用户、运营商和业务提供商的融合业务的顺利开展将面临很大的困难，如何避免数据分散的信息孤岛现象，有效地集中管理用户数据，以及如何集中部署和维护用户数据库，成为未来网络演进和企业运营的研究重点。

2 标准现状

由于用户数据融合的重要性，各大标准组织都已陆续基于各自标准化的需求开展了数据融合的研究并进行了相关的标准制定工作，标准组织如3GPP曾先后提出了GUP（generic user profile，统一用户档案）、SuM（subscription management，签约数据管理）、CPSF（common profile storage framework，统一数据存储架构）和 UDC（user date converge，用户数据融合）等标准；OMA提出了GSSM（general service subscription management，通用业务签约管理）和SuPM（service user profile management，业务用户档案管理）等标准；NGMN提出了数据融合的相关概念，但还未定义具体的模型，标准还仅限于研究报告阶段，目前还不具备可实施性；ITU-T定义了数据存储的目录树数据组织结构X.500的标准，定义了 LDAP（lightweight directory access protocol，轻量级目录访问协议）接口协议。

不同标准组织基于不同的需求开展了不同的研究工作，而目前业界比较关注的用户数据融合的标准如下。

（1）用户数据融合

UDC概念是3GPP在R9版本引入的，于2008年立项研究，其主要目的是为了解决跨域及跨网元的数据融合问题。该标准建议把用户数据统一存储在一个独立的用户数据库（user data repository，UDR）中，其中用户数据包含用户注册数据、内容数据、行为数据、状态数据，通过前端（front end，FE）来完成对用户数据的访问。

在标准进展方面，3GPP SA1工作组制定了UDC的需求，分析需要融合管理的数据类型，提供与UDC数据类型相关的需求，信息模型和数据模型，安全、冗余、扩展性的标准化。SA1的研究工作在2008年完结，后续CT4继续研究UDC的架构及前后端的接口，SA5研究业务配置模型，目前UDC研究仍在继续完善中。

（2）统一用户档案

GUP是3GPP定义的一种融合用户数据访问框架，主要是为了对运营商网络数据提供一个统一界面，它的基本出发点是以用户为中心，解决不同网络和业务的用户数据的统一访问问题，为运营商网络数据提供一个单一的接入点，为运营商网络数据提供安全的接入以及提供对用户数据使用的控制机制。GUP于2001年立项研究，3GPP在R8版本定义了GUP的第一阶段的业务需求，目前已经完成了阶段1、阶段2和阶段3的标准工作，但是由于该标准的架构笼统，对相应的接口和功能节点缺少明确的定义，且缺少对运营商实际网络的考虑，在实际应用起来似乎存在一定的困难，目前GUP的标准化工作处于停滞不前状态，各运营商和厂家不是很看好该标准，多数转向支持UDC的相关工作。

（3）业务用户档案管理

SuPM由OMA标准组织于2009年立项，希望解决网络中用户数据分布复杂，不利于业务的开放、用户个性化业务的开展的问题。SuPM的用户信息主要包括业务签约数据、用户的偏好、终端的位置信息、用户的呈现信息、终端能力等，研究的主要目标是统一用户模型、统一的接入点、用户权限的统一管理，为用户业务相关的数据定义一个统一的数据模型，并且为所有用户业务相关的数据提供一个惟一的中央管理和访问点，以满足OMA业务或引擎的需要，避免不同引擎中用户数据功能性的冗余。但是定义一个统一的业务数据模型比较困难，当前关于OMA SuPM的标准进展缓慢，目前依然处于数据收集阶段。

从上面的介绍中可以看出，不同标准组织对数据融合的理解不同，研究的重点和角度也各异，有的偏向数据目录结构，有的偏向网络构架，还有的偏向业务数据的研究。目前对用户数据处理的研究比较成熟的是3GPP标准组织的UDC标准，后面重点就UDC的标准化进行研究。

3 UDC关键技术

UDC支持分层的架构，该架构将用户数据从应用逻辑中抽离出来，因此用户数据存储在一个逻辑上惟一的数据仓库中，允许核心网和业务层实体访问。访问的实体被命名为应用前端。图1所示即为UDC的参考架构。在该参考构架中，UDR是惟一在运营商网络中的逻辑上独立的存储用户数据的功能实体，FE是不存储用户数据的实体，需要访问存储在UDR上的用户数据来获得信息。

图1 UDC系统架构

（4）应用前端

该功能实体可以是终端、核心网网元、业务应用服务器、OSS等。FE仅处理业务逻辑，本地不永久保存用户数据。

（5）用户数据仓库

该功能实体作为一个单一的逻辑仓储，用于存储融合的用户数据。当前阶段UDR考虑融合HSS/HLR/AUC和AS（application server，应用服务器）的用户数据。UDR为不同的应用前端提供了一个惟一的参考点（Ud接口）。UDR同时支持多个应用访问，且为第三方应用和不可信任的网元提供了访问控制。

（6）Ud接口

Ud接口位于UDR和应用FE之间，允许不同的FE通过统一的访问接口创建、读取、更改或删除保存在UDR中的用户数据。Ud接口需要支持订阅通知功能，同时需要支持事务，且所有涉及的操作需要支持ACID属性，即数据的原子性 （atomicity）、一 致性 （consistency）、隔离 性（isolation）和持久性（durability）。

4 用户数据融合现状和存在问题

传统HLR面临着容量小、数据独立、业务引进难、网络复杂等问题，从现状来看，由于传统HLR的容量较小，单局容量一般不超过百万数量级，对于运营商来说，首先带来的是网络组网复杂的问题，此外分散的小容量HLR存储的用户数据相对孤立，不同的用户数据库之间信令交互需要占用了大量的传输资源，对用户号码管理方面也造成一定的影响。

而融合数据库采用分离的架构，可以建立相对集中的统一融合用户数据中心，支持统一的数据管理和分析，可以帮助运营商发掘用户的需求和潜力，实现个性化的业务部署。目前虽然已经有部分厂家拥有UDC的产品，但是受到用户数据融合标准化、用户数据模型制定等因素的制约，融合数据库部署还存在一定的问题。

（1）用户数据仓储中的数据模型

用户数据仓库是运营商最核心的部分，从标准上来看，目前对信息模型进行了相关的标准化，信息模型分为3类：通用基线信息 模型 （common baseline information model，CBIM）、应用信息模型（application information model，AIM）、专业信息模型 （specialized information model，SpIM）。目前3GPP还在讨论制定CBIM标准，最初是在CBIM模型的标准化上，重点考虑业务数据类、终端用户类、终端设备类、标识数据类等对象类的属性和关联关系。而AIM和SpIM与运营商的业务更紧密，特别是SpIM是运营商特有的，因此，用户数据模型还需要结合运营商实际的情况来考虑，只有建立了适合运营商本身发展需求的数据模型，才能发挥出集中数据存储的优势，对于用户数据仓库中的数据结构和扩展性问题，除结合标准外，还需要依据运营商实际的用户特点，结合用户自身属性进一步地研究制定。

（2）Ud接口协议的选择

Ud接口目前存在两种协议：LDAP和SOAP，其中数据接入的相关消息主要采用LDAP，该协议访问数据性能较强，但扩展能力较弱；签约和通知消息主要采用SOAP，该协议扩展能力较强，但是访问数据性能较弱。目前来看虽然该接口已有标准定义，但是目前厂家在该接口的开放程度并不一致，在LDAP和SOAP两种协议的选择和使用上也存在差异，因此在部署的时候，由于Ud接口是应用前端和用户数据仓库之间的接口，在前端和后台数据的选择上需要同厂家才能实现。

5 发展策略与建议

从用户的角度来看，用户希望运营商能够为其提供专享与定制化的服务。因此，运营商应当考虑确保服务的实时性和管理的精确性。为了更多地从用户行为和需求中获益，已经有越来越多的运营商考虑通过部署用户数据融合解决方案实现数据的融合。

从前面标准现状来看，国际标准组织中UDC的标准研究和支持程度相对完善，厂家目前的产品也多以UDC的标准来构建，但目前对于AS存储的数据并没有考虑融合到UDC构架中，AS对于用户数据的访问并不像HLR/HSS那样直接通过UDC参考架构中的Ud接口，而是通过AS与HLR/HSS间的接口以透明数据的访问方式进行。

目前运营商的2G用户和3G用户的数据基本都是采用共HLR的方式，个别已经部署IMS网络的运营商有HSS和AS设备，从用户数据融合的发展考虑，鉴于目前设备厂家在Ud接口的开放程度以及信令协议一致性上存在差异，以及现网AS、HLR/HSS存在不同厂家互通要求，因此现阶段在网络部署时，首先可以考虑在逐步采用分离架构演进现网上传统的HLR，部署HSS后，构建同时支持HSS FE和HLR FE的后台数据库UDR，同时需要注意的是后台数据库体系的建设应采用灵活开放的系统，为网络后续建设和发展的需要，为其他的应用前端的逐步引入留出余量。其次建议AS与HLR/HSS仍按两类网元来分开部署，AS可以通过Sh接口访问HLR/HSS中的透明数据，待Ud接口逐渐规范成熟后，再考虑在UDR中真正融合AS的相关用户数据，使得AS可以通过Ud接口直接访问UDR中数据。

具体用户数据融合的网络演进策略建议如下。

第一步：考虑对现网传统的HLR进行分离架构的演进，若HSS开始部署，建议直接采用分离架构HSS来建设，该阶段需要完成的工作主要有：

·考虑现网传统HLR逐步过渡到分离架构；

· 若部署HSS，建议直接采用分离架构，融合HLR和HSS的数据库，构建同时支持HSS前端和HLR前端访问的后台数据库；

·若Ud接口成熟，可考虑前端和后台数据库采用异厂家来组网。

第二步：逐步将AS的业务数据统一到用户融合数据库中去，该阶段需要完成工作主要有：

· 对于AS，初期可以由AS自行保存业务数据，若Sh接口已开放，可简化AS中的数据，逐步整合到HSS/HLR的统一后台数据库中，AS可以通过Sh接口向HLR/HSS请求后台数据库中的透明业务数据，或将透明数据存入后台数据库中；

·长期发展稳定后，可以逐步将AS作为应用前端，直接通过Ud接口与后台统一的数据库UDR连接，完成数据的访问存储；

·依据实际情况，可以考虑将现网中传统业务平台的数据逐步移植到统一数据库中。

总的来看，融合数据库技术统一存储用户数据，方便多种业务应用的融合，利于新业务开展和易于集中维护，节省运维成本，符合未来统一的融合数据库的发展趋势。目前各设备厂家对Ud接口的实现以及开放性程度并不一致，且现网的HLR、HSS、AS等网元相对独立，因此现阶段在现网中可以考虑逐步用分离架构HLR替代传统集中式的HLR。今后待融合数据库技术成熟，即数据访问的Ud接口统一开放之后，可将HSS、AS等用户数据逐步融合到后端统一的数据库中，实现HLR、HSS、AS等业务数据的共享，降低数据冗余，提高数据访问效率。

6 结束语

在电信用户市场对数据业务提出更高需求的背景下，运营商对用户数据的管理提出了更为精细化的需求，因而用户数据融合的发展受到了越来越多的关注。作为降低运营成本和资本支出的关键手段之一，用户数据融合技术可以帮助运营商改善数据孤岛的现状，集中用户数据，从而高效管理用户的数据服务。

未来所有CS/PS、LTE、IMS数据都可以融合在后台统一的融合数据库中。用户数据融合后，可实现用户及业务数据的共享，降低数据冗余，减少数据访问信令的交互。本文主要对融合数据库技术国内外的标准进展情况进行研究，思考融合数据库目前存在的问题，探讨电信网络融合数据库演进发展，思考如何逐步对AS、HLR、HSS等数据库进行统一管理，达到简化现有网络，充分挖掘用户，为运营商网络向未来网络平滑演进的目的，为运营商网络平滑演进提供思考和建议。

1 3GPP TS23.335.User data convergence;technical realization and information flows;stage 2,2009

2 3GPP TR 22.985.Service requirement for the userdata convergence(UDC),2008

3 3GPP TS 29.335.User data convergence (UDC);user data repository access protocol over the Ud interface;stage 3,2010

4 3GPP TS 32.181.User data convergence (UDC);framework for model handling and management,2010

5 3GPP TS 32.182.User data convergence (UDC);common baseline information model(CBIM),2010

6 刘鹂娟.统一用户数据库的分析和设计.现代电信科技，2009（4）

7 王明虎，段承恩，丁浩.打造融合的用户业务数据中心.移动通信，2008（5）