基于SOA的传统OSS系统的改善与整合研究

基于SOA的传统OSS系统的改善与整合研究

张晖

北京邮电大学电子工程学院，北京（100876）

E-mail: puppysp@126.com

摘 要：随着现代IT技术的迅猛发展，原有的电信运营支撑系统（OSS）已不能满足日益增多的业务需求。传统的OSS在功能上过于封闭和特殊化，不同业务之间缺乏直接的交互。而现代的OSS在功能结构上应更加模块化，接口应更加开放，不同业务模块之间的管理应更加灵活，同时业务的运行应更加高效。SOA（面向服务的构架）以及BPMS（业务流程管理系统）技术的出现极大改善了传统OSS系统的缺陷。本文在研究SOA和BPMS技术的基础之上，提出了一种新型的OSS系统体系架构，通过引入SOA，以提高业务的运行效率。 关键词：SOA；BPMS；OSS；NGOSS

1. 引言

计算机技术的革新带动了电信业技术的创新，新技术的发展激发了电信业务种类及内容的不断丰富和完善；由于计算机技术完成了自动交换及计费功能，运营商因此可以提供更加便宜和高效的服务业务，同时计算机网络的不断完善和普及，不同计算机之间的监控维护已日趋成熟。在此背景基础之下运营支撑系统（OSS）的出现，正好满足了运营商将先进技术引入到传统电信业务中的需求。

由于初期建设的OSS与国外的先进运营水平存在很大的差距，尤其在最近几年电信业务及客户的不断完善及增多，一些典型的缺陷十分明显：

大信息量的交互和共享实现十分困难。由于电信业务的绝大部分系统是单独设和建设的。在这些系统的设计模型中所表示的实体如客户等绝大部分是相同的，但在实际运营过程中不同的设计模型之间差别极大，这样就使得不同的系统之间通过接口调用的方式执行其他系统的功能以及数据理解和共享十分困难。

系统的设计开发不灵活，可扩展性小，面对新技术的反应过慢。当业务需求发生变化的时候，管理人员对于系统的修改和部署非常困难。传统系统在模块化布局结构上的缺陷，导致牵一发而动全局，在新的需求或技术到来时，有时只能选择推倒重建。同时当新系统建成以后，在与原其它系统互联互通时又存在兼容，成本过高等各种各样的问题。

随着电信业务的逐渐丰富以及不同网络之间的融合更加密切，运营商的经营方式也从以前的产品和业务为中心的经营模式逐渐转向以市场和客户为中心的个性化定制模式；运营商的工作重心也从如何让系统更好的运营业务，转变到了如何让系统更好的管理及适应新的业务。但现有传统的OSS系统已经越来越无法满足不断涌现的新业务的需求。尤其是现在移动通信技术正在从第二代向第三代逐渐过渡，三网融合更加密切，运营商所能提供的业务种类也越来越多；面对这些新的变化运营支撑系统需要在更高更广的层面上融合和支持有线、无线、Cable等不同业务，以能够支撑新业务的快速部署和实现。

在现代信息技术和知识经济的发展背景之下，现代服务业也随之产生，它是用现代化的新技术,新业态和新服务方式改造传统服务业，同时也创造需求，引导消费向社会提供高附加值的一种高层次,知识型的生产和生活服务。由于面向服务的体系架构（SOA）是目前企业应用集成系统领域最先进的体系结构。它并非是一种具体的技术，而是一种新的软件系统架构模型，主要解决在Internet环境下的不同商业应用之间的业务集成问题。因此基于SOA的应用集成系统具有更好的可扩展性和灵活性，用户可以在对已有系统影响最小的情

- 1 -[4]

[4]

[2]

http://www.paper.edu.cn

况下开发应用新的业务模块或修改已有模块，从而快速满足业务需求的变化。在SOA分布式体系架构的基础上引入企业流程管理系统（BPMS）可以在所集成的企业内部和企业之间，更好的实现应用间数据的共享、管理和传输，管理约束业务流程执行的业务规则，使企业提供统一的客户化视图，实现业务流程的可管理、可配置。

利用分布式SOA基础架构对新一代OSS架构有着切实的意义,能够加强对整个OSS架构的控制能力并进行循序渐进的系统改造和建设;由于具有高级别的重用性,有助于提升开发效率,加快开发速度;采用只需少量改动的核心企业级IT应用,让运营企业和厂商只需优化基于标准技术的IT技能,从而降低了在客户化和人员技能方面的投入,并节约了成本。更重要的是,基于分布式SOA基础架构的新一代OSS确保了运营支撑系统的扩展性和灵活性,能够快速支撑新的业务策略和营销手段,在保障服务质量的同时,确保企业在市场异质化竞争中取胜。同时利用BPMS管理已有业务和开发新业务，能极大的改善原有系统应对新业务时的迟缓和效率低下，以更好的实现业务流程自动化，快速的开发和运营新业务等。

[4]

2. 利用SOA BPMS 技术改善传统的OSS系统

新型的运营支撑系统所涉及的IT技术覆盖相当广泛，主要有：面向服务构架（SOA）技术、业务流程管理系统（BPMS）、中间件技术、数据库技术、网络及系统管理技术等。其中以SOA架构技术，BPMS最为重要；并且他们都已有相当丰富的理论体系和产品实现的支持。

SOA是一种粗粒度、松耦合的服务结构。SOA是服务的集合，不同的服务通过基于标准、精确定义的接口进行通信。通信的范围涉及可能涉及简单数据传递、以及在一个活动中协作的不同服务。应此，SOA是一个功能精确定义、可任意调用、独立的服务，并且可以按照一定的编排构建业务流程的应用构架。

任何基础应用的构架建模，主要都是应用SOA的方法，将各个不同的集成系统看作是彼此相对独立的服务区域，这些不同的服务区域并非是从具体的业务角度出发，更多地是从宏观体系的角度来定位在整体中应具备的能力和应提供的服务。任何的业务及其流程的生成都是对所拥有的服务资源的一种使用，服务所具备的能力不属于任何一种具体的业务流程。但是，任何一个具体的业务流程就是对不同服务域的功能和能力的一种使用和串联过程，进而可实现业务流程通过配置生成的效果。

BPMS是Business Process Management System的缩写，其核心是将业务流程设计和业务流程执行相分离。BPMS技术能够为业务管理者提供定义、更改、实施业务流程的方法，并保证灵活性和一致性，从而不必考虑很多的设计细节问题

[5]

[6][6]

。

将业务流程和业务应用实现相分离，类似于数据库管理系统DBMS，业务流程管理系统（BPMS）实现业务流程管理（BPM）的功能，主要提供一个完整的管理和执行机制，实现包括业务流程定义和设计、流程库的管理和执行机制、流程查询以及流程部署等全方位的功能。业务流程管理系统（BPMS）主要的实现功能有：集成系统、日常业务的自动化管理、各阶段业务流程的管理、提供点对点的可见性和控制

[5]

。

在当前改善OSS的实际应用中，对于基础应用构架建模，主要采用SOA方法，将各个集成的系统看作是彼此相互独立的服务领域。这些服务领域不完全是从具体业务角度，更多任何一个业务及其的是从宏观体系的角度来定位在整体中应具备的能力和应提供的服务。

流程的生成都是对企业所拥有的服务资源的一种使用过程。但是，任何一个具体的业务流程则是对这些服务域的功能和能力的一种使用和串连过程。更进一步看，服务域本身也可以由

- 2 -[6]

http://www.paper.edu.cn

更小的服务域及其关联流程组成，这样形成了一个具有统一模式的镶嵌域视图。同时业务流程管理系统也是SOA框架中的一个关键的服务部分，现代企业的业务经营应实现跨不同企业的业务流程。业务流程管理处在企业内部集成和外部集成的中间。业务流程管理不再孤立地区分企业内部和企业间流程，而是应该统一进行考虑。业务流程管理系统提供对企业点对点业务流程进行设计和部署地功能，实现企业业务流程能在各个层次地互操作。具体如图1所示。

[6]

客户端管理监视系统Web service业务流程管理系统CRMERPPurchasingbilling 图1基于SOA及BPMS的OSS结构模型

在上图的OSS结构模型中，业务流程管理系统的主要功能包含：流程建模、流程解释、

流程执行、流程仿真和验证以及流程优化这五个主要的功能实体。如图2所示

图2 BPMS主要功能关系图

虽然面向服务构架地OSS已经改善了一些传统OSS系统的弊端，但在实际实施中还是存在一些不足，众所周知运营商的组织架构十分复杂，部门分割严重，对于新一代运营支撑系统来说建设系统不能过分关心组织，起码在现在的条件下，应该是系统引导组织，而不是由分散的组织来决定系统。同时网络管理不够集中，OSS的需求不够明确十分模糊。面向

- 3 -

http://www.paper.edu.cn

服务构架的OSS确实可以将基础建设和业务逻辑解耦合，可是真正要想利用好面向服务架构，运营商必须要做的就是将服务和流程解耦合，也就是说运营商所定义的服务颗粒度必须足够小，且与业务流程没有必然的关联性，这样才能通过服务的组合、嵌套形成新的服务，同时定以的服务才可能通过不同的排列组合在不同的部门、机构之间得到重用。

3. 基于SOA的OSS整合体系构架

针对以上的缺点，应此本文提出了一个新型的基于SOA的OSS整合体系构架，并且在其中引入了NGOSS的概念。

对于设计新一代OSS体系结构，目前绝大多数的OSS开发商都是遵循NGOSS的理念进行规划和设计的。NGOSS（New Generation Operation Software and System）是新一代运营软件和系统的缩写，是电信管理论坛TMF推出的新一代支持电信运营企业OSS/BSS系统的体系结构，从整体角度为电信行业指出了分析、设计、开发和获取运营企业业务支撑系统及软件的构架，电信业务提供商参照NGOSS框架可以构建出适应当前以及未来新业务的自动业务处理流程。

NGOSS是从电信运营企业的核心业务流程出发，通过分析业务流程以及研究OSS系统建设的相关技术，提出了一套能够完全支撑电信业务，并能在业务变化过程中平滑过渡的OSS系统建设框架。NGOSS保证了OSS具备标准化、能够逐渐演化、保证互联互通、实现端到端的管理特点。从它的系统结构上看，NGOSS试图建立一种以构件为基础分布式系统结构以及一套关键的系统服务。这些结构和服务将支持信息和通信业所需的动态商务和运营管理。NGOSS的建设目标，是分析研究电信运营企业核心业务流程和信息技术，提出一套指导OSS建设的系统框架，通过设计即插即用的OSS组件方式，满足电信运营商对OSS系统建设的需要。这种变革使OSS系统的设计和开发从满足个别运营商的个体需求扩展到分析电信运营商的整体需求，从而使OSS系统的设计开发进入到一个崭新的领域。

NGOSS的体系架构主要包括以下几个组成部分：

• NGOSS的生命周期和方法论。在NGOSS的建设和开发过程中，业务的提供商、电信运营商、或是设备提供商需要依据NGOSS的生命周期和方法论进行操作； • • •

增强的电信运营图eTOM，定义了下一代业务处理框架，主要对现有和未来的业务处理共享信息和数据模型SID，提供了建设必要和重组信息的公共信息模型；

技术中立架构TNA，主要定义了NGOSS实现方案中的结构单元——合约（Contract），进行分析和分类；

[1]

[1]

它是NGOSS解决方案中实现互操作的基础单元；

• NGOSS一致性测试，用于验证解决方案及产品是否满足NGOSS的体系架构和技术要求。

NGOSS从四个角度描述体系架构，这种方法的优势是可以从业务定义和理解解决方案，一直追溯到架构、实现和开发等多个阶段，这种所谓NGOSS风格的方法，使得信息和数据同时这也满足了新一实体在构建系统的每个阶段都可以通过进一步开发进行修改和扩展。

代OSS面向服务架构（SOA）的特点，它将应用程序划分成相对独立的功能单元，并通过定义良好的接口和契约将独立的服务联系起来。

基于NGOSS理念的新一代OSS系统的实施和部署的关键是构建基于SID和组件的分布式计算环境，支持端到端的业务流程。所谓端到端的流程是应跨越多个横向过程组，因此在部署实施新一代的业务运营支撑系统时，企业层面跨部门的业务流程控制是实现的关键，

- 4 -[1]

[1]

http://www.paper.edu.cn

并且这样的流程控制能实现对流程进行设计配置、控制调度以及监控和管理，因此采用了流程基于流程引擎的业务流程管理系统(BPMS)的结构，其结构如下图3：

图3 BPMS结构框架图

由上图可以看出，重新设计的业务流程的控制采用了工作流引擎，为业务流程实例的执行提供运行环境。其中消息总线根据业务流程执行引擎的调度，在业务构件之间进行相关的数据和控制命令的传递，并根据时效等策略要求，将各业务构件处理后的信息返回给业务流程引擎。消息总线采用管理者/代理者工作模式。在实际应用中，总线上一般可同时存在多重新设计的BPMS比之前的系统综个消息服务器、消息客户端代理以及共享信息模型库。合管理能力更强，不同需求的业务接入范围更广，服务和流程解耦合的能力更强效果更加明显。

其中关键的工作流管理模块的设计如图4 ，其中流程引擎中有工作流建模和工作流运行两个子模块，完成的主要功能是将集成化构件调用的请求按工作流的模式先流程建模，然后再按照流程模型去实际通过服务总线调用每个构件。

事务管理器中有流程引擎和事务管理器两个子模块，完成的主要的功能是对每个流程进运行时数据采集接口主要的功能是向OSS代理传送一些运行时的数据，比如流程监控行事务管理和控制。

信息，日志信息等，从而使得OSS能够完成相应的功能典型流程配置接口主要的功能是完成管理员对典型流程数据库的操作，比如修改原有的典型流程和增加新的典型流程。

[3]

- 5 -

http://www.paper.edu.cn

工作流管理模块典型流程配置接口流程引擎事务管理器流程建模流程运行运行时数据采集接口事务处理事务监控 图4 工作流管理模块设计图

另一个关键的功能模块是消息总线，消息总线的主要功能是：屏蔽下层各种公共服务构件的传输协议和消息格式，使得上层业务逻辑调用下层公共服务构件达到位置透明化、协议透明化等,并提供灵活的配置方式，使得公共服务提供商能够简单、方便的对服务进行变更和升级；也使得上层业务以最小代价来完成流程的变动，从而真正从底层上保证了SOA架构的实施，能对市场需求的快速变化做出及时相应。其具体设计模块如图5：

图5 消息总线设计图

该模块的主要设计模式是：对于每一个公共服务构件，设计一套服务调用代理、目标服务和出站服务代理，通过协调平台与服务提供商之间的传输协议和消息格式的转换来完成业务数据从平台到对应公共服务构建的传递。这样就实现了分布式的异构系统之间的通信。

至此利用NGOSS理念重新设计的OSS如图6：

- 6 -

http://www.paper.edu.cn

客户端管理监视系统WEB SERVICE工作流管理共享信息服务器应用服务器消息总线组件服务器1组件服务器2...CRMERP图6基于SOA的OSS体系整合架构

其他 综上分析，我们认为新一代运营支撑系统需要解决的核心问题是共享信息和数据模型SID的构建，这是新的架构能否成功应用的关键问题。基于元数据管理的MDA方法为NGOSS中SID构建、管理和使用提供了理论依据，它强调平台独立模型的作用，将原来数据模型的设计文档应用CWM原模型进行数据建模，作为数据对象存储在元数据库中进行统一的管理，在此基础上能更好的规范和统一NGOSS软件开发生命周期，特别是在多种异构系统并存的分布式应用环境中，以SID元数据作为各系统之间进行数据交换和共享的规范和标准。

[3]

[3]

4. 总结及未来工作展望

本文在讨论传统OSS系统的不足基础上，分析了SOA、BPMS技术的概念和本质，重点强调了运用NGOSS的理念改善传统的OSS系统，并全新打造下一代OSS系统。其中也详细解释了如何实施和部署NGOSS的体系架构。在此基础上提出了一个基于SOA的OSS整合架构，该架构改善了目前OSS系统应用中的一些实际不足问题。总而言之，电信运营支撑系统是要在实践中不断完善和发展的。在出现新的需求和技术时，尤其在现今软件技术飞速发展的时代，例如面向服务的体系结构SOA技术等的提出，都将极大的促进电信运营支撑系统进入到一个崭新的发展阶段。

- 7 -

http://www.paper.edu.cn

参考文献

[1] 陈龙，张春红，云亮等 电信运营支撑系统 第2版 人民邮电出版社 2007年8月 [2] 林伯仲 以分布式SOA基础架构打造新一代OSS 世界电信 2007年04期 [3] 张雷 NGOSS新一代运营支撑系统 通信世界 2008年 01期 [4] 石教学，刘时进，殷亚萍 基于SOA架构的应用集成平台研究与开发 技术与市场 2007年07期 [5] 王帅 基于BPMS的电信营业系统原型设计与实现 学位论文 北京邮电大学

[6] 胡睿达，刘连浩 基于SOA和BPEL的电信业务流程管理 科学技术与工程 2007年5月

Improvement of traditional OSS system based on SOA

Zhang Hui

Beijing University of post and telecommunication, Beijing (100876)

Abstract

With the increasing pace of modern IT technology, old telecom Operate Supported System (OSS) does not satisfy the demand of multiple services. Traditional OSS is more limited and isolated; there is no directly interaction among different service. However, modern OSS should be more flexible in management and more efficient in operating, also modular structure in functional configuration. The emergence of SOA (Service-Oriented architecture) and BPMS (Business Processing Management System) technology have considerably improved the OSS. In this paper , on the basis of SOA and OSS , describing a new OSS structure via SOA , which is more efficient in the operating . Keywords: SOA; BPMS; OSS; NGOSS

作者简介：张晖，男，1982年生，硕士研究生，主要研究方向是分布式计算，及异构服务集成等。

- 8 -