基于通信解耦和云化開放的語音服務(wù)數(shù)字化研究與實踐

馮華駿，呂召彪，趙文博（1.中國聯(lián)通廣東省分公司，廣東 廣州 51067；.聯(lián)通（廣東）產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有限公司，廣東 廣州 51030）

0 引言

隨著2009 年我國3G 牌照發(fā)放，移動互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入了發(fā)展快車道，從消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)+、產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)到當(dāng)下的千行百業(yè)均在進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型。相比較而言，行業(yè)對運(yùn)營商基礎(chǔ)業(yè)務(wù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型關(guān)注較少，尤其是語音基礎(chǔ)業(yè)務(wù)。然而，在企業(yè)客戶市場，運(yùn)營商語音基礎(chǔ)業(yè)務(wù)有著甚至可以說是剛需的業(yè)務(wù)場景需求，如企業(yè)客戶服務(wù)、客戶關(guān)系管理、總部及各分支機(jī)構(gòu)之間的辦公通信等。這些企業(yè)客戶需求未能引起行業(yè)廣泛關(guān)注，一定程度上是運(yùn)營商基礎(chǔ)語音業(yè)務(wù)供給方式所致，即通過全國300 多個本地網(wǎng)分散提供和傳統(tǒng)中繼線等“啞管道”方式提供。對于在多個城市有分支機(jī)構(gòu)的大型企業(yè)，若需運(yùn)營商的基礎(chǔ)語音服務(wù)，則需要在各個城市分別接入開通，造成開通周期長，管理和維護(hù)成本高，難以融入企業(yè)應(yīng)用場景等。運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)通信服務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型有2 種思路，一種是站在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部視角推動各個網(wǎng)元智能化，可以看作是網(wǎng)絡(luò)分層思想；另一種是跳出運(yùn)營商站在客戶外部視角來實現(xiàn)通信服務(wù)的智能化，可以看作是網(wǎng)絡(luò)分割思想。本文從后一種思路出發(fā)，提出了運(yùn)營商語音基礎(chǔ)業(yè)務(wù)“通信解耦、云化開放”解決方案，并從2015年以來研發(fā)通信開放平臺（Communications Open Plat?form，COP）、試點探索和客戶運(yùn)營實踐，幫助了多個行業(yè)的企業(yè)客戶進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

1 總體解決方案和平臺架構(gòu)

COP 平臺實質(zhì)是一個云化、軟件化的固網(wǎng)/移網(wǎng)交換機(jī)，北向接入通信大網(wǎng)，南向連接企業(yè)客戶業(yè)務(wù)系統(tǒng)呼叫中心/客戶關(guān)系管理（Call Center/Customer Rela?tionship Management，CC/CRM）等，如圖1 所示。當(dāng)前運(yùn)營商管理和運(yùn)營的4G/5G 核心網(wǎng)絡(luò)是IP 多媒體子系統(tǒng)（IP Multimedia Subsystem，IMS）網(wǎng)絡(luò)，IMS 網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了信令控制和媒體承載分離，底層網(wǎng)絡(luò)和上層業(yè)務(wù)分離。運(yùn)營商承載網(wǎng)絡(luò)IP 化后，打通了原來樹狀通信網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點之間的底層網(wǎng)絡(luò)，使得上層的通信資源匯聚成為可能。依托大網(wǎng)IMS 網(wǎng)絡(luò)，COP 平臺通過承載網(wǎng)一點入局連接全國語音通信資源，實現(xiàn)了運(yùn)營商語音基礎(chǔ)業(yè)務(wù)供給方式由分散到一點的改變，極大降低了企業(yè)客戶獲取通信服務(wù)的管理成本和維護(hù)成本，這是企業(yè)客戶在數(shù)字化時代的基礎(chǔ)需要。

圖1 COP解決方案

COP 平臺架構(gòu)分為三層，底層是實現(xiàn)資源匯聚和管理的Proxy 集群和Worker 集群；中間層是通信層，包括呼叫處理、路由管理、媒體處理等模塊；上層是各類場景化的客戶功能應(yīng)用程序編程接口/軟件開發(fā)工具包（Application Programming Interface/Software Develop?ment Kit，API/SDK）封裝。COP 平臺把交換機(jī)“搬上云”后，為客戶提供語音通信服務(wù)時不再受限于某一廠家、某一型號的硬件設(shè)備，充分發(fā)揮云計算的彈性優(yōu)勢，同時打開了圍繞企業(yè)客戶場景進(jìn)行大量語音應(yīng)用創(chuàng)新的空間。相對傳統(tǒng)通信服務(wù)模式下客戶僅可以獲取號碼、通話等基本服務(wù)，COP 平臺可以提供呼叫中心、總機(jī)、互動式語音應(yīng)答（Interactive Voice Re?sponse，IVR）、呼叫記錄推送、呼叫狀態(tài)識別、呼叫內(nèi)容質(zhì)檢等上百個軟件化的API/SDK 封裝，無縫融入企業(yè)客戶的應(yīng)用系統(tǒng)和生產(chǎn)流程中。COP 平臺架構(gòu)如圖2所示。

圖2 COP平臺架構(gòu)

2 主要技術(shù)方案

建設(shè)“通信解耦、云化開放”的全國性通信能力平臺，需要解決資源高效匯聚、語音處理能力高并發(fā)、系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行3 個主要問題，分別對應(yīng)以下3 方面的主要技術(shù)解決方案。

2.1 全國語音通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源云化匯聚

全國通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源匯聚主要采用軟交換技術(shù)和云化技術(shù)，最終構(gòu)建全國電信級通信CT 云平臺?；跇?biāo)準(zhǔn)會話協(xié)議/會話描述協(xié)議（Session Initiation Protocol/Session Description Protocol，SIP/SDP），通過軟交換技術(shù)將傳統(tǒng)電信交換機(jī)和物理中繼線路軟件化，形成遵循統(tǒng)一協(xié)議進(jìn)行通信的媒體和信令節(jié)點，提高語音通信接入的靈活性和便利性。利用云化技術(shù)，突破物理位置和傳輸方式的限制，擺脫通信設(shè)備硬件型號和廠商限制，使用虛擬化和集群化方式部署語音通信的信令節(jié)點、媒體節(jié)點以及通信網(wǎng)絡(luò)，對通信基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行云化重構(gòu)以及資源的集約化管理。由傳統(tǒng)運(yùn)營商固網(wǎng)業(yè)務(wù)需分別由全國各地（市）—省際—省際—地（市）的垂直話務(wù)路由方式，轉(zhuǎn)變?yōu)閺腃OP 平臺一點梳通匯聚全國300多個城市的通信接入資源。

2.2 基于通信分級解耦的分布式集群架構(gòu)

COP 平臺實現(xiàn)商用仍需解決以下2 個主要問題：一方面，為滿足全國客戶日益增長的通信接入需求，平臺需具備高并發(fā)性能；另一方面，平臺在適應(yīng)大網(wǎng)持續(xù)演進(jìn)和變更的同時，要滿足客戶多樣化的需求，這要求平臺兼具快速迭代能力與高穩(wěn)定性?；诜謱臃旨壗怦罴夹g(shù)，設(shè)計面向用戶或應(yīng)用版本的灰度升級與沙盒驗證環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合云化、微服務(wù)、分級高速緩存、跨集群高可用部署等技術(shù)，構(gòu)建高并發(fā)、高穩(wěn)定性、高延展性的通信平臺。

COP 平臺構(gòu)建Proxy-worker 的分布式集群架構(gòu)，解決高并發(fā)和解耦大網(wǎng)和客戶網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)難題。南北向分別使用獨(dú)立的Proxy-worker 架構(gòu)對接大網(wǎng)核心網(wǎng)或客戶網(wǎng)絡(luò)，解耦大網(wǎng)核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)能力層與應(yīng)用層。Proxy 負(fù)責(zé)與北向通信大網(wǎng)或者南向客戶接入網(wǎng)的對接，以簡潔的信令處理方式來滿足客戶接入高并發(fā)需求；Worker 負(fù)責(zé)具體業(yè)務(wù)處理、媒體分組集群的控制和協(xié)商，按需快速橫向擴(kuò)容媒體和信令資源，支撐平臺業(yè)務(wù)高并發(fā)。

基于容器化和微服務(wù)架構(gòu)，構(gòu)建平臺網(wǎng)絡(luò)能力層、能力開放接口層、應(yīng)用層分層分級解耦軟件技術(shù)架構(gòu)，設(shè)計各級內(nèi)部模塊故障自動逃生機(jī)制與面向用戶或應(yīng)用版本的灰度升級機(jī)制，保障平臺跟隨大網(wǎng)快速演進(jìn)、滿足客戶多樣化需求快速迭代、同時保持平臺持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。平臺網(wǎng)絡(luò)能力層將大網(wǎng)通信資源和網(wǎng)絡(luò)能力匯聚及話務(wù)引流，主要負(fù)責(zé)大網(wǎng)技術(shù)和處理流程的適配。能力開放接口層以網(wǎng)絡(luò)能力層為基礎(chǔ)，將大網(wǎng)能力接口化輸出或以微服務(wù)實現(xiàn)的方式供應(yīng)用程序調(diào)用，IT 化部署CT 通信能力。應(yīng)用層將1 個或者多個能力開放接口整合為可供客戶使用的產(chǎn)品?；诜謱臃旨壗怦畹募軜?gòu)，通過通信技術(shù)服務(wù)化、通信資源軟件化管理，持續(xù)集成和敏捷迭代，對平臺模塊化和服務(wù)化組件進(jìn)行快速滾動迭代。

2.3 端到端運(yùn)維管理平臺

分布式集群、微服務(wù)架構(gòu)和IT 化的云化能力平臺，在保障平臺高并發(fā)和快速迭代的同時，也帶來通信網(wǎng)元組網(wǎng)復(fù)雜、潛在故障點增多的問題，如何實現(xiàn)數(shù)字化運(yùn)維管理和快速響應(yīng)變得十分迫切。COP 平臺改變傳統(tǒng)基于孤立網(wǎng)元、依賴傳統(tǒng)電信設(shè)備商監(jiān)控告警的被動運(yùn)維監(jiān)控方式，基于全平臺、全量數(shù)據(jù)匯聚的數(shù)據(jù)倉庫，進(jìn)行全業(yè)務(wù)端到端業(yè)務(wù)主動運(yùn)維管理。主要技術(shù)實現(xiàn)包括不同層級監(jiān)控指標(biāo)因果和下鉆關(guān)聯(lián)分析技術(shù)，結(jié)合動態(tài)基線告警技術(shù)、指標(biāo)異常檢測和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，客戶應(yīng)用數(shù)字化展示技術(shù)，業(yè)務(wù)運(yùn)行可視化和自動化監(jiān)控告警等。通過以上技術(shù)手段，保障客戶、平臺和大網(wǎng)的生產(chǎn)業(yè)務(wù)安全平穩(wěn)運(yùn)行、持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化客戶體驗，為語音服務(wù)數(shù)字化運(yùn)營提供重要技術(shù)支撐。

3 應(yīng)用與成效

COP 平臺2017 年底商用以來，在物流快遞、銀行保險等多個行業(yè)進(jìn)行了實踐，圍繞客戶場景不斷涌現(xiàn)的通信服務(wù)數(shù)字化需求，3年多時間已迭代升級200多個版本。

以某物流企業(yè)為例，該企業(yè)是一家包含快遞、物流、跨境、倉儲與供應(yīng)鏈的綜合性物流供應(yīng)商，在全國擁有7 000 多個網(wǎng)點，10 萬多名快遞員。其網(wǎng)點固話和快遞員手機(jī)卡主要通過跟當(dāng)?shù)仉娦胚\(yùn)營商申請模擬電話、E1 中繼線和電話卡，長期以來各地網(wǎng)點分散報銷通信費(fèi)造成了企業(yè)通信管理成本高，員工客戶語音服務(wù)管理難等問題。如圖3所示，采用COP平臺后，該企業(yè)實現(xiàn)了全國分散網(wǎng)點的固話、分散快遞員的手機(jī)卡的一點集約和效率提升，如財務(wù)報銷通信服務(wù)發(fā)票由原來每年8 萬多張減少到每年12 張；更為重要的是，基于COP 平臺云錄音、云質(zhì)檢等語音API，客戶在生產(chǎn)場景中涌現(xiàn)了很多創(chuàng)新，如劃詞撥號提升電話外呼效率，號碼認(rèn)證和來電提示提升快遞員外呼接聽率，通信大數(shù)據(jù)實現(xiàn)全國網(wǎng)點、快遞員通信數(shù)據(jù)一點看全，隱私號保護(hù)快遞客戶隱私等。

圖3 某物流企業(yè)使用COP平臺的網(wǎng)點組網(wǎng)

4 結(jié)束語

運(yùn)營商通信網(wǎng)絡(luò)龐大復(fù)雜，所承載基礎(chǔ)業(yè)務(wù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型必然是多種方式、多種路線的創(chuàng)新，本文從客戶外部視角提出了一種“通信解耦、云化開放”的基礎(chǔ)語音業(yè)務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的思路，并介紹了COP 平臺的實踐。隨著更多企業(yè)客戶數(shù)字化轉(zhuǎn)型，運(yùn)營商基礎(chǔ)語音作為大連接的價值將會進(jìn)一步顯現(xiàn)。云通信高并發(fā)技術(shù)、高穩(wěn)定技術(shù)，以及語音AI 等都是運(yùn)營商基礎(chǔ)語音業(yè)務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型值得研究的方向。