電信運營商數(shù)據(jù)架構設計方法初探

王 爽，潘思宇，裴 培，張 第，李金夏（.中國聯(lián)合網(wǎng)絡通信集團有限公司，北京 000；.中國聯(lián)通研究院，北京 0076；.中訊郵電咨詢設計院有限公司，北京 00048）

0 引言

《中共中央關于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠景目標的建議》明確提出了要加快數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展，提高數(shù)據(jù)、技術要素占比，建設網(wǎng)絡強國、數(shù)字中國，持續(xù)提高核心競爭力。國務院國資委正式印發(fā)的《關于加快推進國有企業(yè)數(shù)字化轉型工作的通知》中明確指出，構建數(shù)據(jù)治理體系，加強數(shù)據(jù)標準化，強化業(yè)務場景數(shù)據(jù)建模，深入挖掘數(shù)據(jù)價值，提升數(shù)據(jù)洞察能力。

國家層面的文件頻繁提及數(shù)據(jù)要素、數(shù)據(jù)治理，在數(shù)字化時代，能否管理數(shù)據(jù)資源并將其有效轉化為生產(chǎn)要素，已經(jīng)成為衡量一個企業(yè)甚至一個國家競爭力水平高低的重要因素。面對企業(yè)數(shù)字化轉型大潮的來襲，數(shù)據(jù)架構工作已成為企業(yè)勢在必行的功課。數(shù)據(jù)架構是數(shù)據(jù)治理的一個基礎核心能力，在數(shù)據(jù)資源管理、數(shù)據(jù)價值挖掘方面發(fā)揮著至關重要的作用，因此企業(yè)、相關政府、科研院所等越來越重視數(shù)據(jù)架構。

1 數(shù)據(jù)架構的內(nèi)涵及作用

“架構”一詞已被廣泛用于描述IT 設計，在國際標準ISO/IEC/IEEE 42020：2011 中，架構的定義是“系統(tǒng)的基本結構，具體體現(xiàn)在架構構成中的組件、組件之間的相互關系以及管理其設計和演變的原則”。

根據(jù)國際數(shù)據(jù)管理協(xié)會在《數(shù)據(jù)管理知識體系指南》中的定義，數(shù)據(jù)架構是識別企業(yè)數(shù)據(jù)需求，并以這些數(shù)據(jù)需求為出發(fā)點，設計和維護的主藍圖，以使用這些主藍圖來指導數(shù)據(jù)集成、控制數(shù)據(jù)資產(chǎn)，并使數(shù)據(jù)投資與業(yè)務戰(zhàn)略保持一致。

1.1 數(shù)據(jù)架構與企業(yè)架構

數(shù)據(jù)架構是企業(yè)架構的重要組成部分。企業(yè)架構為有效地實施和管理IT 資源提供指南，并確保業(yè)務、數(shù)據(jù)、IT、技術四方面的要素銜接協(xié)同，同時也約束了各個IT項目為企業(yè)效益服務。

企業(yè)架構包含業(yè)務架構、數(shù)據(jù)架構、技術架構和應用架構，如圖1所示。

圖1 運營商業(yè)務架構、數(shù)據(jù)架構、技術架構和應用架構示例

1.2 數(shù)據(jù)架構與其他數(shù)據(jù)治理工作的關系

數(shù)據(jù)架構通過高效組織數(shù)據(jù)的技術框架，規(guī)范數(shù)據(jù)的定義、分類、流向、模型、標準等，與數(shù)據(jù)治理各領域的工作緊密關聯(lián)。數(shù)據(jù)架構與其他數(shù)據(jù)治理工作的關聯(lián)關系如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)架構與其他數(shù)據(jù)治理工作的關聯(lián)關系

a）數(shù)據(jù)架構與數(shù)據(jù)生命周期。支持按照分析數(shù)據(jù)、基礎數(shù)據(jù)等維度分類，設置不同的存儲策略，實現(xiàn)降本增效。

b）數(shù)據(jù)架構與數(shù)據(jù)安全。在數(shù)據(jù)分類目錄的基礎上，識別敏感與重要數(shù)據(jù)，實施安全分級與治理，保障數(shù)據(jù)資產(chǎn)安全可控。

c）數(shù)據(jù)架構與數(shù)據(jù)質量。一方面數(shù)據(jù)質量管理的對象可從數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)模型的角度和粒度進行選??；另一方面數(shù)據(jù)架構標準可作為數(shù)據(jù)質量衡量標準，對數(shù)據(jù)規(guī)范性、準確性、一致性開展評價，促進數(shù)據(jù)價值提升。

d）數(shù)據(jù)架構與數(shù)據(jù)治理工具、數(shù)據(jù)治理體系。數(shù)據(jù)治理工具是數(shù)據(jù)架構落地實施的抓手，組織體系是數(shù)據(jù)架構工作開展的保障，縱向貫穿于各項工作。

1.3 數(shù)據(jù)架構的主要內(nèi)容

數(shù)據(jù)架構主要涉及數(shù)據(jù)的分類、數(shù)據(jù)的流向、數(shù)據(jù)模型、參考數(shù)據(jù)等方面的制定管理。

1.3.1 數(shù)據(jù)分類

數(shù)據(jù)分類是根據(jù)一定的規(guī)則，從特定的角度出發(fā)，對企業(yè)數(shù)據(jù)劃分層次、進行歸類。數(shù)據(jù)分類是數(shù)據(jù)管理及規(guī)劃中最基礎的工作，數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)編碼都是在數(shù)據(jù)分類的基礎上展開的。

1.3.2 數(shù)據(jù)流向

數(shù)據(jù)流向展示了數(shù)據(jù)在流程、系統(tǒng)、業(yè)務角色之間的流動，便于更直接地認識系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的交互過程，方便對質量問題的追根溯源。例如某個業(yè)務的數(shù)據(jù)出現(xiàn)了異常情況，可以根據(jù)數(shù)據(jù)流向逐步跟蹤數(shù)據(jù)的流向路徑，進而定位數(shù)據(jù)在哪一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，采取措施進行處理。

1.3.3 數(shù)據(jù)模型

數(shù)據(jù)模型是指用實體、屬性及實體之間的聯(lián)系對管理過程和企業(yè)運營中涉及到的所有的業(yè)務概念和邏輯規(guī)則進行統(tǒng)一定義、命名和編碼。數(shù)據(jù)模型是業(yè)務人員、IT人員和開發(fā)商之間進行溝通的一套語言。

1.3.4 參考數(shù)據(jù)

參考數(shù)據(jù)是對實體屬性的取值，是從范圍及內(nèi)容上規(guī)范數(shù)據(jù)，其目的是對各系統(tǒng)中共享的數(shù)據(jù)信息進行統(tǒng)一的編碼，打破數(shù)據(jù)壁壘，解決各系統(tǒng)間數(shù)據(jù)維度不一致、無法貫通匯總的問題。

2 電信運營商數(shù)據(jù)架構設計方法

數(shù)據(jù)架構的通用規(guī)劃設計方法可參照DAMA 數(shù)據(jù)管理知識體系指南、數(shù)據(jù)架構設計工具操作手冊等。這些資料在數(shù)據(jù)架構的理論概念要素、工具支撐使用等方面給出了指引方向。本文在遵循通用設計方法的基礎上，針對電信運營商的業(yè)務流程框架、分級運營場景、系統(tǒng)架構特征，對數(shù)據(jù)架構設計方法進行細化延展說明，并結合實踐案例展開探討。

筆者查閱到部分文獻對電信運營商數(shù)據(jù)架構與技術架構的融合演進方法、策略方案展開了研究，如《5G 融合用戶數(shù)據(jù)架構演進方案》、《面向云計算的業(yè)務支撐系統(tǒng)數(shù)據(jù)架構實施策略》等。但是關于電信運營商數(shù)據(jù)架構設計方法本身，目前尚無完整、針對性的介紹文獻。本文從實施操作角度出發(fā)進行抽象概括，描述了電信運營商數(shù)據(jù)架構設計方法的認識理解、關鍵步驟及設計要點。

2.1 數(shù)據(jù)分類設計

數(shù)據(jù)分類是指將企業(yè)內(nèi)海量的數(shù)據(jù)從業(yè)務的角度進行抽象概括和歸類。電信企業(yè)面向市場提供連接、計算、應用、數(shù)據(jù)、安全等服務，歷經(jīng)多年的系統(tǒng)建設運營，積累了大量龐雜的營銷、產(chǎn)品、客戶等方面的數(shù)據(jù)。

在企業(yè)實施全面數(shù)字化轉型的時代，層次清晰、結構合理的數(shù)據(jù)分類可以幫助企業(yè)內(nèi)部IT 人員、業(yè)務人員及生態(tài)合作伙伴更好地理解數(shù)據(jù)、使用數(shù)據(jù)。

電信運營商數(shù)據(jù)分類的設計方法一般包括2個步驟。

第1 步：依據(jù)國際電信管理論壇（TMF）提出的共享信息模型（Shared Information Data/Model，SID），結合運營商業(yè)務現(xiàn)狀以及數(shù)據(jù)分類分布現(xiàn)狀，從業(yè)務視角按主題域進行相應劃分，以反映關鍵的業(yè)務對象分類，形成主題域分組。

TMF 定期更新發(fā)布SID，SID 為電信企業(yè)內(nèi)部流轉以及涉及服務供應商、合作伙伴的數(shù)據(jù)提供了標準的定義，具體包括參考模型、術語等。通過提供通用的數(shù)據(jù)分類及模型，有效減少服務和系統(tǒng)整合、開發(fā)設計的復雜度。

第2 步：按照線分類法，從主題域分組向下展開，將電信運營商的數(shù)據(jù)劃分為從粗到細的3 個粒度，依次為主題域分組、主題域、業(yè)務對象。明確每一業(yè)務對象的定義、內(nèi)涵與外延；所確定的業(yè)務對象能清晰地表達業(yè)務之間的關系，并充分體現(xiàn)出行業(yè)特點。

電信運營商數(shù)據(jù)分類示例如表1所示。

表1 電信運營商數(shù)據(jù)分類示例

2.2 數(shù)據(jù)流向設計

數(shù)據(jù)流向是數(shù)據(jù)主題或者數(shù)據(jù)對象按照業(yè)務需求，從一個數(shù)據(jù)區(qū)域“傳輸”到另一個數(shù)據(jù)區(qū)域的過程，以數(shù)據(jù)流向表和數(shù)據(jù)流向圖的形式來表示。

數(shù)據(jù)流向表以系統(tǒng)為視角，綜合考慮各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分布和CRUD 權限，表現(xiàn)了系統(tǒng)節(jié)點之間交互的數(shù)據(jù)內(nèi)容以及數(shù)據(jù)流向。在數(shù)據(jù)流向表的基礎上，明確系統(tǒng)數(shù)據(jù)的流向圖。

電信運營商數(shù)據(jù)流向的設計方法一般包括2個步驟。

第1 步：梳理數(shù)據(jù)流向表。收集梳理系統(tǒng)清單以及數(shù)據(jù)接口規(guī)范、交互需求等。將系統(tǒng)按照操作型、分析型、管理型這3類進行劃分。以單個系統(tǒng)為單位，梳理數(shù)據(jù)流向的源系統(tǒng)、目標系統(tǒng)和數(shù)據(jù)實體，其中數(shù)據(jù)實體應與數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)模型的描述粒度對應。

第2 步：梳理數(shù)據(jù)流向圖。在數(shù)據(jù)流向表的基礎上，以業(yè)務流程為主線，梳理數(shù)據(jù)在不同系統(tǒng)間的流轉過程。

表2給出了電信運營商操作型數(shù)據(jù)流向表示例。

表2 電信運營商操作型數(shù)據(jù)流向表示例

2.3 數(shù)據(jù)模型設計

數(shù)據(jù)模型根據(jù)應用層次的不同，可劃分為概念數(shù)據(jù)模型、邏輯數(shù)據(jù)模型和物理數(shù)據(jù)模型。

概念模型描述的是基礎概念和含義，用于定義核心業(yè)務概念實體、實體之間的關鍵關聯(lián)關系及相關的業(yè)務規(guī)則，是業(yè)務視角的高層次的粗粒度的模型。概念模型不涉及任何細節(jié)，如怎樣表達和實現(xiàn)細節(jié)。

邏輯模型是概念模型的延伸，一個概念模型實體可按需要擴展出多個邏輯模型實體。相對于概念模型，邏輯模型應細化描述實體所包含的屬性及其含義。

物理模型是邏輯模型的延伸，說明如何實現(xiàn)邏輯次序的模型和相關的實現(xiàn)方案。

在企業(yè)架構層面，應側重于概念模型和邏輯模型的設計。企業(yè)的概念模型和邏輯模型的設計通常采用“自上而下設計，自下而上驗證”的方法。

第1 步：自上而下設計。針對數(shù)據(jù)分類中各個主題以及業(yè)務流程抽取關鍵業(yè)務實體對象，即概念模型實體及實體之間的關系。實體間的關系可分為一對一的關系、一對多的關系和多對多的關系。根據(jù)實際業(yè)務情況，將概念模型實體拆解為多個邏輯模型實體，設計邏輯模型實體屬性及邏輯模型實體間關系。

第2步：自下而上驗證。在研發(fā)運營流程中，依據(jù)數(shù)據(jù)架構和數(shù)據(jù)模型開展需求分析和系統(tǒng)設計開發(fā)，并依據(jù)數(shù)據(jù)實際情況，對邏輯模型、物理模型的設計進行自下而上的迭代驗證、補充優(yōu)化。優(yōu)化內(nèi)容應包括對概念模型實體及屬性、邏輯模型實體及屬性的優(yōu)化，概念模型實體之間關系、邏輯模型實體之間關系的補充，屬性與參考數(shù)據(jù)之間關系的補充等。表3 為電信運營商數(shù)據(jù)概念模型實體及其關系示例，表4 為電信運營商數(shù)據(jù)邏輯模型實體及關聯(lián)的參考數(shù)據(jù)示例。

表3 電信運營商數(shù)據(jù)概念模型實體及其關系示例

表4 電信運營商數(shù)據(jù)邏輯模型實體及關聯(lián)的參考數(shù)據(jù)示例

2.4 參考數(shù)據(jù)設計

參考數(shù)據(jù)是指對其他數(shù)據(jù)進行分類和規(guī)范的數(shù)據(jù)，如國家、地區(qū)、貨幣、計量單位等產(chǎn)業(yè)通用的數(shù)據(jù)及基礎配置數(shù)據(jù)。

電信運營商參考數(shù)據(jù)的設計方法一般包括2個步驟。

第1步：依據(jù)業(yè)務規(guī)范、國家及行業(yè)標準等輸入依據(jù)，定義參考數(shù)據(jù)的名稱、層級關系及業(yè)務含義。

第2 步：確定哪些邏輯模型的哪些屬性應遵從參考數(shù)據(jù)的定義，將邏輯模型屬性與參考數(shù)據(jù)建立關聯(lián)關系。

表5給出了電信運營商參考數(shù)據(jù)示例。

表5 電信運營商參考數(shù)據(jù)示例

3 運營商數(shù)據(jù)架構未來展望

隨著數(shù)字化轉型深入推進，數(shù)據(jù)架構對于運營商IT 能力構建、數(shù)據(jù)要素價值釋放的重要性愈發(fā)凸顯，有效的數(shù)據(jù)架構會成為各類企業(yè)和組織數(shù)據(jù)治理與IT 架構規(guī)劃的設計指導，是企業(yè)通過IT 獲得競爭優(yōu)勢的不可或缺的手段。

面向未來，運營商數(shù)據(jù)架構應關注以下3 個方面的趨勢特點。

一是體系化。數(shù)據(jù)架構相關工作具備一定基礎條件后，應與流程治理、IT 系統(tǒng)建設運維過程融合發(fā)展、有機銜接、系統(tǒng)推進，才能最大化地發(fā)揮協(xié)同效應，達到整體效果最優(yōu)。

二是價值化。在數(shù)據(jù)要素化的趨勢背景下，數(shù)據(jù)架構是數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理、數(shù)據(jù)分析挖掘、數(shù)據(jù)共享流通的重要基礎，進而更好地促進行業(yè)數(shù)據(jù)要素與其他生產(chǎn)要素融合，實現(xiàn)資源配置優(yōu)化、價值創(chuàng)造倍增、資源消耗降低。

三是智能化。數(shù)據(jù)架構本身的構建運營應采用系統(tǒng)化、數(shù)據(jù)化的手段，包括數(shù)據(jù)架構本身的線上管理維護、數(shù)據(jù)模型與參考數(shù)據(jù)質量評價、數(shù)據(jù)流向效能分析等。