電信信息網路體系結構( Telecommunication Information Networking Architecture，TINA) 是一個形成中的極有前途的新型電信網路體系結構。
| 中文名稱 | 電信信息網路體系結構 |
| 英文名稱 | telecommunication information network architecture;TINA |
| 定 義 | 用業務組件構建的一個框架：支持業務及業務組件重用，使業務得以快速地開發和載入，並降低業務、網路運營以及業務安裝和修改等各方面費用。 |
| 套用學科 | 通信科技（一級學科），支撐網路（二級學科） |
基本介紹
- 中文名：電信信息網路體系結構
- 外文名：telecommunication information network architecture;TINA
簡介,TINA目標,TINA體系結構,網路體系結構,業務體系結構,計算體系結構,管理體系結構,TINA特徵,TINA發展趨勢,
簡介
隨著資訊時代的到來，電信業務逐步向寬頻化、智慧型化、個人化的方向發展，人們對電信業務提出了越來越高的期望:要求業務更加通用，更易於開發、管理、互操作以及底層網路、計算環境具有更好的獨立性等等。但是目前已有的電信軟體體系結構(如IN、TMN)難以完成這些使命，因此迫切需要一個適應寬頻、多媒體資訊時代的新型體系結構。在這方面，人們對TINA(電信信息網路體系結構)寄予了厚望。
1992年，在日本召開的ISS'92會議上，民間國際組織TINA論壇正式宣告成立。該組織由Bellcore、NTT和BritishTelecom等公司牽頭，並有一批設備製造廠商(包括通信設備製造商和計算機設備製造商)以及電信業務運營公司參加。1993年1月，TINA論壇組建成立了一支核心研究小組，當時有30名專家，分別由各成員單位派遣。時至今日，TINA論壇的參與單位已經發展到40餘家，幾乎包括了所有的電信行業大公司。核心工作組的研究人員通常在組內工作一年左右時間，然後就回到他們的公司去。這樣非常有益於TINA階段研究成果的宣傳以及核心小組與那些在參與公司中開展的附助項目之間的信息溝通。
TINA論壇計畫在5年時間裡(也就是到1997年底)拿出一套關於組建、配置和維護電信信息業務的體系結構，同時也提供一些開發TINA業務需要的工具和一組最常用的業務組件。簡單地說，TINA業務(包括管理)是用業務組件搭出來的。這樣，TINA論壇提供的那些業務組件一方面構成業務組件的一個基本集，另一方面也可以給以後的TINA業務開發者提供參考模板。
TINA目標
當前的電信網路運營者所面臨的主要間題已不再是如何提供標準的業務，而是如何在適當的時間、地點來組織和提供適當的業務。換言之，高效地組織並提供適當的業務將成為首要問題。TINA是由網路運營者、電信與計算機設備廠商共同發起的一個世界性的論壇組織，其目標正是為“開放”的電信業務提供一個一致而統一的體系結構，以適應面向未來的寬頻多媒體通信和信息高速公路時代的要求。所謂“開放”有以下含義:TINA不僅要適應傳統的話音業務、未來的互動式多媒體業務、信息業務、操作和管理型業務的需求，而且要提供業務操作的靈活性以方便地創建新業務、高效地管理業務和網路。TINA的演進過程充分利用了分散式計算領域中的先進技術，例如，開放分散式處理(ODP)和分散式通信環境(DCE)，以及面向對象的分析和設計思想，從而極大地提高了軟體的互操作性、軟體規格的可重用性、軟體配置的靈活性，並為業務和管理軟體提供了一致的構造原則，其最終目標就是提供統一的通信軟體體系結構。
- 提供一個支持業務及業務組件重用的框架，這種重用是非常方便的，使得業務能夠快速地開發和載入。由此降低業務、網路運營以及業務安裝和修改等各有關方面的費用。
- 面向新型信息業務(例如多媒體業務)，以集成的方式支持管理和移動業務。
- 提供對底層支撐網路及計算環境的抽象描述，支持業務和業務組件的分布透明性，減少業務互動帶來的麻煩。
- 提供業務間互操作的開放性。支持業務質量的協商控制機制，對業務的安全性提供強有力的支持。
- 具有與現有網路和業務的良好兼容。適應設備、業務的多廠商環境，解決不同廠商的產品難以協調工作以及電信網、電信業務數據的不一致性問題。儘量減少由於世界各地電信政策的不同而帶來的不利。
- 提供一種驗證系統是否滿足TINA體系結構的方法。
TINA體系結構
TINA作為一個完整的體系結構是很複雜的，為了便於理解和套用，一般將其分為4個子集。
- 網路體系結構(NA)：提供一系列描述傳輸網的通用概念，以及建立、修改、釋放網路連線的機制。
- 業務體系結構(SA)：解決如何簡單有效地對電信業務進行設計、規範、實現和管理的問題，提出了一系列參考業務模型和開發框架以及一些必須遵循的概念和原則。
- 計算體系結構(CA)：定義用來描述TINA系統中面向對象軟體的建模概念，並負責解決與電信套用的底層支持環境相關的問題。
- 管理體系結構(MA)：對業務、資源、軟體和底層支撐技術以一種集成的方式進行管理。
總體體系結構則包含了一些對所有子結構都適用的概念和原則。它們套用於任何TINA軟體系統的設計、規範和實現。總體體系結構是通過提取、抽象和泛化以上4個子集中的共同原則而得到的。
網路體系結構
網路體系結構的目標有兩個:一是採用不依賴於技術的方式來描述傳輸網路;二是提供了網路連線的建立、修改和釋放的機制。依據TMN的網路分層原則，網路體系結構建立了網路資源信息模型(NRIM)。NRIM對網路資源進行了抽象，它只關心各種單元間的聯繫、網路的拓撲結構和端到端的連線，不關心具體的實現技術。人們可依此推出與技術和業務獨立的管理與控制功能。這些功能分為兩類:系統管理功能與網路管理功能。系統管理功能提供對分立網路資源的管理，而網路管理功能用來強化對網路資源管理的控制。這些功能又可細分為許多小的管理代理模型，通過代理，ATM網、SDH網等都可以看作TINA的子網，其信息模型可以融合到TINA的信息模型之中。
業務體系結構
業務體系結構提供了構築業務與業務支持環境的方法，這裡業務含義廣泛，可代表電信業務、管理業務、端用戶業務。TINA採用了通用業務組件模型(USCM)來對業務進行描述，任何一項業務從外部看都可分為三部分:使用部分、管理部分、實體部分。這三者構成了業務的接入層，它們和業務核心部分一起完整地描述業務。業務核心定義了業務的核心邏輯和數據結構。在業務體系結構中，提出了業務會晤(Session)的概念，通過會晤機制，對與業務相關的活動進行描述，從而提供了對業務進行控制的更好的方式。有3種主要的會晤。
- 接入會晤:專用於處理用戶的鑑別與授權，可支持終端用戶的移動性(如移動通信終端)，支持用戶優先權機制，還可以對業務的互動進行控制。
- 業務會晤:給用戶提供一個業務執行的環境。
- 通信會晤:為用戶業務建立通信連線。要實現會晤，有3個條件是必須的:每個通信方(智慧型終端或終端代理)都需要一個管理功能實體;不同管理功能實體間的通信機制;為解決會晤中出現的各種要求，管理功能實體能夠訪問通用的協商算法。在業務體系結構中採用兩個主要的分開原則:呼叫與連線控制分開、終端與用戶業務分開，從而便於處理複雜業務間互動，與智慧型網結合還可以提供業務生成環境(SCE)，允許用戶自己定義業務特性與網路行為。如在B-ISDN的多媒體套用中，通常一個呼叫需要多種連線，分別用於傳送語音、數字、視頻等信號，且各有不同的服務質量要求。這時套用上述的分開原則就很方便:由接入會晤處理呼叫，業務會晤處理不同的業務需求，通信會晤建立實際的連線。
ITNA業務體系結構提供建立業務及其支撐環境的一系列概念和原則。TINA中的“業務”有著較為廣泛的含義，包括電信業務、管理業務以及終端用戶業務，從而使業務體系結構適用於廣泛的業務類型：管理業務、信息業務、傳輸業務及接入業務等。業務及其支撐環境可根據計算體系結構中的建模概念進行擴展而實現。
1、業務體系結構的信息建模
從信息觀點來看，業務體系結構提供了描述業務行為、業務管理、業務和終端的移動特徵等的框架。它強調兩個分離原則：呼叫控制與連線控制的分離;用戶與終端的分離。前者使得用戶行為的引人、協商和通信資源的引入、協商相分離;後者有助於刻畫用戶與終端的移動特徵。這樣就保證了業務的處理具有高度的靈活性。
儘管不同的業務在具體內容上彼此不同，但其基本特徵在於它們都能提供業務相關活動的上下文關係，這樣一種上下文關係稱為會話。會話的狀態在會話生命周期內可能會變化。作為一般性定義，會話一詞表示一組資源之間的臨時關係，這些資源在一段時間內合作完成一項任務或實現一定的目標。同一會話中的資源由相同的會話策略支配，這裡的策略包括計費、安全性、業務質量等。會話是對資源管理、使用以及所適用策略的一種抽象和簡化。
TINA體系結構定義了三種類型的會話：
- 接入會話(Aocessssesion)表示用戶與網路連線並參與到業務中，維護用戶和系統連線的狀態及用戶在業務中的參與狀態。在計算模型中接入會話由代理表示。
- 業務會話(eSvricesession)是業務的單個行為實例，它將業務與用戶相連線以使它們能彼此互動。業務會話包含業務邏輯。在計算模型中業務會話由業務會話管理器表示。
- 通信會話(Communieationsession)表示與業務會話相關聯的連線，描述在傳送網中面向業務的連線抽象，維護關於特定業務會話連線的狀態，例如通信通路、端點和業務質量特徵。在計算模型中通信會話由通信會話管理器提供。
引入會話概念的目的是分解所關心的不同對象並提高功能的分布性。接入會話和業務會話的分解既要考慮到不同用戶接入方式和技術的不同，也要考慮到在業務進行中接入業務的用戶位置的改變。業務會話和通信會話的分解，使業務行為從具體通信連線中分離。
2、業務體系結構的計算建模
從計算觀點來看，業務體系結構提供了分散式業務的構成原則與方法，同時定義了一系列可重用的軟體組件(在業務體系結構中稱為業務組件)以提供構造業務的基本組件庫：
- 與接入會話相關的組件：提供用戶對業務的一致性接入接口，如使用者代理(UserA-gent)、提供者代理(provider Agent)等。
- 與業務會話相關的組件：提供用戶對業務的使用(互動)接口，如業務會話管理器SSM(Service Session Manager)。
- 與通信會話相關的組件：提供用於支持通信的接口，如通信會話管理器CSM(Communication Session Manager)。
下面以使用者代理和業務會話管理器為例，簡單分析使用TINA業務組件的優越性。使用者代理用於表示網路中的用戶，它從用戶的角度負責傳送/回響業務的建立請求、維護用戶頭檔案(User Proifle)以及完成業務細節的定義等。這樣就使得對用戶的定位只需要通過查找相關的代理即可完成，從而避免建立相關的定位庫，使用戶在全網內具有移動性。業務會話管理器用於維護業務的狀態，並向用戶提供參與/退出業務會話的接口，在業務會話中根據其業務邏輯或用戶命令完成連線的建立、修改和釋放。
計算體系結構
TINA分層結構中，計算體系結構體現了分散式處理環境層以及本地計算與通信環境層的組織原則。計算體系結構一是定義了建模的概念，用於描述TINA系統中面向對象的軟體;二是定義了分散式處理環境，用於對對象的定位和互操作提供支持。這些概念都是基於開放分散式處理參考模型的5個觀點，即企業、信息、計算、工程和技術。計算體系結構是TINA的核心部分，它提供對業務體系結構、網路體系結構的支持，以計算機的概念來描述分散式計算環境(DPE)，定義軟體體之間進行通信和互動的規則，通過DPE掩蓋了下層複雜的網路環境，實現了網路對套用的透明性。
TINA計算體系結構定義了用於在TINA系統中規範面向對象軟體的建模概念，以及用於實現對象定位和對象互動的分散式處理環境(DPE)支撐系統。這些概念均基於OSI的開放分散式處理參考模型(RM一ODP)，並加以改進、細化以適用於電信系統的設計。為了理解電信系統的複雜性，可以根據五個不同的觀點(viewpiont)來規範電信系統，每個觀點集中反映系統的部分特性，而與這五個觀點相一致的建模概念則完成對整個系統的描述。
- 企業觀點集中反映系統的目的、範圍和策略。
- 信息觀點集中反映系統的信息語義和信息處理活動。
- 計算觀點集中反映將系統分解成一系列可分布的互動對象。
- 工程觀點集中反映支持分布性的基礎結構。
- 技術觀點集中反映支撐系統的具體技術選擇
1、計算建模概念
在TINA計算體系結構中，電信業務、電信管理業務以及特定的分散式套用均被視為基於軟體的套用系統。這樣的套用系統一方面獨立於分布的網路平台，另一方面又運行於全網路範圍內的多個結點中。計算建模概念提供計算規範框架，而計算規範通過軟體實體，即可計算對象(computational object)，來完成分散式電信系統的構造。
ITNA計算建模概念定義了可計算對象之間的互動方式。可計算對象是基本的程式和封裝單元，對象通過從接口傳送並接收訊息來實現彼此互動。一個對象可能提供多個接口，這些接口又可能屬於不同類型。有兩種形式的接口可由對象提供或供對象使用：
- 操作接口是已定義操作的接口，以使服務對象的動作可被其它客戶對象所啟動，操作可能有參數也可能有返回值。
- 流接口是沒有操作的接口(即沒有輸入輸出參數，請求、結果或通知)。流接口之間流的建立允許使用其它結構信息(例如圖像和聲音比特流的傳遞)，通過在業務和網路體系結構中定義的業務組件和網路組件的互動來完成流的建立。
在建立系統的計算規範時，設計者僅關心編程實體(對象)能向其它對象提供、或者需要其它對象來提供怎樣的接口，而不必關心軟體的分布性等問題。
2、信息建模概念
計算建模概念適於描述如何將電信套用軟體組織為相互分離、邏輯上獨立的軟體組件，但是它並不適於描述套用系統的具體操作行為。信息建模概念的提出正是為了解決這一問題。
ITNA信息建模概念為信息規範提供框架。信息規範定義了信息承載實體及其相互關係，以及控制實體行為的限制規則。在建立信息規範時，設計者應集中於系統做什麼，而不需考慮系統的具體實現細節。
3、工程建模概念
可計算對象之間的互動並不需要事先了解對方的具體位置，也就是說，所有的可計算對象均位於一個稱為分散式處理環境(DPE)的可計算平台上。TINA工程建模概念的提出正是為了定義DPE的組成框架，DPE體系結構包括：
- DPE核心：實現於異質的本地計算環境(ORB、DCEThreads、DCERPC、COM/OLE等)之上，提供對象生命周期控制(包括動態創建和刪除對象的能力)和對象間通信(提供遠程對象的操作啟動機制)。
- DPE業務:提供操作接口(operational interface)以支持對象的動態運行和通信。
- kTN：是一個邏輯上的虛擬網，對於由DPE節點的本地計算環境所提供的通信機制具有技術獨立性。為方便遠程對象的通信，不同節點上的DPE核心通過kTN通信。
從套用系統設計者的角度出發，DPE就是一個同構的(homogeneous)基礎設施，它隱藏了低層網路與計算資源的複雜性和異質性(heterogeneity)。基於軟體的電信套用系統在得到DPE的支持後，就不必在設計中考慮分布機制的實現、安全性、通信資源管理等問題。
管理體系結構
TINA中有兩種基本的管理類型。
- )計算管理:涉及計算機(本地計算和通信環境)、分布處理環境和運行於分布處理環境之上的軟體的管理。在此，管理並不關心套用具體是什麼，它只關心軟體和計算節點的載入、安裝和操作。計算管理可分成一般的軟體管理(例如軟體的載入、配置和實例化)和基礎設施(如DPE等)的管理。
- 電信管理:包括對傳送網的管理、對使用和控制網路的套用的管理以及對業務的管理。電信管理可分為業務管理、資源管理和單元管理，採用與TMN系統中幾乎相同的方式。
無論是業務還是網路，都可從功能分解的角度將管理問題分成5個不同的領域:故障、配置、計費、性能和安全。這是在OSI系統管理中定義的FCAPS分解。在TINA中，對每種類型的電信管理，都從這5個方面作了細緻的規定。需要指出的是，TINA中的管理是作為一項特殊的業務來看待的，必須遵循業務體系結構的要求。
TINA特徵
TINA是一個開放的體系結構，它充分考慮了多媒體等下一代新業務對電信網路體系結構的要求，提供了對底層支撐網路及計算環境的抽象描述，支持業務和業務組件的分布透明性，減少了業務互動帶來的複雜性;同時與現有網路和業務兼容，適應設備、業務的多廠商環境，解決了不同廠商的產品難以協調工作的問題。
TINA提供了一種在異構傳輸網上開展電信業務的方案，同時保持了IN，TMN等傳統網路體系結構的優點。TINA有三個基本特徵：業務和網路的分離、最大的可管理性和可控制性、分散式處理環境和面向對象技術的運用。按照TINA的觀點，電信系統由三個域構成：業務、網路傳輸和用戶(如圖)。TINA將電信業務與電信網路技術分離帶來了許多優點：首先業務層不必處理端到端的連線問題，也不必考慮底層傳輸網的具體構成情況；其次業務和網路的分離使兩者的發展不再相互制約。
TINA的網路體系結構用來建立各種實際的物理連線，並向上層的業務體系結構提供一個抽象的、與具體連線技術無關的接口。TINA的業務體系結構提供一系列原語來建立服務，並把業務的接入和使用分開處理，這樣增強了業務的移動性、安全性並使用戶個人信息與特定的業務無關。這也意味著多種業務可以在較高的層次上重用(像鑒權和路由查詢這些通用的接入過程)。
TINA還定義了簽約管理(Subscription Management)模組和資源配置管理(Resource Configuration Management)模組。簽約管理模組用來管理用戶的簽約信息和業務信息;資源配置管理用來管理網路的拓撲結構。TINA綜合了電信和信息領域的最新研究成果，提出了一種基於分散式計算技術的體系結構，將電信業務與管理業務綜合到同一種體系結構中，同時採用了面向對象和分散式處理技術，引入了分層的體系結構，把對業務的控制和管理結合了起來。
TINA發展趨勢
當前，圍繞TINA進行的工作集中在三個主要的方向：
- 繼續對TINA的體系結構作理論研究和制定標準，逐步細化固化TINA體系結構各部分內容，1997年底發行最終版本。
- 通過開發實驗項目，實現一些原型來驗證TINA體系結構的正確性。
- 研究如何將現有的智慧型網和電信管理網集成起來向未來的電信網TINA演化。為了對TINA結構的正確性、合理性、先進性提供有說服力的證據，一系列的實驗項目正在進行。主要有以下幾個：(1)TINA Multimedia Auxiliary Project:由英國電信、愛立信等5家公司承擔。目標是通過開發一個多媒體會議業務來對TINA業務體系結構進行檢驗。(2)ReTINA:隸屬於歐洲電信聯盟的ACTS(Advanced Communications Technologyand Services)計畫。目標是開發出一個處於實用階段的分布處理環境DPE(Distributed Processing Environment)。投資1700萬美元，由西門子、阿爾卡特、英國電信、法國電信等11家歐洲電信公司聯合進行。(3)ACE(Application Construction Environment):由義大利CSELT承擔。目標是為TINA業務的開發提供一套實用化工具，包括Browser/Editor、Validation&Simulationtool，Performance evaluators，Code Generation等。(4)HiTOS(High Telecommunications Operating System):任務是進行業務管理實驗，由韓國電信承擔。該項目的階段成果已在瑞士舉辦的Telecom'95會議上進行了演示。HiTOS從實現上分為兩層:業務層和ATM網路控制層。目前HiTOS只支持兩種業務:VOD和可視電話，這兩種業務可以說是寬頻信息網路上的典型業務。目前HiTOS系統已實際運行在韓國電信的多媒體業務平台上。(5)VITAL:由阿爾卡特公司承擔。總的目標是完整的TINA體系結構的實現，重要是針對複雜的、千姿百態的業務屬性的開發、套用、管理進行展示和驗證。(6)PersonalCommunicationSupportinTINA-C:這是一個剛開展的TINA輔助項目，由德國電信承擔。目標是進一步將個人通信業務集成進TINA體系結構。
