大受歡迎的IMS已帶動影音、數據、語音等多合一服務，以及即時訊息之發展。因而，制定整合性和互通性服務通訊標準將是帶動IP網路產業發展的一大關鍵。本文將介紹目前國際標準組織以IP網路為基礎在即時訊息服務之相關技術，並探究訊息服務之未來技術發展與趨勢，以利於業者營運規畫參考。
近年來網路接取技術不斷進步，不論是無線區域網路(WiFi)/全球微波互通存取介面(WiMAX)、非對稱數位用戶迴路(ADSL)/超高速數位用戶迴路(VDSL)、EPON/GPON或FTTx光纖網路等不同的接取技術，無線、寬頻已成主要訴求，且其演進均朝向網際網路通訊協定(Internet Protocol, IP)發展，因而IP技術儼然已經成為下世代網路的主流技術。
未來All-IP網路融合環境的趨勢已相當明確，其中IP多媒體子系統(IP Multimedia Subsystem, IMS)將居要角，扮演各種異質網路的服務控制平台，以提供多樣化且豐富的加值服務，從以往的視訊、語音、數據三合一服務(Triple-Play)提升到多合一服務(Multi-Play)，其中即時訊息(Instant Message, IM)更被視為需求最殷切的應用服務之一。
即時訊息進軍無線通訊市場
以目前無線通訊領域的應用服務發展，網際網路即時通訊的成功經驗，很自然地被應用在無線通訊領域中，除了語音/視訊之外，即時訊息與線上狀態服務更被視為殺手級應用。今日全球主要的即時通訊服務市場各有不同的供應商，也各有一定的市占率，但均採用專屬(Proprietary)的通訊協定，用戶只能在相同的即時通訊系統上彼此通訊，不同系統無法互通。若要達到互通，勢必須要透過業者間的合作。
但從以往電子郵件與行動電話的經驗來看，專屬的通訊協定無法帶動產業的發展，唯有採用開放性的國際標準通訊協定，才能提供更大的吸引力與契機。
未來無線通訊(3G/B3G)和整合行動及固定網路的下一代網路(NGN)之核心網路架構，將逐漸演進成為All-IP網路，其中IP多媒體子系統更是位居整個核心網路要角，其上的即時訊息也同被視為需求殷切的應用服務之一。目前國際上許多即時訊息協定相關標準組織均採用SIP作為其標準化的制定與討論，包括網際網路工程任務小組(IETF)所成立的SIMPLE工作群組、3GPP/3GPP2為IMS Messaging Service訂定的技術規格，以及Open Mobile Alliance(OMA)所成立的MWG-IM子工作群組，為SIMPLE IM Service Enabler訂定規格等。各組織為了避免重複性的工作內容，所著重之焦點和負責範圍各有不同(圖1)。
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| 圖1 以即時訊息服務為例之IETF、3GPP、OMA技術規格關聯圖 |
IETF以SIP制定即時訊息標準
目前由Datacom組織IETF所制定的即時訊息服務協定主要以SIP為基礎而加以延伸的SIMPLE工作群組為主，除了制定即時訊息標準外，還包括線上狀態服務的通訊協定。
在即時訊息標準協定方面，制定完成的規格文件包括：用以制定SIP延伸訊息--MESSAGE以提供呼叫模式(Page Mode)即時訊息服務(RFC3428)；制定正在即時訊息交談的兩方，告知對方「正在編寫訊息」提示(RFC3994)；與底層傳輸協定無關的共同即時訊息格式(RFC3862)。另外還有尚在草擬討論階段，但已趨於成熟的Message Session Relay Protocol(MSRP)通訊協定，用以提供會議模式(Session Mode)的即時訊息服務與應用。尚在草擬討論階段的規格還包括一對多之呼叫模式群組訊息、即時訊息傳遞與讀取通知(Delivery And Read Notifications)等。
3GPP重視WCDMA服務
關於3GPP國際標準組織在即時訊息服務方面所訂定之規格，則主要致力於如何在3G網路(WCDMA系統)的IP多媒體子系統核心網路之上建構出即時訊息服務。不同於IETF SIMPLE工作群組，3GPP技術規格主要焦點放在以IMS核心網路為基礎建設之即時訊息服務的架構、功能性的探討與規範，以及如何進行實作(Implementation)。
在實作方面，有關在IP網路上訊號傳遞的通訊協定之規範，3GPP便是儘量採用上述IETF所制定的SIMPLE即時訊息服務相關標準，作為使用者端設備(UE)與IMS核心網路間，乃至於應用伺服器(Application Server)間的通訊協定標準。
目前正在積極制定的文件包括：有關即時訊息服務需求規格的3GPP TS 22.340；關於IMS-based訊息服務之基本功能與運作程序的3GPP TS 23.228(R6以後之版本)；以及制定實作規格的3GPP TS 24.247，目前所規範的基本服務型態主要包括呼叫模式與會議模式即時訊息服務兩類。
OMA瞄準應用服務層
專為無線行動網路訂定相關應用服務標準的國際標準組織OMA，則主要以應用服務層的角度為出發點，訂定每一個應用服務該有的需求、功能性、架構、以及得以讓服務實際運作的技術規格。在制定技術規格時，OMA很少會去訂定任何新的通訊協定和介面，而是先定義出該服務的架構和參考點(Reference Point)，再從各種標準組織中，選用適當的通訊協定和介面，並在該技術規格文件中規範如何使用以使該服務可以實際運作，作為服務供應商開發服務的遵循標準。
OMA MWG工作群組中的IM子群組所負責訂定的SIMPLE-based即時訊息服務，其規範的服務內容包括有基本的一對一即時訊息、多人會議/群組即時訊息服務、延遲傳送(Deferred)訊息服務(即離線訊息)、即時訊息交談紀錄、大量資料模式訊息(Large Mode Message)傳送以及檔案傳送等有關上層應用程式該有的功能與行為。
目前此服務之相關技術文件包括服務需求、服務架構與應用服務之實作技術規格。所有相關文件均尚在草擬討論階段，規格成熟度尚未達到可以進行服務互通測試階段，所以還未有服務測試規格(Enabler Test Specification, ETS)文件的產出，自然在OMA歷年來互通測試大會中也就尚未舉行過SIMPLE-based即時訊息服務的相關測試活動。
由於未來All-IP網路環境的趨勢已相當明確，因此更激起國際標準組織以IP網路環境為基礎，制定整合性訊息服務標準或訊息服務互通標準的動機，像3GPP於2005年底開始起草制定的SMS over IP Network，意在提供以SIP為基礎開發IMS網路上的簡訊服務，並達到與傳統簡訊互通之目的。OMA組織也於2006年下半年成立Converged IP Messaging(CPM)工作小組，著手規畫整合性網際網路訊息服務平台的服務需求、系統架構與技術規格，期望提供一個具多媒體通訊整合服務能力的平台。
IP-based簡訊服務需求攀升
長久以來，簡訊服務一直是無線行動業者除了語音服務外最大的收益來源，同時也是無線資料傳輸方面最成功且作受歡迎的應用服務。透過簡訊來與朋友聯絡幾乎已成為另一種必備的溝通方式，也造就不少「姆指神功」的使用者。同時有更多的企業透過簡訊來從事產品廣告或促銷活動的商業行為。其他如信用卡扣款通知、罰單催繳通知、帳單查詢等，簡訊已被視為最便捷且可靠的傳遞訊息工具之一。
3GPP所制定之SMS Over IP Network規格，主要是透過IMS網路呼叫模式即時訊息來實現IP-based的簡訊服務，並藉由HSS的升級與新的功能節點IP-SM-GW閘道器(Gateway)的開發與布建，而達到與封包交換網路(Packet Switch)或電路交換網路(Circuit Switch)的傳統簡訊服務互通。
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| 圖2 IP-based簡訊服務網路架構圖 |
圖2說明在3G IMS網路環境下透過IP-SM-GW閘道器，IP-based簡訊服務之Mobile-Orignated(MO)傳送行為的範例流程，其主要步驟如表1。
表1 IP-based簡訊服務之MO傳送行為步驟 |
步驟1 |
UE起始之初依據標準IMS註冊程序向S-CSCF完成註冊。同時為了表明UE具備透過IMS網路接收傳統簡訊的能力，該SIP REGISTER註冊資訊應在「contact」標頭加上「+g.3gpp.smsip」參數且在REGISTER本文攜帶MIME型態為「application/3gpp-ims+xml」之內容，該內容的service-info元素應填上UE的MSISDN號碼。並透過S-CSCF之訊息過濾標準機制(Filter Criteria)將此REGISTER資訊送往IP-SM-GW完成所謂的第三方(3rd Party)註冊程序，IP-SM-GW再透過標準MAP協定發送ATM(AnyTimeModification)請求至HSS/HLR，其中「gsmSCF-Address」參數應填上IP-SM-GW位址以告知HSS/HLR若有簡訊欲傳遞至該MSISDN號碼請轉送至IP-SM-GW處理。 |
步驟2～3 |
由UE發起SIP MESSAGE請求送達所連接之P-CSCF，再繞送到所服務的S-CSCF。所傳送之SIP MESSAGE訊息須在「Content-Type」標頭加上MIME型態為「application/vnd.3gpp.sms」的值，表示其本文須符合「application/vnd.3gpp.sms」的內容格式，而所攜帶的資料內容為簡訊服務協定之RP-DATA訊息(可參考3GPP TS 24.011規格)，包括訊息繞送資訊以及訊息內容資料。其中繞送資訊包括UE之初始位址、訊息接收端的簡訊服務中心位址，而訊息內容資料則至少包括訊息型態為「SMS-SUBMIT」的簡訊表頭和內容等。 |
步驟4～5 |
S-CSCF接收到此SIP MESSAGE訊息請求，根據運作策略可回傳適當的回覆訊息拒絕該MESSAGE請求，也可將任何服務控制邏輯應用在對MESSAGE請求的分析處理上，包括依據訊息過濾標準機制所設定的條件加以判斷，而將此MESSAGE訊息請求轉交由IP-SM-GW處理。 |
步驟6～8 |
IP-SM-GW接受此訊息請求後，回傳202 Accepted透過S-CSCF、P-CSCF至UE，以告知UE此服務請求已被處理中。 |
步驟9～10 |
IP-SM-GW首先進行服務授權檢查以確定訊息傳送者是否有足夠權限進行此IP-based簡訊服務。如果授權??? 檢查過程有任何失敗，都將回傳錯誤訊息給UE；否則IP-SM-GW將會拆解該SIP MESSAGE請求中的本文內容，以抽取出所攜帶的RP-DATA訊息，然後組成訊息型態為「SMS-SUBMIT」的一般簡訊格式，再透過標準MAP通訊協定之「MAP_FORWARD_SHORT_MESSAGE」指令將此簡訊傳送至SMS-IWMSC(參考3GPP TS 23.040規格)。 |
步驟11～12 |
SMS-IWMSC將此簡訊傳送至所服務的簡訊服務中心儲存，然後再由簡訊服務中心啟動一般簡訊服務的MT(Mobile-Terminated)流程，即傳送簡訊透過SMS-GMSC到MSC再傳至SME。此步驟為現行一般簡訊服務標準流程。 |
步驟13～14 |
當簡訊服務中心將該簡訊送至SME端時，簡訊服務中心會觸發傳送訊息型態為「SMS-STATUS-REPORT」的回報(SUBMIT-REPORT)訊息給SMS-IWMSC，SMS-IWMSC再透過標準MAP通訊協定之「MAP_FORWARD_SHORT_MESSAGE」指令傳送該訊息到IP-SM-GW。 |
步驟15～18 |
IP-SM-GW接收到此會回報訊息後，將其包裝成SIP MESSAGE後再送至S-CSCF，然後再到P-CSCF，最後回到UE端，UE使用者可透過此訊息得知所發出的SIP MESSAGE是否成功被傳送至接收端。其中SIP MESSAGE須在「Content-Type」標頭加上MIME型態為「application/vnd.3gpp.sms」的?，表示其本文符合該型態的內容格式，而所攜帶的資料內容為簡訊服務協定之RP-ACK訊息(參考3GPP TS 24.011規格)。 |
步驟19～21 |
UE回應200 OK，透過P-CSCF、S-CSCF再傳送至IP-SM-GW。而完成此IP-based簡訊服務之MO傳送流程。 |
3GPP訂定的IP-based簡訊服務除了規範上述MO流程外，還包括MT運作行為與流程、訊息傳送結果回報(Delivery Report)流程、待傳簡訊資料通知流程等，以作為服務營運商、設備製造廠商、使用者終端設備等開發此IP-based簡訊服務之共通依據標準(圖3)。
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| 圖3 IP-based簡訊服務MO之範例流程 |
多元網路訊息邁向整合平台
OMA組織一向致力於服務整合與互通技術的標準制定，也於2006年成立CPM工作小組規畫整合性網際網路訊息服務平台(Converged IP Messaging Enabler)的服務需求、系統架構與技術規格的制定，期望在考量使用者經驗基礎下提供一個具多媒體通訊整合能力的服務平台，而且透過此平台能與既有非CPM規範之訊息服務，如Wireless Village規格之即時訊息服務、多媒體訊息服務、簡訊服務、電子郵件服務等互連(Interworking)，使得服務供應商得以利用此平台的服務能力，架構於此平台之上來開發出更豐富、更智慧型、且具整合性的IP-based應用加值服務。
整合性網際網路訊息服務平台所規畫欲提供之服務能力包括如下：
目前所制定的整合性網際網路訊息服務平台尚處於需求確認與服務架構初始規畫階段，整體系統架構與功能元件只有雛形尚未成熟，許多OMA組織會員及國外設備或服務大廠，如諾基亞(Nokia)、易利信(Ericsson)、恩益禧(NEC)等均積極參與討論，並提出研究建議與貢獻。整合性網際網路訊息服務平台之邏輯功能架構雛形如圖4所示。
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| 圖4 整合性網際網路訊息服務平台功能架構圖 |
整合性網際網路訊息服務平台之主要功能元件包括CPM服務能力處理中心(CPM Capability Center)、訊息與媒體儲存單元(Message and Media Storage)、整合性通訊錄單元(Converged Address Book)、CPM使用者喜好設定單元(CPM User Preferences)、服務互連單元(Interworking Functions；IWF)以及CPM使用者端(CPM Client)。以下就其相關功能加以描述：
此為核心功能元件，負責整體服務平台之會議與媒體控制，以及使用者相關資料的處理。依據此元件之處理行為來分類，其主要功能模組包括：CPM參與單元，該功能單元為使用者對CPM服務請求/接收的界接點，負責處理功能包括接收來自CPM使用者端的會議建立/移轉或訊息服務請求、傳送建立/移轉或訊息服務請求至目的CPM使用者端、服務規則及使用者喜好/過濾條件檢查(如黑名單等)、並與其他功能模組溝通以提供進一步服務請求(如會議功能、離線訊息、交談紀錄等)；CPM控制單元則負責處理群組(Group)與多人會談(Conferencing)服務，包括多人群組訊息處理與散布、多人會談訊令控制與管理、多人會談參與者管理、以及媒體控制與管理，如MSRP/RTP交換、語音混音、檔案傳送等；CPM延遲訊息處理單元處理延遲訊息的接收、處理、存取與傳送，如離線訊息服務即是延遲訊息服務的其中一種型態。此外，處理功能還包括延遲訊息傳送結果回報(Delivery Report)的處理，以告知傳送者該訊息是否已經成功送達。同一使用者多通訊設備間對此延遲訊息的接收同步化也是此功能單元考量的重點；CPM會談歷史記錄單元負責處理使用者交談歷史紀錄的儲存、取得與管理。使用者可指定是否儲存交談紀錄、刪除交談紀錄等。另外，值得一提的是，CPM服務能力處理中心在功能考量上，支援同一使用者多通訊設備間對資料的同步化是一個重點，例如多通訊設備對會議建立的同步化、多通訊設備間對延遲訊息的通知與讀取的同步化、多通訊設備間使用者交談紀錄的同步化、多通訊設備間使用者編輯訊息或暫存訊息(如編輯草稿)的同步化等等。
此功能元件提供使用者網路端資料儲存(Network Storage)之服務，包括儲存使用者個人之延遲/離線訊息、通訊媒體傳送/接收資料、會議建立歷史紀錄和交談歷史紀錄等。此功能元件同時也提供對儲存資料作存取權限控制以及資料操作管理，如新增、刪除、修改等。此外，也提供對儲存資料變更的訂閱與自動通知功能，CPM使用者端與CPM服務能力處理中心可藉由此功能來達到單一使用者多重通訊設備資料同步化之目的。
此功能元件提供使用者整合性通訊錄之服務，負責儲存使用者之聯絡人名單或群組，其相關資料除了包括聯絡人之基本資料如通訊位址、顯示名稱外，還應包括該聯絡人所有註冊的通訊設備之線上狀態、通訊方式、可接受的服務能力(如純文字、語音/視訊或視訊流等)以及通訊意願等。可視為是一個具線上狀態感知的網路端通訊錄。並可對所儲存資料作操作管理，如新增、刪除、修改聯絡人等，而且CPM使用者端可藉由對資料變更的訂閱與自動通知機制，達到其多重通訊設備間之通訊錄資料同步化之目的。
此功能元件負責使用者或系統營運商對於通訊服務的喜好設定與條件過濾，例如使用者設定自己多個通訊設備的同步選擇(如設定自己所有通訊設備是否均須收到訊息內容或訊息通知)、接收訊息之優先順序等；設定對方通訊請求時之條件過濾或權限設定(如黑名單設定)；設定自己所欲儲存在訊息與媒體儲存單元的通訊媒體內容之格式、儲存時機與條件；使用者也可依通訊設備的媒體處理能力(如只支援純文字)設定該設備欲接收的媒體內容格式等。
此功能元件可視為一個閘道器，負責提供CPM服務與非CPM服務間會議建立的控管與處理、通訊協定的轉換以及訊息內容的調修(Content Adaptation)等。例如前一節所介紹之IP-SM-GW閘道器的功能即可作為此功能元件中與傳統簡訊服務互通之功能模組。此外，OMA的MWG-IWF工作小組正在制定的SIMPLE IM與Wireless Village IMPS間互連規格，亦即可作為此功能元件中與Wireless Village IMPS互通之功能模組。因此一個具備CPM服務申請的使用者可以隨意發送會議建立請求或訊息服務請求給某接收者，而不須事先知道該接收者是否具備CPM服務能力，即使通訊對方是一個非CPM服務的接收者，CPM使用者端都可透由上述之CPM服務能力處理中心功能元件以及此服務互連功能元件的配合來進行服務互通，以達到整體服務社群擴展之目的。
此為使用者端之功能元件，負責與上述所有伺服器端之功能元件溝通，以提供使用者享受此服務平台所提供的所有服務能力。其相關功能可包括通訊會議建立請求與接收、設備通訊能力請求與交換、啟動/關閉交談歷史紀錄儲存、群組或多人會談訊息請求與接收、多人會談參與者之新增邀請與刪除、整合性通訊錄管理操作、延遲訊息存取與操作管理、使用者通訊喜好設定與過濾條件設定、檔案傳送請求與接收、以及通訊媒體的傳送與接收等等。
另外，其他相關之外部功能元件介紹如下：
整合性網際網路訊息服務平台架構於SIP通訊網路之上，服務進行間之所有會議建立/接收與訊息請求/回覆，均以SIP或SIP延伸標準規範為基礎，再配合XCAP(XML Configuration Access Protocol)協定為使用者相關資料的設定與操作管理。此SIP/IP核心網路在實際運行上，可採用3GPP/3GPP2之IMS核心網路。
此部分為OMA既有制定中的其他服務平台，如PoC、SIMPLE Presence、XDM等，CPM服務平台將透過與這些既有功能服務的整合，來建構CPM整體服務系統並達到所期望提供之服務能力的目的。
即非具備CPM服務能力與規範的外部服務，如傳統SMS簡訊服務、多媒體訊息服務、Wireless Village規格之IMPS服務、XMPP規格之IMPS服務、非SIP-based的網路語音通訊協定(VoIP)服務等。
IMS協助網路融合實現
在實現網路融合的願景驅動下，下世代3G/B3G/NGN核心網路均朝利用IP技術之All-IP網路發展，其中支援整個通訊功能之IMS系統其地位越顯重要，更被視為關鍵技術，其採用以SIP和其延伸標準為主的多媒體通訊話務控制技術，以作為各異質網路間的通訊標準協定，進行通話控制；同時也透過多媒體服務控制(IP Multimedia Service Control, ISC)技術，與上層應用伺服器溝通，以提供即時語音/視訊通訊、線上狀態與即時訊息、隨按即說(PoC)、以及未來極受重視的網路電視(IPTV)等應用加值服務。
目前許多電信服務營運商或設備製造商均投入IMS相關產品的研發與系統建置，因此如何建構在IMS網路之上，以提供多樣化且豐富的加值服務，從以往的三合一服務提升到多合一服務，同時考慮與傳統非IP網路應用服務互連(如前述之SMS over IP Network)，更是帶動整個IP產業蓬勃發展的一大關鍵。
(本文作者為工研院資通所網際網路電信部技術副理)