整合網際網路與無線通訊之訊息服務 (HiAir)





孫三為、王亮惟、莊德政
梁冠雄、林怡年、許家彰

中華電信研究所資訊研究室
桃園縣楊梅鎮民族路五段 551 巷 12 號
TEL:(03)4244701
EMAIL:jdj@ms.chttl.com.tw


摘要

本文介紹中華電信的 HiAir 服務功能、系統概要及其研發重點。 HiAir 係指提供用戶透過 Internet 網路與服務,依客戶需求, 自行管理發送訊息至中華電信公司的 GSM 手機或呼叫器之服務。 目前 HiAir 服務包括 Web to Air、E-mail to Air 及 Socket to Air 三項服務, 這三項業務都建構於整合了「GSM 簡訊服務」以及「無線電叫人(呼叫器)服務」的無線發訊系統平台上。 在擴充整合式無線發訊系統網路介接與輸入介面後,Web2Air 子系統讓客戶使用網際網路瀏覽器作為介面, 將訊息送到呼叫器及 GSM 手機,擴展了呼叫器及 GSM 簡訊服務的發訊端至網際網路,並解決中文輸入的困難。 Email2Air 子系統依據客戶設定的條件,當新郵件進到 HiNet 信箱時, 自動將客戶關切之信息重點以 GSM 簡訊或呼叫器方式通知客戶,省卻客戶上網查看是否有新郵件的麻煩。 Socket2Air 子系統則是提供開放式機器間介面,讓客戶自行開發程式, 透過開放式通訊介面(Socket2Air API)直接發訊到GSM手機或呼叫器, 讓各界有方便的介面自行提供其特殊的網路發訊服務。 HiAir 系統整合 WWW、Protocol 轉換、中文轉碼、及信息處理 Agent 等技術, 結合了網際網路、無線電叫人網路、以及 GSM 數位式行動電話網路等所提供的整合訊息管理與遞送服務, 已經逐漸從「很炫」的應用,演變成基礎服務。





一、 緒言

中華電信公司為加強行動電話及呼叫器業務之競爭力,提供行動通信用戶多樣化之簡訊服務, 於 86 年 8 月積極研商 HiNet 無線傳訊業務(以下簡稱 HiAir 業務)。 HiAir 業務由電信研究所負責系統研發,結合長途及行動通信分公司之簡訊服務及數據分公司 HiNet 業務, 形成一項跨分公司共同建置及維運之業務。HiAir係提供網際網路用戶透過 HiNet 網路發訊至 GSM 手機或呼叫器。

HiAir 服務家族目前包含:1) Web to Air 服務,2) E-mail to Air 服務,以及3) Socket to Air 服務[1][2][3][4]。 這三項服務利用 WWW、Mediation Device、 中文轉碼、及信息處理 Agent 技術[5][6][7], 整合了網際網路、無線電叫人網路、以及GSM數位式行動電話網路, 且都建構於整合式無線發訊服務(Integrated Wireless Messaging Service)的基礎上。

本文首先將介紹整合式無線發訊系統,它是由基本的GSM簡訊服務加入中文轉送功能, 再與呼叫器系統整合而成,是其它後繼服務的基石。第三節介紹 HiAir 服務中 Web to Air 與 Socket to Air 服務, 使一般客戶可藉網際網路瀏覽器及應用程式將訊息傳送到 GSM 手機或呼叫器。 第四節介紹 E-mail to Air 服務,使網際網路最原始最重要的電子郵件服務與無線服務整合。 第五節將介紹整個HiAir系統特性。最後一節將總結具體之成果與未來之展望。





二、 整合式無線發訊系統

GSM簡訊服務為簡訊服務中心所提供之 GSM 附加服務。GSM 簡訊服務為封閉式服務, 只能提供 GSM 手機間訊息之互傳。本項基本服務的系統概觀如圖一所示。 GSM 客戶只須於 GSM 手機內設定簡訊服務中心的號碼,即可發送簡訊;若只要收訊, 則不需要設定簡訊服務中心號碼。

圖 一、GSM 簡訊服務

基本簡訊服務摘要如下:

  1. 提供 GSM 手機間經由公眾地面無線通信網路 (PLMN) 具有雙向傳呼的功能。
  2. 由簡訊服務中心 (Short Message Service Center,簡稱SMSC)存轉, 於 Expire Time (手機可設定,最長7天)之內, 只要手機開機且位於受訊範圍內時, SMSC會自動送達訊息。未送達訊息暫存於 SMSC 內,等候適當時機重送。
  3. 簡訊服務使用 GSM 邏輯通道的專屬控制頻道傳送。故不論手機是否通話中,簡訊皆可送達。
  4. 自動傳送發訊方號碼及發訊時間。
  5. 可傳送 160 英文字或 70 中文字。

整合式無線發訊系統是由 GSM 簡訊服務中心結合本所研發的呼叫器中繼站(Pager Relay, PR) 功能所提供的服務,可以接收 GSM 手機用戶送來的簡訊, 進行轉碼之後將該簡訊內含之用戶訊息傳送至指定的呼叫器號碼。 SMSC/PR 完成後,可將簡訊收訊範圍擴充至呼叫器,大幅提高 GSM 簡訊服務的功能, 並有效利用空中資源,提供快速且廉價的叫人服務,提高本公司行動通信業務的競爭力。 整合式無線發訊系統架構如圖二所示:

圖 二、整合式無線發訊系統架構

整合式無線發訊系統功能摘要如下:

  1. 擴大簡訊服務的受訊範圍至 250 萬呼叫器,加強對客戶的服務,並增加客戶使用簡訊服務的意願。
  2. 客戶不輸入訊息內容時,可自動傳送手機號碼至呼叫器,方便客戶使用簡訊服務撥呼叫器。
  3. 可傳送訊息內容:
    20 數字(數字顯示型呼叫器);
    40 英文字(文字顯示型呼叫器);或
    20 中文字(文字顯示型呼叫器)。
  4. 優點:減少手機佔用空中資源。一通簡訊約佔用 SDCCH (為 Stand Alone Dedicated Control Channel 之簡稱) 1秒,比起由GSM手機直接呼叫佔用話務頻道(Traffic Channel)20~30秒,顯然節省許多。
  5. 因進入 SMSC/PR 的訊息可發送到 GSM 手機或呼叫器,故將此系統稱為整合式無線發訊系統。

因應 HiAir 的各項新服務設計,SMSC 輸出入介面已被擴充含蓋 TCP/IP 協定與相關更高層通訊介面, 故在 Internet 流通的訊息都可經由整合式無線發訊系統 SMSC 再轉送到 GSM 手機、呼叫器或其他接收器。





三、 Web to Air 與 Socket to Air 服務[8]

World Wide Web 是目前網際網路非常盛行的資訊取得的方法與介面, 透過網頁瀏覽器 (Web Browser,如 Microsoft 公司的 Internet Explorer 或 Netscape 公司的 Navigator 或 Communicator), 使用者可觀看全世界網站所提供的文字、圖形、影像及語音內容。Web to Air 服務是由整合式無線發訊系統加上本所研發的 WWW 訊息伺服器 (World Wide Web Message Server, WMS) 網站, 對 HiNet 客戶提供網頁發訊到中華電信的 GSM 手機及呼叫器的服務。 客戶只要使用網頁瀏覽器連上本網站 (http://web2air.hinet.net),輸入訊息(中英文皆可) 即可立刻經由網際網路送到中華電信的呼叫器及 GSM 手機。Web to Air 由其使用者介面圖三可知除了基本輸入與傳訊功能外, 還可預約發訊。優先 (Priority) 訊息之預約發訊將依客戶選定時間準時將訊息遞送出去, 一般 (Normal) 訊息之預約發訊則依系統參數之值在客戶所選定時間後系統固定周期時遞送出, 此固定周期一般被設定為數分鐘以減輕系統負荷。一般呼叫器為單向傳呼, 但 GSM 手機與簡訊服務中心間有收訊確認協定,一旦訊息送至簡訊服務中心, 將可確保訊息正確無誤送至 GSM 手機。

圖三、Web to Air 使用者介面

Web to Air 系統功能摘要如下:

  1. 提供開放式人機介面(瀏覽器)發訊至中華電信的 GSM 手機及呼叫器之服務。
  2. 擴大整合式無線發訊系統的發訊範圍至網際網路,並解決中文輸入。
  3. 網頁使用者輸入 WMS 網站之網頁表格,即可發訊至中華電信的 GSM 手機及呼叫器。
  4. 客戶可預約發訊時間 (48 小時內),系統會在指定的發訊時間後才開始發訊。
  5. 客戶可查詢發送的訊息是否已到達 GSM 手機。暫時無法送達的 GSM 手機簡訊會保留持續重試(目前設定為 24 小時)。 由於呼叫器為單向廣播,客戶只能查出是否發送到呼叫器系統,無法確保呼叫器一定收到訊息; 但中華電信 0942 呼叫器系統提供訊息序號服務,可讓客戶回叫出已發送之訊息。
  6. 上網網址為 http://web2air.hinet.net。

Web to Air服務提供開放式人機介面 (i.e., for Eyeballs), 讓網際網路使用者可由瀏覽器直接發訊到GSM手機或呼叫器。Socket to Air 服務則是提供開放式機器間介面 (i.e., Between Computers),讓網際網路電腦可透過開放式通訊介面直接發訊到GSM手機或呼叫器。 Socket to Air 服務是由整合式無線發訊系統加上中華電信研究所研發的插座伺服器(Socket Server,簡稱 SS) 所提供的服務。系統架構如圖四:

圖 四、Web to Air 與 Socket to Air 架構

Socket to Air 提供電子資料交換式的 Web2Air 服務,客戶偏向使用專線及資訊服務提供者, 其服務重點摘要如下:

  1. 提供 Socket 通訊介面發訊至 GSM 手機及呼叫器之服務。
  2. HiNet 客戶可自行研發應用程式發訊至 GSM 手機或呼叫器。
  3. 各種行業可依據本身需求,自行提供網際網路發訊應用。 例如公司內部小型祕書台、信用卡刷卡告知、機房自動派工、系統帳礙通告、保全告警、 及銀行帳款自動催繳等服務。




四、 E-mail to Air 服務[9]

E-Mail to Air 整合了電子郵件 (E-Mail) 系統及無線電發訊系統,兩者的功能,提供客戶下列服務功能 [10]:

  1. 自動告知:客戶不必上網即可得知新信件的到來。
  2. 收訊設備:本系統對 GSM 數位式行動電話及無線電叫人網路(呼叫器)皆可適用。
  3. 信件篩選:客戶可自行設定信件過濾條件,符合條件者才發訊通知客戶。
  4. 時段自設:客戶可設定允許呼叫時段,超過可呼叫時段,系統自動在隔日相對時段再行呼叫。
  5. 內容自設:目前設計之發訊內容可以是發信者、主題或自己設定,且可包含數字及中英文。
  6. 中文解碼:由於 Internet Mail 內容格式為 MIME (Multipurpose Internet Mail Extension) 型式[11], 若含有編碼過的非 ASCII字元(中文),因此本系統必須對有編碼之非 ASCII字元做解碼動作。
  7. 中文轉碼:GSM 手機以 ISO/IEC ISO10646 Universal Multiple-Octet Coded Character Set (UCS) 碼為格式,呼叫器則以 Chinese National Standard (CNS) 碼為格式, 而國內網際網路及 Mail 幾乎都使用 Big5 碼,因此本系統必須提供此三種中文碼的轉碼功能。

E-Mail to Air 系統架構如圖五所示。

圖五、E-Mail to Air 系統架構

Email to Air 發訊條件自設且變化多、彈性大。以使用者介面為例,圖六為發訊條件設定畫面, 圖七所示則為已設定完成之畫面,在此客戶可進行修改、或刪除。

圖六、發訊條件設定畫面

圖七、設定完成之畫面





五、 HiAir 系統特性

HiAir 系統特性可規納為下列幾點來說明:

  1. 服務整合:HiAir 整合了網際網路、GSM 行動通信網路簡訊服務、以及呼叫器無線叫人網路。 網際網路管道則含蓋了 Web 介面、電腦介面、應用服務 (E-Mail)、及資訊廣播。
  2. 通信效率:HiAir 使用封包資料存轉比傳統線路語音通道接續更有效率; 系統可自動俟需要將手機號碼送給呼籲;手機使用控制頻道收訊,無礙通話等。
  3. 中文輸出/入:HiAir 內部使用 ISO 1064 國際標準碼,使中文通行無阻。
  4. 全球接取:提供開放的使用者介面與通信程式介面,使用者在全球各地都可使用。
  5. 智能化設計:提供預約發訊、信件過濾、信件告知、限制發訊時段、及可微調式失敗重送等功能。
  6. 轉移瓶頸:通訊瓶頸由原收發訊端移至網際網路與系統端,系統端以存轉方式因應 (目前數據機的 33.6kbps 對呼叫器 1200/512bps 或 GSM 簡訊 1936/950bps)。
  7. 可靠性與安全性:使用可靠的訊息佇列管理,可避免系統異常;手機進入收訊範圍,簡訊自動送達, 訊息不流失;使用者可查詢訊息狀態,減少使用者報怨;使用者發訊需提供 HiNet 帳號及密碼, 除可作為計費資料外,兼可確認發訊者身分,防止匿名恐嚇事件發生。
  8. 轉碼功能:HiAir 系統大體而言,共處理三種中文碼,(a) Big5 碼 (b) UCS2 碼 (c) CNS 碼。 由於目前國內網際網路幾乎都使用,故HiAir系統對網際網路端選擇使用 Big5 碼,但提供三種中文碼的轉碼功能, 以利業務推動。




六、 具體成果與未來展望

本系統研發完成後,為全國第一家擁有此項加值服務之電信公司,在競爭日益激烈的電信市場上, 取得了競爭優勢。自 86 年 9 月 30 日開放 Web to Air (http://Web2Air.hinet.net); 11 月 14 日增加 Web to Air 中預約功能; 87 年 01 月再開放 Email to Air 服務。 開放後接獲各方熱烈好評與回響。完稿前,中華電信正洽加值應用業者, 討論利用 Socket to Air 開發企業大量服務通知、派工告警等應用系統。 中華電信內部維運系統也正利用此介面做為客戶帳單通告、障礙派工通告等應用。

HiAir 計畫整合了網際網路、無線電叫人網路、以及 GSM 數位式行動電話網路,達到網網相連、 技術領先、服務比人家好的目標。充分利用簡訊服務, 可有效利用 GSM 無線網路中比較閒置的 SDCCH 及 SACCH 等控制頻道。又由於所佔用資源較少, 價格應可更加公道。目前中華電信已積極推動單一窗口服務,Socket to Air 服務在網路發訊的介面, 同樣也提出了單一窗口的介接。





參考文獻

[1] SkyTel MailScout, http:www.skytel.com 網站下 ”Products Services & Software”項次。

[2] http://www.airnote.com/ 網站之 Wireless Services : AirNote 項次。

[3] Peloria Mail Scout, http://www.neoteric-infobahn.com/peloria 網站之 Mail Scout 項次。

[4] Interpage Network Services, http://interpage.net 網站之 Paging Services 項次。

[5] Caglayan and C. Harrison, "Agent Sourcebook", J. Wiley&Sons, Inc. 1997.

[6] M. L. Dertouzos, "What Will be - How the New World of Information Will Change Our Lives", 1997.

[7] Bob Emmerson, “Smart Messaging to come to GSM”, BYTE, Jan. 1998.

[8] 孫三為、王亮惟、莊德政等,「網際網路與無線電信服務整合之研發」,電信科技研討會,1998年2月。

[9] 孫三為、莊德政,「電子郵件與無線傳訊整合服務」,台灣通訊,1998 年 5 月

[10] Alper Caglayan and Colin Harrison, “A Complete Guide to Desktop, Internet, and Intranet Agents”, Agent Source Book.

[11] RFC 822, 1341, 1342, 1521, 1522 : MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions).