**USP技术**：实现无缝互操作性，开启连接未来的无限可能

插图：© IoT For All --> 电信行业正经历着快速的变革，人们对更快、更可靠和更高效通信网络的需求不断增长。大多数现代消费者不再认为家庭网络是他们的责任。相反，他们根据终端设备上应用程序的性能来衡量自己的宽带体验，而不仅仅关注连接家庭网络的速度。为满足这些不断变化的需求，宽带论坛（Broadband Forum）——一个由行业利益相关者组成的知名联盟——推出了用户服务平台（User Services Platform，简称USP）。USP的设计旨在面向“连接家庭”市场。USP在管理和配置连接设备方面代表着突破性的进步，使服务提供商能够提供增强的用户体验、先进的网络管理以及智能家居设备的无缝集成。USP的目标群体包括应用开发人员、应用服务提供商、供应商、消费电子制造商以及希望拓展用户网络连接及其连接设备价值的宽带和移动网络提供商。USP背景如今，家庭中最关键的客户需求是顶级的宽带服务。家庭Wi-Fi问题占客户服务中心电话的高达60%。这给电信运营商带来了巨大的成本负担。为应对这一挑战，宽带服务提供商正积极革新客户终端设备（CPE）的管理方式。他们的目标是获得实时洞察，以提升用户体验（QoE），预测潜在故障以提高运营效率，加速产品和服务的上市时间，并推动增值服务的交付。目前，电信公司（Telco）和互联网服务提供商（ISP）依赖于基于宽带论坛标准TR-069的旧式设备管理平台。这些平台用于家庭客户终端设备（CPE）的固件升级、远程监控和诊断。然而，这些遗留系统存在重大缺点，例如每台设备的许可费用高昂、定制化开发和难以维护。此外，电信公司还使用安装在客户终端设备（CPE）上的第三方软件代理来处理附加功能和特性，例如监控Wi-Fi覆盖范围。然而，电信公司和互联网服务提供商现在正寻求全面的解决方案，以实现从基于TR-069的设备管理向具备云原生能力的现代标准的过渡。什么是USP？USP技术是在宽带论坛TR-069协议（也称为CWMP – CPE WAN管理协议）成功基础之上建立的。尽管TR-069被广泛用于客户终端设备（CPE）的远程管理，但USP在此基础上更进一步，提供一个更加稳健、可扩展和安全的平台。USP与TR-069用户服务平台（USP）是一种用于管理、监控、升级和控制连接设备的标准协议。USP允许服务提供商、消费电子制造商和终端用户：执行连接设备的生命周期管理；为关键安全补丁启用物联网和消费电子设备的可升级性；引导和配置新安装或购买的设备及虚拟服务；让客户支持团队监控并故障排查连接设备、服务和家庭网络连接；轻松映射家庭网络以控制服务质量并监控威胁；在本地或云端安全地控制物联网、智能家居和智能网络功能。USP利用现代网络技术，如JavaScript对象表示法（JSON）、超文本传输安全协议（HTTPS）和WebSocket，以实现服务提供商与连接设备之间的安全通信。这使得实时监控、快速故障排查和无缝固件更新成为可能，同时保持高安全性。USP架构用户服务平台由一组端点（代理和控制器）组成，允许应用程序操作“服务元素”。这些服务元素由代理支持的数据模型中定义的一组对象和参数组成，并以代理实例化的数据模型形式呈现。这些服务元素代表特定服务，例如网络接口、软件模块、设备固件、通过其他接口代理的远程元素、虚拟元素或其他可管理服务。控制器可以是一个类似于TR-069的自动配置服务器（ACS），由应用服务提供商控制以管理特定元素，甚至可以是智能手机或网关中的控制器，用以操作用户网络中的元素。USP控制器USP由多个架构组件组成：发现和信任建立机制；用于传输的消息编码方法；端到端的保密性、完整性和身份验证系统；通过一个或多个消息传输协议（MTP）进行消息传输，以及相关的MTP安全机制；基于CRUD模型（创建、读取、更新、删除）的一组标准化消息，以及对象定义的操作机制和通知机制（CRUD-ON）；基于每个元素的授权和访问控制；使用一组对象、参数、操作和事件（支持和实例化的数据模型）进行服务元素建模的方法；多租户支持。USP协议栈所有USP消息（如添加、设置、获取、删除）均使用Protobuf进行编码，并封装在USP记录中。这些记录用于确保USP消息的完整性，并在消息传输层无法实现安全性时提供一层额外的安全保障。USP记录允许可选的会话上下文，用于保护消息（载荷）以及在需要通过中间代理传输大消息时，对USP消息进行分段和重组。USP协议栈数据模型USP的设计允许控制器使用服务元素的标准描述来操作代理上的服务元素。这种标准描述被称为信息模型，而针对特定协议进一步详细定义的信息模型则称为“数据模型”。该数据模型使用XML定义。用于描述USP代理所暴露服务元素的数据模型在Device:2根数据模型中定义（作为TR-181第2版发布）。CWMP和USP的数据模型来源于相同的通用核心，仅对协议特定的管理对象略有调整。USP与MQTT MTP的实践USP消息在控制器和代理之间交换。在某些部署场景中，控制器和代理之间有直接连接；而在其他部署场景中，控制器和代理之间的消息则通过多个中间MTP代理传输。后者通常发生在代理或控制器部署在靠近的本地网络（LAN）之外时。USP消息通过一个或多个消息传输协议在端点之间发送。消息队列遥测传输（MQTT）MTP使用MQTT协议在USP端点之间传输USP记录。在MQTT客户端之间传输的消息采用消息总线交互模型，其中MQTT服务器作为消息代理，根据MQTT发布包变量头中包含的主题名称路由和传递消息。MQTT服务器当新设备添加到网络时，设备可以使用MQTT将自身可用性和能力发布到USP平台。这种发现过程使USP平台能够识别并识别新设备，使其随时准备好进行配置和管理。一旦设备通过MQTT集成到USP平台中，它们可以持续交换实时数据。设备将重要信息（如传感器读数或状态更新）发布到MQTT代理上的特定主题中。USP平台订阅这些主题，接收并处理相应的数据。USP平台也可以通过MQTT向设备发送命令和控制消息。例如，如果用户想调节恒温器温度，USP平台可以将一条命令消息发布到与恒温器相关的MQTT主题，指示其更改设置。在管理连接设备时，安全性至关重要。USP和MQTT都提供了安全通信的机制。USP使用HTTPS在USP平台和设备之间进行安全通信，而MQTT支持传输层安全性（TLS）加密，以保护MQTT代理和设备之间交换的数据。USP技术的优势USP使服务提供商能够通过提供关于连接设备性能和状态的洞察，为客户创造无缝且个性化的用户体验。借助这项技术，客户可以通过用户友好的界面轻松监控和管理其网络，从而减少客户支持电话并提高客户满意度。USP为服务提供商提供实时数据和分析，使他们能够主动识别网络问题并优化性能。自动化诊断和故障排除减少了停机时间和服务中断，从而提高网络可靠性和服务质量（QoS）。USP的一项关键优势是其在智能家居生态系统中促进不同设备之间互操作性的能力。它提供标准化的方法来发现、管理和控制设备，消除了集成不同制造商设备时的复杂性。获得行业支持USP的部署和采用在行业内正在迅速增长。主要的服务提供商和设备制造商已经认识到USP在提供卓越用户体验和优化网络管理方面的潜力。在宽带论坛的积极支持和协作下，USP正在被整合到广泛的宽带产品和服务中。USP作为管理平台，使服务提供商能够监控和控制连接到网络的各类设备。它通过统一的接口以标准化和安全的方式管理这些设备。此接口抽象了底层通信协议和设备特定细节，使得与不同类型设备（包括使用MQTT的设备）的集成变得简单。将USP技术与MQTT协议结合，对管理智能家居环境中的连接设备具有诸多优势。USP作为统一的管理平台，使服务提供商能够轻松地监控、控制和配置设备。同时，MQTT确保了设备与管理平台之间高效且轻量的通信。USP与MQTT的协同作用提升了整体用户体验，简化了设备集成，并通过提供有效且安全的物联网设备管理解决方案，促进了智能家居生态系统的增长。随着越来越多的服务提供商和设备制造商采用USP，我们可以期待在网络性能、客户满意度和整体效率方面取得显著提升。TweetShareShareEmail 云软件连接性MQTT网络与协议远程管理 --> 云软件连接性MQTT网络与协议远程管理