本文將關注模型化技術在遠程通信領域的應用，以展示相對于其它的領域它是怎么的先進的。

一致性不是可選的

一個遠程通信系統是一套能夠相互通信的不均勻的設備。要做到這一點，這些設備必須遵從同樣的協議。從技術上講，這包含2個互補的方面：

一個靜態界面——從一個設備到另一個的交換的報文格式。

一個動態界面——定義了交換的報文的正確的序列。

對一個遠程通信系統協議，這兩方面的一致性都很重要。此外，協議定義需要盡可能清楚不能有岐義。

標準化機構

標準化機構定義的協議公布了這兩個方面的介紹。從歷史上看，世界的每個地區都有自己的標準化機構，如歐洲的ETSI，日本的ARIB，美國的ATIS。當時，因為標準是不同的，這就意味著在一個區域的設備如手機，無法在另一個領域正常工作。多虧了全球化，不同的標準化組織現已攜手發布全球標準，如3G或即將到來的LTE（Long Term Evolution），它是4G技術的可選方案之一。

為了產生清晰且易于理解的標準，歐洲標準化機構ETSI已經公布了一組介紹，通過一組技術如SDL（Specification and Description Language規范和描述語言），ASN.1（Abstract Syntax Notation One抽象語法記法一），ECN（Encoding Control Notation編碼控制符號），TTCN-3（Testing and Test Control Notation測試和測試控制表示法）來“制作出更好的標準”。這些介紹可見于ETSI網站： etsi.org/WebSite/Technologies/ProtocolSpecification.aspx

本文將論述這些技術如何幫助遠程通信行業生成更好的標準。

動態界面

一種協議描述了同級的從一層到另一遠程層的報文交換。這樣的界面稱為Protocol Data Unit即PDU。

圖1、報文交換圖

這實際上是一個協議的邏輯視圖，因為實際中一層與上一層或下一層交換信息。這種“垂直”的界面被稱為ASP（Abstract Service Primitive）。因此PDU通過ASP發送到遠程層，但不發送描述交換的PDU的協議定義。

動態描述的協議邏輯視圖由一堆情景組成。 ETSI建議使用MSC（消息序列圖）。我們看下一個簡單的例子，一層請求連接并在MSC中描述。

圖2、一個簡單的消息序列圖例子

在上面的情景中，報文在終端機與網絡間進行交換。一條報文可能包含參數如 例子中ConConf報文帶有conId 參數。

大多時候，一個遠程通信系統是一個分布式系統，終端是脫離網絡的實體設備。它很可能有一個不同的處理器架構并運行不同的操作系統。因此，必須用一種方法來創建一個信息流，使該信息流獨立于處理器和操作系統。

靜態界面

為了定義一個硬件獨立的信息流，要一起使用抽象的數據表示法與ASN.1表示法。ASN.1指的是Abstract Syntax Notation One ，由ITU-T標準化。它描述的是可理解的數據類型，包括基本類型如布爾型或實數，復雜類型如結構或數組。ASN.1描述了類型，但沒有說明如何在一個給定的語言下操縱它們。主要關注的是ASN.1定義了編碼和解碼規則，以便為某一類型的信息數據流獨立于給定的硬件結構的實施。除了標準化的編碼規則，如BER（Basic Encoding Rule基本編碼規則）或PER（Packet Encoding Rule分組編碼規則），它們也有一個符號來描述具體的編碼規則，它就是ECN：Encoding Control Notation編碼控制符號。最后一點，ASN.1數據類型可以直接導入到SDL作規范，到TTCN進行測試。

An ASN.1 example structure:
PersonRecord ::= SEQUENCE {
name IA5String,
age INTEGER,
member BOOLEAN
}
 
An example value:
examplePerson PersonRecord ::= {
name “Smith”,
age 35,
member true
}
 
XML encoding of the value:
Smith
35
true

協議詳細的行為

MSC描述的協議行為只是幾種可能的情景。即使它描述可替代，可循環，或可選的情景，MCS也無法描述發生在一個協議的所有可能的情況。要做到這點，它關乎要描述的該協議的詳細和可執行的模型。以這種方式，它可能可以模擬和驗證它的行為，這樣該模型被認為是一個參考模型。為了這個目的，ETSI推薦一個正式的建模語言，它稱為SDL規范和描述語言。

SDL已在80年代首先用來描述遠程通信協議，無需說明語言是否符合我們的要求設計。但隨著不同技術的革新，語言也自此跟著演變，如面向對象的介紹，UML概要文件的定義。

從技術上講，SDL有4個互補的觀點，我們以下將會簡要介紹。

·體系結構

一個系統由塊組成，這些塊可以分解為子塊。

圖3、系統結構圖

體系統結構的頁就是一個進程，主要是一個帶有關聯的隱含消息隊列的有限狀態機。

·通信

不同塊間交換的信息流在體系結構中有描述，用來定義塊的接口。

圖4、系統內及系統與外部環境的通信

·行為

詳細的行為被完全生動地描述。根據規格想要的精確度，它可能忽略了實施細節。

圖5、系統流程圖

上面的例子展示了一個基本的有限狀態機：初始化時ConReq消息發送出去，ConReqTimer開始啟動。狀態機轉到Connecting狀態并等待連接確認消息ConConf，或者計時器關閉。之后，連接請求10次。如果仍然不成功，進程停止。

·數據

為了使規格完整無岐義，SDL嵌入抽象數據類型和語法來操縱這些數據。如前所述，最好導入ASN.1數據類型。

協議一致性

現在的問題是確保實現的相同協議符合ETSI公布的標準。對于近代的標準如SIP協議，IP V6，3GPP IMS等，ETSI的已公布基于TTCN-3語言的一致性測試套件。為了確保它符合需求，ETSI還保持了由ITU-T標準化的TTCN-3語言。

TTCN代表測試和測試控制符號，它是國際標準化組織發起的一致性測試方法和框架文件（9646-3）的一部分。 TTCN-2專用于通信系統，TTCN-3適用于測試任何一種系統。

TTCN-3可視為一個經典文本的編程語言，但幾個方面使用它成為了一種十分強大的測試語言。

·抽象層

SDL, TTCN-3包含報文和計時器的概念，它們是一個遠程通信系統的基本服務。這樣就很容易發送或接收一條報文，啟動或取消一個計時器。

·模板

當測試一個遠程通信系統時，大部分的工作是核實交換的報文是否包含正確的信息。TTCN-3定義了模板的概念，輕松地驗證一組復雜參數的正確性。TTCN-3還可選擇參數（參數可能不存在），可以忽略一些參數（參數是存在的，但與它的值無關）。

·可選方案

測試描述可選方案并根據不同的可選方案設置結論。TTCN-3 嵌入可選方案的概念，無論它們是基于異步信息如報文的交換還是同步信息如修改的變量值。

cEnv.send(ConReq);
ConReqTimer.start;
alt {
[]cEnv.receive(ConConf){
setverdict(pass);
}
[]ConReqTimer.timeout{
setverdict(fail);
}
}

上面的例子顯示了TTCN-3的一個基本可選方案：一個連接請求ConReq 通過cEnv 端口發送，計時器 ConReqTimer 開發啟動。在這個可選方案中，或是接收到 ConConf 響應或是計時器ConReqTimer 關閉。

模型測試

由于SDL和TTCN-3有同樣的抽象層，兩種語言都可在實施前測試一個規范模型。由于兩種語言都是正式的，意味著完整且沒有岐義的，可以從SDL規范中生成協議實施的代碼，從TTCN-3測試例中生成測試代碼。一個早期的驗證將最終節省大量的時間和精力。

圖6、模型測試框圖

最后一點，ETSI發布了TTCN-3的一致性測試套件，這樣遠程通信制造商可以確保其實施符合標準。

結論

由于遠程通信系統本質要求符合一個共同的標準，該標準包括靜態和動態接口，遠程標準化機構以及遠程通信設備制造商采用多年的先進技術如 MSC, ASN.1, SDL和 TTCN 。事實上，這些技術涵蓋整個開發周期，從需求，規劃到設計，測試。這就是為什么在開發通信系統時必須考慮清楚的原因。