CM-IMS計(jì)費(fèi)解決方案研究
打造可運(yùn)營(yíng)可管理的多媒體核心網(wǎng)
2010/08/09
摘要：本文介紹了3GPP國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)定義的IP多媒體子系統(tǒng)（IMS）計(jì)費(fèi)架構(gòu)和原理，優(yōu)化了IMS計(jì)費(fèi)架構(gòu)，提出了中國(guó)移動(dòng)CM-IMS計(jì)費(fèi)解決方案。
1、引言
隨著IP技術(shù)的迅速發(fā)展和消費(fèi)形式的日益多樣，3GPP所定義的IP多媒體子系統(tǒng)（IP Multimedia Subsystem，IMS）得到了全球眾多運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備制造商的廣泛認(rèn)可。但將3GPP系列標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于實(shí)際網(wǎng)絡(luò)部署，特別在運(yùn)營(yíng)管理方面還存在一定的問(wèn)題，如：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)定義的計(jì)費(fèi)采集點(diǎn)較多、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)架構(gòu)復(fù)雜；對(duì)于新業(yè)務(wù)計(jì)費(fèi)的支持不夠完善等。為了滿足全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的需求，中國(guó)移動(dòng)在IMS國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上創(chuàng)新性的提出了適合自身實(shí)際需求的CM-IMS計(jì)費(fèi)解決方案。
2、IMS計(jì)費(fèi)架構(gòu)和原理
2.1、IMS計(jì)費(fèi)架構(gòu)
IMS在UMTS網(wǎng)絡(luò)中是疊加在分組域之上的多媒體子系統(tǒng)，3GPP制定了一系列IMS計(jì)費(fèi)相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，包括：TS 32.240、TS 32.260、TS 32.275、TS 32.298、TS 32.299等。其中，3GPP TS 32.240提出了離線計(jì)費(fèi)(Offline Charging)和在線計(jì)費(fèi)(Online Charging)兩種計(jì)費(fèi)模式，離線計(jì)費(fèi)通過(guò)收集計(jì)費(fèi)話單進(jìn)行計(jì)費(fèi)；在線計(jì)費(fèi)通過(guò)事件觸發(fā)進(jìn)行計(jì)費(fèi)，運(yùn)營(yíng)商可以實(shí)時(shí)控制業(yè)務(wù)流程。IMS標(biāo)準(zhǔn)計(jì)費(fèi)架構(gòu)如圖1所示。
2.2、IMS離線計(jì)費(fèi)原理
IMS離線計(jì)費(fèi)涉及到的計(jì)費(fèi)功能單元包括：S-CSCF(服務(wù)會(huì)話控制功能)、I-CSCF（查詢會(huì)話控制功能)、P-CSCF（代理會(huì)話控制功能)、BGCF(邊界網(wǎng)關(guān)控制功能)、MGCF(媒體網(wǎng)關(guān)控制功能)、MRFC(媒體資源功能控制器)和AS(應(yīng)用服務(wù)器)。這些計(jì)費(fèi)功能單元在IMS計(jì)費(fèi)架構(gòu)中統(tǒng)稱為CTF（計(jì)費(fèi)觸發(fā)功能）。
CDF/CGF（計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)功能/計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)功能）合稱為計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)，負(fù)責(zé)計(jì)費(fèi)消息的采集、處理，以及計(jì)費(fèi)話單（CDR）生成。計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)與計(jì)費(fèi)觸發(fā)功能之間是Rf接口，該接口采用Diameter協(xié)議。計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)與BOSS系統(tǒng)之間是Bi接口，該接口一般采用FTP協(xié)議進(jìn)行話單文件的傳送。話單文件的傳送包括Push和Pull兩種模式，其中Push模式是指：計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)主動(dòng)向BOSS系統(tǒng)發(fā)送話單文件；Pull模式是指：BOSS系統(tǒng)主動(dòng)從計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)獲取話單文件。
IMS離線計(jì)費(fèi)相關(guān)接口及其對(duì)應(yīng)的協(xié)議要求參見(jiàn)表1。
表1:IMS離線計(jì)費(fèi)相關(guān)接口說(shuō)明
CTF收集計(jì)費(fèi)信息后，將計(jì)費(fèi)信息填入Diameter消息的各AVP字段中，以ACR消息的形式發(fā)給CDF，CDF在收到ACR消息后，會(huì)向CTF回ACA消息。ACR消息包括四種類型，分別為：ACR[Start]、ACR[Interim]、ACR[Stop]、ACR[Event]。其中ACR[Start]、ACR[Interim]、ACR[Stop]用于成功會(huì)話相關(guān)的計(jì)費(fèi)場(chǎng)景，而ACR[Event]用于不成功會(huì)話以及會(huì)話無(wú)關(guān)的計(jì)費(fèi)場(chǎng)景。
當(dāng)CDF從CTF接收到一個(gè)ACR[Start]時(shí)，CDF將打開(kāi)一個(gè)屬于該網(wǎng)元的CDR，并將該ACR[Start]消息中各個(gè)AVP的值填寫到CDR的相應(yīng)字段。
當(dāng)CDF從CTF接收到一個(gè)ACR[Interim]時(shí)，CDF將該ACR[Interim]消息中各個(gè)AVP的值填寫或者更新該會(huì)話CDR的相應(yīng)字段。
當(dāng)CDF從CTF接收到一個(gè)ACR[Stop]時(shí)，CDF將該ACR[Stop]消息中各個(gè)AVP的值填寫到該會(huì)話CDR的相應(yīng)字段，然后將CDR關(guān)閉。
當(dāng)CDF從CTF接收到一個(gè)ACR[Event]時(shí)，CDF將打開(kāi)一個(gè)屬于該網(wǎng)元的CDR，并將該ACR[Event]消息的各個(gè)AVP的值填寫到CDR的相應(yīng)字段，然后將CDR關(guān)閉。
2.3、IMS在線計(jì)費(fèi)原理
IMS在線計(jì)費(fèi)涉及到的計(jì)費(fèi)功能單元包括：S-CSCF、AS和MRFC。AS和MRFC具有在線計(jì)費(fèi)消息觸發(fā)功能，并通過(guò)基于Diameter協(xié)議的Ro接口與OCS（在線計(jì)費(fèi)系統(tǒng)）進(jìn)行通信。S-CSCF通過(guò)基于SIP協(xié)議的ISC接口觸發(fā)業(yè)務(wù)控制流程到IMS-GWF（IMS網(wǎng)關(guān)功能）觸發(fā)相應(yīng)的在線計(jì)費(fèi)控制消息，實(shí)現(xiàn)在線計(jì)費(fèi)。OCS通過(guò)Ro接口獲得在線計(jì)費(fèi)請(qǐng)求和計(jì)費(fèi)信息，對(duì)IMS用戶的網(wǎng)絡(luò)資源使用請(qǐng)求進(jìn)行授權(quán)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)的計(jì)費(fèi)。
相比于在線計(jì)費(fèi)，離線計(jì)費(fèi)的開(kāi)銷相對(duì)較小，在IMS部署初期主要采用離線計(jì)費(fèi)的方案，BOSS系統(tǒng)根據(jù)話單進(jìn)行計(jì)費(fèi)。若不做特別說(shuō)明，下文中IMS計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的討論均針對(duì)離線計(jì)費(fèi)。
3、CM-IMS計(jì)費(fèi)采集點(diǎn)選擇
從第2節(jié)中對(duì)3GPP TS32.240中IMS計(jì)費(fèi)架構(gòu)的描述可知，IMS系統(tǒng)中AS/MRFC/MGCF/VIG/BGCF/P-CSCF/I-CSCF/S-CSCF等網(wǎng)元都可以產(chǎn)生計(jì)費(fèi)信息。
為了降低運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)的復(fù)雜度，中國(guó)移動(dòng)CM-IMS網(wǎng)絡(luò)的離線計(jì)費(fèi)系統(tǒng)將計(jì)費(fèi)采集點(diǎn)簡(jiǎn)化為四個(gè)：AS、P-CSCF、MGCF、VIG，如圖2所示意。其中，AS的話單對(duì)用戶進(jìn)行業(yè)務(wù)計(jì)費(fèi)；P-CSCF的話單用于與他省進(jìn)行漫游計(jì)費(fèi)結(jié)算；MGCF/VIG的話單用于CM-IMS網(wǎng)絡(luò)與CS域互通的結(jié)算、對(duì)賬、統(tǒng)計(jì)等用途。
IMS各計(jì)費(fèi)采集點(diǎn)的功能及其計(jì)費(fèi)話單的使用場(chǎng)景包括：
AS：執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯。AS的話單中包括用戶信息、業(yè)務(wù)/補(bǔ)充業(yè)務(wù)類型、通話時(shí)長(zhǎng)、SDP信息等業(yè)務(wù)相關(guān)的字段，該話單可以用于對(duì)用戶使用業(yè)務(wù)進(jìn)行計(jì)費(fèi)。
MRFC：負(fù)責(zé)媒體資源控制，包括媒體錄制/播放、媒體流混合、媒體內(nèi)容解析等功能。MRFC話單中的相關(guān)信息（主要是SDP信息）可被AS的話單涵蓋。
MGCF：實(shí)現(xiàn)IMS域與CS域互通時(shí)信令的轉(zhuǎn)換。MGCF的話單中包括出/入中繼群的號(hào)碼，可以用于CM-IMS網(wǎng)絡(luò)與CS域互通的結(jié)算、對(duì)賬、統(tǒng)計(jì)等用途。
VIG：實(shí)現(xiàn)CS域和IMS域的視頻互通，可以用于CM-IMS網(wǎng)絡(luò)與CS域互通的結(jié)算、對(duì)賬、統(tǒng)計(jì)等用途。
BGCF：將用戶的會(huì)話路由到正確的PLMN/PSTN網(wǎng)絡(luò)。由于目前CM-IMS網(wǎng)絡(luò)中所有經(jīng)過(guò)BGCF信令必定要經(jīng)過(guò)MGCF，BGCF的話單可被MGCF的話單涵蓋。
P-CSCF：將終端請(qǐng)求路由到正確的I-CSCF或者S-CSCF。P-CSCF的話單中包括接入網(wǎng)信息，可用于省間漫游結(jié)算。
I-CSCF：在IMS終端注冊(cè)時(shí)，為用戶選擇提供服務(wù)的S-CSCF；以及為來(lái)話選擇被叫注冊(cè)的S-CSCF。
S-CSCF：負(fù)責(zé)IMS用戶注冊(cè)認(rèn)證、業(yè)務(wù)觸發(fā)和控制、會(huì)話路由。如果不考慮話單關(guān)聯(lián)，S-CSCF能通過(guò)iFC的觸發(fā)獲知使用了哪個(gè)AS上的業(yè)務(wù)，但無(wú)法掌握AS內(nèi)部的業(yè)務(wù)調(diào)用情況，因此S-CSCF無(wú)法滿足針對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行細(xì)分計(jì)費(fèi)的需求。如果 S-CSCF和AS均作為計(jì)費(fèi)采集點(diǎn)，需要將二者的話單進(jìn)行關(guān)聯(lián)合并，該方案將增加計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的復(fù)雜度。因此，CM-IMS采用AS的話單對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行計(jì)費(fèi)，S-CSCF的話單暫不使用。
4、CM-IMS計(jì)費(fèi)系統(tǒng)架構(gòu)
為了降低設(shè)備投資風(fēng)險(xiǎn)，CM-IMS在部署初期采用分省和區(qū)域中心相結(jié)合的組網(wǎng)方案，并設(shè)置全國(guó)級(jí)業(yè)務(wù)平臺(tái)。CM-IMS計(jì)費(fèi)系統(tǒng)組網(wǎng)架構(gòu)如圖3所示。
總體要求如下：
獨(dú)立建網(wǎng)省、區(qū)域接入省BOSS系統(tǒng)從計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)采集話單，并由省級(jí)BOSS系統(tǒng)分揀漫游話單送至一級(jí)BOSS系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)算。
區(qū)域中心業(yè)務(wù)平臺(tái)和P-CSCF的話單由集團(tuán)一級(jí)BOSS系統(tǒng)/南方基地BOSS系統(tǒng)從區(qū)域中心計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)直采并進(jìn)行分揀，然后分發(fā)到各省BOSS系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)費(fèi)和結(jié)算。
全國(guó)級(jí)業(yè)務(wù)平臺(tái)（多媒體彩鈴AS）話單由一級(jí)BOSS系統(tǒng)直采，并分發(fā)到各省BOSS系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)費(fèi)。
5、結(jié)束語(yǔ)
本文對(duì)3GPP國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)定義的IMS計(jì)費(fèi)架構(gòu)和原理進(jìn)行了介紹，并對(duì)中國(guó)移動(dòng)CM-IMS網(wǎng)絡(luò)計(jì)費(fèi)相關(guān)研究方案和策略進(jìn)行了探討。本文將CM-IMS離線計(jì)費(fèi)采集點(diǎn)簡(jiǎn)化為AS、P-CSCF、MGCF、VIG，有效降低了運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)的復(fù)雜度。同時(shí)，針對(duì)CM-IMS網(wǎng)絡(luò)特有的分省和區(qū)域中心相結(jié)合的組網(wǎng)方案，制定了CM-IMS計(jì)費(fèi)解決方案。上述技術(shù)解決方案的制定為CM-IMS網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)奠定了良好的基礎(chǔ)。
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