陳艾 袁向陽 俞承志 張曉京
(1 中國移動通信有限公司研究院 北京 100053)
(2 中國移動通信集團(tuán)公司 北京 100032)
隨著IP技術(shù)的迅速發(fā)展和消費形式的日益多樣,3GPP所定義的IP多媒體子系統(tǒng)(IMS,IP Multimedia Subsystem)得到了全球眾多運營商和設(shè)備制造商的廣泛認(rèn)可。但將3GPP系列標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于實際網(wǎng)絡(luò)部署,特別在運營管理方面還存在一定的問題,如國際標(biāo)準(zhǔn)定義的計費采集點較多、計費系統(tǒng)架構(gòu)復(fù)雜;對于新業(yè)務(wù)計費的支持不夠完善等。為了滿足全業(yè)務(wù)運營的需求,中國移動在IMS國際標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上創(chuàng)新性的提出了適合自身實際需求的CM-IMS計費解決方案。
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計費相關(guān)國際標(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提出了離線計費和在線計費兩種計費模式,離線計費通過收集計費話單進(jìn)行計費;在線計費通過事件觸發(fā)進(jìn)行計費,運營商可以實時控制業(yè)務(wù)流程。IMS標(biāo)準(zhǔn)計費架構(gòu)如圖1所示。
圖1 IMS標(biāo)準(zhǔn)計費架構(gòu)圖
IMS離線計費涉及到的計費功能單元包括S-CSCF(服務(wù)會話控制功能)、I-CSCF(查詢會話控制功能)、P-CSCF(代理會話控制功能)、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)。這些計費功能單元在IMS計費架構(gòu)中統(tǒng)稱為CTF(計費觸發(fā)功能)。
CDF/CGF(計費數(shù)據(jù)功能/計費網(wǎng)關(guān)功能)合稱為計費網(wǎng)關(guān),負(fù)責(zé)計費消息的采集、處理,以及計費話單(CDR)生成。計費網(wǎng)關(guān)與計費觸發(fā)功能之間是Rf接口,該接口采用Diameter協(xié)議。計費網(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:計費網(wǎng)關(guān)主動向BOSS系統(tǒng)發(fā)送話單文件;Pull模式是指:BOSS系統(tǒng)主動從計費網(wǎng)關(guān)獲取話單文件。
IMS離線計費相關(guān)接口及其對應(yīng)的協(xié)議要求如表1所示。
CTF收集計費信息后,將計費信息填入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,會向CTF回ACA消息。ACR消息包括4種類型,分別為:ACR[Start]、ACR[Interim]、ACR[Stop]、ACR[Event]。 其 中 ACR[Start]、ACR[Interim]、ACR[Stop]用于成功會話相關(guān)的計費場景,而ACR[Event]用于不成功會話以及會話無關(guān)的計費場景。
(1) 當(dāng) CDF 從 CTF 接 收 到 一 個 ACR[Start]時,CDF將打開一個屬于該網(wǎng)元的CDR,并將該ACR[Start]消息中各個AVP的值填寫到CDR的相應(yīng)字段;
(2) 當(dāng)CDF從CTF接收到一個ACR[Interim]時,CDF將該ACR[Interim]消息中各個AVP的值填寫或者更新該會話CDR的相應(yīng)字段;
(3) 當(dāng) CDF 從 CTF 接 收 到 一 個 ACR[Stop]時,CDF將該ACR[Stop]消息中各個AVP的值填寫到該會話CDR的相應(yīng)字段,然后將CDR關(guān)閉;
表1 IMS離線計費相關(guān)接口說明
(4) 當(dāng) CDF 從 CTF 接 收 到 一 個 ACR[Event]時,CDF將打開一個屬于該網(wǎng)元的CDR,并將該ACR[Event]消息的各個AVP的值填寫到CDR的相應(yīng)字段,然后將CDR關(guān)閉。
IMS在線計費涉及到的計費功能單元包括S-CSCF、AS和MRFC。AS和MRFC具有在線計費消息觸發(fā)功能,并通過基于Diameter協(xié)議的Ro接口與OCS(在線計費系統(tǒng))進(jìn)行通信。S-CSCF通過基于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)的在線計費控制消息,實現(xiàn)在線計費。OCS通過Ro接口獲得在線計費請求和計費信息,對IMS用戶的網(wǎng)絡(luò)資源使用請求進(jìn)行授權(quán),并進(jìn)行實時的計費。
相比于在線計費,離線計費的開銷相對較小,在IMS部署初期主要采用離線計費的方案,BOSS系統(tǒng)根據(jù)話單進(jìn)行計費。若不做特別說明,下文中IMS計費系統(tǒng)的討論均針對離線計費。
從上文中對3GPP TS32.240中IMS計費架構(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)生計費信息。
為了降低運營支撐系統(tǒng)的復(fù)雜度,中國移動CMIMS網(wǎng)絡(luò)的離線計費系統(tǒng)將計費采集點簡化為4個:AS、P-CSCF、MGCF、VIG,如圖2所示。其中,AS的話單對用戶進(jìn)行業(yè)務(wù)計費;P-CSCF的話單用于與他省進(jìn)行漫游計費結(jié)算;MGCF/VIG的話單用于CM-IMS網(wǎng)絡(luò)與CS域互通的結(jié)算、對賬、統(tǒng)計等用途。
IMS各計費采集點的功能及其計費話單的使用場景包括如下。
(1) 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、通話時長、SDP信息等業(yè)務(wù)相關(guān)的字段,該話單可以用于對用戶使用業(yè)務(wù)進(jìn)行計費;
(2) 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;
(3) MGCF:實現(xiàn)IMS域與CS域互通時信令的轉(zhuǎn)換。MGCF的話單中包括出/入中繼群的號碼,可以用于CM-IMS網(wǎng)絡(luò)與CS域互通的結(jié)算、對賬、統(tǒng)計等用途;
(4) VIG:實現(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、對賬、統(tǒng)計等用途;
(5) BGCF:將用戶的會話路由到正確的PLMN/PSTN網(wǎng)絡(luò)。由于目前CM-IMS網(wǎng)絡(luò)中所有經(jīng)過BGCF信令必定要經(jīng)過MGCF,BGCF的話單可被MGCF的話單涵蓋;
(6) P-CSCF:將終端請求路由到正確的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;
(7) I-CSCF:在 IMS終端注冊時,為用戶選擇提供服務(wù)的S-CSCF;以及為來話選擇被叫注冊的S-CSCF;
(8) S-CSCF:負(fù) 責(zé) IMS用戶注冊認(rèn)證、業(yè)務(wù)觸發(fā)和控制、會話路由。如果不考慮話單關(guān)聯(lián),S-CSCF能通過iFC的觸發(fā)獲知使用了哪個AS上的業(yè)務(wù),但無法掌握AS內(nèi)部的業(yè)務(wù)調(diào)用情況,因此S-CSCF無法滿足針對業(yè)務(wù)進(jìn)行細(xì)分計費的需求。如果S-CSCF和AS均作為計費采集點,需要將二者的話單進(jìn)行關(guān)聯(lián)合并,該方案將增加計費系統(tǒng)的復(fù)雜度。因此,CM-IMS采用AS的話單對業(yè)務(wù)進(jìn)行計費,S-CSCF的話單暫不使用。
為了降低設(shè)備投資風(fēng)險,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)置全國級業(yè)務(wù)平臺。CM-IMS計費系統(tǒng)組網(wǎng)架構(gòu)如圖3所示。
圖2 CM-IMS離線計費系統(tǒng)
總體要求如下。
(1) 獨立建網(wǎng)省、區(qū)域接入省BOSS系統(tǒng)從計費網(wǎng)關(guān)采集話單,并由省級BOSS系統(tǒng)分揀漫游話單送至一級BOSS系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)算;
(2) 區(qū)域中心業(yè)務(wù)平臺和P-CSCF的話單由集團(tuán)一級BOSS系統(tǒng)/南方基地BOSS系統(tǒng)從區(qū)域中心計費網(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)行計費和結(jié)算;
(3) 全國級業(yè)務(wù)平臺(多媒體彩鈴AS)話單由一級BOSS系統(tǒng)直采,并分發(fā)到各省BOSS系統(tǒng)進(jìn)行計費。
本文對3GPP國際標(biāo)準(zhǔn)定義的IMS計費架構(gòu)和原理進(jìn)行了介紹,并對中國移動CM-IMS網(wǎng)絡(luò)計費相關(guān)研究方案和策略進(jìn)行了探討。本文將CM-IMS離線計費采集點簡化為AS、P-CSCF、MGCF、VIG,有效降低了運營支撐系統(tǒng)的復(fù)雜度。同時,針對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計費架構(gòu)和方案。上述技術(shù)解決方案的制定為CM-IMS網(wǎng)絡(luò)運營奠定了良好的基礎(chǔ)。為了避免用戶欠費的風(fēng)險,后續(xù)還將對CM-IMS在線計費相關(guān)的問題進(jìn)行深入研究。
圖3 CM-IMS計費系統(tǒng)組網(wǎng)架構(gòu)圖
[1] 3GPP TS 32.240 Telecommunication Management; Charging Management;Charging Architecture and Principles. 2009
[2] TS 32.260 Telecommunication Management; Charging Management; IP Multimedia Subsystem (IMS) Charging. 2009
[3] TS32.275 Telecommunication Management; Charging Management;MultiMedia Telephony (MMTel) Charging. 2009
[4] TS 32.298 Telecommunication Management; Charging Management;Charging Data Record (CDR) Parameter Description. 2009
[5] TS 32.299 Telecommunication Management; Charging Management;Diameter Charging Applications. 2009