徐向輝，王 茜

（中國(guó)電信股份有限公司北京研究院 北京100035）

1 引言

隨著“智能管道”構(gòu)建思路在運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中逐漸成為主流，策略控制系統(tǒng)作為智能管道的“大腦”，其研究和部署尤為關(guān)鍵。

策略控制系統(tǒng)位于IP承載網(wǎng)絡(luò)上的承載控制層，能夠靈活動(dòng)態(tài)地實(shí)現(xiàn)針對(duì)應(yīng)用需求的網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)配。策略控制系統(tǒng)在固定寬帶網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中均有部署，分別用于控制固定寬帶接入網(wǎng)和無(wú)線接入網(wǎng)對(duì)帶寬資源的分配和QoS（服務(wù)質(zhì)量）處理。對(duì)于全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商來(lái)講，以融合的網(wǎng)絡(luò)為用戶(hù)提供融合的業(yè)務(wù)、一致的體驗(yàn)是其可發(fā)揮的優(yōu)勢(shì)之一，因此，如何將分立部署的固定和移動(dòng)策略控制系統(tǒng)融合，以更方便地向用戶(hù)提供一致的服務(wù)體驗(yàn)，并降低網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度和成本，是值得重點(diǎn)探究的問(wèn)題。在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織中，策略控制系統(tǒng)一直是業(yè)界討論的焦點(diǎn)。尤其是近兩年，以融合策略控制架構(gòu)為主的FMC（固定移動(dòng)融合）項(xiàng)目成為研究熱點(diǎn)。

本文從融合策略控制的研究現(xiàn)狀出發(fā)，分析了固定、移動(dòng)融合策略控制系統(tǒng)的架構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)方案，并對(duì)基于融合策略控制的新型FMC業(yè)務(wù)場(chǎng)景進(jìn)行了展望。

2 固移融合策略控制相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)備研究進(jìn)展

策略控制系統(tǒng)的基本思路是通過(guò)策略控制層的引入，將業(yè)務(wù)層需求與承載層處理關(guān)聯(lián)起來(lái)，作為下一代網(wǎng)絡(luò)研究的焦點(diǎn)，分別在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和固定網(wǎng)絡(luò)的范疇展開(kāi)研究。目前，以3GPP PCC（策略和計(jì)費(fèi)控制）[1]為代表的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)策略控制架構(gòu)和以TISPAN RACS（資源準(zhǔn)入控制）、BBF BPCF（寬帶網(wǎng)策略控制）、ITU-T RACF（資源接納控制）[2]為代表的固定網(wǎng)絡(luò)策略控制架構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)均已發(fā)布。為了實(shí)現(xiàn)FMC，使運(yùn)營(yíng)商可以向用戶(hù)靈活地提供與接入類(lèi)型無(wú)關(guān)的一致質(zhì)量保障和策略，2008年第3季度，BBF與3GPP成立聯(lián)合工作組，力圖推出固定和移動(dòng)融合的策略控制標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)。BBF主要定義架構(gòu)和需求，3GPP定義具體的接口和實(shí)現(xiàn)。目前，互通標(biāo)準(zhǔn)已基本完成，融合標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)展相對(duì)較慢，尚在研究之中。

3GPP在R10階段啟動(dòng)了FMC項(xiàng)目，主要研究將BBF定義的固定寬帶網(wǎng)絡(luò)接入3GPP EPC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行處理，稱(chēng)為BBAI（BBF access interworking），并將相關(guān)工作分為3個(gè)階段，即BBAI BLOCK（BB）Ⅰ～Ⅲ，具體介紹如下。

階段一（BBⅠ）：研究固定和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的互通以及數(shù)據(jù)路由回EPC（演進(jìn)的分組系統(tǒng)）核心網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)?；赗10架構(gòu)的基礎(chǔ)互通能力，主要包括H(e)NB以及WLAN接入EPC時(shí)的移動(dòng)性、網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)和功能選擇（ANDSF）、IP連通性、無(wú)縫的WLAN卸載、QoS控制等。BB I階段的研究工作已經(jīng)完成。

階段二（BBⅡ）：研究固定和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的互通以及數(shù)據(jù)從本地網(wǎng)絡(luò)卸載的實(shí)現(xiàn)。主要研究H(e)NB和WLAN作為卸載網(wǎng)絡(luò)時(shí)的QoS和策略控制，以WLAN接入場(chǎng)景為主，對(duì)于H(e)NB數(shù)據(jù)卸載到本地有線網(wǎng)的研究將推遲到R12版本完成。

階段三（BBⅢ）：研究固定和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)融合時(shí)，數(shù)據(jù)路由回EPC以及從本地網(wǎng)絡(luò)卸載的實(shí)現(xiàn)。主要研究將BBF接入作為可信非3GPP接入的融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及訪問(wèn)BBF業(yè)務(wù)的策略控制。該部分內(nèi)容已經(jīng)推遲到R12版本完成。

截至目前，3GPP在R10/R11完成的BBF與3GPP互通需求和架構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)已正式發(fā)布（TR 23.839 BBAI），正在R12中研究BBF與3GPP融合的需求和架構(gòu)（TR23.896,P4C）。

在BBF中，對(duì)應(yīng)于3GPP前兩個(gè)階段的互通標(biāo)準(zhǔn)WT-203已正式發(fā)布，正在之后立項(xiàng)的WT-291中基于該架構(gòu)定義固網(wǎng)側(cè)的設(shè)備能力要求。而融合方式WT-300（nodal requirements for converged policy management），已 經(jīng)完成立項(xiàng)并在2012年Q3初步確定了研究范疇，計(jì)劃主要研究融合的QoS策略控制，基于Gx接口擴(kuò)展完成PCRF（策略和計(jì)費(fèi)規(guī)則功能實(shí)體）和BNG（寬帶網(wǎng)邊界網(wǎng)關(guān)）之間QoS策略的控制及其執(zhí)行；并研究融合的計(jì)費(fèi)，基于Gy/Gz接口擴(kuò)展完成3GPP計(jì)費(fèi)系統(tǒng)和BNG之間的計(jì)費(fèi)信息交互。

在設(shè)備方面，國(guó)內(nèi)外個(gè)別廠商已經(jīng)發(fā)布了融合策略控制產(chǎn)品，基本思路是分別按照固、移策略控制標(biāo)準(zhǔn)和接口，實(shí)現(xiàn)固、移策略控制在物理設(shè)備形態(tài)上的融合，即放在同一款物理設(shè)備中的不同模塊，但平臺(tái)和接口還是相互獨(dú)立的。

3 固移融合策略控制系統(tǒng)架構(gòu)

固移融合策略控制系統(tǒng)主要是針對(duì)WLAN及Femto在作為非3GPP網(wǎng)絡(luò)接入3GPP EPC的場(chǎng)景下，如何進(jìn)行相關(guān)的固定和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)資源控制，其中WLAN接入點(diǎn)以及Femto中的H(e)NB都通過(guò)固定網(wǎng)絡(luò)接入3GPP EPC網(wǎng)絡(luò)[3]。移動(dòng)網(wǎng)和固定網(wǎng)分別通過(guò)PCRF模塊和BPCF（寬帶網(wǎng)策略控制功能實(shí)體）模塊進(jìn)行策略控制。其整體架構(gòu)及其在網(wǎng)絡(luò)中的位置如圖1所示。

圖1 下一代網(wǎng)絡(luò)中的固移融合策略控制架構(gòu)及其在網(wǎng)絡(luò)中的位置

固移策略控制系統(tǒng)的融合在具體實(shí)現(xiàn)上包括互通和融合兩個(gè)層面?；ネǚ绞绞侵腹潭ê鸵苿?dòng)網(wǎng)絡(luò)均有各自的策略控制系統(tǒng)，通過(guò)互通接口實(shí)現(xiàn)策略的交互；融合方式是指固定和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)一套策略控制系統(tǒng)對(duì)包括移動(dòng)宏基站、WLAN、Femto、固定寬帶接入在內(nèi)的各種接入方式進(jìn)行統(tǒng)一控制，具有統(tǒng)一的策略數(shù)據(jù)庫(kù)、一致的策略定義、最大程度融合的接口。

4 互通架構(gòu)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

在互通架構(gòu)中，固移策略控制系統(tǒng)分別單獨(dú)建設(shè)，通過(guò)策略控制設(shè)備之間的S9a接口和認(rèn)證系統(tǒng)之間的SWa/STa接口，實(shí)現(xiàn)策略信息的交互[4]。具體系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 固移策略控制系統(tǒng)互通架構(gòu)

其中，PCRF和RACS/BPCF之間的S9a接口負(fù)責(zé)完成策略互通，包括策略請(qǐng)求、響應(yīng)及其他事件的交互，以支持移動(dòng)終端在3GPP移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和Wi-Fi之間或業(yè)務(wù)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和有線寬帶網(wǎng)絡(luò)的不同終端之間切換時(shí)，執(zhí)行統(tǒng)一的策略。

3GPP AAA/HSS和固網(wǎng)AAA服務(wù)器之間的SWa/STa接口負(fù)責(zé)完成3GPP移動(dòng)終端在通過(guò)WLAN接入，并通過(guò)其3GPP的歸屬核心網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行認(rèn)證時(shí)，與固網(wǎng)認(rèn)證信息的交互。

（1）S9a接口的實(shí)現(xiàn)

S9a接口是實(shí)現(xiàn)互通架構(gòu)的關(guān)鍵，用于BPCF與PCRF（非漫游時(shí)為H-PCRF，漫游時(shí)為V-PCRF）之間動(dòng)態(tài)QoS控制策略以及終端的本地地址、UDP端口號(hào)等信息的傳遞，是基于3GPP PCC中的S9接口（H-PCRF和V-PCRF之間的接口）的擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)。因此，S9a接口也基于Diameter協(xié)議進(jìn)行通信。其中，BPCF作為客戶(hù)端，PCRF作為服務(wù)器端，兩者之間交互請(qǐng)求—響應(yīng)消息。S9a接口沒(méi)有特定的新的AVP，均重用Gx、Gxx、S9等接口以及現(xiàn)有Diameter應(yīng)用的AVP[5]。

（2）SWa/STa接口的實(shí)現(xiàn)

固移AAA服務(wù)器之間通過(guò)STa/SWa接口互通，以便實(shí)現(xiàn)3GPP UE在WLAN接入場(chǎng)景下，固移之前認(rèn)證、計(jì)費(fèi)信息的交互。

3GPP移動(dòng)終端在通過(guò)WLAN接入時(shí)，需要通過(guò)其3GPP的歸屬核心網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行認(rèn)證?；ネ軜?gòu)應(yīng)支持WLAN作為3GPP核心網(wǎng)絡(luò)的信任或非信任網(wǎng)絡(luò)情況下的兩種不同的認(rèn)證方式，并支持流量卸載情況下的計(jì)費(fèi)信息交互。

·信任模式下，由固定寬帶網(wǎng)絡(luò)完成接入控制，包括接入認(rèn)證和資源使用，并將認(rèn)證信令通過(guò)代理方式送回歸屬的3GPP AAA/HSS服務(wù)器。因此，固網(wǎng)網(wǎng)關(guān)必須支持EAP-AKA/SIM代理。

·非信任模式下，終端的認(rèn)證信令通過(guò)IPSec隧道直接到達(dá)3GPP核心網(wǎng)絡(luò)中的EPDG，而對(duì)固網(wǎng)段不可見(jiàn)，在IPSec隧道建立的同時(shí)完成認(rèn)證。因此，對(duì)固網(wǎng)段沒(méi)有特別的要求。

當(dāng)流量在固定寬帶網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行非無(wú)縫的WLAN卸載（NSWO）時(shí)，固定寬帶網(wǎng)絡(luò)搜集到每個(gè)移動(dòng)終端的用戶(hù)計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)（即BNG能夠識(shí)別每個(gè)3GPP UE的流量），并通過(guò)SWa/STa接口周期性地向3GPP網(wǎng)絡(luò)報(bào)告。如果在一個(gè)終端上同時(shí)支持路由到EPC網(wǎng)絡(luò)的流量和NSWO流量，則固定網(wǎng)絡(luò)需要將這兩類(lèi)流量的計(jì)費(fèi)信息區(qū)別開(kāi)來(lái)。

（3）固移互通QoS策略交互

固移策略控制設(shè)備通過(guò)S9a接口進(jìn)行QoS參數(shù)的協(xié)商，將3GPP的QoS參數(shù)/屬性映射為固定接入網(wǎng)識(shí)別的QoS參數(shù)。3GPP定義的QoS規(guī)則包括4類(lèi)參數(shù)：QoS等級(jí)標(biāo)識(shí) （QCI）、分配和 保留優(yōu)先級(jí) （ARP）、可保證 速 率（GBR）、最大速率（MBR）。固定寬帶網(wǎng)絡(luò)根據(jù)所采用的底層技術(shù)，通過(guò)DSCP、EXP Bit、P-Bit標(biāo)識(shí)QoS。兩者之間的映射和取值應(yīng)根據(jù)運(yùn)營(yíng)商的SLA決定。表1給出了LTE QCI與DSCP映射的一個(gè)示例。

5 融合架構(gòu)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

在融合架構(gòu)中，用一套統(tǒng)一的策略控制設(shè)備同時(shí)控制固定網(wǎng)關(guān)和移動(dòng)網(wǎng)關(guān)，融合策略控制設(shè)備需要支持不同的接口，以便與各類(lèi)設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)接。在融合架構(gòu)中，固移策略數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)一、固移認(rèn)證系統(tǒng)和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的交互/融合是策略融合并形成一致用戶(hù)體驗(yàn)的基礎(chǔ)，融合架構(gòu)如圖3所示。

表1 LTE QCI與DSCP的標(biāo)記映射

圖3 固移策略控制系統(tǒng)融合架構(gòu)

由于PCC架構(gòu)定義相對(duì)完備，3GPP和BBF計(jì)劃以PCRF為融合策略控制設(shè)備的基礎(chǔ)，通過(guò)其擴(kuò)展統(tǒng)一控制固網(wǎng)。未來(lái)，融合策略控制設(shè)備將基于統(tǒng)一平臺(tái)、統(tǒng)一接口（南北向均為Diameter）實(shí)現(xiàn)融合控制。

另外，在融合架構(gòu)中，部署在網(wǎng)關(guān)層面的DPI感知設(shè)備/模塊（對(duì)應(yīng)于3GPP定義的TDF實(shí)體及固網(wǎng)中BRAS內(nèi)置的DPI板卡）作為執(zhí)行實(shí)體，用于實(shí)現(xiàn)基于應(yīng)用層觸發(fā)條件的策略執(zhí)行。

融合策略控制系統(tǒng)的發(fā)展是一個(gè)分階段的發(fā)展過(guò)程。

第一階段是設(shè)備的簡(jiǎn)單加合，是指固定、移動(dòng)策略控制系統(tǒng)在設(shè)備形態(tài)上的融合，即放在同一款物理設(shè)備中的不同模塊。在此階段，設(shè)備接口無(wú)需重新定義，融合設(shè)備分別沿用現(xiàn)有的固移策略接口，即對(duì)于PGW，采用基于Diameter的Rx接口；對(duì)于BRAS，采用基于RADIUS/COA或COPS的Re接口。第二階段是平臺(tái)融合，是指PCRF作為融合策略控制設(shè)備，擴(kuò)展控制固網(wǎng)設(shè)備。在此階段，PCRF擴(kuò)展支持固網(wǎng)策略控制；PCRF與BRAS的接口由RADIUS變?yōu)镈iameter。

6 基于固移融合策略控制的FMC應(yīng)用展望

融合策略控制的目的是通過(guò)固定網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)策略控制的協(xié)同，使用戶(hù)在通過(guò)各種方式接入時(shí)，運(yùn)營(yíng)商都能夠靈活地實(shí)施包括QoS、優(yōu)選接入、融合計(jì)費(fèi)、統(tǒng)一呈現(xiàn)等在內(nèi)的FMC策略控制，給用戶(hù)一致的服務(wù)體驗(yàn)。這里所說(shuō)的“一致體驗(yàn)”，主要包括以下幾方面。

·應(yīng)用種類(lèi)的一致性，即用戶(hù)訂購(gòu)的應(yīng)用在不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中均可得到相同的服務(wù)。

·應(yīng)用質(zhì)量的一致性，即用戶(hù)的相同終端（多模）在不同接入網(wǎng)絡(luò)之間發(fā)生切換時(shí)，保持應(yīng)用的連續(xù)性以及一致的質(zhì)量和計(jì)費(fèi)策略。

·終端切換的一致性，即同一用戶(hù)的不同終端在不同接入網(wǎng)絡(luò)之間發(fā)生切換時(shí)，保持應(yīng)用的連續(xù)性以及一致的質(zhì)量和計(jì)費(fèi)策略。

下面給出了融合策略控制場(chǎng)景下可能的應(yīng)用案例。

用戶(hù)案例1：一致的家長(zhǎng)控制和個(gè)人防火墻的服務(wù)。孩子無(wú)論是攜帶移動(dòng)終端出門(mén)在外，還是通過(guò)電腦接入家里的寬帶網(wǎng)絡(luò)，在使用運(yùn)營(yíng)商提供的家長(zhǎng)控制和個(gè)人防火墻應(yīng)用時(shí)，都能夠得到同樣的安全服務(wù)和信息過(guò)濾。

用戶(hù)案例2：視頻的連續(xù)性切換和融合計(jì)費(fèi)。用戶(hù)在公車(chē)上通過(guò)LTE網(wǎng)絡(luò)用筆記本觀看互聯(lián)網(wǎng)電視節(jié)目，到家以后，終端檢測(cè)到連接到固定寬帶網(wǎng)絡(luò)的Wi-Fi信號(hào)，則自動(dòng)切換IP地址連接到有線寬帶網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)同一終端繼續(xù)觀看同樣的電視節(jié)目，在帶寬/用戶(hù)定義的策略、網(wǎng)絡(luò)策略和QoS設(shè)置允許的情況下可能效果更好，且按照不同的接入網(wǎng)絡(luò)實(shí)施既定的計(jì)費(fèi)策略。

用戶(hù)案例3：不同終端之間的應(yīng)用移動(dòng)性。用戶(hù)在室外通過(guò)iPad觀看互聯(lián)網(wǎng)視頻，回家后則使用連接到固定家庭網(wǎng)絡(luò)的機(jī)頂盒設(shè)備，媒體流從移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)接入的iPad轉(zhuǎn)移到家庭網(wǎng)絡(luò)接入的大屏幕電視機(jī)，節(jié)目可保持連續(xù)性。切換后為用戶(hù)分配的帶寬更高，以保證大屏幕的效果。

7 結(jié)束語(yǔ)

融合策略控制系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)資源統(tǒng)一控制和新融合業(yè)務(wù)催生的關(guān)鍵元素，在下一代網(wǎng)絡(luò)中起到舉足輕重的作用。但從標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程和設(shè)備發(fā)展情況來(lái)看，融合策略控制系統(tǒng)在現(xiàn)網(wǎng)上的部署還有較長(zhǎng)的一段路要走。后續(xù)融合策略控制系統(tǒng)的研究應(yīng)從多應(yīng)用需求著眼，尋求實(shí)用、簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)部署解決方案。

1 3GPP TS 23.203.Policy and Charing Control Architecture,2010

2 BBF WT-134.Broadband Policy Control Framework(BPCF),2012

3 3GPP TS 23.139 V11.2.0.3GPP System-Fixed Broadband Aaccess Network Interworking,2012

4 BBF TR-203.Interworking between Next Generation Fixed and 3GPP Wireless Networks,2012

5 TS 29.215 V11.5.0.Policy and Charging Control(PCC)over S9 Reference Point,2012