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IMS系統中PCC架構及引入
IMS具有分布式、接入無(wú)關(guān)性、有標準開(kāi)放的業(yè)務(wù)控制接口等特點(diǎn)，為下代網(wǎng)絡(luò )融合演進(jìn)的核心技術(shù)，PCC架構適于基于QoS及帶寬的策略控制和基于流的計費。同時(shí)可為異構網(wǎng)絡(luò )下實(shí)現策略與計費控制的實(shí)現提供了可能，為基于IMS架構的FMC提供了實(shí)現方案。
1 關(guān)鍵技術(shù)研究
1.1 IMS系統計費策略研究
R5版本中提出IMS架構后經(jīng)過(guò)了R6、R7版本的發(fā)展。IMS實(shí)體分為六種主要類(lèi)型：會(huì )話(huà)管理和路由類(lèi)、數據庫、網(wǎng)間配合元素、服務(wù)、策略支撐實(shí)體和計費。計費系統是IMS網(wǎng)絡(luò )重要組成部分，是其六大實(shí)體之一。無(wú)論是離線(xiàn)計費還是在線(xiàn)計費都有眾多的網(wǎng)元產(chǎn)生計費信息，一項業(yè)務(wù)會(huì )在多個(gè)網(wǎng)元產(chǎn)生計費信息。
IMS計費系統中涉及到的主要接口有：Rf、Ro、Bx參考點(diǎn)。其中Rf、Ro參考點(diǎn)采用Diameter協(xié)議，Rf用于收集來(lái)自IMS各個(gè)網(wǎng)元產(chǎn)生的離線(xiàn)計費數據;Ro用于收集來(lái)自IMS網(wǎng)元中生的在線(xiàn)計費數據;Bx接口采用FTP協(xié)議，用于將CDR數據傳送給計費系統。從PCC架構對于計費控制方面的需求看，計費向網(wǎng)絡(luò )側遷移是有必要的。主要體現在下面三個(gè)方面：
(1)基于內容的計費需要計費向網(wǎng)絡(luò )側遷移。SIP-AS、P-CSCF提供給PCRF的業(yè)務(wù)內容、編碼格式等信息的獲取有利于PCRF參與到計費控制中來(lái)，完成基于內容以及基于A(yíng)S提供業(yè)務(wù)采用的不同編碼格式等來(lái)進(jìn)行計費�；赒oS的計費需要計費向網(wǎng)絡(luò )側遷移。在PCEF的承載控制層面完成的承載控制是以由PCRF提供的或由PCEF預置QoS信息�？梢愿鶕@些網(wǎng)絡(luò )信息以及SPR提供的簽約信息完成基于QoS的計費。
(2)融合計費也需要計費向網(wǎng)絡(luò )側遷移。各種模式的融合計費需要計費向網(wǎng)絡(luò )側遷移，計費系統關(guān)聯(lián)和核減只在計費系統處理的模式不適應融合計費的需求。
(3)異構網(wǎng)絡(luò )下的計費需要計費向網(wǎng)絡(luò )側遷移。未來(lái)基于PCC架構的移動(dòng)通信網(wǎng)與基于RACS架構的固定通信網(wǎng)之間進(jìn)行融合計費時(shí)，計費向網(wǎng)絡(luò )側遷移這種模式使這兩種不同通信網(wǎng)之間完成計費控制成為可能。
基于IMS網(wǎng)絡(luò )和PCC架構的特性分析，在IMS網(wǎng)絡(luò )中提出一種模型用于在網(wǎng)絡(luò )側實(shí)施計費控制，該方案的主要設計思想如下：
(1)在A(yíng)F/P-CSCF側由運營(yíng)商預置提供的業(yè)務(wù)種類(lèi)信息，這個(gè)信息可以由PCRF通過(guò)Rx接口獲得，用于基于業(yè)務(wù)的計費和在PCRF中生成對于不同業(yè)務(wù)的PCC規則，該信息包括QCI、MBR、GBR等，用于提供按不同業(yè)務(wù)來(lái)計費的信息;同時(shí)由PCRF提供給PCEF的IP-CAN承載和應用級的計費標識符信息也可以通過(guò)Rx提供給AF，由AF完成有關(guān)基于業(yè)務(wù)或者基于承載類(lèi)型的計費。
(2)通過(guò)PCRF與SPR的交互獲得用戶(hù)的簽約信息，同時(shí)與PCEF進(jìn)行交互進(jìn)行計費控制。
(3)將QCI信息映射成3G QoS信息，同時(shí)用于基于不同的QoS來(lái)計費。這部分也包括提供的不同寬帶基于用戶(hù)的簽約等級類(lèi)型，也可以基于這些混合條件完成計費控制。
(4)由PCRF來(lái)生成基于每個(gè)業(yè)務(wù)數據流的計費信息，完成對于每個(gè)業(yè)務(wù)數據流的計費。
1.2 IMS網(wǎng)絡(luò )PCC架構研究
基于PCC架構以及各網(wǎng)元功能及它們之間接口傳遞的信息，結合對SIP、Diameter、SDP協(xié)議的研究，提出了一種用于實(shí)現PCRF功能的架構模型。包括Diameter適配器、接入授權管理模塊、PCC規則生成模塊、承載控制模塊構成。
(1)Diameter適配器負責與AF/PCEF之間進(jìn)行通信：接收AF的會(huì )話(huà)建立、修改、撤銷(xiāo)請求并將Diameter消息解碼成PCRF的應用數據，并將請求消息傳遞給接入授權管理模塊。完成PCEF與承載控制模塊之間的雙向通信。通過(guò)Diameter適配器完成對于PCEF的網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)監控、PCC規則下發(fā)等功能;同時(shí)PCEF通過(guò)Diameter適配器可以發(fā)送承載建立、修改、撤銷(xiāo)請求，向承載管理模塊報送PCEF資源使用情況信息以及PCC規則的執行情況信息。
(2)接入授權管理模塊負責處理來(lái)自Rx接口的AF會(huì )話(huà)建立、修改、撤銷(xiāo)請求消息，檢查請求消息的合法性，完成對SPR的查詢(xún)。同時(shí)SPR中信息有修改的情況，將及時(shí)通知接入授權管理模塊。在會(huì )話(huà)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，向AF發(fā)送重新授權請求、中斷會(huì )話(huà)請求。
(3)PCC規則生成模塊主要的功能是生成PCC規則�？赏瓿膳c接入授權管理模塊以及承載控制模塊的通訊、計費規則生成、策略規則生成、業(yè)務(wù)數據流檢測信息生成。
(4)承載控制模塊負責當IMS會(huì )話(huà)跨越多個(gè)IMS管理域或穿越IP骨干網(wǎng)時(shí)，提供代理功能與其他PCRF進(jìn)行QoS資源協(xié)商，為會(huì )話(huà)提供全網(wǎng)統一的QoS保證服務(wù);并監控本管理域內網(wǎng)絡(luò )資源的使用狀況，在生成PCC規則前，承載控制模塊根據已經(jīng)承載的業(yè)務(wù)信息計算網(wǎng)絡(luò )可用資源，為接入控制提供接納決策。
2 IMS系統中PCC部署策略
2.1 PCC引入初期
PCC引入初期，由于用戶(hù)業(yè)務(wù)量較小，PCC主要配合市場(chǎng)、營(yíng)銷(xiāo)策略，以發(fā)展客戶(hù)、關(guān)注客戶(hù)體驗、培養客戶(hù)習慣為主。這一階段需要在IMS網(wǎng)絡(luò )中增加PCRF，可考慮新增PCRF與SPR合設;需在PCEF增加Gx接口基本配置，并視網(wǎng)絡(luò )實(shí)際對部分已有GGSN升級以支持PCEF功能。該階段PCRF內只為部分用戶(hù)配置較為基本的用戶(hù)套餐，配置的規則數及處理能力要求較低，可同時(shí)連接多個(gè)PCEF，即按照大區制進(jìn)行部署，同時(shí)考慮到現網(wǎng)SPR具體存儲內容、格式及Sp接口規范等均無(wú)標準定義，故引入初期采用內置SPR方式進(jìn)行，完成差異化策略制定，實(shí)現動(dòng)態(tài)差異化服務(wù)。而PCEF可通過(guò)GGSN設備升級改造或新建解決，具體建議根據廠(chǎng)家情況區別對待，當兩者為同廠(chǎng)家時(shí)，采用現網(wǎng)升級或新建均可，若異廠(chǎng)家部署時(shí)，建議現網(wǎng)升級，減少異廠(chǎng)家對接接口及異廠(chǎng)家設備兼容性問(wèn)題。
2.2 PCC引入后期
PCC引入后期，隨著(zhù)IMS業(yè)務(wù)不斷發(fā)展，規模用戶(hù)啟用PCC規則，用戶(hù)量和業(yè)務(wù)量已經(jīng)達到相當規模，這時(shí)考慮一個(gè)大區內新建多個(gè)PCRF負荷分擔，并通過(guò)引入DRA來(lái)完成PCRF的發(fā)現和選擇，并考慮采用獨立SPR或UDC架構完成用戶(hù)數據存儲功能。
PCRF通過(guò)DRA與多個(gè)區域的PCEF進(jìn)行連接，DRA在這里作為一個(gè)關(guān)鍵系統管理和路由功能實(shí)體，通過(guò)Diameter接口傳遞了大量來(lái)自于PCRF的信息。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )中，DRA負責同一用戶(hù)的不同承載或PDP上下文只使用一個(gè)PCRF，對狀態(tài)、配額管理以及整個(gè)承載管理進(jìn)行關(guān)聯(lián)。對于IMS或使用Rx接口實(shí)現互聯(lián)的應用功能，DRA將AF請求路由到正確的PCRF處理實(shí)體，以保證正確地處理和確認應用QoS/計費請求。該階段SPR的設置應考慮與其他用戶(hù)數據存儲網(wǎng)元融合，統一在UDC架構內。
以拜訪(fǎng)網(wǎng)絡(luò )中的PCEF尋找最佳路由為例，歸屬網(wǎng)絡(luò )中的PCRF與拜訪(fǎng)網(wǎng)絡(luò )中的PCRF之間的參考點(diǎn)需進(jìn)行信息交互。
預先定義的PCC規則，不是漫游協(xié)議的一部分，不能夠被H-PCRF動(dòng)態(tài)激活。也就是說(shuō)：如果在歸屬網(wǎng)絡(luò )中的業(yè)務(wù)數據流動(dòng)態(tài)地激活不包含在漫游協(xié)議中的預定義規則時(shí)，那么這個(gè)業(yè)務(wù)數據流將不得不在拜訪(fǎng)網(wǎng)絡(luò )中使用不同的PCC規則。
2.3 IMS業(yè)務(wù)漫游QoS問(wèn)題
通過(guò)PCC為IMS業(yè)務(wù)配置不同的QoS策略，為IMS語(yǔ)音配置GBR策略。AF通過(guò)Rx接口告知PCRF語(yǔ)音業(yè)務(wù)QoS需求，PCRF生成動(dòng)態(tài)策略下發(fā)PCEF執行。為了避免流量迂回，減少語(yǔ)音接通時(shí)延，漫游場(chǎng)景下，應為IMS業(yè)務(wù)配置單獨的APN，保證IMS業(yè)務(wù)使用拜訪(fǎng)地PGW，此時(shí)使用拜訪(fǎng)地P-CSCF，即AF位于拜訪(fǎng)地。目前IMS業(yè)務(wù)QoS漫游方案比較如表1所示。
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