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IMS中的承载操控和计费操控

本文从3GPP规范角度阐述了IMS承载控制和计费控制的机制,并结合北电关于FBC和实时计费的实现实例,说明了使用基于流计费(FBC)的优越性和重要性,以及策略控制和计费控制的融合趋势。

 1.3GPP R5界说的承载操控和计费操控

  在IMS会话树立时,UE经过SDP协议为实时事务、非实时事务恳求相应的媒体参数(编码计划、媒体类型、带宽等)。IMS会话操控依据用户的个人事务/媒体信息以及所运用的本地战略操控,进行相应媒体参数的授权。所授权的参数回来给用户终端为树立传输承载作资源预留。

  IMS网络与接入网络彼此独立,IMS会话操控并不直接操控传输承载网络的资源分配,这需要在IMS会话层和传输承载层间树立一套交互机制,其结构如图 1 会话层和承载层的交互机制所示:

  ★ IP 承载办理器 (IP BS Manager)

  用规范的IP机制来办理IP承载事务,IP BS在UE中是可选的,在GGSN是有必要的,它经过翻译功用与UMTS承载办理器进行通讯,供给IP承载事务与UMTS承载事务的互通。

  ★ 战略操控功用(PDF)

  PDF选用规范的IP机制完成在承载层中的依据事务的本地战略操控。

  ★ IMS会话层与传输承载层间的联接

  在3GPP R5规范中Go接口用来供给IMS会话层中的PDP与传输承载层中的PEP间的联接,然后完成了本地的QoS战略操控从IMS会话层映射到传输层。在IMS网络中PDF是PDP,GGSN是PEP。

  ★ 翻译/映射功用

  翻译/映射功用供给了不同机制和不同参数间的互通

  ★ UE: UE把IMS会话所授权的媒体参数映射为用于树立承载的PDPC Activation / Modification恳求所带着的QoS参数。

  ★ PDP – PEP: PDP把IMS会话层授权的媒体参数应设为QoS参数发送给PEP,由PEP履行UE所要求的承载资源的操控

  ★ Service-Based Local Policy (SBLP)

  SBLP供给在“ Best Effort”以外更好的QoS的支撑。

  一个经过SBLP进行承载授权的操作进程如图2 承载授权进程所示:

Step 1
★ UE向 CSCF发送SIP信令
★ P-CSCF向PDF转发相关的SDP信息,并指出会话的发起者。P-CSCF从PDF取得授权令牌 (Token)
PDF对IP流进行记载(流标识符、数据速率、QoS类别)并授权。经过SDP参数映射到所授权的IP QoS参数而完成,并经过Go接口传送到GGSN

Step 2
★ UE为承载资源进行PDPC的激活或更改时,有必要履即将SDP参数映射到UMTS QoS参数,作为PDPC中的QoS Profile的内容。PDPC的激活或更改还包含:PDF分配的授权令牌和流标识符(用作绑定信息)
★ 收到UE的PDPC激活或更改恳求,GGSN向PDF恳求授权信息。PDF比较收到的绑定信息和存储得到授权信息,并回来授权决议计划。假如绑定信息被验证是正确的,PDF将承载授权的信息奉告GGSN,包含:与PDPC相关的IP QoS和分组分类器。
★ GGSN将授权的IP QoS映射为UMTS QoS,GGSN将此UMTS QoS与UE PDPC激活或更改所恳求的QoS进行比较,假如在PDF的授权范围内则PDPC激活或更改被承受。
IMS答应所树立的会话包含不同的媒体成分(例如:音频和视频),为了计费的意图一切媒体成分有必要是仅有标识的,而且关于会话中的每个媒体成分进行独自计费。可是R5中的GGSN只能为PDPC发生一个G-CDR,在一个PDPC下不能差异不同媒体成分的事务流,因而:
PDF授权的每一个PDPC用于特定的媒体成分(IP Flow)
★ 不答应同一个Secondary PDPC媒体流的复用
★ 在授权期间,PDF将%&&&&&%ID(IMS Charging ID)传给GGSN,GGSN将GCID(GPRS Charging ID)传给PDF,完成计费相关功用(Charging Correlation)。把IMS会话层的计费信息和承载运用的计费信息绑定在一起。
★ 承载操控和计费操控是针关于GPRS/UMTS 分组域特有的PDP Context,这种机制不适用于其它的接入网络

  2.依据流计费(FBC)

  2.1 R6 界说的FBC

R5的计费办法是针对承载PDP Context的计费,跟着IMS规范和市场需求的开展,其局限性首要表现为:
★ 低带宽、短时长的的承载事务变得越来越重要
★ 例如:Messaging, gaming, Rich call content……
★ 这些事务是不需要第二个PDP Context
3GPP R5计费办法没有差异不同的IP Flow,计费办法不适用于其它接入办法(WLAN、xDSL、Cable…..)
★ 支撑二次PDP Context的终端数量有限,二次PDP Context占用手机终端的处理和存储资源,并缩短电池寿数
★ PDP Context的激活和去激活,会很多添加GPRS/UMTS体系中的信令开支,并添加了事务树立的时延

针对R5计费办法的局限性,R6引进了FBC(flow based charging),其长处表现在:
★ 支撑更灵敏的事务形式
★ 运用依据Primary PDP Context的承载事务,不再依托二次 PDP Context
★ 比Go + SBLP具有更好的事务适应性
★ 适用于其它的网络接入技能
★ PDP context仅针对UMTS/GPRS,IP flow的概念具有通用性

  FBC结构处理了承载层而不是运用层计费问题,运用层CDR将在CSCF、Application Server上发生。Ro/Rf用于向离线计费体系或在线计费体系传送运用层计费数据,包含:会话类型、会话的开始时刻和停止时刻、事务流运用信息。其操作进程如下所示:

Step 1
★ UE向 CSCF发送SIP信令
★ P-CSCF 告诉CRF(Charging Rule Function) 数据流的相关信息 (IP流标识、带宽/速率、QoS类别)
★ CRF向GGSN发送流信息 :IP Flow Detail + Charging Key

Step 2
★ UE敞开承载流 (运用已有PDP C或启用新的PDPC)
FBC要求P-CSCF/PDF或RFC挑选一个Charging Key作为所选用的计费规矩。FBC不需要计费相关(Charging Correlation),由于Charging Key中已包含了影响承载计费的IMS会话信息。GGSN向计费体系 (Offline or Online Charging System)发送IP Flow计费信息和Charging Key。

  2.2FBC的开展方向-PCC(Policy and Charging Control)

  依据FBC的架构来演进,可是不同于R6的FBC,将是对战略操控和计费操控结合起来完成的一个架构:把战略操控功用(PDF)和依据流的计费功用(FBC)合并成一个功用实体PCC(Policy and Charging Control)。战略操控和计费操控在音讯内容上很多是相似或重复的(比方:IP 5-tuple界说、SDP信息),接口的交融不只可以进步通讯功率,下降事务树立时延,还可以确保对GGSN/TPF操控的一致性。

★ 将Go和Gx接口合并为Gx+,分别向GGSN/TPF供给计费规矩和战略操控规矩,Gx接口将比较简单晋级而支撑战略操控功用,称之为依据流的战略操控(FBP)。
★ PCC面向会话层和运用层的接口Gq和Rx合并为Rx+,Gq和Rx接口在功用上很相似,把会话操控层有关IMS会话和媒体参数的信息传递给PCC
★ 引进新的处理计划来处理承载与事务的绑定问题,不同于现有的SBLP运用的授权令牌(token)机制。依据流的战略操控将运用数据流模板TFT(TFT包含在PDP Context内),TFT经过IP地址和端口号辨认流,其办法与CRF/PDF辨认IP流的办法相似。

  3.北电依据FBC的实时计费


图 5 北电依据FBC的实时计费计划图

  5 北电依据FBC的实时计费计划:

  北电的依据FBC的实时计费计划已布置于GPRS/UMTS网络,并可滑润过渡到支撑IMS的实时计费功用。关于GPRS/UMTS网络。GGSN 经过预先装备的过滤器,过滤剖析用户的上下行数据包。

  经过内容过滤功用,GGSN关于特定的IP流树立分组分类器和相应的Content ID。当GGSN 得出用户的上下行数据流的特点时(由Content ID进行标识), GGSN 便会向在线计费系(Online Charging System – OCS,一般坐落BOSS体系),提出相关事务信誉额度的恳求,OCS从用户的帐户中预留出恰当的金额,并把相应的资源数量(时长或数据流量)回来GGSN,当资源竭尽或事务停止,GGSN将耗费的资源数量告诉OCS,OCS扣除相应的金额。依据3GPP 的规矩,GGSN 和OCS 间应经过DIAMETER CC 协议来互通。GGSN 上的依据内容计费功用完成了3GPP 23.125 规范中界说的话务平面功用(TPF-Traffic Plane Function)。

  事实上依据GPRS/UMTS的FBC计划,便是IMS中的依据FBC的承载计费功用(BCF),首要的差异在于IP flow信息的取得办法:
★ GPRS/UMTS计划:IP Flow的信息来源于GGSN预置的内容过滤规矩,这种静态的过滤规矩可以满意GPRS/UMTS的分组事务需求
★ IMS计划:IP Flow的信息来源于CRF向GGSN/TPF发送的Charging Key,这是一种动态规矩,在会话树立时,由PDF/CRF创立并保存流标识符,GGSN/TPF依据流标识符树立分组分类器和Content ID

  北电的GGSN现已支撑R6界说的话务平面功用(TPF),只需添加Gx接口,就可以滑润的支撑IMS依据FBC的实时计费:
★ 契合3GPP R6关于FBC的相关规范
★ 简化QoS战略操控和计费操控的完成,契合3GPP R7的PCC (Policy and Charging Control)的开展方向
★ %&&&&&%/CRF交融为Policy Server,它与GGSN间的接口为Gx+接口,协议选用Diameter
★ Gq/Rx接口合二为一,并选用Diameter协议
★ 供给拜访GGSN的QoS操控功用
★ 战略操控、流量整形、 优先级、 DiffServ…(北电)

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