面对IMS运营环境计费体系的演变

计费体系的新特色

在未来的IMS应用环境，计费体系的变化主要体现在三个方面：第一，普遍的计费关联使计费实体变得越来越复杂；第二，数据、话音等业务的融合提升了对计费模式的要求；第三，随着计费采集点和控制点的急剧增加，计费实体将向网络化转型。

1.计费关联越来越普遍

从起源看，计费关联并不是IMS时代的特有现象，早在2G、2.5G时代，计费关联就已经出现。例如，彩信业务（MMS）采用计次计费，而流量计费（BCF）从GGSN中采集到的是客户所发生的所有流量，GGSN并不能分辨出是由哪类业务产生的流量，其中也包含MMS流量，从精确计费的角度看，必须核减掉MMS流量，否则就会重复计费，于是出现了计费关联。

但是，在IMS时代，计费关联现象变得非常普遍。

首先，由于IMS核心网的控制层与用户层分离，IMS会话管理实体（CSCF）不了解IP连接实体（GGSN等）的业务流量，IP连接实体也不清楚IMS的会话状态。这就需要PDF（PolicyDecisionFunction）和PEP（PolicyEnforcement Point）来实现计费信息的交互，使用IMS的计费标志符（ICID）和GPRS的计费标志符（GCID）的交换，即可实现IMS与GPRS之间的计费关联。

其次，在IMS系统中，计费信息的产生是分散的，各IMS网元节点都会根据自己在会话中的作用和可获得的会话信息产生话单，并将话单通过AAA送到Billing系统（BS），由BS对相关的话单进行关联处理，分别产生用户账单和结算账单。在计费关联的过程中，不仅存在大量计费标识间的互换，还存在大量的计费核减工作。

另外，由于不同实体PDP（PacketDataProtocol）的激活起始时间不尽相同，差距可达毫秒级，因此在收发流量时，不同实体的流量差异最大可达数百字节，而且终端加密、重复收费等环节也都增加了精确计费的难度，使得IMS时代实现精确计费的代价大大提高。

这些都极大地增加了IMS时代计费实体的复杂性。

2.计费模式趋向多样化

话音、数据和视频业务的融合，对计费模式提出了更多要求。从计费的实时性看，IMS计费体系既要支持在线计费（OCS），也要支持离线计费。在线计费要求IMS实体与计费系统实时交互，OCS与用户账户实时交互，控制或监控与服务相关的费用。而离线计费则在会话完成后收集计费信息，计费不会实时影响服务过程。针对不同的业务类型和客户群，这两种计费模式将长期存在。

在线计费根据收费模式可分为立即收费（IEC）和单元预留收费（ECUR）。对于事件计费中能定义清楚每次事件费率（如点一首歌收费2元）的计费场景，通常采用IEC收费模式，直接从用户账号中扣减存款单元，然后授权MRFC（媒体资源功能控制器）、AS向用户提供业务；而对于会话或流量等计费场景，通常采用ECUR收费模式，一次从用户账户中预扣一定的金额，授权MRFC、AS向用户提供业务，当本次金额用完，通话还在继续，然后再预扣一次，通话结束后，没有使用完的预留金额实时返回客户账户。

在线计费又可根据计费类型分为ECF（事件计费）、SCF（会话计费）、BCF（承载计费）。对于事件计费，AS与MGFC通过Ro（Diameter协议）接口向ECF发出计费请求，ECF从用户账户中扣除相应费用后，发出计费应答；对于会话计费，SCF通过ISC（SIP协议）接口从S-CSCF接收到的请求进行计费，从用户账户中预留一定费用后，发送计费应答，控制会话建立；对于承载计费，SGSN、GGSN使用CAP（R7版本统一为Diameter协议）向BCF发出请求，BCF从账户中预留一定费用后，发送计费应答，控制IP流的建立。

离线计费体系的核心包括计费采集功能（CCF）和计费网关功能（CGF）。CCF接收来自IMS实体的计费信息，并对这些信息进行预处理，如关联、合并和过滤不必要的话单，并将运营商的专有信息加到接收到的计费信息之中，之后构建实际的CDR，并以文本的形式传递给计费系统，CCF具备CDR缓存功能；CGF与CCF功能相同，只是CGF仅从SGSN和GGSN接收有效的CDR。离线Billing系统负责话单批价、账务处理和账务管理。

无论对于在线计费还是离线计费，最复杂的仍是计费关联和核减计费过程。

3.计费实体趋向组件化、网络化

IMS的分层设计思想，大大增加了计费的采集点和控制点，涉及到大量的计费信息关联和合并，对此计费系统必须进行"瘦身"行动。"瘦身"后的计费实体，只需要根据业务类型进行最简单的批价和基本优惠处理，而对于交叉优惠、产品组合优惠、封顶赠送优惠等复杂的商业策略，则可交由后续的非实时账务系统来完成。

从发展的角度看，IMS与计费系统的接口将逐渐统一为Diameter协议（文本除外），Diameter协议包中包含了大量的计费信息，为计费标准化提供了物理基础。随着3GPP、OSS/J等标准的逐步成熟和推行，使计费部件的网络化部署成为可能，OCS系统需要计费部件具备网络设备级的稳定性和可靠性。

不论是出于业务或技术的需求，还是协议标准的支撑，计费系统都将逐渐向部件化、组件化的方向演进，与网络侧的结合更为紧密，计费实体更像一个逻辑的网元设备，计费实体趋向于网络化。

计费实体的演进路线

IMS标准经历了一个从理念到完善的演进过程，目前已经推出了R7版本。在这一演进过程中，特别是在从R5版本到R7版本的演进过程中，计费体系已经发展成为IMS定义的六大实体之一，逐步趋于完善、实用。

1.IMSR5的局限性

IMSR5版本发布后，其在计费方面的局限性逐渐凸现出来。首先，CSCF与SCF之间通过ISC（SIP）直接相联，需要添加部件；其次，R5承载计费基于PDPContext，适用于一次PDP承载业务（如消息、游戏、下载），而对于二次PDP承载业务，由于终端数量有限，并且还会占用终端的处理资源和存储资源，因此不适用于二次PDP承载业务；由于PDP不能区别不同类型的IP数据流，因此R5计费也不适用于WLAN、xDSL、Cable等业务接入；此外，PDPContext的激活和去激活会大量增加GPRS或UMTS系统的信令开销，从而大大地增加了业务建立的时延，而且R5计费只支持IPv6。

2.IMSR6的改进点

IMSR6版本引入了FBC（FlowBasedCharging）实体，从而克服了IMS R5在计费方面的许多局限：支持更灵活的业务模式；采用Primary PDP Context承载业务，不再依靠二次PDP Context；比R5中Go+SBLP（Service-Based Local Policy）具有更好的业务适应性；适用于WLAN、xDSL、Cable等接入技术；PDP Context仅针对UMTS和GPRS，IP数据流的概念具有通用性。

FBC实体解决了承载层的计费问题，但它没有解决应用层的计费问题，应用层CDR将在CSCF、AS上产生。Ro/Rf用于向离线计费系统或在线计费系统传送应用层计费数据，包括会话类型、会话的起始/终止时间、业务流的使用信息。

3.IMSR7的演进

在IMSR7版本，FBC进一步发展成PCC（Policy&Charging Control）实体。PCC基于FBC架构，它将R6版本中策略控制功能（PDF）和基于流的计费功能（FBC）合并成一个功能实体，并融合了相关接口。这样做，既提高了通信效率，又降低了业务的建立时延，而且还可以保证对GGSN和TPF（Traffic Plane Function）控制的一致性。

IMSR7版本还引入了新的机制来解决承载与业务的绑定问题。这种机制不同于以往SBLP使用授权令牌（Token）的机制，而是基于流的策略控制，使用数据流模板TFT（包含在PDPContext内），通过IP地址和端口号来识别数据流，其方法与PDF识别IP数据流的方法类似。

迎接BSS的新局面

在IMS时代，计费将向网络侧倾斜，传统的运营支撑系统BSS将向BOMS（BusinessOperationManagementSystem）演进，BSS的重心将向营销、CRM和服务等业务管理和分析转变。结合NGOSS的发展，运营支撑系统将逐渐演变为CRM+Billing体系架构。随着计费向网络侧倾斜，BSS向管理和分析转型，必将逐渐形成"网络＋管理"的IMS全网局面。运营商在完成这些演变之后，即可将精力放在内容管理等层面的开发上，全面向IMS转型。

作者：周胜鹏 来源：通信世界