IMS計(jì)費(fèi)部署及關(guān)鍵問題研究

梁朝霞，邱 蕓，馬金蘭

(1.中國電信股份有限公司上海研究院 上海200122；2.中國電信股份有限公司廣東研究院 廣州510630)

1 引言

作為業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，IMS網(wǎng)絡(luò)提供多種接入方式，為固定、移動、寬帶用戶提供多媒體業(yè)務(wù)和跨網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)融合。為實(shí)現(xiàn)對IMS復(fù)雜業(yè)務(wù)的靈活計(jì)費(fèi)，IMS采用了計(jì)費(fèi)點(diǎn)分散在不同網(wǎng)元的計(jì)費(fèi)體系，利用對各網(wǎng)元進(jìn)行計(jì)費(fèi)關(guān)聯(lián)實(shí)現(xiàn)靈活的業(yè)務(wù)計(jì)費(fèi)策略。由于IMS網(wǎng)絡(luò)采用了新的計(jì)費(fèi)機(jī)制，使得IMS網(wǎng)絡(luò)需要著重考慮計(jì)費(fèi)架構(gòu)的部署，并對部署中出現(xiàn)的關(guān)鍵和難點(diǎn)問題加以解決，如ASN.1話單格式提取、通話類型判斷、漫游規(guī)則、計(jì)費(fèi)關(guān)聯(lián)、分組流量剔除等。此外，后端計(jì)費(fèi)系統(tǒng)也需要根據(jù)IMS計(jì)費(fèi)新特性作出相應(yīng)的配合。為推動IMS網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)的部署及建設(shè)，計(jì)費(fèi)是重要關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

2 IMS計(jì)費(fèi)部署架構(gòu)

IMS網(wǎng)絡(luò)提供離線計(jì)費(fèi)和在線計(jì)費(fèi)兩種計(jì)費(fèi)方式，兩種方式采用不同的計(jì)費(fèi)點(diǎn)。IMS的計(jì)費(fèi)點(diǎn)分散在不同IMS的網(wǎng)元實(shí)體上，不同網(wǎng)元提供的計(jì)費(fèi)信息有部分信息是重復(fù)的，還有部分信息為自身獨(dú)有內(nèi)容。這些網(wǎng)元既各自提供計(jì)費(fèi)信息，又互為補(bǔ)充，因此，在IMS網(wǎng)絡(luò)實(shí)際部署中，需要選取關(guān)鍵的計(jì)費(fèi)點(diǎn)來采集計(jì)費(fèi)信息，以滿足IMS業(yè)務(wù)的計(jì)費(fèi)要求。

IMS離線計(jì)費(fèi)主要在會話后收集計(jì)費(fèi)信息，而且計(jì)費(fèi)系統(tǒng)不會實(shí)時影響所使用服務(wù)的計(jì)費(fèi)過程。從IMS網(wǎng)元所提供的計(jì)費(fèi)信息來看，提取AS、P-CSCF、S-CSCF、MGCF等4個網(wǎng)元的話單內(nèi)容，就可以基本涵蓋IMS業(yè)務(wù)的所有計(jì)費(fèi)信息，各網(wǎng)元話單的作用分別如下。

·SIPAS話單提供IMS業(yè)務(wù)的詳細(xì)計(jì)費(fèi)。對于信任域內(nèi)的AS設(shè)備，IMS業(yè)務(wù)可以將AS話單當(dāng)做計(jì)費(fèi)的主要依據(jù)。對于非信任域的第三方AS設(shè)備則由ISMP管理平臺來代理業(yè)務(wù)的計(jì)費(fèi)。

·P-CSCF話單為用戶接入地的話單，用于IMS用戶

漫游/游牧的計(jì)費(fèi)結(jié)算。

·MGCF作為與其他電話網(wǎng)互通的關(guān)口局時，MGCF話單用于網(wǎng)間的計(jì)費(fèi)結(jié)算，另外，當(dāng)MGCF提供PBX中繼接入時，還可生成PBX中繼話單。

·由于目前IMS主要廠商都采用MMTel AS作為所有IMS會話業(yè)務(wù)必經(jīng)的AS，因此，S-CSCF話單不需要作為基本業(yè)務(wù)的計(jì)費(fèi)依據(jù)，而是作為IMS業(yè)務(wù)提供話單關(guān)聯(lián)、話單校驗(yàn)、AS異常時話務(wù)放通計(jì)費(fèi)的重要依據(jù)。

IMS在線計(jì)費(fèi)指的是計(jì)費(fèi)系統(tǒng)通過在線計(jì)費(fèi)系統(tǒng)(OCS)收集IMS實(shí)體產(chǎn)生的計(jì)費(fèi)信息，IMS在線計(jì)費(fèi)與OCS交互的IMS網(wǎng)元實(shí)體為SIPAS。S-CSCF通過I-GWF也可與OCS交互，但由于MMTel AS為IMS會話業(yè)務(wù)必經(jīng)的AS，可以取代S-CSCF與OCS進(jìn)行在線計(jì)費(fèi)。

上面對IMS網(wǎng)元計(jì)費(fèi)能力進(jìn)行了分析，提出了IMS業(yè)務(wù)計(jì)費(fèi)部署架構(gòu)，如圖1所示。其中，各網(wǎng)元通過Rf接口向CCF提供離線計(jì)費(fèi)信息，由CCF合成標(biāo)準(zhǔn)格式的話單，再傳至計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，而SIPAS也可以直接生成離線話單并傳至計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。SIPAS則通過Ro接口與OCS交互實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的在線計(jì)費(fèi)，且Ro接口上需擴(kuò)展IMS業(yè)務(wù)信息，通過AS向OCS發(fā)出的Credit-Control-Request信用控制請求操作中擴(kuò)展IMS-Information業(yè)務(wù)信息，向OCS提供主被叫用戶標(biāo)識、媒體類型、漫游接入地信息、補(bǔ)充業(yè)務(wù)標(biāo)識等業(yè)務(wù)計(jì)費(fèi)信息，使得OCS可以執(zhí)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)計(jì)費(fèi)邏輯，并通過Ro接口回送給SIPAS。

3 IMS業(yè)務(wù)計(jì)費(fèi)流程

（1）離線計(jì)費(fèi)流程

IMS離線計(jì)費(fèi)處理中，要求IMS實(shí)體網(wǎng)元在收到特定SIP消息后能夠向CCF報(bào)告計(jì)費(fèi)信息，報(bào)告是通過發(fā)送diameter accountingrequests(ACR)(start,interim,stop and event)消息實(shí)現(xiàn)的。在成功SIP會話相關(guān)的流程中，IMS實(shí)體網(wǎng)元使用ACR start、interim和stop消息；在不成功SIP會話相關(guān)的流程和非會話流程中，IMS實(shí)體網(wǎng)元使用ACR event消息。

IMS基本呼叫業(yè)務(wù)的計(jì)費(fèi)流程如圖2所示，其中主叫(被叫)用戶歸屬地MMTel AS收到200 OK(INVITE)開始執(zhí)行基本呼叫，同時向CCF發(fā)送ACR(start)觸發(fā)計(jì)費(fèi)過程。主叫(被叫)用戶歸屬地MMTel AS收到BYE結(jié)束會話，同時向CCF發(fā)送ACR(stop)。

（2）在線計(jì)費(fèi)流程

IMS在線計(jì)費(fèi)處理中存在即時事件計(jì)費(fèi)(IEC)、計(jì)費(fèi)單元預(yù)留的事件計(jì)費(fèi)(ECUR)、計(jì)費(fèi)單元預(yù)留的會話計(jì)費(fèi)(SCUR)3種情形。其中，IEC通過Debit Units操作實(shí)現(xiàn)。Debit Units操作可以在提供業(yè)務(wù)之前、過程中或者結(jié)束后進(jìn)行。ECUR、SCUR在Ro接口通過Reserve Units和Debit Units操作實(shí)現(xiàn)。這兩種操作可以在業(yè)務(wù)過程中多次進(jìn)行。如果時間超過預(yù)留有效期，預(yù)留單元沒有被使用，預(yù)留的單元可以在一個合理的時間內(nèi)被返還。這種情況的出現(xiàn)有可能是由于單元預(yù)留和SIP會話被取消或只有單元預(yù)留被取消。

IMS基本呼叫業(yè)務(wù)的在線計(jì)費(fèi)流程如圖3所示，當(dāng)呼叫發(fā)起時，AS發(fā)起計(jì)費(fèi)請求，把呼叫的主被叫信息、業(yè)務(wù)信息發(fā)給OCS，OCS根據(jù)AS發(fā)的業(yè)務(wù)信息判斷用戶賬戶余額是否足夠，是否啟動預(yù)留計(jì)費(fèi)。被叫用戶摘機(jī)后，AS發(fā)送CCR(update)消息更新和OCS交互，OCS進(jìn)行實(shí)時扣費(fèi)。用戶呼叫多分段時，AS和OCS可以發(fā)生多次update交互。呼叫結(jié)束，AS設(shè)備向OCS系統(tǒng)發(fā)送CCR(terminal)，上報(bào)已經(jīng)使用的時間，OCS根據(jù)上報(bào)的CCR進(jìn)行扣費(fèi)。

4 IMS計(jì)費(fèi)問題及分析

4.1 IMS話單分析

與固定格式的傳統(tǒng)話單不同，在3GPP標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中建議IMS話單格式采用支持不定長字段長度的ASN.1格式，而且有些話單字段不能直接反映計(jì)費(fèi)信息，需要計(jì)費(fèi)系統(tǒng)對字段內(nèi)容進(jìn)行截取分析。PSTN話單、CDMA話單與IMS話單的基本字段比較見表1。

通過與PSTN話單、CDMA話單作比較可以看出，IMS話單不能直接向計(jì)費(fèi)系統(tǒng)提供通話類型、通話時長、補(bǔ)充業(yè)務(wù)標(biāo)識、計(jì)費(fèi)號碼、CTX群標(biāo)識、漫游標(biāo)識等內(nèi)容。為此，在實(shí)際應(yīng)用中需要對IMS話單進(jìn)行改進(jìn)，方法包括：在話單中增加相應(yīng)字段，如通話時長、補(bǔ)充業(yè)務(wù)標(biāo)識、計(jì)費(fèi)號碼、CTX群標(biāo)識；由計(jì)費(fèi)系統(tǒng)對字段信息進(jìn)行分析得到相應(yīng)計(jì)費(fèi)信息，如通話類型判斷、漫游/游牧判斷。

（1）通話類型判斷

IMS網(wǎng)絡(luò)中存在多域名、跨省域等用戶之間的呼叫互通，從域名上不能反映用戶本地網(wǎng)所在地信息，計(jì)費(fèi)系統(tǒng)需要根據(jù)呼叫雙方的區(qū)號/H碼來判斷通話類型。對主叫或被叫話單(Role-of-Node字段為0或1)，比較主叫地址List-of-Calling-Party-Address、被叫地址Called-Party-Address的E.164號碼的區(qū)號/H碼，以判斷通話類型是否為本地/長途；而對于前轉(zhuǎn)話單(Role-of-Node字段為4)，比較原被叫地址Requested-Party-Address、被叫地址Called-Party-Address的E.164號碼的區(qū)號/H碼，以判斷通話類型是否為本地/長途。

（2）漫游/游牧判斷

用戶拜訪地計(jì)費(fèi)系統(tǒng)從P-CSCF話單中提取用戶拜訪地漫游話單。用戶拜訪地計(jì)費(fèi)系統(tǒng)先根據(jù)P-CSCF話單的Role-of-Node判定主叫產(chǎn)生話單還是被叫產(chǎn)生話單，再根據(jù)對應(yīng)的主叫或被叫地址所帶的區(qū)號/H碼信息是否為本省區(qū)號/H碼，判定該用戶是否為漫游/游牧到本省的他省用戶，從而提取出用戶拜訪地漫游話單。

用戶歸屬地計(jì)費(fèi)系統(tǒng)則從MMTel AS話單中提取用戶歸屬地漫游話單。用戶歸屬地計(jì)費(fèi)系統(tǒng)先根據(jù)MMTel AS話單的Role-of-Node判定主叫產(chǎn)生話單還是被叫產(chǎn)生話單，然后提取Access-Network-Information字段BAC域名當(dāng)中的BAC所屬地市區(qū)號，并與對應(yīng)的主叫或被叫地址中E.164號碼的區(qū)號/H碼進(jìn)行比較，如果不在同一本地網(wǎng)范圍，則認(rèn)為該用戶為漫游/游牧用戶，從而提取出用戶歸屬地漫游話單。

（3）媒體變更判斷

計(jì)費(fèi)系統(tǒng)需提取話單中會話所用到的List-of-SDPMedia-Components字段的媒體類型列表，如列表中媒體類型出現(xiàn)變化，則認(rèn)為媒體發(fā)生變更，并計(jì)算切換時的媒體響應(yīng)時間戳SIP-Response-Time-Stamp與前面的媒體響應(yīng)時間戳之間的時間差，以獲得媒體變更前的使用時長。同理，也可得到變更后的使用時長。

4.2 計(jì)費(fèi)關(guān)聯(lián)

IMS計(jì)費(fèi)關(guān)聯(lián)是基于IMS計(jì)費(fèi)標(biāo)識ICID來實(shí)現(xiàn)的。對于同一個會話，各個IMS網(wǎng)元使用相同的ICID值，通過惟一的ICID標(biāo)識可以將各網(wǎng)元的話單關(guān)聯(lián)起來。

同時，S-CSCF話單中的Application-Servers-Information字段用于記錄一次呼叫中觸發(fā)的多個業(yè)務(wù)平臺列表，其參數(shù)定義見表2。

表1 PSTN、CDMA與IMS話單的基本字段比較

表2 Application-Servers-Information參數(shù)定義

在計(jì)費(fèi)關(guān)聯(lián)處理時，可以借助S-CSCF話單提供的業(yè)務(wù)平臺列表，找到在同一次會話中的所有關(guān)聯(lián)話單。然后再由計(jì)費(fèi)系統(tǒng)根據(jù)業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)邏輯進(jìn)行計(jì)費(fèi)處理。

4.3 話務(wù)放通

S-CSCF與某AS之間通信中斷，簽約其他業(yè)務(wù)的用戶需要繼續(xù)觸發(fā)其他業(yè)務(wù)處理，未簽約其他業(yè)務(wù)的用戶則直接完成呼叫處理。S-CSCF離線話單應(yīng)該有相應(yīng)異常標(biāo)識與通信異常的AS標(biāo)識，計(jì)費(fèi)系統(tǒng)采用S-CSCF話單做后續(xù)離線計(jì)費(fèi)處理。為IMS網(wǎng)絡(luò)話務(wù)放通下的計(jì)費(fèi)能力在S-CSCF與CCF的Rf接口上增加兩個屬性參數(shù)AVP。

·Application-Servers-State AVP標(biāo)識：用來描述標(biāo)識是

否存在不可用的AS，Enumerated類型，取值為0表示無不可用的AS，取值為1則表示有不可用的AS。

·Application-Servers-Abnormal AVP標(biāo)識：用來描述標(biāo)識用戶簽約的不可用的AS狀態(tài)信息，UTF8String類型，為不可用的AS主機(jī)名(可以多個)，從SIP會話中提取AS的SIPURL填入。

對于在線用戶，OCS應(yīng)該根據(jù)S-CSCF的離線話單進(jìn)行異常話單處理。

4.4 移動分組域流量剔除

IMS網(wǎng)絡(luò)為移動3G用戶終端提供多媒體視頻服務(wù)的同時，由于3G移動終端是從移動分組域接入IMS網(wǎng)絡(luò)的，這些移動終端還將在移動分組域上產(chǎn)生業(yè)務(wù)流量，因此移動分組域需要識別出IMS業(yè)務(wù)流量，并能將其從總的分組域流量中進(jìn)行剔除。

中國電信提出了一種在移動分組域上為IMS業(yè)務(wù)單獨(dú)分配QoS來實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)剔除的方法，該方法采用為IMS業(yè)務(wù)分配QoSprofileId并記錄在UDR當(dāng)中，再由計(jì)費(fèi)系統(tǒng)從分組域UDR中核減出帶特定QoSprofileId的UDR。為實(shí)現(xiàn)該方法，還需要在終端進(jìn)行特殊的QoS協(xié)商參數(shù)配置。另外，如果移動分組域已部署了內(nèi)容計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)CCG，也可以采用擴(kuò)展CCG來支持對IMS業(yè)務(wù)進(jìn)行內(nèi)容計(jì)費(fèi)的方法。該方法是由CCG對移動分組域的流量進(jìn)行代理，并且在CCG上增加對SIP信令消息的協(xié)議解析能力，由CCG對用戶與IMS邊緣接入控制設(shè)備SBC之間信令交互進(jìn)行解析，獲取SIP消息的SDP內(nèi)容攜帶的媒體信息，并建立媒體流量計(jì)費(fèi)規(guī)則，然后匹配到采集的分組流量中，實(shí)現(xiàn)分組域上IMS業(yè)務(wù)與其他分組業(yè)務(wù)的區(qū)分計(jì)費(fèi)，并提交到計(jì)費(fèi)中心進(jìn)行流量剔除。

5 結(jié)束語

計(jì)費(fèi)是運(yùn)營商在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及業(yè)務(wù)實(shí)施中非常關(guān)注的問題。IMS網(wǎng)絡(luò)可以提供復(fù)雜多樣的業(yè)務(wù)，同時也引入了靈活的計(jì)費(fèi)機(jī)制。為適應(yīng)IMS網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和新業(yè)務(wù)的不斷出現(xiàn)，IMS計(jì)費(fèi)體系仍在不斷改進(jìn)，后端計(jì)費(fèi)系統(tǒng)正在迅速調(diào)整以應(yīng)對IMS計(jì)費(fèi)帶來的挑戰(zhàn)。