在線計費系統(tǒng)的架構(gòu)與應(yīng)用

摘 要：隨著通信產(chǎn)業(yè)內(nèi)部競爭的日益激烈，未來的電信業(yè)務(wù)支撐會面臨新的挑戰(zhàn)。消費者的心理進一步成熟，需要更加透明的實時感知和更好消費體驗。對于通信運營商而言，快速響應(yīng)市場要求，準(zhǔn)確的推出新業(yè)務(wù)，預(yù)先占領(lǐng)市場先機，才能贏得更多客戶的青睞，這一切都需要高效靈活的系統(tǒng)支撐。運營商不斷發(fā)展新業(yè)務(wù)增加收入的同時又需要減少因信控不及時而導(dǎo)致的計費收入損失。針對以上兩個重要方面，通信運營商都相繼提出了在線計費系統(tǒng)。本文主要闡述了在線計費系統(tǒng)的發(fā)展歷程、在線計費系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)和功能架構(gòu)以及在線計費系統(tǒng)在中國移動融合計費系統(tǒng)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：在線計費；融合計費；計費引擎

中圖分類號：TP31 文獻標(biāo)識碼：A

Abstract：With the increasingly competition in the communications industry，future telecom business support will face new challenges.Consumer psychology are more mature，we need to be more transparent in real time perception and provide better consumer experience.Fast reaction for the market needs，produce accurate new services，and try to be the first to take the opportunity on the market will win more customers.All these will need high efficient support for the system.While carrier operator producing new services and gain more profit，carrier operator needs to reduce the charging loss due to the latency of the information control.For the above fact，carrier operators launched its online charging system.This paper mainly introduced developing history of the online charging system，the technical structure and function structure，and the application of the OCS in China Mobiles OCS remix.

Keywords：online charging system；charging remix；charging engine

1 引言（Introduction）

隨著市場競爭的日益激烈，中國3G時代的到來，未來的電信業(yè)務(wù)支撐會面臨新的挑戰(zhàn)。消費者的心理進一步成熟，需要更加透明的實時感知和更好消費體驗。運營商在激烈的競爭中需要降低管理的復(fù)雜度，降低長期運營成本，并嚴(yán)格控制運營風(fēng)險。以發(fā)展價值鏈的角度來講，未來業(yè)務(wù)長價值鏈趨勢，將會出現(xiàn)越來越多高成本的服務(wù)提供，在未來競爭中價值鏈的影響力會越來越大。通過OCS來支撐未來業(yè)務(wù)發(fā)展，再而發(fā)展壯大OCS的影響力和功能面能幫助運營商在4G時代的競爭中占的先機。

中國移動未來在線計費系統(tǒng)，其總體架構(gòu)必須能夠滿足以下要求：

支持移動3G業(yè)務(wù)融合業(yè)務(wù)同現(xiàn)與現(xiàn)狀（多網(wǎng)絡(luò)、多種業(yè)務(wù)平臺）所造成的跨網(wǎng)絡(luò)和平臺的計費要求。

2 在線計費的演進歷程（Evolution history of the OCS）

OCS是3GPP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中最重要的組成部分之一。為更好地指導(dǎo)3G環(huán)境下計費支撐體系的建設(shè)，3GPP組織在32.815提出了在線計費系統(tǒng)（OCS）的參考結(jié)構(gòu)，給出了具有開放性和通用性的實時計費系統(tǒng)框架，支持基于承載、會話和內(nèi)容事件的統(tǒng)一計費。這一框架將設(shè)備的話務(wù)控制功能與計費功能相分離，并建立了計費體制與會話/服務(wù)控制的直接交互，使計費完全參與到服務(wù)的使用過程中，用戶邊使用業(yè)務(wù)，OCS系統(tǒng)邊計費。在這樣的體系下，既可以利用獨立計費系統(tǒng)的強大能力以提供接近于準(zhǔn)實時計費系統(tǒng)的靈活性，又可以利用參與使用過程的實時特性，將欠費成本降到最低。

3GPP Release5[1]中提出OCS的概念，OCS負(fù)責(zé)IMS進行在線計費控制。

OCS在Release6中采用IETF Diameter協(xié)議，并且增加話務(wù)平面控制，以及無線局域網(wǎng)絡(luò)WLAN等的在線計費控制。

在Release7中提出基于流的策略計費控制（PCC），以O(shè)CS實現(xiàn)OMA業(yè)務(wù)應(yīng)用的計費。

Release8支持在線計費關(guān)聯(lián)。3GPP2、TISPAN等業(yè)界組織廣泛采用OCS架構(gòu)。

3 在線計費系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)（Technical structure of

the OCS）

采用分層設(shè)計，將特定功能域的模塊分組后包裝，形成特定技術(shù)架構(gòu)層。同屬技術(shù)架構(gòu)層內(nèi)的模塊使用技術(shù)相近，穩(wěn)定性要求相近，處理性能要求相近，對外接口技術(shù)相近。

技術(shù)架構(gòu)層次化，使得系統(tǒng)內(nèi)部功能更加靈活，更加貼近IT系統(tǒng)多變和人性化、業(yè)務(wù)化的要求。層次化技術(shù)架構(gòu)同樣使得系統(tǒng)外部接口更加穩(wěn)定高效，更貼近CT系統(tǒng)穩(wěn)定化要求，如圖1所示。

自下而上由網(wǎng)元的CT架構(gòu)要求過渡到IT系統(tǒng)架構(gòu)要求，每個子層內(nèi)將應(yīng)用細(xì)分為會話層、表示層和應(yīng)用層，會話層完成連接接入管理和進程/線程管理，表示層實現(xiàn)原始數(shù)據(jù)的翻譯和解釋，提供應(yīng)用層足夠的業(yè)務(wù)信息，用層實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯。

整體技術(shù)架構(gòu)分為：網(wǎng)元接口層、業(yè)務(wù)實現(xiàn)層[2]、數(shù)據(jù)管理層、系統(tǒng)管理層。

（1）網(wǎng)元接口層

①實現(xiàn)對網(wǎng)元側(cè)數(shù)據(jù)的接入維護和管理。

②實現(xiàn)接入數(shù)據(jù)規(guī)整、檢錯和格式化處理。

③對數(shù)據(jù)唯一性提供保障。

④對在線接入消息Request/Answer完整性提供保障。

⑤不在通用網(wǎng)元接口部分區(qū)分SB/EB計費。

（2）業(yè)務(wù)實現(xiàn)層

①實現(xiàn)計費、賬務(wù)和相關(guān)的處理功能。

②區(qū)分EB/SB計費，建立并維護會話過程。

③提供系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控和維護能力。

④具備數(shù)據(jù)合成能力，對外提供詳單、賬單等數(shù)據(jù)。

（3）數(shù)據(jù)管理層

①系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)同步、異步傳輸。

②實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)同步能力。

③實現(xiàn)定期全量的數(shù)據(jù)同步和稽核，并提供文件交換能力。

④為系統(tǒng)提供所需數(shù)據(jù)的物理存儲管理。包括關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)文件、內(nèi)存型數(shù)據(jù)等。

（4）系統(tǒng)管理層

實現(xiàn)對系統(tǒng)運行狀況的監(jiān)控與告警、日常例行維護數(shù)據(jù)的收集、參數(shù)管理等。

4 在線計費系統(tǒng)業(yè)務(wù)架構(gòu)（Service structure of the OCS）

（1）通用接口：通用接口包含網(wǎng)絡(luò)接口、協(xié)議轉(zhuǎn)換、會話管理、異常處理、路由分發(fā)、離線傳輸、協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)。

（2）網(wǎng)絡(luò)接口：可恢復(fù)的數(shù)據(jù)接入功能。網(wǎng)絡(luò)接口可以作為客戶端也可以作為服務(wù)端接入。在網(wǎng)絡(luò)接口層將系統(tǒng)是Server還是Client屏蔽，對后續(xù)應(yīng)用而言，所有接入請求都是由網(wǎng)絡(luò)接口的IO獲取。一致的網(wǎng)絡(luò)接口層使通用接口將業(yè)務(wù)需求和后續(xù)的功能實現(xiàn)剝離開。

a.支持TCP/UDP連接。

b.支持前端最大接入數(shù)限制，支持接入IP地址校驗。

c.支持短連接模式和長連接模式，轉(zhuǎn)換后對內(nèi)部應(yīng)用，統(tǒng)一采用長連接模式。

d.對Socket連接支持最長阻塞時間、接收/發(fā)送緩沖隊列長度，支持配置設(shè)定和動態(tài)調(diào)整。

e.網(wǎng)絡(luò)接口層參數(shù)支持動態(tài)加載和刷新。

（3）協(xié)議轉(zhuǎn)換：接口接入的原始數(shù)據(jù)，根據(jù)相應(yīng)的協(xié)議進行有效數(shù)據(jù)抽取和數(shù)據(jù)加強。

（4）會話管理：對會話型和事件型的交互過程，實施會話生命周期的管理。

（5）異常處理：定義接口程序在異常情況下，超時、擁塞、過載對應(yīng)不同的應(yīng)對策略和策略管理。

（6）路由分發(fā)：實現(xiàn)內(nèi)部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分發(fā)，達(dá)到負(fù)載均衡和冗余分發(fā)能力。

（7）離線傳輸：采用標(biāo)準(zhǔn)的FTP協(xié)議，提供FTP方式的外部離線數(shù)據(jù)傳輸。

（8）協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)：對不屬于在線計費系統(tǒng)的而協(xié)議請求，根據(jù)路由信息進行協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)。

（9）計費控制[3]：實現(xiàn)對在線計費接收到的計費請求進行會話管理，并協(xié)調(diào)計費引擎、余額管理中心，完成計費及余額更新操作等功能。

（10）批價處理：采用零件和優(yōu)惠語法樹的處理方式，零件的參數(shù)配置靈活，可實現(xiàn)各種業(yè)務(wù)和各種計費對象的計費。

（11）賬務(wù)處理：賬務(wù)處理包含前向賬務(wù)優(yōu)惠、固費計算、累積量管理。

（12）賬務(wù)優(yōu)惠：根據(jù)賬務(wù)處理規(guī)則對客戶產(chǎn)生的費用進行優(yōu)惠處理，并生成相應(yīng)的賬務(wù)處理記錄。在賬務(wù)處理做的優(yōu)惠，需要對數(shù)據(jù)中心的余額表做優(yōu)惠補款。

（13）固費計算：據(jù)產(chǎn)品訂購資料生成周期性費用，并發(fā)起扣費請求給余額管理。

（14）累積量管理：針對賬務(wù)優(yōu)惠的累積量進行管理，賬務(wù)優(yōu)惠依據(jù)此進行前向的累積優(yōu)惠；對異常情況下的補款和累積，由異常處理整理出累積量變更規(guī)則，通過累積量管理進行累積量變更。

（15）賬戶管理：實現(xiàn)用戶余額管理、充值與查詢管理以及賬戶生命周期管理。

（16）計費網(wǎng)關(guān)：計費網(wǎng)關(guān)接收計費控制/賬務(wù)管理發(fā)送過來的DCC格式的話單，轉(zhuǎn)換成FEDX/ASCII格式的話單，并定時定量落地成話單文件。成功生成話單文件則返回計費控制/賬務(wù)管理應(yīng)答成功包；否則返回應(yīng)答錯誤包。

（17）數(shù)據(jù)管理：實現(xiàn)對客戶資料、產(chǎn)品資料等信息從綜合計費賬務(wù)系統(tǒng)的同步和管理，及系統(tǒng)內(nèi)與業(yè)務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)的管理。

（18）用戶通知：根據(jù)用戶使用情況周期性或?qū)崟r向用戶發(fā)送消費使用情況，提升用戶感知。

（19）系統(tǒng)管理：實現(xiàn)包括安全管理、操作維護管理、備份管理、話費查詢、實時信息獲取、實時信息統(tǒng)計等功能。

（20）安全管理：對登錄用戶權(quán)限進行管理，并對登錄用戶的操作軌跡進行記錄并提供查詢。

（21）操作維護管理：實現(xiàn)系統(tǒng)配置管理、故障管理、性能管理、接口管理、報表展現(xiàn)以及SNMP上報等流程。作為獨立監(jiān)控和維護界面，是IT網(wǎng)管系統(tǒng)的外延，作為OCS設(shè)備，也是IT網(wǎng)管的KPI采集點。

（22）備份管理：由系統(tǒng)管理給出圖形化的數(shù)據(jù)備份和批量導(dǎo)出。

（23）話費查詢：查詢用戶實時賬單，展現(xiàn)賬單部分和凍結(jié)部分的展現(xiàn)。

（24）實時信息獲取：對系統(tǒng)運行模塊產(chǎn)生的實時運行狀態(tài)信息進行獲取。

（25）實時信息統(tǒng)計：對獲取的實時信息展現(xiàn)。

5 在線計費系統(tǒng)的應(yīng)用（Application of the OCS）

中國移動根據(jù)3GPP要求以及自身系統(tǒng)實際情況，采用融合計費模式實現(xiàn)對特定業(yè)務(wù)的在線計費，如圖3所示。

采集預(yù)處理中的協(xié)議適配接收來自業(yè)務(wù)控制網(wǎng)元、DCC匯接代理、總部DCC Proxy的在線計費請求消息，將外部多種協(xié)議格式轉(zhuǎn)換成內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)格式，并將轉(zhuǎn)換后的消息提供給融合計費，并將融合計費返回的消息轉(zhuǎn)換協(xié)議后分發(fā)給相應(yīng)的在線計費請求方。

DCC匯接代理模塊負(fù)責(zé)對接入省一個或多個業(yè)務(wù)控制網(wǎng)元（如GGSN等）進行DCC消息的匯接，并判定計費號碼的歸屬地，進行DCC計費消息的轉(zhuǎn)發(fā)。

融合計費的計費預(yù)處理模塊負(fù)責(zé)對在線計費消息進行業(yè)務(wù)識別、業(yè)務(wù)授權(quán)，對服務(wù)使用記錄進行業(yè)務(wù)識別、錯誤檢查和計費排重。并對在線計費消息和服務(wù)使用記錄根據(jù)計費要求進行分揀，將分揀后需要進行在線計費或離線計費的數(shù)據(jù)傳輸給計費引擎。

計費引擎接收計費預(yù)處理分發(fā)的數(shù)據(jù)，根據(jù)計費依據(jù)信息，完成正算和反算。輸出管理根據(jù)計費引擎批價后的服務(wù)使用記錄，生成詳單。

詳單管理接收輸出管理提供的詳單，進行入庫和分發(fā)。

錯單管理模塊對錯單分類，歸總、統(tǒng)計分析，針對每個環(huán)節(jié)的錯單系統(tǒng)提供可控的自動回滾和回收。具體處理流程如圖4所示。

流程的具體說明如下：

（1）網(wǎng)元接口部分接收并解碼出Initial的CCR請求送計費控制。

（2）計費控制建立Session對象，Session對象中保留原始計費要素，如計費號碼、時長等。如果是多業(yè)務(wù)計費，則在Session對象上按照Rating-Group建立計費要素樹。參考平衡二叉樹的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，C++可采用標(biāo)準(zhǔn)模板庫里map模板。

（3）計費控制發(fā)起對參考時長的算費請求。參考時長一般比較長，默認(rèn)為10分鐘。默認(rèn)計費要素為原始計費要素。對多業(yè)務(wù)計費的情況，對每組分別分配參考時長。

（4）計費引擎按照計費控制提供的參考時長進行算費和累積量預(yù)留。

如果默認(rèn)時長內(nèi)費用對象發(fā)生分裂，則返回第一分鐘的費率和1分鐘的參考時長，累積量按照1分鐘預(yù)留；如果默認(rèn)時長內(nèi)費用對象未發(fā)生分裂，則返回計費控制提供的參考時長和費率；對多組的計費計費引擎一次性處理和一次性分組返回，每組返回的策略同上。

對GPRS等業(yè)務(wù)，需要返回費率的時間切換點的，反饋對應(yīng)切換點。

（5）計費請求應(yīng)答，按照請求的分組，提供計費引擎計算分析出的計費要素：長途類型、漫游類型、用戶訂購套餐等等，信控要素包括費率和時長。

（6）根據(jù)計費引擎響應(yīng)更新Session池，新增計費引擎提供的新計費要素，記錄每組業(yè)務(wù)中允許的時長和費率，業(yè)務(wù)變更時間點存在的，需要設(shè)置Validity_time的進行設(shè)置，并提供給Session維護線程以響應(yīng)時間的參考量。

（7）計費引擎按照最小時間片乘以費率，向ABM發(fā)起凍結(jié)方式的扣費預(yù)留請求。

（8）ABM進行分賬、累賬并按照凍結(jié)方式進行余額變更。ABM返回凍結(jié)后狀態(tài)，是否預(yù)留成功和用戶當(dāng)前余額。對套餐中余額賬本影響費率的情況，需要ABM返回給計費控制對應(yīng)費率。

（9）預(yù)留成功時，扣費應(yīng)答提供成功標(biāo)識、可用主資金賬戶余額、變更后的費率；預(yù)留失敗時，扣費應(yīng)答提供失敗標(biāo)識。

（10）計費控制保存扣費響應(yīng)提供的用戶余額、新費率信息。如果存在新費率，則需要將Session對象中的可用時長直接更新為0。否則將可用時長減1分鐘后，反饋鑒權(quán)成功，授權(quán)1分鐘。如果扣費響應(yīng)失敗，計費控制反饋鑒權(quán)失敗，由自動機決定是否生成0時長的Terminal請求給計費引擎；對需要返回費率變更時間的業(yè)務(wù)，同時反饋變更時間。注意，這一步對主資金賬戶可用余額的更新是用戶級的，需要在Session池的散列過程中路過的所有相同MSISDN號碼的主資金賬戶余額都進行更新，以提供后續(xù)Update操作時的參考。

（11）計費控制回送授權(quán)量信息給外部網(wǎng)元接口。

6 結(jié)論（Conclusion）

OCS除了能夠?qū)崿F(xiàn)了靈活實時的計費外，還有助于解決預(yù)后融合計費的難題。OCS具備預(yù)演和快速開發(fā)新業(yè)務(wù)的能力，有效地提高了企業(yè)的核心競爭力。

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作者簡介：

王海燕（1973-），女，碩士，高級工程師.研究領(lǐng)域：移動通信.