1、計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)和內(nèi)容計(jì)費(fèi)的標(biāo)準(zhǔn)化
　　3GPP的R6中正式增加了內(nèi)容計(jì)費(fèi)的功能要求，盡管存在不少技術(shù)難題，但是標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展的速度還是比較快的。
縱觀GPRS/UMTS計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的演進(jìn)，分組網(wǎng)絡(luò)從2G到R99、再到R4/R5都是以離線(xiàn)計(jì)費(fèi)為主，功能沒(méi)有明顯的增強(qiáng)。而在3GPP的R6中，分組網(wǎng)絡(luò)提出了在線(xiàn)計(jì)費(fèi)和內(nèi)容計(jì)費(fèi)兩大功能，因此計(jì)費(fèi)能力大大提高。
　　離線(xiàn)計(jì)費(fèi)一直是分組網(wǎng)絡(luò)采用的主要計(jì)費(fèi)方式。會(huì)話(huà)中和會(huì)話(huà)結(jié)束后，分組網(wǎng)元SGSN和GGSN分別產(chǎn)生計(jì)費(fèi)話(huà)單，經(jīng)過(guò)計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)功能（CGF）發(fā)送給運(yùn)營(yíng)商的后臺(tái)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，CGF的功能是收集、存儲(chǔ)、過(guò)濾話(huà)單并進(jìn)行合并處理。3GPP的R6統(tǒng)一了分組網(wǎng)元與CGF之間的Ga接口、CGF與計(jì)費(fèi)系統(tǒng)之間的Bp接口以及通用的計(jì)費(fèi)話(huà)單參數(shù)。離線(xiàn)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)（Offline Charging System，OFCS）的結(jié)構(gòu)如圖1所示。








圖1　OFCS的結(jié)構(gòu)
　　在線(xiàn)計(jì)費(fèi)為分組網(wǎng)絡(luò)提供了實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)功能，通過(guò)新增的在線(xiàn)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)（Online Charging System，OCS）實(shí)時(shí)控制分組網(wǎng)元的業(yè)務(wù)流程。如果說(shuō)現(xiàn)有的GPRS+CAMEL3是基于SGSN的實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)解決方案，那么3GPP的R6中的在線(xiàn)計(jì)費(fèi)可以看作是基于GGSN的解決方案。GGSN通過(guò)數(shù)據(jù)平面功能（Traffic Plane Function，TPF）實(shí)體與OCS建立統(tǒng)一的在線(xiàn)計(jì)費(fèi)接口，OCS支持運(yùn)營(yíng)商賬戶(hù)系統(tǒng)的交互和管理，包括充值中心和準(zhǔn)實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)賬戶(hù)系統(tǒng)，因此運(yùn)營(yíng)商的賬戶(hù)系統(tǒng)可以對(duì)GGSN承載的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。3GPP的R6規(guī)定了OCS和TPF功能，規(guī)范了OCS與TPF之間的Ro接口要求。在線(xiàn)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2　OCS的結(jié)構(gòu)
　　內(nèi)容計(jì)費(fèi)在3GPP的R6中稱(chēng)為基于流的計(jì)費(fèi)（Flow Based Charging，F(xiàn)BC），它不是新增的計(jì)費(fèi)方式，而是計(jì)費(fèi)功能和粒度的擴(kuò)展，因此FBC的功能在離線(xiàn)計(jì)費(fèi)和在線(xiàn)計(jì)費(fèi)方式中都有應(yīng)用。分組網(wǎng)元GGSN通過(guò)TPF采集業(yè)務(wù)流相關(guān)的信息，實(shí)施與流相關(guān)的計(jì)費(fèi)。分組網(wǎng)元受到計(jì)費(fèi)規(guī)則功能（Charging Rule Function，CRF）的實(shí)時(shí)管理和控制，運(yùn)營(yíng)商在應(yīng)用功能（Application Function，AF）實(shí)體定制的計(jì)費(fèi)規(guī)則通過(guò)統(tǒng)一的接口實(shí)時(shí)傳送到計(jì)費(fèi)規(guī)則功能（Charging Rules Function，CRF），從而達(dá)到運(yùn)營(yíng)商對(duì)業(yè)務(wù)內(nèi)容進(jìn)行計(jì)費(fèi)的目的。3GPP的R6中規(guī)定了AF、CRF和TPF的流計(jì)費(fèi)功能，規(guī)范了TPF與CRF之間的Gx接口和CRF與AF之間的Rx接口。另外，3GPP的R6還定義了eG-CDR，GGSN在原有話(huà)單G-CDR的基礎(chǔ)上補(bǔ)充了流計(jì)費(fèi)信息。
　　基于業(yè)務(wù)流的計(jì)費(fèi)參考模型如圖3所示。Gz是TPF與OFCS的接口，是離線(xiàn)計(jì)費(fèi)接口Ga的一部分；Gy是TPF與OCS的接口，是在線(xiàn)計(jì)費(fèi)接口Ro的一部分。

圖3　基于業(yè)務(wù)流的計(jì)費(fèi)參考模型
　　流計(jì)費(fèi)的標(biāo)準(zhǔn)主要由3GPP的兩個(gè)工作組負(fù)責(zé)，其中SA2負(fù)責(zé)計(jì)費(fèi)功能規(guī)范的制定，CT3負(fù)責(zé)計(jì)費(fèi)接口的標(biāo)準(zhǔn)化。
2、FBC的工作原理
　　GPRS的分組域計(jì)費(fèi)是基于時(shí)長(zhǎng)、流量或PDP（APN和QoS）的。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的不斷增多，基于時(shí)長(zhǎng)、流量和PDP的計(jì)費(fèi)已不能滿(mǎn)足需求，需要應(yīng)用流機(jī)制來(lái)區(qū)分用戶(hù)數(shù)據(jù)中的業(yè)務(wù)流并配以相關(guān)的資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。
　　FBC是通過(guò)IP過(guò)濾器來(lái)區(qū)分用戶(hù)上下行數(shù)據(jù)中的業(yè)務(wù)流的。過(guò)濾規(guī)則由運(yùn)營(yíng)商定義，其規(guī)則一般基于5元組（源IP地址、目的IP地址、源端口號(hào)、目的端口號(hào)和協(xié)議ID）以及深層過(guò)濾器（對(duì)用戶(hù)IP包進(jìn)行更深層的分析并識(shí)別用戶(hù)業(yè)務(wù)的狀態(tài)）。在同一PDP中可同時(shí)實(shí)施多個(gè)業(yè)務(wù)流過(guò)濾器。
　　2.1　TPF
　　TPF應(yīng)能夠支持如下功能：業(yè)務(wù)流區(qū)分及統(tǒng)計(jì)；預(yù)定義計(jì)費(fèi)規(guī)則和預(yù)定義過(guò)濾器；請(qǐng)求計(jì)費(fèi)規(guī)則；選擇CRF并提供相關(guān)信息；信譽(yù)度管理。
　　業(yè)務(wù)流區(qū)分及統(tǒng)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)不同業(yè)務(wù)流的區(qū)分、流量統(tǒng)計(jì)及流量報(bào)告。在GPRS中，TPF是GGSN中的一個(gè)邏輯功能實(shí)體，即使是同一PDP上下文承載的不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流，TPF也能夠進(jìn)行區(qū)分。
　　預(yù)定義計(jì)費(fèi)規(guī)則和預(yù)定義過(guò)濾器是指TPF中可以建立預(yù)定義的計(jì)費(fèi)規(guī)則和過(guò)濾器，并通過(guò)CRF的觸發(fā)來(lái)激活。
　　請(qǐng)求計(jì)費(fèi)規(guī)則使得TPF在承載建立、修改、終止及發(fā)生特定事件時(shí)可以向CRF請(qǐng)求新的計(jì)費(fèi)規(guī)則。
　　選擇CRF并提供相關(guān)信息要求TPF能夠在多個(gè)相連的CRF中選擇正確的CRF并提供承載的相關(guān)信息。在GPRS中，TPF主要根據(jù)APN來(lái)選擇CRF，IMSI和MSISDN作為備選信息。
　　OCS中TPF要提供信譽(yù)度管理，要求能夠管理同一用戶(hù)的多個(gè)信譽(yù)度，當(dāng)用戶(hù)無(wú)授權(quán)的信譽(yù)度時(shí)，TPF可以終止該業(yè)務(wù)流。信譽(yù)度管理采用重鑒權(quán)方式，OCS能夠在下述情況觸發(fā)TPF進(jìn)行重新鑒權(quán)：
　　（1）信譽(yù)度鑒權(quán)周期結(jié)束；
　　（2）計(jì)費(fèi)密鑰改變；
　　（3）SGSN改變；
　　（4）PLMN改變；
　　（5）QoS改變；
　　（6）路由區(qū)類(lèi)型改變。
　　2.2　CRF
　　CRF需要實(shí)現(xiàn)以下功能：產(chǎn)生計(jì)費(fèi)規(guī)則；激活計(jì)費(fèi)規(guī)則；提供計(jì)費(fèi)規(guī)則；提供事件觸發(fā)集。無(wú)論是OCS還是OFCS都要提供這些功能。
　　產(chǎn)生計(jì)費(fèi)規(guī)則是指CRF根據(jù)TPF和AF發(fā)來(lái)的有關(guān)承載及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的信息作出判斷，從而產(chǎn)生適合該業(yè)務(wù)流的計(jì)費(fèi)規(guī)則，并且能夠識(shí)別出是否需要提供新的計(jì)費(fèi)規(guī)則。
　　激活計(jì)費(fèi)規(guī)則是指當(dāng)TPF中預(yù)定義了計(jì)費(fèi)規(guī)則或過(guò)濾器時(shí)，CRF能夠發(fā)送觸發(fā)信息給TPF從而激活計(jì)費(fèi)規(guī)則。
　　提供計(jì)費(fèi)規(guī)則要求CRF收到TPF的請(qǐng)求或AF的相關(guān)信息后作出響應(yīng)。
　　提供事件觸發(fā)集是指CRF要向TPF提供事件觸發(fā)集，每個(gè)計(jì)費(fèi)規(guī)則都和特定的事件觸發(fā)集相關(guān)聯(lián)，當(dāng)發(fā)生事件觸發(fā)時(shí)，TPF可以請(qǐng)求新的計(jì)費(fèi)規(guī)則。
　　2.3　AF
　　AF提供給CRF相關(guān)信息，用于CRF選擇合適的計(jì)費(fèi)規(guī)則及構(gòu)建計(jì)費(fèi)規(guī)則的參數(shù)。AF可以和多個(gè)CRF互連。選擇CRF時(shí)應(yīng)考慮以下方面：
　　（1）終端用戶(hù)IP地址；
　　（2）AF可以獲得的其他用戶(hù)信息。
　　 AF可以提供如下信息：
　　（1）識(shí)別業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的信息；
　　（2）AF記錄信息（可選）；
　　（3）支持計(jì)費(fèi)選擇的信息，如應(yīng)用標(biāo)識(shí)、應(yīng)用事件標(biāo)識(shí)、媒體流類(lèi)型（可選）、流速率（可選）和用戶(hù)信息等。
　　2.4　Gx接口
　　Gx是連接CRF和下層承載網(wǎng)（GGSN/TPF）的接口，用于計(jì)費(fèi)規(guī)則相關(guān)信息的傳遞，該接口基于Diameter和Diameter信譽(yù)度控制應(yīng)用協(xié)議。Gx接口支持如下功能：
　　（1）建立及維護(hù)Gx的連接。
　　（2）TPF向CRF請(qǐng)求計(jì)費(fèi)規(guī)則，TPF在下述情況下向CRF發(fā)起計(jì)費(fèi)規(guī)則請(qǐng)求。
　　①承載建立：在承載建立時(shí)TPF向CRF提供用戶(hù)標(biāo)識(shí)及與用戶(hù)的相關(guān)信息，如接入網(wǎng)、用戶(hù)IP地址等，CRF可根據(jù)這些信息選擇合適的計(jì)費(fèi)規(guī)則。
　　②承載修改：在承載發(fā)生改變時(shí)，TPF將修改的信息通知給CRF。
　　③特殊事件觸發(fā)：當(dāng)有特殊事件觸發(fā)時(shí)，TPF將相關(guān)信息通知給CRF。
　　（3）CRF向TPF提供計(jì)費(fèi)規(guī)則：CRF響應(yīng)TPF的請(qǐng)求并通知TPF可用的計(jì)費(fèi)規(guī)則，這些規(guī)則可以是CRF產(chǎn)生的，也可以是TPF預(yù)先設(shè)置的。CRF提供的計(jì)費(fèi)規(guī)則信息有以下三種方式：
　　①TPF預(yù)設(shè)置計(jì)費(fèi)規(guī)則參考值及采取的行動(dòng)，如激活或去活TPF中定義的計(jì)費(fèi)規(guī)則；
　　②CRF已經(jīng)提供的計(jì)費(fèi)規(guī)則參考值、修改的信息及采取的行動(dòng)，如計(jì)費(fèi)規(guī)則修改或刪除；
　　③CRF新提供的計(jì)費(fèi)規(guī)則參考值及采取的行動(dòng)，如計(jì)費(fèi)規(guī)則建立。
　　CRF可以按上述方式提供多種計(jì)費(fèi)規(guī)則作為備選，且可在一個(gè)信令流程中實(shí)現(xiàn)。
　　（4）CRF向TPF提供事件觸發(fā)：CRF利用計(jì)費(fèi)規(guī)則提供流程來(lái)通知TPF事件觸發(fā)集，當(dāng)TPF檢測(cè)到特定事件發(fā)生時(shí)將向CRF重新請(qǐng)求計(jì)費(fèi)規(guī)則。
　　（5）CRF向TPF提供OCS/0CF地址。
　　（6）TPF通知CRF終止承載。
　　2.5　Rx接口
　　Rx是連接上層IMS域（P-CSCF）和CRF之間的接口，用于傳遞應(yīng)用層的相關(guān)業(yè)務(wù)信息，該接口基于Diameter協(xié)議。一個(gè)CRF可以為多個(gè)P-CSCF提供服務(wù)，而一個(gè)P-CSCF可以和多個(gè)CRF建立連接。Rx接口支持如下功能。
　　（1）建立及維護(hù)Rx連接。
　　（2）會(huì)晤信息及相應(yīng)修改信息的傳遞：當(dāng)一個(gè)新的會(huì)晤建立時(shí)，P-CSCF將相關(guān)的會(huì)晤信息發(fā)送給CRF；會(huì)晤發(fā)生修改時(shí)，P-CSCF將修改信息發(fā)送給CRF。CRF可根據(jù)這些信息選擇合適的計(jì)費(fèi)方式。
　　（3）門(mén)控功能：P-CSCF可以通知CRF業(yè)務(wù)流是否能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)。
　　（4）會(huì)晤終止通知：當(dāng)會(huì)晤終止時(shí)，P-CSCF可以通知CRF。
　　（5）承載相關(guān)事件通知：當(dāng)承載發(fā)生特定事件（如承載建立、承載修改和承載恢復(fù)）時(shí)，CRF可以通知P-CSCF。
　　（6）承載釋放通知：當(dāng)承載釋放時(shí)，CRF可以通知P-CSCF。
　　（7）會(huì)晤信息和承載的綁定。
3、FBC的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展
　　隨著IMS的引入，F(xiàn)BC得到了更加廣泛的應(yīng)用。FBC為在分組網(wǎng)絡(luò)承載之上構(gòu)建一個(gè)可管理、可控制的IMS系統(tǒng)提供了計(jì)費(fèi)方面的保證，成為支持IMS計(jì)費(fèi)的必要功能。3GPP的R7對(duì)FBC的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行優(yōu)化，F(xiàn)BC與分組網(wǎng)絡(luò)的IP策略控制機(jī)制加以融合。
　　3.1　FBC與IMS計(jì)費(fèi)的結(jié)合
　　3GPP的R5/R6引入了IMS，IMS獨(dú)立于接入網(wǎng)絡(luò)，為多媒體業(yè)務(wù)提供控制和管理功能。當(dāng)用戶(hù)通過(guò)移動(dòng)分組網(wǎng)絡(luò)接入時(shí)，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、會(huì)話(huà)控制信令都承載在分組網(wǎng)絡(luò)上。
　　從整個(gè)系統(tǒng)來(lái)看，端到端業(yè)務(wù)的計(jì)費(fèi)由應(yīng)用平臺(tái)負(fù)責(zé)，核心網(wǎng)會(huì)話(huà)的計(jì)費(fèi)由IMS負(fù)責(zé)，承載網(wǎng)絡(luò)的計(jì)費(fèi)由分組網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)。IMS計(jì)費(fèi)網(wǎng)元采集SIP信令中的時(shí)間、地址、媒體信息等，并以會(huì)話(huà)或者事件來(lái)觸發(fā)計(jì)費(fèi)。分組網(wǎng)絡(luò)為IMS提供承載層計(jì)費(fèi)，可以說(shuō)FBC是分組網(wǎng)絡(luò)支持IMS的必要功能。一方面，通過(guò)FBC分組網(wǎng)絡(luò)可以區(qū)分IMS SIP信令和IMS媒體數(shù)據(jù)兩種流量，以便采取不同的計(jì)費(fèi)策略；另一方面，只有通過(guò)計(jì)費(fèi)接口控制了業(yè)務(wù)流程，IMS才能對(duì)分組網(wǎng)絡(luò)起到真正的管理作用。
　　IMS計(jì)費(fèi)和分組網(wǎng)絡(luò)的計(jì)費(fèi)架構(gòu)如圖4所示，IMS的P-CSCF提供了FBC中AF的功能，CRF可以由IMS系統(tǒng)設(shè)備提供，但在邏輯上獨(dú)立于IMS實(shí)體。

圖4　IMS計(jì)費(fèi)和分組網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃架構(gòu)
　　3.2　FBC的演進(jìn)
　　3GPP R7對(duì)FBC進(jìn)一步演進(jìn)提出了PCC（策略控制和計(jì)費(fèi)）研究項(xiàng)目。PCC通過(guò)合并網(wǎng)元功能和接口進(jìn)一步優(yōu)化現(xiàn)有的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
　　在3GPP的R5/R6中，為了在IP承載上實(shí)現(xiàn)端到端的QoS保證，3GPP提出IP策略控制機(jī)制。它在邏輯結(jié)構(gòu)和接口協(xié)議上與FBC有相似之處，其中AF是為需要進(jìn)行IP承載資源控制（如分組網(wǎng)絡(luò)）而提供應(yīng)用的單元（對(duì)于IMS就是P-CSCF）；PDF是策略決定點(diǎn)；GGSN是策略實(shí)施節(jié)點(diǎn)，相關(guān)接口有Go和Gq。其中Go接口是PDF對(duì)下層承載網(wǎng)絡(luò)（分組網(wǎng)GGSN）策略控制接口，采用COPS協(xié)議；Gq接口是IMS對(duì)PDF的策略控制接口，采用Diameter協(xié)議。
　　在3GPP R7的演進(jìn)方案中，PDF和CRF將融合為一個(gè)新的邏輯節(jié)點(diǎn)PCRF（策略和計(jì)費(fèi)規(guī)則功能），Gx和Go融合為Gx+接口，Rx和Gq合并為Rx+接口。策略規(guī)則和計(jì)費(fèi)規(guī)則的處理場(chǎng)景合并后可以在一個(gè)消息中一起承載。目前這個(gè)項(xiàng)目正在研究階段，研究報(bào)告TR 23.803已經(jīng)處于規(guī)范TS 23.203的起草階段。