IMS計費部署及關鍵問題研究

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

作為業務網絡，IMS網絡提供多種接入方式，為固定、移動、寬帶用戶提供多媒體業務和跨網絡的業務融合。為實現對IMS復雜業務的靈活計費，IMS采用了計費點分散在不同網元的計費體系，利用對各網元進行計費關聯實現靈活的業務計費策略。由于IMS網絡采用了新的計費機制，使得IMS網絡需要著重考慮計費架構的部署，并對部署中出現的關鍵和難點問題加以解決，如ASN.1話單格式提取、通話類型判斷、漫游規則、計費關聯、分組流量剔除等。此外，后端計費系統也需要根據IMS計費新特性作出相應的配合。為推動IMS網絡及業務的部署及建設，計費是重要關鍵環節之一。

2 IMS計費部署架構

IMS網絡提供離線計費和在線計費兩種計費方式，兩種方式采用不同的計費點。IMS的計費點分散在不同IMS的網元實體上，不同網元提供的計費信息有部分信息是重復的，還有部分信息為自身獨有內容。這些網元既各自提供計費信息，又互為補充，因此，在IMS網絡實際部署中，需要選取關鍵的計費點來采集計費信息，以滿足IMS業務的計費要求。

IMS離線計費主要在會話后收集計費信息，而且計費系統不會實時影響所使用服務的計費過程。從IMS網元所提供的計費信息來看，提取AS、P-CSCF、S-CSCF、MGCF等4個網元的話單內容，就可以基本涵蓋IMS業務的所有計費信息，各網元話單的作用分別如下。

·SIPAS話單提供IMS業務的詳細計費。對于信任域內的AS設備，IMS業務可以將AS話單當做計費的主要依據。對于非信任域的第三方AS設備則由ISMP管理平臺來代理業務的計費。

·P-CSCF話單為用戶接入地的話單，用于IMS用戶

漫游/游牧的計費結算。

·MGCF作為與其他電話網互通的關口局時，MGCF話單用于網間的計費結算，另外，當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會話業務必經的AS，因此，S-CSCF話單不需要作為基本業務的計費依據，而是作為IMS業務提供話單關聯、話單校驗、AS異常時話務放通計費的重要依據。

IMS在線計費指的是計費系統通過在線計費系統(OCS)收集IMS實體產生的計費信息，IMS在線計費與OCS交互的IMS網元實體為SIPAS。S-CSCF通過I-GWF也可與OCS交互，但由于MMTel AS為IMS會話業務必經的AS，可以取代S-CSCF與OCS進行在線計費。

上面對IMS網元計費能力進行了分析，提出了IMS業務計費部署架構，如圖1所示。其中，各網元通過Rf接口向CCF提供離線計費信息，由CCF合成標準格式的話單，再傳至計費系統，而SIPAS也可以直接生成離線話單并傳至計費系統。SIPAS則通過Ro接口與OCS交互實現業務的在線計費，且Ro接口上需擴展IMS業務信息，通過AS向OCS發出的Credit-Control-Request信用控制請求操作中擴展IMS-Information業務信息，向OCS提供主被叫用戶標識、媒體類型、漫游接入地信息、補充業務標識等業務計費信息，使得OCS可以執行相應的業務計費邏輯，并通過Ro接口回送給SIPAS。

3 IMS業務計費流程

（1）離線計費流程

IMS離線計費處理中，要求IMS實體網元在收到特定SIP消息后能夠向CCF報告計費信息，報告是通過發送diameter accountingrequests(ACR)(start,interim,stop and event)消息實現的。在成功SIP會話相關的流程中，IMS實體網元使用ACR start、interim和stop消息；在不成功SIP會話相關的流程和非會話流程中，IMS實體網元使用ACR event消息。

IMS基本呼叫業務的計費流程如圖2所示，其中主叫(被叫)用戶歸屬地MMTel AS收到200 OK(INVITE)開始執行基本呼叫，同時向CCF發送ACR(start)觸發計費過程。主叫(被叫)用戶歸屬地MMTel AS收到BYE結束會話，同時向CCF發送ACR(stop)。

（2）在線計費流程

IMS在線計費處理中存在即時事件計費(IEC)、計費單元預留的事件計費(ECUR)、計費單元預留的會話計費(SCUR)3種情形。其中，IEC通過Debit Units操作實現。Debit Units操作可以在提供業務之前、過程中或者結束后進行。ECUR、SCUR在Ro接口通過Reserve Units和Debit Units操作實現。這兩種操作可以在業務過程中多次進行。如果時間超過預留有效期，預留單元沒有被使用，預留的單元可以在一個合理的時間內被返還。這種情況的出現有可能是由于單元預留和SIP會話被取消或只有單元預留被取消。

IMS基本呼叫業務的在線計費流程如圖3所示，當呼叫發起時，AS發起計費請求，把呼叫的主被叫信息、業務信息發給OCS，OCS根據AS發的業務信息判斷用戶賬戶余額是否足夠，是否啟動預留計費。被叫用戶摘機后，AS發送CCR(update)消息更新和OCS交互，OCS進行實時扣費。用戶呼叫多分段時，AS和OCS可以發生多次update交互。呼叫結束，AS設備向OCS系統發送CCR(terminal)，上報已經使用的時間，OCS根據上報的CCR進行扣費。

4 IMS計費問題及分析

4.1 IMS話單分析

與固定格式的傳統話單不同，在3GPP標準規范中建議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費信息，需要計費系統對字段內容進行截取分析。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話單不能直接向計費系統提供通話類型、通話時長、補充業務標識、計費號碼、CTX群標識、漫游標識等內容。為此，在實際應用中需要對IMS話單進行改進，方法包括：在話單中增加相應字段，如通話時長、補充業務標識、計費號碼、CTX群標識；由計費系統對字段信息進行分析得到相應計費信息，如通話類型判斷、漫游/游牧判斷。

（1）通話類型判斷

IMS網絡中存在多域名、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所在地信息，計費系統需要根據呼叫雙方的區號/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號碼的區號/H碼，以判斷通話類型是否為本地/長途；而對于前轉話單(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

用戶拜訪地計費系統從P-CSCF話單中提取用戶拜訪地漫游話單。用戶拜訪地計費系統先根據P-CSCF話單的Role-of-Node判定主叫產生話單還是被叫產生話單，再根據對應的主叫或被叫地址所帶的區號/H碼信息是否為本省區號/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。

用戶歸屬地計費系統則從MMTel AS話單中提取用戶歸屬地漫游話單。用戶歸屬地計費系統先根據MMTel AS話單的Role-of-Node判定主叫產生話單還是被叫產生話單，然后提取Access-Network-Information字段BAC域名當中的BAC所屬地市區號，并與對應的主叫或被叫地址中E.164號碼的區號/H碼進行比較，如果不在同一本地網范圍，則認為該用戶為漫游/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

計費系統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變化，則認為媒體發生變更，并計算切換時的媒體響應時間戳SIP-Response-Time-Stamp與前面的媒體響應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 計費關聯

IMS計費關聯是基于IMS計費標識ICID來實現的。對于同一個會話，各個IMS網元使用相同的ICID值，通過惟一的ICID標識可以將各網元的話單關聯起來。

同時，S-CSCF話單中的Application-Servers-Information字段用于記錄一次呼叫中觸發的多個業務平臺列表，其參數定義見表2。

表1 PSTN、CDMA與IMS話單的基本字段比較

表2 Application-Servers-Information參數定義

在計費關聯處理時，可以借助S-CSCF話單提供的業務平臺列表，找到在同一次會話中的所有關聯話單。然后再由計費系統根據業務關聯邏輯進行計費處理。

4.3 話務放通

S-CSCF與某AS之間通信中斷，簽約其他業務的用戶需要繼續觸發其他業務處理，未簽約其他業務的用戶則直接完成呼叫處理。S-CSCF離線話單應該有相應異常標識與通信異常的AS標識，計費系統采用S-CSCF話單做后續離線計費處理。為IMS網絡話務放通下的計費能力在S-CSCF與CCF的Rf接口上增加兩個屬性參數AVP。

·Application-Servers-State AVP標識：用來描述標識是

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標識：用來描述標識用戶簽約的不可用的AS狀態信息，UTF8String類型，為不可用的AS主機名(可以多個)，從SIP會話中提取AS的SIPURL填入。

對于在線用戶，OCS應該根據S-CSCF的離線話單進行異常話單處理。

4.4 移動分組域流量剔除

IMS網絡為移動3G用戶終端提供多媒體視頻服務的同時，由于3G移動終端是從移動分組域接入IMS網絡的，這些移動終端還將在移動分組域上產生業務流量，因此移動分組域需要識別出IMS業務流量，并能將其從總的分組域流量中進行剔除。

中國電信提出了一種在移動分組域上為IMS業務單獨分配QoS來實現計費剔除的方法，該方法采用為IMS業務分配QoSprofileId并記錄在UDR當中，再由計費系統從分組域UDR中核減出帶特定QoSprofileId的UDR。為實現該方法，還需要在終端進行特殊的QoS協商參數配置。另外，如果移動分組域已部署了內容計費網關CCG，也可以采用擴展CCG來支持對IMS業務進行內容計費的方法。該方法是由CCG對移動分組域的流量進行代理，并且在CCG上增加對SIP信令消息的協議解析能力，由CCG對用戶與IMS邊緣接入控制設備SBC之間信令交互進行解析，獲取SIP消息的SDP內容攜帶的媒體信息，并建立媒體流量計費規則，然后匹配到采集的分組流量中，實現分組域上IMS業務與其他分組業務的區分計費，并提交到計費中心進行流量剔除。

5 結束語

計費是運營商在網絡建設及業務實施中非常關注的問題。IMS網絡可以提供復雜多樣的業務，同時也引入了靈活的計費機制。為適應IMS網絡的發展和新業務的不斷出現，IMS計費體系仍在不斷改進，后端計費系統正在迅速調整以應對IMS計費帶來的挑戰。