在線計費系統的架構與應用

摘 要：隨著通信產業內部競爭的日益激烈，未來的電信業務支撐會面臨新的挑戰。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，快速響應市場要求，準確的推出新業務，預先占領市場先機，才能贏得更多客戶的青睞，這一切都需要高效靈活的系統支撐。運營商不斷發展新業務增加收入的同時又需要減少因信控不及時而導致的計費收入損失。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。本文主要闡述了在線計費系統的發展歷程、在線計費系統的技術架構和功能架構以及在線計費系統在中國移動融合計費系統的應用。

關鍵詞：在線計費；融合計費；計費引擎

中圖分類號：TP31 文獻標識碼：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，未來的電信業務支撐會面臨新的挑戰。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雜度，降低長期運營成本，并嚴格控制運營風險。以發展價值鏈的角度來講，未來業務長價值鏈趨勢，將會出現越來越多高成本的服務提供，在未來競爭中價值鏈的影響力會越來越大。通過OCS來支撐未來業務發展，再而發展壯大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，其總體架構必須能夠滿足以下要求：

支持移動3G業務融合業務同現與現狀（多網絡、多種業務平臺）所造成的跨網絡和平臺的計費要求。

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

OCS是3GPP網絡架構中最重要的組成部分之一。為更好地指導3G環境下計費支撐體系的建設，3GPP組織在32.815提出了在線計費系統（OCS）的參考結構，給出了具有開放性和通用性的實時計費系統框架，支持基于承載、會話和內容事件的統一計費。這一框架將設備的話務控制功能與計費功能相分離，并建立了計費體制與會話/服務控制的直接交互，使計費完全參與到服務的使用過程中，用戶邊使用業務，OCS系統邊計費。在這樣的體系下，既可以利用獨立計費系統的強大能力以提供接近于準實時計費系統的靈活性，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負責IMS進行在線計費控制。

OCS在Release6中采用IETF Diameter協議，并且增加話務平面控制，以及無線局域網絡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OCS實現OMA業務應用的計費。

Release8支持在線計費關聯。3GPP2、TISPAN等業界組織廣泛采用OCS架構。

3 在線計費系統技術架構（Technical structure of

the OCS）

采用分層設計，將特定功能域的模塊分組后包裝，形成特定技術架構層。同屬技術架構層內的模塊使用技術相近，穩定性要求相近，處理性能要求相近，對外接口技術相近。

技術架構層次化，使得系統內部功能更加靈活，更加貼近IT系統多變和人性化、業務化的要求。層次化技術架構同樣使得系統外部接口更加穩定高效，更貼近CT系統穩定化要求，如圖1所示。

自下而上由網元的CT架構要求過渡到IT系統架構要求，每個子層內將應用細分為會話層、表示層和應用層，會話層完成連接接入管理和進程/線程管理，表示層實現原始數據的翻譯和解釋，提供應用層足夠的業務信息，用層實現業務邏輯。

整體技術架構分為：網元接口層、業務實現層[2]、數據管理層、系統管理層。

（1）網元接口層

①實現對網元側數據的接入維護和管理。

②實現接入數據規整、檢錯和格式化處理。

③對數據唯一性提供保障。

④對在線接入消息Request/Answer完整性提供保障。

⑤不在通用網元接口部分區分SB/EB計費。

（2）業務實現層

①實現計費、賬務和相關的處理功能。

②區分EB/SB計費，建立并維護會話過程。

③提供系統狀態監控和維護能力。

④具備數據合成能力，對外提供詳單、賬單等數據。

（3）數據管理層

①系統之間的數據同步、異步傳輸。

②實現實時的數據同步能力。

③實現定期全量的數據同步和稽核，并提供文件交換能力。

④為系統提供所需數據的物理存儲管理。包括關系型數據庫、數據文件、內存型數據等。

（4）系統管理層

實現對系統運行狀況的監控與告警、日常例行維護數據的收集、參數管理等。

4 在線計費系統業務架構（Service structure of the OCS）

（1）通用接口：通用接口包含網絡接口、協議轉換、會話管理、異常處理、路由分發、離線傳輸、協議轉發。

（2）網絡接口：可恢復的數據接入功能。網絡接口可以作為客戶端也可以作為服務端接入。在網絡接口層將系統是Server還是Client屏蔽，對后續應用而言，所有接入請求都是由網絡接口的IO獲取。一致的網絡接口層使通用接口將業務需求和后續的功能實現剝離開。

a.支持TCP/UDP連接。

b.支持前端最大接入數限制，支持接入IP地址校驗。

c.支持短連接模式和長連接模式，轉換后對內部應用，統一采用長連接模式。

d.對Socket連接支持最長阻塞時間、接收/發送緩沖隊列長度，支持配置設定和動態調整。

e.網絡接口層參數支持動態加載和刷新。

（3）協議轉換：接口接入的原始數據，根據相應的協議進行有效數據抽取和數據加強。

（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、過載對應不同的應對策略和策略管理。

（6）路由分發：實現內部系統的數據分發，達到負載均衡和冗余分發能力。

（7）離線傳輸：采用標準的FTP協議，提供FTP方式的外部離線數據傳輸。

（8）協議轉發：對不屬于在線計費系統的而協議請求，根據路由信息進行協議轉發。

（9）計費控制[3]：實現對在線計費接收到的計費請求進行會話管理，并協調計費引擎、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：采用零件和優惠語法樹的處理方式，零件的參數配置靈活，可實現各種業務和各種計費對象的計費。

（11）賬務處理：賬務處理包含前向賬務優惠、固費計算、累積量管理。

（12）賬務優惠：根據賬務處理規則對客戶產生的費用進行優惠處理，并生成相應的賬務處理記錄。在賬務處理做的優惠，需要對數據中心的余額表做優惠補款。

（13）固費計算：據產品訂購資料生成周期性費用，并發起扣費請求給余額管理。

（14）累積量管理：針對賬務優惠的累積量進行管理，賬務優惠依據此進行前向的累積優惠；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則，通過累積量管理進行累積量變更。

（15）賬戶管理：實現用戶余額管理、充值與查詢管理以及賬戶生命周期管理。

（16）計費網關：計費網關接收計費控制/賬務管理發送過來的DCC格式的話單，轉換成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/賬務管理應答成功包；否則返回應答錯誤包。

（17）數據管理：實現對客戶資料、產品資料等信息從綜合計費賬務系統的同步和管理，及系統內與業務相關的數據的管理。

（18）用戶通知：根據用戶使用情況周期性或實時向用戶發送消費使用情況，提升用戶感知。

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

（20）安全管理：對登錄用戶權限進行管理，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：實現系統配置管理、故障管理、性能管理、接口管理、報表展現以及SNMP上報等流程。作為獨立監控和維護界面，是IT網管系統的外延，作為OCS設備，也是IT網管的KPI采集點。

（22）備份管理：由系統管理給出圖形化的數據備份和批量導出。

（23）話費查詢：查詢用戶實時賬單，展現賬單部分和凍結部分的展現。

（24）實時信息獲取：對系統運行模塊產生的實時運行狀態信息進行獲取。

（25）實時信息統計：對獲取的實時信息展現。

5 在線計費系統的應用（Application of the OCS）

中國移動根據3GPP要求以及自身系統實際情況，采用融合計費模式實現對特定業務的在線計費，如圖3所示。

采集預處理中的協議適配接收來自業務控制網元、DCC匯接代理、總部DCC Proxy的在線計費請求消息，將外部多種協議格式轉換成內部標準格式，并將轉換后的消息提供給融合計費，并將融合計費返回的消息轉換協議后分發給相應的在線計費請求方。

DCC匯接代理模塊負責對接入省一個或多個業務控制網元（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計費消息的轉發。

融合計費的計費預處理模塊負責對在線計費消息進行業務識別、業務授權，對服務使用記錄進行業務識別、錯誤檢查和計費排重。并對在線計費消息和服務使用記錄根據計費要求進行分揀，將分揀后需要進行在線計費或離線計費的數據傳輸給計費引擎。

計費引擎接收計費預處理分發的數據，根據計費依據信息，完成正算和反算。輸出管理根據計費引擎批價后的服務使用記錄，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。

錯單管理模塊對錯單分類，歸總、統計分析，針對每個環節的錯單系統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。如果是多業務計費，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據結構，C++可采用標準模板庫里map模板。

（3）計費控制發起對參考時長的算費請求。參考時長一般比較長，默認為10分鐘。默認計費要素為原始計費要素。對多業務計費的情況，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留。

如果默認時長內費用對象發生分裂，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分鐘預留；如果默認時長內費用對象未發生分裂，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等業務，需要返回費率的時間切換點的，反饋對應切換點。

（5）計費請求應答，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）根據計費引擎響應更新Session池，新增計費引擎提供的新計費要素，記錄每組業務中允許的時長和費率，業務變更時間點存在的，需要設置Validity_time的進行設置，并提供給Session維護線程以響應時間的參考量。

（7）計費引擎按照最小時間片乘以費率，向ABM發起凍結方式的扣費預留請求。

（8）ABM進行分賬、累賬并按照凍結方式進行余額變更。ABM返回凍結后狀態，是否預留成功和用戶當前余額。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費率。

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

（10）計費控制保存扣費響應提供的用戶余額、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，反饋鑒權成功，授權1分鐘。如果扣費響應失敗，計費控制反饋鑒權失敗，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務，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Update操作時的參考。

（11）計費控制回送授權量信息給外部網元接口。

6 結論（Conclusion）

OCS除了能夠實現了靈活實時的計費外，還有助于解決預后融合計費的難題。OCS具備預演和快速開發新業務的能力，有效地提高了企業的核心競爭力。

參考文獻（References）

[1] 單明輝.3GPP OCS及其在融合計費體系下的發展[J].華為技術，2008（27）：1-2.

[2] 井國銘，楊曉更.融合計費賬務系統架構與核心功能的研究與實現[J].通信世界，2009（48）：2-3.

[3] 朱穎輝.OCS在線計費系統解決方案分析[J].信息通信技術，2009（06）：2-3.

作者簡介：

王海燕（1973-），女，碩士，高級工程師.研究領域：移動通信.