IMS计费部署及关键问题研究

2010-08-09梁朝霞马金兰

电信科学 2010年11期

梁朝霞，邱芸，马金兰

(1.中国电信股份有限公司上海研究院上海200122；2.中国电信股份有限公司广东研究院广州510630)

1 引言

作为业务网络，IMS网络提供多种接入方式，为固定、移动、宽带用户提供多媒体业务和跨网络的业务融合。为实现对IMS复杂业务的灵活计费，IMS采用了计费点分散在不同网元的计费体系，利用对各网元进行计费关联实现灵活的业务计费策略。由于IMS网络采用了新的计费机制，使得IMS网络需要着重考虑计费架构的部署，并对部署中出现的关键和难点问题加以解决，如ASN.1话单格式提取、通话类型判断、漫游规则、计费关联、分组流量剔除等。此外，后端计费系统也需要根据IMS计费新特性作出相应的配合。为推动IMS网络及业务的部署及建设，计费是重要关键环节之一。

2 IMS计费部署架构

IMS网络提供离线计费和在线计费两种计费方式，两种方式采用不同的计费点。IMS的计费点分散在不同IMS的网元实体上，不同网元提供的计费信息有部分信息是重复的，还有部分信息为自身独有内容。这些网元既各自提供计费信息，又互为补充，因此，在IMS网络实际部署中，需要选取关键的计费点来采集计费信息，以满足IMS业务的计费要求。

IMS离线计费主要在会话后收集计费信息，而且计费系统不会实时影响所使用服务的计费过程。从IMS网元所提供的计费信息来看，提取AS、P-CSCF、S-CSCF、MGCF等4个网元的话单内容，就可以基本涵盖IMS业务的所有计费信息，各网元话单的作用分别如下。

·SIPAS话单提供IMS业务的详细计费。对于信任域内的AS设备，IMS业务可以将AS话单当做计费的主要依据。对于非信任域的第三方AS设备则由ISMP管理平台来代理业务的计费。

·P-CSCF话单为用户接入地的话单，用于IMS用户

漫游/游牧的计费结算。

·MGCF作为与其他电话网互通的关口局时，MGCF话单用于网间的计费结算，另外，当MGCF提供PBX中继接入时，还可生成PBX中继话单。

·由于目前IMS主要厂商都采用MMTel AS作为所有IMS会话业务必经的AS，因此，S-CSCF话单不需要作为基本业务的计费依据，而是作为IMS业务提供话单关联、话单校验、AS异常时话务放通计费的重要依据。

IMS在线计费指的是计费系统通过在线计费系统(OCS)收集IMS实体产生的计费信息，IMS在线计费与OCS交互的IMS网元实体为SIPAS。S-CSCF通过I-GWF也可与OCS交互，但由于MMTel AS为IMS会话业务必经的AS，可以取代S-CSCF与OCS进行在线计费。

上面对IMS网元计费能力进行了分析，提出了IMS业务计费部署架构，如图1所示。其中，各网元通过Rf接口向CCF提供离线计费信息，由CCF合成标准格式的话单，再传至计费系统，而SIPAS也可以直接生成离线话单并传至计费系统。SIPAS则通过Ro接口与OCS交互实现业务的在线计费，且Ro接口上需扩展IMS业务信息，通过AS向OCS发出的Credit-Control-Request信用控制请求操作中扩展IMS-Information业务信息，向OCS提供主被叫用户标识、媒体类型、漫游接入地信息、补充业务标识等业务计费信息，使得OCS可以执行相应的业务计费逻辑，并通过Ro接口回送给SIPAS。

3 IMS业务计费流程

（1）离线计费流程

IMS离线计费处理中，要求IMS实体网元在收到特定SIP消息后能够向CCF报告计费信息，报告是通过发送diameter accountingrequests(ACR)(start,interim,stop and event)消息实现的。在成功SIP会话相关的流程中，IMS实体网元使用ACR start、interim和stop消息；在不成功SIP会话相关的流程和非会话流程中，IMS实体网元使用ACR event消息。

IMS基本呼叫业务的计费流程如图2所示，其中主叫(被叫)用户归属地MMTel AS收到200 OK(INVITE)开始执行基本呼叫，同时向CCF发送ACR(start)触发计费过程。主叫(被叫)用户归属地MMTel AS收到BYE结束会话，同时向CCF发送ACR(stop)。

（2）在线计费流程

IMS在线计费处理中存在即时事件计费(IEC)、计费单元预留的事件计费(ECUR)、计费单元预留的会话计费(SCUR)3种情形。其中，IEC通过Debit Units操作实现。Debit Units操作可以在提供业务之前、过程中或者结束后进行。ECUR、SCUR在Ro接口通过Reserve Units和Debit Units操作实现。这两种操作可以在业务过程中多次进行。如果时间超过预留有效期，预留单元没有被使用，预留的单元可以在一个合理的时间内被返还。这种情况的出现有可能是由于单元预留和SIP会话被取消或只有单元预留被取消。

IMS基本呼叫业务的在线计费流程如图3所示，当呼叫发起时，AS发起计费请求，把呼叫的主被叫信息、业务信息发给OCS，OCS根据AS发的业务信息判断用户账户余额是否足够，是否启动预留计费。被叫用户摘机后，AS发送CCR(update)消息更新和OCS交互，OCS进行实时扣费。用户呼叫多分段时，AS和OCS可以发生多次update交互。呼叫结束，AS设备向OCS系统发送CCR(terminal)，上报已经使用的时间，OCS根据上报的CCR进行扣费。

4 IMS计费问题及分析

4.1 IMS话单分析

与固定格式的传统话单不同，在3GPP标准规范中建议IMS话单格式采用支持不定长字段长度的ASN.1格式，而且有些话单字段不能直接反映计费信息，需要计费系统对字段内容进行截取分析。PSTN话单、CDMA话单与IMS话单的基本字段比较见表1。

通过与PSTN话单、CDMA话单作比较可以看出，IMS话单不能直接向计费系统提供通话类型、通话时长、补充业务标识、计费号码、CTX群标识、漫游标识等内容。为此，在实际应用中需要对IMS话单进行改进，方法包括：在话单中增加相应字段，如通话时长、补充业务标识、计费号码、CTX群标识；由计费系统对字段信息进行分析得到相应计费信息，如通话类型判断、漫游/游牧判断。

（1）通话类型判断

IMS网络中存在多域名、跨省域等用户之间的呼叫互通，从域名上不能反映用户本地网所在地信息，计费系统需要根据呼叫双方的区号/H码来判断通话类型。对主叫或被叫话单(Role-of-Node字段为0或1)，比较主叫地址List-of-Calling-Party-Address、被叫地址Called-Party-Address的E.164号码的区号/H码，以判断通话类型是否为本地/长途；而对于前转话单(Role-of-Node字段为4)，比较原被叫地址Requested-Party-Address、被叫地址Called-Party-Address的E.164号码的区号/H码，以判断通话类型是否为本地/长途。

（2）漫游/游牧判断

用户拜访地计费系统从P-CSCF话单中提取用户拜访地漫游话单。用户拜访地计费系统先根据P-CSCF话单的Role-of-Node判定主叫产生话单还是被叫产生话单，再根据对应的主叫或被叫地址所带的区号/H码信息是否为本省区号/H码，判定该用户是否为漫游/游牧到本省的他省用户，从而提取出用户拜访地漫游话单。

用户归属地计费系统则从MMTel AS话单中提取用户归属地漫游话单。用户归属地计费系统先根据MMTel AS话单的Role-of-Node判定主叫产生话单还是被叫产生话单，然后提取Access-Network-Information字段BAC域名当中的BAC所属地市区号，并与对应的主叫或被叫地址中E.164号码的区号/H码进行比较，如果不在同一本地网范围，则认为该用户为漫游/游牧用户，从而提取出用户归属地漫游话单。

（3）媒体变更判断

计费系统需提取话单中会话所用到的List-of-SDPMedia-Components字段的媒体类型列表，如列表中媒体类型出现变化，则认为媒体发生变更，并计算切换时的媒体响应时间戳SIP-Response-Time-Stamp与前面的媒体响应时间戳之间的时间差，以获得媒体变更前的使用时长。同理，也可得到变更后的使用时长。

4.2 计费关联

IMS计费关联是基于IMS计费标识ICID来实现的。对于同一个会话，各个IMS网元使用相同的ICID值，通过惟一的ICID标识可以将各网元的话单关联起来。

同时，S-CSCF话单中的Application-Servers-Information字段用于记录一次呼叫中触发的多个业务平台列表，其参数定义见表2。

表1 PSTN、CDMA与IMS话单的基本字段比较

表2 Application-Servers-Information参数定义

在计费关联处理时，可以借助S-CSCF话单提供的业务平台列表，找到在同一次会话中的所有关联话单。然后再由计费系统根据业务关联逻辑进行计费处理。

4.3 话务放通

S-CSCF与某AS之间通信中断，签约其他业务的用户需要继续触发其他业务处理，未签约其他业务的用户则直接完成呼叫处理。S-CSCF离线话单应该有相应异常标识与通信异常的AS标识，计费系统采用S-CSCF话单做后续离线计费处理。为IMS网络话务放通下的计费能力在S-CSCF与CCF的Rf接口上增加两个属性参数AVP。

·Application-Servers-State AVP标识：用来描述标识是

否存在不可用的AS，Enumerated类型，取值为0表示无不可用的AS，取值为1则表示有不可用的AS。

·Application-Servers-Abnormal AVP标识：用来描述标识用户签约的不可用的AS状态信息，UTF8String类型，为不可用的AS主机名(可以多个)，从SIP会话中提取AS的SIPURL填入。

对于在线用户，OCS应该根据S-CSCF的离线话单进行异常话单处理。

4.4 移动分组域流量剔除

IMS网络为移动3G用户终端提供多媒体视频服务的同时，由于3G移动终端是从移动分组域接入IMS网络的，这些移动终端还将在移动分组域上产生业务流量，因此移动分组域需要识别出IMS业务流量，并能将其从总的分组域流量中进行剔除。

中国电信提出了一种在移动分组域上为IMS业务单独分配QoS来实现计费剔除的方法，该方法采用为IMS业务分配QoSprofileId并记录在UDR当中，再由计费系统从分组域UDR中核减出带特定QoSprofileId的UDR。为实现该方法，还需要在终端进行特殊的QoS协商参数配置。另外，如果移动分组域已部署了内容计费网关CCG，也可以采用扩展CCG来支持对IMS业务进行内容计费的方法。该方法是由CCG对移动分组域的流量进行代理，并且在CCG上增加对SIP信令消息的协议解析能力，由CCG对用户与IMS边缘接入控制设备SBC之间信令交互进行解析，获取SIP消息的SDP内容携带的媒体信息，并建立媒体流量计费规则，然后匹配到采集的分组流量中，实现分组域上IMS业务与其他分组业务的区分计费，并提交到计费中心进行流量剔除。