5G是如何计费的?

鲜枣课堂 2020-07-04

本文来源:中兴文档


什么是计费?


计费,就是记账收钱。当你使用了某种服务,就需要根据服务内容和时长,支付相应的费用。这就是计费。


我们每天都在使用手机,我们也要为手机充值。那么,大家有没有想过,移动通信系统是如何进行计费的呢?


今天这篇文章,我们就来了解一下,2/3/4/5G计费相关的知识。



     什么是话单(CDR)?     



我们还是从基础开始说起吧。


首先要介绍的一个概念,是话单


通信专业术语里面的话单,和我们平常所指的话单,是两个不同的概念。


我们平常所指的话单,例如通过运营商App查到的那些,是账单和详单



账单是月度总费用的明细。详单是每天通话或上网的具体记录。简单来说,账单是详单的汇总结算。


账单


详单


我们通信行业专业术语里所说的话单,我们称之为CDR(Call Detail Record,呼叫详细记录)


CDR是通信系统内部传递的一种文件数据,记录了每一条原始通信记录的信息。


话单文件范例,每个文件有很多条记录


它的每一条记录,都由不同的字段组成。这些字段包括流水号、用户标识、主叫号码、被叫号码、起始时间、结束时间、通话时长、上网流量、通话性质等一系列信息。


直接看CDR文件,是很难看懂的。必须根据各个运营商的话单格式规范,进行解读(翻译)。



说白了,CDR话单不是给人看的,是给运营商的营帐BOSS平台看的。这里的BOSS不是“老板”的意思,它是指Business & Operation Support System(业务运营支撑系统


BOSS系统对话单进行解析,然后生成详单和账单,发给手机用户,收取费用。


CDR话单分为很多种,包括语音话单,短信话单,还有数据业务话单(上网话单)。只要你的手机使用了业务,就会产生话单。





     离线计费和在线计费     



那么,2/3/4G通信系统,是如何产生、传输并存储CDR话单的呢?


概括来说,有两种方式,分别是离线计费和在线计费


离线计费,是一种非实时的计费方式。它根据用户的业务使用情况,实时产生CDR话单并存储在本地,定期上传Billing System(计费系统)。运营商定期对话单费用进行结算。


离线计费不会对服务过程产生实时影响,属于典型的“先用服务,再付费用”。就像你在网吧尽情上网,想离开的时候,再结算费用。


早期的通信服务(例如家庭电话),都是这种“后付费”的方式。现在很多企业套餐,也都是这种方式。


下图是离线计费的框架,以及其中各功能实体的作用:




再来看看在线计费。


在线计费,是一种实时交互的计费方式,一般针对“预付费”业务。大家现在使用的手机计费方式,还有早期的一些电话卡业务,都基于在线计费。


在线计费要求用户在业务使用前,往账户中存入一定金额。OCS(在线计费系统,Online Charging System)会对用户账户进行实时监控,“掐表”计算你的余额。当余额不足时,实时停止服务。


这就像你到网吧上网,存了10块钱,一旦用完,立刻锁定计算机,不让你继续使用。


在线计费,实现原理更为复杂,但可以有效控制欠费风险,避免给运营商和用户带来损失。



一个晚上一套房的惨剧,在OCS下并不会发生。


下图是离线计费的框架,以及其中各功能实体的作用:






     融合计费     



好了,到了5G时代,又该如何计费呢?


5G时代,核心网的网络架构发生了很大的变化。


5G核心网采用了SBA微服务架构,看上去有点像总线架构。传统通信网元变成了很多个NF(Network Function,网络功能实体)。


这些NF可以独立自治,实现自动化管理。NF之间可以根据需求任意通信。


5G核心网架构,橙色框内的就是核心网NF


为了适应SBA架构,一种全新的计费方式出现了,那就是——融合计费(CCS,Converged Charging System)


在线计费或离线计费,都是先获取计费信息,再将其发送给不同的功能实体。而融合计费系统将在线计费功能和离线计费功能融合在一起,采用统一的服务化接口Nchf,与网元侧的各NF对接。


融合计费架构


融合计费各功能实体的作用


由离线计费的CDF和在线计费的OCF融合而成的CHF,同时支持离线计费和在线计费,一方面生成计费话单,另一方面完成配额管理,控制当前用户使用业务的可用量。

CDF和OCF融合成为CHF

融合计费的优势非常明显。


首先,它将原先两套独立的计费系统合二为一,统一了接口,实现了“瘦身”,简化了计费流程,降低了运维难度,节约了网络资源。


其次,融合计费的SBA架构,让自身可以满足更多的业务场景需求。5G时代形形色色的计费需求,都可以找它。


最后,融合计费带来了更高的安全性。SBA架构中带有多种安全措施,如接入认证、加密传送等,可以有效保障计费信息传送的安全性。


说了这么多,融合计费到底是怎样的一个流程呢?流程中都有哪些NF在发挥作用?


请大家看下面的融合计费业务流程图


SMF(Session Management Function,会话管理功能)   
PCF(Policy Control Function,策略控制功能)   
CHF(Charging Function,计费功能)
CCS(Converged Charging System,融合计费系统)
UPF(User Plane Function,用户平面功能)
AMF(Access and Mobility Management Function,接入和移动性管理功能)   
NR(New Radio,新空口、无线接入网) 
CGF(Charging Gateway Function,计费网关功能)
ABMF(Account Balance Management Function,账户余额管理功能)
RF(Rate Function,批价功能)


1、计费触发功能CTF内置在5GC网络侧的SMF中,因此,SMF是融合计费业务使用者。SMF检测到网络资源的使用后,触发计费功能,向PCF获取计费策略。
2、SMF向CHF发起建立计费会话请求,CCS侧开始记录计费话单。
3、SMF选择UPF并建立数据面传输通道,同时下发/激活计费规则。
4、SMF把从CHF获取到的业务配额下发至UPF进行监控。
5、UPF则向SMF上报UE使用的用量信息。
6、SMF将收到的信息再次上报给CHF,CCS内部完成在线扣费并同步生成计费话单信息后,再次分配新的份额给SMF,开启新一轮的配额监控。


貌似有点复杂,看不懂也没关系,哈哈。


未来的很长一段时间,我们会处于2/3/4/5G共存的状态。因此,我们要同时实现2/3/4G和5G下的计费功能。


为此,中兴通讯提出了 2/3/4/5G融合的核心网计费解决方案


在方案中,各网元协同配合,对不同的接入方式采取不同的计费方式:

  • 对于2/3G接入:仍然提供传统的计费接口。

  • 对于5G接入:提供符合3GPP标准的融合计费接口Nchf。

  • 对于4G接入:通过准确的识别用户是否具有5G能力,从而选择采用传统的计费接口还是新的Nchf接口。


灵活的计费解决方案,能够提供多种5G计费演进路线。这些路线的最终演进目标,就是“2/3G网络退出,用户全部签约5G”。不过,这会是一个漫长的过程。


中兴通讯推出两种5G计费演进路线


好啦,以上就是关于2/3/4/5G计费的知识,大家都看明白了吗?



—— The End ——


本文来源:中兴文档。小枣君做了一些删减和补充。标“原创”是为了保护原作者的合法权益,本文并非鲜枣课堂原创。


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