在线计费系统的架构与应用

摘 要：随着通信产业内部竞争的日益激烈，未来的电信业务支撑会面临新的挑战。消费者的心理进一步成熟，需要更加透明的实时感知和更好消费体验。对于通信运营商而言，快速响应市场要求，准确的推出新业务，预先占领市场先机，才能赢得更多客户的青睐，这一切都需要高效灵活的系统支撑。运营商不断发展新业务增加收入的同时又需要减少因信控不及时而导致的计费收入损失。针对以上两个重要方面，通信运营商都相继提出了在线计费系统。本文主要阐述了在线计费系统的发展历程、在线计费系统的技术架构和功能架构以及在线计费系统在中国移动融合计费系统的应用。

关键词：在线计费；融合计费；计费引擎

中图分类号：TP31 文献标识码：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）

随着市场竞争的日益激烈，中国3G时代的到来，未来的电信业务支撑会面临新的挑战。消费者的心理进一步成熟，需要更加透明的实时感知和更好消费体验。运营商在激烈的竞争中需要降低管理的复杂度，降低长期运营成本，并严格控制运营风险。以发展价值链的角度来讲，未来业务长价值链趋势，将会出现越来越多高成本的服务提供，在未来竞争中价值链的影响力会越来越大。通过OCS来支撑未来业务发展，再而发展壮大OCS的影响力和功能面能帮助运营商在4G时代的竞争中占的先机。

中国移动未来在线计费系统，其总体架构必须能够满足以下要求：

支持移动3G业务融合业务同现与现状（多网络、多种业务平台）所造成的跨网络和平台的计费要求。

2 在线计费的演进历程（Evolution history of the OCS）

OCS是3GPP网络架构中最重要的组成部分之一。为更好地指导3G环境下计费支撑体系的建设，3GPP组织在32.815提出了在线计费系统（OCS）的参考结构，给出了具有开放性和通用性的实时计费系统框架，支持基于承载、会话和内容事件的统一计费。这一框架将设备的话务控制功能与计费功能相分离，并建立了计费体制与会话/服务控制的直接交互，使计费完全参与到服务的使用过程中，用户边使用业务，OCS系统边计费。在这样的体系下，既可以利用独立计费系统的强大能力以提供接近于准实时计费系统的灵活性，又可以利用参与使用过程的实时特性，将欠费成本降到最低。

3GPP Release5[1]中提出OCS的概念，OCS负责IMS进行在线计费控制。

OCS在Release6中采用IETF Diameter协议，并且增加话务平面控制，以及无线局域网络WLAN等的在线计费控制。

在Release7中提出基于流的策略计费控制（PCC），以OCS实现OMA业务应用的计费。

Release8支持在线计费关联。3GPP2、TISPAN等业界组织广泛采用OCS架构。

3 在线计费系统技术架构（Technical structure of

the OCS）

采用分层设计，将特定功能域的模块分组后包装，形成特定技术架构层。同属技术架构层内的模块使用技术相近，稳定性要求相近，处理性能要求相近，对外接口技术相近。

技术架构层次化，使得系统内部功能更加灵活，更加贴近IT系统多变和人性化、业务化的要求。层次化技术架构同样使得系统外部接口更加稳定高效，更贴近CT系统稳定化要求，如图1所示。

自下而上由网元的CT架构要求过渡到IT系统架构要求，每个子层内将应用细分为会话层、表示层和应用层，会话层完成连接接入管理和进程/线程管理，表示层实现原始数据的翻译和解释，提供应用层足够的业务信息，用层实现业务逻辑。

整体技术架构分为：网元接口层、业务实现层[2]、数据管理层、系统管理层。

（1）网元接口层

①实现对网元侧数据的接入维护和管理。

②实现接入数据规整、检错和格式化处理。

③对数据唯一性提供保障。

④对在线接入消息Request/Answer完整性提供保障。

⑤不在通用网元接口部分区分SB/EB计费。

（2）业务实现层

①实现计费、账务和相关的处理功能。

②区分EB/SB计费，建立并维护会话过程。

③提供系统状态监控和维护能力。

④具备数据合成能力，对外提供详单、账单等数据。

（3）数据管理层

①系统之间的数据同步、异步传输。

②实现实时的数据同步能力。

③实现定期全量的数据同步和稽核，并提供文件交换能力。

④为系统提供所需数据的物理存储管理。包括关系型数据库、数据文件、内存型数据等。

（4）系统管理层

实现对系统运行状况的监控与告警、日常例行维护数据的收集、参数管理等。

4 在线计费系统业务架构（Service structure of the OCS）

（1）通用接口：通用接口包含网络接口、协议转换、会话管理、异常处理、路由分发、离线传输、协议转发。

（2）网络接口：可恢复的数据接入功能。网络接口可以作为客户端也可以作为服务端接入。在网络接口层将系统是Server还是Client屏蔽，对后续应用而言，所有接入请求都是由网络接口的IO获取。一致的网络接口层使通用接口将业务需求和后续的功能实现剥离开。

a.支持TCP/UDP连接。

b.支持前端最大接入数限制，支持接入IP地址校验。

c.支持短连接模式和长连接模式，转换后对内部应用，统一采用长连接模式。

d.对Socket连接支持最长阻塞时间、接收/发送缓冲队列长度，支持配置设定和动态调整。

e.网络接口层参数支持动态加载和刷新。

（3）协议转换：接口接入的原始数据，根据相应的协议进行有效数据抽取和数据加强。

（4）会话管理：对会话型和事件型的交互过程，实施会话生命周期的管理。

（5）异常处理：定义接口程序在异常情况下，超时、拥塞、过载对应不同的应对策略和策略管理。

（6）路由分发：实现内部系统的数据分发，达到负载均衡和冗余分发能力。

（7）离线传输：采用标准的FTP协议，提供FTP方式的外部离线数据传输。

（8）协议转发：对不属于在线计费系统的而协议请求，根据路由信息进行协议转发。

（9）计费控制[3]：实现对在线计费接收到的计费请求进行会话管理，并协调计费引擎、余额管理中心，完成计费及余额更新操作等功能。

（10）批价处理：采用零件和优惠语法树的处理方式，零件的参数配置灵活，可实现各种业务和各种计费对象的计费。

（11）账务处理：账务处理包含前向账务优惠、固费计算、累积量管理。

（12）账务优惠：根据账务处理规则对客户产生的费用进行优惠处理，并生成相应的账务处理记录。在账务处理做的优惠，需要对数据中心的余额表做优惠补款。

（13）固费计算：据产品订购资料生成周期性费用，并发起扣费请求给余额管理。

（14）累积量管理：针对账务优惠的累积量进行管理，账务优惠依据此进行前向的累积优惠；对异常情况下的补款和累积，由异常处理整理出累积量变更规则，通过累积量管理进行累积量变更。

（15）账户管理：实现用户余额管理、充值与查询管理以及账户生命周期管理。

（16）计费网关：计费网关接收计费控制/账务管理发送过来的DCC格式的话单，转换成FEDX/ASCII格式的话单，并定时定量落地成话单文件。成功生成话单文件则返回计费控制/账务管理应答成功包；否则返回应答错误包。

（17）数据管理：实现对客户资料、产品资料等信息从综合计费账务系统的同步和管理，及系统内与业务相关的数据的管理。

（18）用户通知：根据用户使用情况周期性或实时向用户发送消费使用情况，提升用户感知。

（19）系统管理：实现包括安全管理、操作维护管理、备份管理、话费查询、实时信息获取、实时信息统计等功能。

（20）安全管理：对登录用户权限进行管理，并对登录用户的操作轨迹进行记录并提供查询。

（21）操作维护管理：实现系统配置管理、故障管理、性能管理、接口管理、报表展现以及SNMP上报等流程。作为独立监控和维护界面，是IT网管系统的外延，作为OCS设备，也是IT网管的KPI采集点。

（22）备份管理：由系统管理给出图形化的数据备份和批量导出。

（23）话费查询：查询用户实时账单，展现账单部分和冻结部分的展现。

（24）实时信息获取：对系统运行模块产生的实时运行状态信息进行获取。

（25）实时信息统计：对获取的实时信息展现。

5 在线计费系统的应用（Application of the OCS）

中国移动根据3GPP要求以及自身系统实际情况，采用融合计费模式实现对特定业务的在线计费，如图3所示。

采集预处理中的协议适配接收来自业务控制网元、DCC汇接代理、总部DCC Proxy的在线计费请求消息，将外部多种协议格式转换成内部标准格式，并将转换后的消息提供给融合计费，并将融合计费返回的消息转换协议后分发给相应的在线计费请求方。

DCC汇接代理模块负责对接入省一个或多个业务控制网元（如GGSN等）进行DCC消息的汇接，并判定计费号码的归属地，进行DCC计费消息的转发。

融合计费的计费预处理模块负责对在线计费消息进行业务识别、业务授权，对服务使用记录进行业务识别、错误检查和计费排重。并对在线计费消息和服务使用记录根据计费要求进行分拣，将分拣后需要进行在线计费或离线计费的数据传输给计费引擎。

计费引擎接收计费预处理分发的数据，根据计费依据信息，完成正算和反算。输出管理根据计费引擎批价后的服务使用记录，生成详单。

详单管理接收输出管理提供的详单，进行入库和分发。

错单管理模块对错单分类，归总、统计分析，针对每个环节的错单系统提供可控的自动回滚和回收。具体处理流程如图4所示。

流程的具体说明如下：

（1）网元接口部分接收并解码出Initial的CCR请求送计费控制。

（2）计费控制建立Session对象，Session对象中保留原始计费要素，如计费号码、时长等。如果是多业务计费，则在Session对象上按照Rating-Group建立计费要素树。参考平衡二叉树的数据结构，C++可采用标准模板库里map模板。

（3）计费控制发起对参考时长的算费请求。参考时长一般比较长，默认为10分钟。默认计费要素为原始计费要素。对多业务计费的情况，对每组分别分配参考时长。

（4）计费引擎按照计费控制提供的参考时长进行算费和累积量预留。

如果默认时长内费用对象发生分裂，则返回第一分钟的费率和1分钟的参考时长，累积量按照1分钟预留；如果默认时长内费用对象未发生分裂，则返回计费控制提供的参考时长和费率；对多组的计费计费引擎一次性处理和一次性分组返回，每组返回的策略同上。

对GPRS等业务，需要返回费率的时间切换点的，反馈对应切换点。

（5）计费请求应答，按照请求的分组，提供计费引擎计算分析出的计费要素：长途类型、漫游类型、用户订购套餐等等，信控要素包括费率和时长。

（6）根据计费引擎响应更新Session池，新增计费引擎提供的新计费要素，记录每组业务中允许的时长和费率，业务变更时间点存在的，需要设置Validity_time的进行设置，并提供给Session维护线程以响应时间的参考量。

（7）计费引擎按照最小时间片乘以费率，向ABM发起冻结方式的扣费预留请求。

（8）ABM进行分账、累账并按照冻结方式进行余额变更。ABM返回冻结后状态，是否预留成功和用户当前余额。对套餐中余额账本影响费率的情况，需要ABM返回给计费控制对应费率。

（9）预留成功时，扣费应答提供成功标识、可用主资金账户余额、变更后的费率；预留失败时，扣费应答提供失败标识。

（10）计费控制保存扣费响应提供的用户余额、新费率信息。如果存在新费率，则需要将Session对象中的可用时长直接更新为0。否则将可用时长减1分钟后，反馈鉴权成功，授权1分钟。如果扣费响应失败，计费控制反馈鉴权失败，由自动机决定是否生成0时长的Terminal请求给计费引擎；对需要返回费率变更时间的业务，同时反馈变更时间。注意，这一步对主资金账户可用余额的更新是用户级的，需要在Session池的散列过程中路过的所有相同MSISDN号码的主资金账户余额都进行更新，以提供后续Update操作时的参考。

（11）计费控制回送授权量信息给外部网元接口。

6 结论（Conclusion）

OCS除了能够实现了灵活实时的计费外，还有助于解决预后融合计费的难题。OCS具备预演和快速开发新业务的能力，有效地提高了企业的核心竞争力。

参考文献（References）

[1] 单明辉.3GPP OCS及其在融合计费体系下的发展[J].华为技术，2008（27）：1-2.

[2] 井国铭，杨晓更.融合计费账务系统架构与核心功能的研究与实现[J].通信世界，2009（48）：2-3.

[3] 朱颖辉.OCS在线计费系统解决方案分析[J].信息通信技术，2009（06）：2-3.

作者简介：

王海燕（1973-），女，硕士，高级工程师.研究领域：移动通信.