Взаимодействия PCRF и OSS/BSS в сетях 4G

Размещено на http://www.allbest.ru/

Взаимодействия PCRF и OSS/BSS в сетях 4G

Каплинский Александр Александрович, инженер

Московский государственный технологический университет «Станкин»

Аннотация

Предполагая рассмотреть разновидности систем тарификации сетей мобильного ШПД в целом и LTE (Long-Term Evolution -- долговременное развитие, часто обозначается как 4G LTE) в частности, начнём с сетей, где форма расчёта наиболее проста, то есть устанавливает прямую зависимость стоимости услуги от максимальной скорости передачи данных.

Ключевые слова: биллинг, PCRF, LTE, 4G, BSS, OSS, счета, CDR

Тарификацией, по определению 3GPP (3rd Generation Partnership Project - Проект партнерства по системам 3-го поколения), называется функция сети телекоммуникации, которая выполняет сбор, обработку, передачу и оценку информации, относящейся к тарифицируемому событию и определяет объём потребления для выставления счёта тарифицируемой стороне или списания средств со счёта абонента.

Из приведённого определения следует, что формальное предназначение системы тарификации в сети оператора мобильного ШПД (Сети широкополосного доступа) - это подсчёт объёма информации, переданной абонентом, и передача сведений в биллинг. Такая система может показаться чрезмерно простой, к ней едва ли возможно предъявить иные требования, кроме производительности и точности вычисления. При этом операторы, предоставляющие абонентам широкополосный доступ в Интернет, предъявляют различные требования в сфере тарифной политики, благодаря чему система тарификации часто становится одним из наиболее сложных и функционально насыщенных элементов сети.

По мере того, как голосовые услуги и короткие текстовые сообщения уступают свои позиции услугам передачи данных, операторы мобильного ШПД (Сети широкополосного доступа) посвящают всё больше внимания проблемам монетизации сети. Потребность в услугу передачи данных кратно возрастает из года в год; согласно ежегодному отчёту компании Cisco, Интернет-сессии, установленные с применением технологии 4G (fourth generation -- четвёртое поколение), в 2015 году потребляли примерно в 15 раз больше трафика, чем другие соединения.

Эволюция технологий радиодоступа и пакетного ядра позволяют наращивать объёмы пропускаемого трафика на высоких скоростях; однако основным фактором, вынуждающим операторов контролировать потребление с помощью тарифов и прямого ограничения трафика, является невозможность для клиентов увеличивать платежи за ШПД (fourth generation -- четвёртое поколение) в 15 раз на протяжении одного - двух лет.

Предполагая рассмотреть разновидности систем тарификации сетей мобильного ШПД в целом и LTE (Long-Term Evolution -- долговременное развитие, часто обозначается как 4G LTE) в частности, начнём с сетей, где форма расчёта наиболее проста, то есть устанавливает прямую зависимость стоимости услуги от максимальной скорости передачи данных.

Определение 3GPP (3rd Generation Partnership Project - Проект партнерства по системам 3-го поколения) позволяет заключить, что в сетях такого типа система тарификации практически отсутствует, поскольку средства абонента списываются непосредственно в момент покупки пакета услуг, а не в процессе или после их потребления. Однако такой подход - скорее, исключение, тарифная стратегия операторов сетей четвёртого поколения определяется более обширным количеством показателей. Для ограничения потребления абонентами трафика широко применяется лимитирование его доступного объёма за определённый период времени - чаще всего сутки или месяц, когда опционально может быть ограничена скорость передачи информации.

Когда порог потребления превышается, в действие вступает штрафное правило, по которому существенно снижается пропускная способность вплоть до наступления следующего периода отчётности.

Определение 3GPP (3rd Generation Partnership Project - Проект партнерства по системам 3-го поколения) позволяет заключить, что в сетях такого типа система тарификации практически отсутствует, поскольку средства абонента списываются непосредственно в момент покупки пакета услуг, а не в процессе или после их потребления. Однако такой подход - скорее, исключение, тарифная стратегия операторов сетей четвёртого поколения определяется более обширным количеством показателей.

Альтернативой введению штрафных санкций для ограничения трафика может служить тарификация по факту потребления. Для создания и применения таких тарифов система тарификации должна иметь следующие возможности: подсчёт и сохранение потребления абонента, обновление или сброс месячных или суточных счётчиков, ограничение битрейта в нормальном или штрафном режимах. Первая и вторая функции могут быть выполнены биллинговой системой или PCRF (Policy and Charging Rules Function - Узел выставления счетов абонентам), а последняя - PGW (Packet Data Network Gateway - Пакетный шлюз), в сфере действия системы тарификации остаётся функционал, определяемый 3GPP (3rd Generation Partnership Project - Проект партнерства по системам 3-го поколения). Однако более эффективной, а иногда - и единственно возможной является покупка тарификационной платформы, выполняющей все функции управления тарифами, а не распределение решения по нескольким существующим системам, созданным разными производителями.

Структурирование и разделение абонентской базы при помощи представленной группы тарифов зачастую усиливается операторами благодаря адаптации тарифных предложений к видам используемых устройств - планшетов, смартфонов разных моделей и т.д. Тарификационная система помимо дифференциации абонентов по типу устройства должна выявлять применение терминала в качестве модема для более ресурсоёмких подключений от одного или нескольких ноутбуков (как точка доступа Wi-Fi), если тарифная опция исключает такие виды использования сети.

Рассмотрим ситуацию потери связи в реальном времени между центральной опорной сетью (core network) и системой поддержки информационного бизнеса OSS/BSS (Operation Support System/Business Support System -- система поддержки операций/система поддержки бизнеса). В случае возникновения нештатной ситуации на одном из участков сети или же в случае штатного облуживание сети. В нормальном режиме работы происходит обмен данными по протоколу Diameter (сеансовый протокол) между PCRF (Policy and Charging Rules Function - Узел выставления счетов абонентам) и OSS/BSS (Operation Support System/Business Support System -- система поддержки операций/система поддержки бизнеса) по следующему сценарию:

1. Абонент начинает сессию передачи данных. При этом MPU посылает на PCEF (Policy and Charging Rules Function - управление начислением платы) запрос на создание сессии для пропуска трафика (IP-Connectivity Access Network - совокупность сущностей и интерфейсов).

2. PCEF (Policy and Charging Rules Function - управление начислением платы) формирует запрос по интерфейсу Gx и посылает его на PCRF (Policy and Charging Rules Function - Узел выставления счетов абонентам). Это заключается в формировании Diameter CCR (Credit-Control-Request - кредитный управляющий запрос) запроса с информацией об абоненте и запрашиваемых услугах.

3. PCRF (Policy and Charging Rules Function - Узел выставления счетов абонентам) осуществляет запрос профиля абонента по интерфейсу Ud.

4. Получает профиль с параметрами услуг абонента.

5. Осуществляет подписку на нотификацию об изменениях профиля.

6. PCRF (Policy and Charging Rules Function - узел выставления счетов абонентам) принимает PCC (Policy and Charging Control - политика управления начислениями) - решение о возможности предоставлении услуг абоненту и с какими параметрами качества. Формирует PCC-правила, которые отправляет на PCEF по интерфейсу Gx. Это заключается в формировании Diameter CCA (Credit-Control-Answer - кредитный управляющий ответ) ответа с включенным набором PCC (Policy and Charging Control - политика управления начислениями) - правил.

7. При получении ответа PCEF (Policy and Charging Rules Function - управление начислением платы) устанавливает сессию кредитного контроля с OCS по интерфейсу. Gy с помощью обмена сообщениями Diameter CCR/CCA.

8. PCEF (Policy and Charging Rules Function - управление начислением платы) разрешает установку IP-CAN сессии.

9. Поток трафика (Service Data Flow) начинает проходить между устройством абонента и внешними сетями связи.

10. Через некоторое время абонент завершает сессию передачи данных и BBERF посылает на PCEF запрос на разрыв IP-CAN сессии.

11. PCEF осуществляет завершение Diameter сессий на PCRF по интерфейсу Gx. Завершение сессий заключается также в обмене сообщениями Diameter CCR/CCA.

12. PCEF осуществляет завершение Diameter сессий на OCS по интерфейсу Gy

Рисунок 1. Процесс прохождения тарификации трафика в сетях четвертого поколения

После завершения сессии формируется CDR (call detail record - детальная запись звонка) на всех элементах сети PCRF, BSS, в случаи штатной работы для выставления счета абоненту используется только CDR сформированная на BSS. Теперь рассмотрим более детально случай когда связь между BSS и PCRF отсутствует. В данном случаи CDR будет генерировать только на элементе PCRF с определённым флагом, который свидетельствует о режиме bypass. Для доставки CDR в систему с BSS с сетевого элемента PCFR используется система Mediation, данная система используется для сбора CDR, декодирования-разбора, фильтрации по определенным условиям и доставки в третью систему, такую как BSS или PRM (Partner Relationship Management - управление партнерскими взаиморасчётами).

Таким образом, мы получаем на выходе отказоустойчивую систему с возможностью резервирование всех компонентов системы информационной поддержки сети, крайне необходимые для бесперебойного выставления счетов абонентов.

мобильный широкополосной трафик

Список литературы

1. Александров А.В. Технологии широкополосного доступа // Вестник связи 2014.-№4

2. Голомшток Л.В. Биллинговые системы для мобильной связи. Решения российских разработчиков // Технологии и средства связи 2013. - №6.

3. Рокотян А.Ю. От «телекома» к «инфокому»: Трактат о сдвиге парадигмы. бизнес-моделях и прочих заумных вещах. М., 2008. С.45

4. http://sushkov.ru/articles/Article_pcrf.htm - «Тарификация современных услуг передачи данных в мобильных сетях связи и управление политиками обслуживания абонентов», 2015.

Размещено на Allbest.ru