CDMA運營商3G/4G融合網絡中部署PCC架構組網研究
2014/10/17 12:51:54一、引言
近幾年，通過持續大量投入，國內運營商建立起了高效的3G通信網絡，3G用戶高速發展，移動數據流量呈現爆發式增長。隨著國內4G牌照的發放，運營商4G網絡建設的高潮即將來臨。在4G時代，超高速的網絡，大量3G時代無法實現的應用在未來將遍地開花，3G時代，運營商數據業務增量不增收的情況日益明顯，管道化的危機重重，未來如何解決數據流量增長與收入增長嚴重不對稱的問題，如何經營移動數據流量成為企業發展的關鍵。3GPP組織制定了PCC（策略控制與計費）相關標準，PCC是智能管道架構的核心部件，是實現移動互聯網業務Qos保障和策略管控的重要路徑，在運營商3G/4G融合網絡中部署PCC架構，對有效應對未來高速大數據流量的發展需求，豐富用戶差異化業務體驗，提升自身流量經營價值等有重要意義。
二、3G/4G分組域架構
在部署4G網絡初期，網絡覆蓋不可能迅速達到3G網絡目前的覆蓋水平，為了保證4G用戶使用數據業務體驗，同時保護3G網絡投資，CDMA運營商不可避免將選擇4G與3G混合組網的方式，一方面加速部署4G網絡，一方面逐步將現有HRPD網絡升級為eHRPD網絡，實現4G與3G數據業務的互操作，提升用戶的使用體驗。CDMA運營商3G/4G融合組網分組域架構如下圖所示：
在4G網絡，終端用戶通過PGW路由訪問數據業務；在3G網絡，終端用戶業務由PDSN路由進入互聯網；在沒有4G信號覆蓋的區域，4G終端用戶通過HSGW-PGW路由出局，使用數據業務。
三、PCC架構簡介
標準的PCC架構是由國際標準組織3GPP定義的動態策略和計費控制技術方案，PCC架構可實現2G/3G/LTE/WLAN/LAN接入的統一策略控制，可以基于用戶、業務、時間、位置、網絡狀態等實施多維度的策略管控和計費，符合網絡從啞管道向可管、可控的智能化管道演進的網絡發展方向，是實現移動網智能管道的標準架構。
3GPP標準定義的PCC架構主要由策略和計費控制功能單元(PCRF)，策略和計費執行功能單元(PCEF)、應用功能單元(AF)、用戶屬性存儲器(SPR)等功能實體組成。
PCRF是PCC架構中的核心，主要負責根據業務特性與相關用戶屬性制定并動態下發控制與計費策略給PCEF；PCEF主要進行業務數據流的檢測，從PCRF獲取并執行基于業務的控制與基于流的計費策略，可由PDSN/HSGW/P-GW等實現；SPR管理和存儲所有PCRF所需的簽約用戶或簽約相關的信息，為PCRF制定相關策略提供簽約信息，可以與網絡中其他數據庫分開設置或合設。AF是提供應用服務的功能體，設置在業務平臺上；OCS/OFCS配合PCC系統進行在線或離線計費。
四、部署PCC架構的組網方案
為了提升用戶移動上網的業務保障能力，增強流量及流量價值提升的手段，在目前3G/4G融合組網中快速部署PCC架構意義非常重大。建議在3G/4G網絡中部署統一的PCC架構，集中新建策略控制服務器PCRF，3G/4G網絡共用PCRF設備，初期PCRF與SPR綜合設置。新建的PCRF要能夠同時支持對DO和LTE兩種接入進行策略調度、分發、控制，PCRF的建設規模要同時滿足LTE網絡和CDMA網絡的需求，引入PCC架構后的核心網組網如下圖所示：
在4G網絡中，PCEF功能由PGW實現；在eHRPD網絡中，升級HSGW設備，實現BBERF功能；在3G網絡中，對PDSN和HACCG進行升級，增加PCEF功能和與PCRF的接口。新建的PCRF/SPR設備要新增到業務支撐系統的接口，用于業務支撐系統對用戶、業務信息的添加、修改、刪除、查詢等操作。
在新建PCRF時，建議PCRF采用N+1主備方式進行容災備份，正常情況下N套PCRF提供業務，當其中一套PCRF發生故障時，備用PCRF提供業務。備用PCRF設備處理能力等于N個主用PCRF中最大容量，數據庫容量等于N個主用SPR容量之和。PCRF的容量參考PCC在線用戶數，并考慮一定的余量，PCC靜態用戶數存儲容以PCC發展用戶數為基礎，并考慮一定的余量。
在3G/4G融合組網中部署統一的PCC架構后，將有利于多網絡策略控制數據統一，保障用戶在多網絡相同的業務體驗，用戶可以在多個網絡之間共享數據流量，同時降低運營維護成本。
五、結束語
在3G時代，運營商數據流量經營手段匱乏，經營方式粗放，4G時代即將到來，移動互聯網必將更加快速發展，在3G/4G網絡中部署PCC架構，將為運營商扭轉在3G時代數據業務經營的被動局面打下堅實網絡基礎，通過充分挖掘管道的優勢，實現用戶級的策略控制和服務質量保障，早日告別流量的粗放經營階段，不斷提升流量精細化經營水平，早日進入流量促收入、收入促流量的正向反饋階段。
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