PCC技術(shù)原理及應(yīng)用分析

    隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)日益豐富和各種應(yīng)用快速規(guī)模化的落地，新型移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式的逐步成熟，移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶越來越多，移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量出現(xiàn)了持續(xù)井噴式增長，同時(shí)也帶來了很多新問題，比如如何保障VIP客戶的體驗(yàn)，提供差異化服務(wù)；如何合理控制QQ、微信等即時(shí)消息業(yè)務(wù)對無線資源的長時(shí)間占用；如何對包月不限帶寬用戶進(jìn)行有效控制；流媒體等高價(jià)值用戶如何保障等等。

    不同業(yè)務(wù)單位比特的價(jià)值貢獻(xiàn)差別很大，如今在提速降費(fèi)政策壓力下，增量不增收等問題日益突出，如何區(qū)分業(yè)務(wù)并對用戶所占用的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行實(shí)時(shí)科學(xué)的管控，對于運(yùn)營商合理分配網(wǎng)絡(luò)資源，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自身收益最大化顯得尤為重要。PCC即策略控制和計(jì)費(fèi)（Policy Control and Charging）可以用來有效解決這些問題。

    移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)運(yùn)營面臨的問題

    首先，移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增量不增收，從近期移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)運(yùn)營狀況來看，流量的增長和帶來的業(yè)務(wù)收入增長之間的喇叭口曲線效應(yīng)已經(jīng)越來越明顯。這主要是由于市場競爭造成的單位業(yè)務(wù)價(jià)值快速下滑，以及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)價(jià)值的大部分被內(nèi)容或者業(yè)務(wù)應(yīng)用提供商占有所致。

    其次，缺乏差異化服務(wù)運(yùn)營能力，現(xiàn)有運(yùn)營中，網(wǎng)絡(luò)無法為用戶提供差異化服務(wù)，整個(gè)運(yùn)營中均采用盡力而為、先到先得的策略來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源的分配，造成網(wǎng)絡(luò)被一些低價(jià)值業(yè)務(wù)如QQ、微信等和包月不限流量的用戶長時(shí)間占用，無法保證高價(jià)值業(yè)務(wù)和VIP客戶的業(yè)務(wù)資源需求。

    最后，業(yè)務(wù)分布不均衡，由于移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)受移動(dòng)性特征影響，在高校區(qū)、中央商業(yè)區(qū)、集中住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)等特定區(qū)域均會(huì)出現(xiàn)不同時(shí)段的業(yè)務(wù)突發(fā)性增長，從而造成這些特定場景下出現(xiàn)業(yè)務(wù)資源不足、用戶業(yè)務(wù)應(yīng)用質(zhì)量下降甚至無法使用業(yè)務(wù)的情況。同時(shí)這些特定場景對傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)也會(huì)造成巨大沖擊，從而嚴(yán)重影響用戶業(yè)務(wù)應(yīng)用的體驗(yàn)，大大降低了在網(wǎng)用戶的粘性。

    PCC技術(shù)原理

    PCC主要由策略及計(jì)費(fèi)功能單元PCRF（Policy and Charging Rule Function）、用戶簽約數(shù)據(jù)庫SPR（Subscription Profile Repository）、策略及計(jì)費(fèi)執(zhí)行單元PCEF（Policy and Charging Enforcement Function）和應(yīng)用功能AF（Application Function）等組成，具體如下圖所示。

    其中，PCRF負(fù)責(zé)策略管理、用戶管理以及簽約管理等功能，向PCEF提供差別計(jì)費(fèi)、門控、端到端QoS保證和整形限速的網(wǎng)絡(luò)控制功能；SPR負(fù)責(zé)存儲(chǔ)所有簽約用戶或簽約相關(guān)的信息，包括簽約用戶允許的業(yè)務(wù)、業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)、QoS信息等；PCEF通過疊加在GGSN上升級(jí)實(shí)現(xiàn)，具備業(yè)務(wù)深度識(shí)別能力DPI功能，負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的檢測、策略執(zhí)行和基于流的計(jì)費(fèi)等功能。AF位于業(yè)務(wù)平臺(tái)，負(fù)責(zé)與PCRF通信、交互動(dòng)態(tài)會(huì)話等信息。

    整個(gè)PCC控制技術(shù)的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)流程為：PCEF深度解析業(yè)務(wù)報(bào)文通過Gx接口上報(bào)PCRF進(jìn)行策略控制規(guī)則匹配，SPR同時(shí)協(xié)同完成，匹配成功則由PCRF下發(fā)控制規(guī)則給PCEF執(zhí)行，執(zhí)行過程中PCEF可以通過GTP-U+BSSGP協(xié)議透傳方式完成端到端的全程控制；如果匹配不成功則無條件放行報(bào)文，業(yè)務(wù)流程和原來處理流程相同。

    PCC技術(shù)特點(diǎn)

    首先，能夠優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源，當(dāng)前運(yùn)營商移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)資源是既定自發(fā)的，資源利用率較低且分配不合理。PCC能夠提供基于業(yè)務(wù)的差異化控制能力，優(yōu)化小數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)資源分配，使熱點(diǎn)區(qū)域流量公平使用，能夠使網(wǎng)絡(luò)資源最大化應(yīng)用。

    優(yōu)化小數(shù)據(jù)包業(yè)務(wù)資源分配。即時(shí)通信應(yīng)用如QQ、微信等業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)包小，占用流量小，但用戶數(shù)多，小包的頻繁發(fā)送與接收會(huì)產(chǎn)生大量無線資源分配請求，大大降低網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信道的利用效率，對網(wǎng)絡(luò)的信令造成很大沖擊。引入PCC后，在核心網(wǎng)側(cè)識(shí)別小數(shù)據(jù)包應(yīng)用，并將業(yè)務(wù)標(biāo)志及QoS策略傳遞給無線側(cè)，無線側(cè)識(shí)別業(yè)務(wù)標(biāo)志和QoS，實(shí)施特定的資源優(yōu)化策略。

    能使熱點(diǎn)區(qū)域流量公平使用。隨著流量資費(fèi)的下降，智能終端的普及，P2P和流媒體類視頻業(yè)務(wù)成為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)新的業(yè)務(wù)增長點(diǎn)。這類應(yīng)用用戶數(shù)少，但單個(gè)用戶流量大，整體流量占比大，特別是視頻類業(yè)務(wù)占用網(wǎng)絡(luò)資源較大，形成無線資源的局部擁塞，影響其他用戶業(yè)務(wù)的體驗(yàn)。通過PCC實(shí)施策略制定，在忙時(shí)忙區(qū)，對使用流量進(jìn)行累積，超過一定閾值時(shí)進(jìn)行帶寬管理，控制過度使用行為，釋放資源給其他用戶及業(yè)務(wù)使用，體現(xiàn)了資源受限情況下的合理、公平分配原則。

    其次，能夠提供差異化服務(wù)，有效支撐市場運(yùn)營，PCC能夠通過與BOSS互通，搭建起市場運(yùn)營與網(wǎng)絡(luò)間的橋梁，將市場運(yùn)營手段延伸到網(wǎng)絡(luò)層面。借助于PCC差異化控制能力，市場部門可以針對不同用戶服務(wù)等級(jí)、資費(fèi)套餐、自營業(yè)務(wù)定制差異化的網(wǎng)絡(luò)控制策略。

    實(shí)現(xiàn)基于用戶等級(jí)的差異化。根據(jù)市場運(yùn)營需要，運(yùn)營商一般基于一定原則對用戶進(jìn)行品牌和等級(jí)劃分，但缺乏對用戶的網(wǎng)絡(luò)差異化服務(wù)能力。引入PCC，運(yùn)營商可以為高端用戶定義更高的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先級(jí)，并通過端到端QoS將優(yōu)先級(jí)從核心網(wǎng)傳遞到無線側(cè)，使用戶無論在網(wǎng)絡(luò)空閑還是繁忙狀態(tài)下，都能獲得更有保證的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，而對于優(yōu)先級(jí)較低的用戶，可以降低其業(yè)務(wù)訪問速率或者限制其業(yè)務(wù)訪問范圍。

    實(shí)現(xiàn)基于用戶套餐的差異化。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)套餐間流量使用很不均勻，少部分用戶消耗大部分流量，一部分包月不限流量套餐用戶對資源的無節(jié)制使用嚴(yán)重影響其他用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。基于PCC的差異化策略控制，可以限制低價(jià)值用戶，保障高價(jià)值用戶，如對低價(jià)值用戶，可以累積其流量使用，當(dāng)超過一定門限時(shí)限制其在忙時(shí)的業(yè)務(wù)帶寬，限制其對資源的濫用。

    對自營業(yè)務(wù)的推薦與保障。傳統(tǒng)分組網(wǎng)絡(luò)無法提供基于運(yùn)營商自營業(yè)務(wù)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)其他業(yè)務(wù)的差異化控制，沒有很好利用自身管道的優(yōu)勢給自營業(yè)務(wù)更多的資源傾斜。運(yùn)營商引入PCC后，可以控制當(dāng)用戶使用自營業(yè)務(wù)時(shí)，可以提高其服務(wù)等級(jí)，并通過端到端QoS將服務(wù)等級(jí)傳遞到無線側(cè)，以獲得相對于普通互聯(lián)網(wǎng)同類應(yīng)用更好的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，增強(qiáng)自營業(yè)務(wù)競爭力。

    典型應(yīng)用場景分析

    基于業(yè)務(wù)的控制策略應(yīng)用場景，此類控制主要通過深度解析報(bào)文后得到業(yè)務(wù)類型字段的精確匹配。此類控制策略只需要在PCRF中事先預(yù)置需要控制業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)和業(yè)務(wù)門限等重要參數(shù)來達(dá)到對高價(jià)值或者重點(diǎn)業(yè)務(wù)的優(yōu)先資源分配；另一方面也可以對視頻、P2P下載類業(yè)務(wù)進(jìn)行有效控制。

    基于用戶優(yōu)先級(jí)的控制策略應(yīng)用場景，此類控制主要通過深度解析報(bào)文后得到用戶IMSI、MSISDN號(hào)段的精確匹配。此類控制策略需要首先匹配SPR中的用戶簽約數(shù)據(jù)庫，通過SPR匹配后得到該用戶的優(yōu)先級(jí)參數(shù)，ARP和觸發(fā)PCRF中事先預(yù)置的控制規(guī)則名稱，觸發(fā)PCRF中的控制策略，以便高端用戶在擁塞時(shí)能夠優(yōu)先占用較多網(wǎng)絡(luò)資源；同時(shí)也為欠費(fèi)風(fēng)險(xiǎn)高的用戶提供了有效的控制手段。為了防止控制策略使低優(yōu)先級(jí)用戶無法使用業(yè)務(wù)，控制規(guī)則中只設(shè)置資源占用的比例，而不設(shè)置絕對的接入速率門限。

    基于時(shí)間段的控制策略應(yīng)用場景， 運(yùn)營商可以根據(jù)用戶的使用習(xí)慣、網(wǎng)絡(luò)的忙閑情況等，在不同的時(shí)間段設(shè)置不同的策略，包括不同的QoS策略和計(jì)費(fèi)策略，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的目的。比如20:00-22:00為網(wǎng)絡(luò)流量的高峰期，大量視頻、P2P下載類業(yè)務(wù)的使用影響了其他數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)甚至語音業(yè)務(wù)的正常使用，運(yùn)營商可以在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)降低視頻、P2P下載類業(yè)務(wù)的帶寬，在防止網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞的同時(shí)，也使得網(wǎng)絡(luò)資源利用率達(dá)到最大化，從而增加運(yùn)營商的收入。

    在實(shí)際PCC技術(shù)應(yīng)用場景中一般不會(huì)出現(xiàn)多種問題并存的現(xiàn)象，只需要部署單一控制策略就可以緩解數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)運(yùn)營中存在的問題，但在城市的一些高校區(qū)、中央商務(wù)區(qū)、集中住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)等特殊場景下，多種問題并存，需要對用戶、業(yè)務(wù)使用特點(diǎn)以及存在的主要運(yùn)營問題進(jìn)行分析，針對不同維度，科學(xué)有效組合使用PCC技術(shù)在各種典型場景下的控制策略。

    作者：席曉