CDMA运营商3G/4G融合网络中部署PCC架构组网研究
2014/10/17 12:51:54一、引言
近几年，通过持续大量投入，国内运营商建立起了高效的3G通信网络，3G用户高速发展，移动数据流量呈现爆发式增长。随着国内4G牌照的发放，运营商4G网络建设的高潮即将来临。在4G时代，超高速的网络，大量3G时代无法实现的应用在未来将遍地开花，3G时代，运营商数据业务增量不增收的情况日益明显，管道化的危机重重，未来如何解决数据流量增长与收入增长严重不对称的问题，如何经营移动数据流量成为企业发展的关键。3GPP组织制定了PCC（策略控制与计费）相关标准，PCC是智能管道架构的核心部件，是实现移动互联网业务Qos保障和策略管控的重要路径，在运营商3G/4G融合网络中部署PCC架构，对有效应对未来高速大数据流量的发展需求，丰富用户差异化业务体验，提升自身流量经营价值等有重要意义。
二、3G/4G分组域架构
在部署4G网络初期，网络覆盖不可能迅速达到3G网络目前的覆盖水平，为了保证4G用户使用数据业务体验，同时保护3G网络投资，CDMA运营商不可避免将选择4G与3G混合组网的方式，一方面加速部署4G网络，一方面逐步将现有HRPD网络升级为eHRPD网络，实现4G与3G数据业务的互操作，提升用户的使用体验。CDMA运营商3G/4G融合组网分组域架构如下图所示：
在4G网络，终端用户通过PGW路由访问数据业务；在3G网络，终端用户业务由PDSN路由进入互联网；在没有4G信号覆盖的区域，4G终端用户通过HSGW-PGW路由出局，使用数据业务。
三、PCC架构简介
标准的PCC架构是由国际标准组织3GPP定义的动态策略和计费控制技术方案，PCC架构可实现2G/3G/LTE/WLAN/LAN接入的统一策略控制，可以基于用户、业务、时间、位置、网络状态等实施多维度的策略管控和计费，符合网络从哑管道向可管、可控的智能化管道演进的网络发展方向，是实现移动网智能管道的标准架构。
3GPP标准定义的PCC架构主要由策略和计费控制功能单元(PCRF)，策略和计费执行功能单元(PCEF)、应用功能单元(AF)、用户属性存储器(SPR)等功能实体组成。
PCRF是PCC架构中的核心，主要负责根据业务特性与相关用户属性制定并动态下发控制与计费策略给PCEF；PCEF主要进行业务数据流的检测，从PCRF获取并执行基于业务的控制与基于流的计费策略，可由PDSN/HSGW/P-GW等实现；SPR管理和存储所有PCRF所需的签约用户或签约相关的信息，为PCRF制定相关策略提供签约信息，可以与网络中其他数据库分开设置或合设。AF是提供应用服务的功能体，设置在业务平台上；OCS/OFCS配合PCC系统进行在线或离线计费。
四、部署PCC架构的组网方案
为了提升用户移动上网的业务保障能力，增强流量及流量价值提升的手段，在目前3G/4G融合组网中快速部署PCC架构意义非常重大。建议在3G/4G网络中部署统一的PCC架构，集中新建策略控制服务器PCRF，3G/4G网络共用PCRF设备，初期PCRF与SPR综合设置。新建的PCRF要能够同时支持对DO和LTE两种接入进行策略调度、分发、控制，PCRF的建设规模要同时满足LTE网络和CDMA网络的需求，引入PCC架构后的核心网组网如下图所示：
在4G网络中，PCEF功能由PGW实现；在eHRPD网络中，升级HSGW设备，实现BBERF功能；在3G网络中，对PDSN和HACCG进行升级，增加PCEF功能和与PCRF的接口。新建的PCRF/SPR设备要新增到业务支撑系统的接口，用于业务支撑系统对用户、业务信息的添加、修改、删除、查询等操作。
在新建PCRF时，建议PCRF采用N+1主备方式进行容灾备份，正常情况下N套PCRF提供业务，当其中一套PCRF发生故障时，备用PCRF提供业务。备用PCRF设备处理能力等于N个主用PCRF中最大容量，数据库容量等于N个主用SPR容量之和。PCRF的容量参考PCC在线用户数，并考虑一定的余量，PCC静态用户数存储容以PCC发展用户数为基础，并考虑一定的余量。
在3G/4G融合组网中部署统一的PCC架构后，将有利于多网络策略控制数据统一，保障用户在多网络相同的业务体验，用户可以在多个网络之间共享数据流量，同时降低运营维护成本。
五、结束语
在3G时代，运营商数据流量经营手段匮乏，经营方式粗放，4G时代即将到来，移动互联网必将更加快速发展，在3G/4G网络中部署PCC架构，将为运营商扭转在3G时代数据业务经营的被动局面打下坚实网络基础，通过充分挖掘管道的优势，实现用户级的策略控制和服务质量保障，早日告别流量的粗放经营阶段，不断提升流量精细化经营水平，早日进入流量促收入、收入促流量的正向反馈阶段。
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