PCC技術(shù)原理及應(yīng)用分析

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

    不同業(yè)務(wù)單位比特的價值貢獻差別很大，如今在提速降費政策壓力下，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)資源進行實時科學(xué)的管控，對于運營商合理分配網(wǎng)絡(luò)資源，進而實現(xiàn)自身收益最大化顯得尤為重要。PCC即策略控制和計費（Policy Control and Charging）可以用來有效解決這些問題。

    移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)運營面臨的問題

    首先，移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增量不增收，從近期移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)運營狀況來看，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)價值快速下滑，以及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)價值的大部分被內(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)運營能力，現(xiàn)有運營中，網(wǎng)絡(luò)無法為用戶提供差異化服務(wù)，整個運營中均采用盡力而為、先到先得的策略來進行網(wǎng)絡(luò)資源的分配，造成網(wǎng)絡(luò)被一些低價值業(yè)務(wù)如QQ、微信等和包月不限流量的用戶長時間占用，無法保證高價值業(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，由于移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)受移動性特征影響，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)域均會出現(xiàn)不同時段的業(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。同時這些特定場景對傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)也會造成巨大沖擊，從而嚴(yán)重影響用戶業(yè)務(wù)應(yīng)用的體驗，大大降低了在網(wǎng)用戶的粘性。

    PCC技術(shù)原理

    PCC主要由策略及計費功能單元PCRF（Policy and Charging Rule Function）、用戶簽約數(shù)據(jù)庫SPR（Subscription Profile Repository）、策略及計費執(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提供差別計費、門控、端到端QoS保證和整形限速的網(wǎng)絡(luò)控制功能；SPR負責(zé)存儲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、QoS信息等；PCEF通過疊加在GGSN上升級實現(xiàn)，具備業(yè)務(wù)深度識別能力DPI功能，負責(zé)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的檢測、策略執(zhí)行和基于流的計費等功能。AF位于業(yè)務(wù)平臺，負責(zé)與PCRF通信、交互動態(tài)會話等信息。

    整個PCC控制技術(shù)的業(yè)務(wù)實現(xiàn)流程為：PCEF深度解析業(yè)務(wù)報文通過Gx接口上報PCRF進行策略控制規(guī)則匹配，SPR同時協(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文，業(yè)務(wù)流程和原來處理流程相同。

    PCC技術(shù)特點

    首先，能夠優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源，當(dāng)前運營商移動網(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)識別業(yè)務(wù)標(biāo)志和QoS，實施特定的資源優(yōu)化策略。

    能使熱點區(qū)域流量公平使用。隨著流量資費的下降，智能終端的普及，P2P和流媒體類視頻業(yè)務(wù)成為移動互聯(lián)網(wǎng)新的業(yè)務(wù)增長點。這類應(yīng)用用戶數(shù)少，但單個用戶流量大，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。通過PCC實施策略制定，在忙時忙區(qū)，對使用流量進行累積，超過一定閾值時進行帶寬管理，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)，有效支撐市場運營，PCC能夠通過與BOSS互通，搭建起市場運營與網(wǎng)絡(luò)間的橋梁，將市場運營手段延伸到網(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、資費套餐、自營業(yè)務(wù)定制差異化的網(wǎng)絡(luò)控制策略。

    實現(xiàn)基于用戶等級的差異化。根據(jù)市場運營需要，運營商一般基于一定原則對用戶進行品牌和等級劃分，但缺乏對用戶的網(wǎng)絡(luò)差異化服務(wù)能力。引入PCC，運營商可以為高端用戶定義更高的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先級，并通過端到端QoS將優(yōu)先級從核心網(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，而對于優(yōu)先級較低的用戶，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�；�于PCC的差異化策略控制，可以限制低價值用戶，保障高價值用戶，如對低價值用戶，可以累積其流量使用，當(dāng)超過一定門限時限制其在忙時的業(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)無法提供基于運營商自營業(yè)務(wù)與移動互聯(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。運營商引入PCC后，可以控制當(dāng)用戶使用自營業(yè)務(wù)時，可以提高其服務(wù)等級，并通過端到端QoS將服務(wù)等級傳遞到無線側(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，增強自營業(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)先級和業(yè)務(wù)門限等重要參數(shù)來達到對高價值或者重點業(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)進行有效控制。

    基于用戶優(yōu)先級的控制策略應(yīng)用場景，此類控制主要通過深度解析報文后得到用戶IMSI、MSISDN號段的精確匹配。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能夠優(yōu)先占用較多網(wǎng)絡(luò)資源；同時也為欠費風(fēng)險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。

    基于時間段的控制策略應(yīng)用場景， 運營商可以根據(jù)用戶的使用習(xí)慣、網(wǎng)絡(luò)的忙閑情況等，在不同的時間段設(shè)置不同的策略，包括不同的QoS策略和計費策略，達到網(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，運營商可以在這個時間段內(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，也使得網(wǎng)絡(luò)資源利用率達到最大化，從而增加運營商的收入。

    在實際PCC技術(shù)應(yīng)用場景中一般不會出現(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)使用特點以及存在的主要運營問題進行分析，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