PCC技術(shù)原理及應用分析

　　隨著(zhù)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)日益豐富和各種應用快速規?；穆涞?，新型移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式的逐步成熟，移動(dòng)數據業(yè)務(wù)用戶(hù)越來(lái)越多，移動(dòng)數據業(yè)務(wù)流量出現了持續井噴式增長(cháng)，同時(shí)也帶來(lái)了很多新問(wèn)題，比如如何保障VIP客戶(hù)的體驗，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(wú)線(xiàn)資源的長(cháng)時(shí)間占用；如何對包月不限帶寬用戶(hù)進(jìn)行有效控制；流媒體等高價(jià)值用戶(hù)如何保障等等。

　　不同業(yè)務(wù)單位比特的價(jià)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(wèn)題日益突出，如何區分業(yè)務(wù)并對用戶(hù)所占用的網(wǎng)絡(luò )資源進(jìn)行實(shí)時(shí)科學(xué)的管控，對于運營(yíng)商合理分配網(wǎng)絡(luò )資源，進(jìn)而實(shí)現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(lái)有效解決這些問(wèn)題。

　　移動(dòng)數據業(yè)務(wù)運營(yíng)面臨的問(wèn)題

　　首先，移動(dòng)數據業(yè)務(wù)增量不增收，從近期移動(dòng)數據業(yè)務(wù)運營(yíng)狀況來(lái)看，流量的增長(cháng)和帶來(lái)的業(yè)務(wù)收入增長(cháng)之間的喇叭口曲線(xiàn)效應已經(jīng)越來(lái)越明顯。這主要是由于市場(chǎng)競爭造成的單位業(yè)務(wù)價(jià)值快速下滑，以及數據業(yè)務(wù)價(jià)值的大部分被內容或者業(yè)務(wù)應用提供商占有所致。

　　其次，缺乏差異化服務(wù)運營(yíng)能力，現有運營(yíng)中，網(wǎng)絡(luò )無(wú)法為用戶(hù)提供差異化服務(wù)，整個(gè)運營(yíng)中均采用盡力而為、先到先得的策略來(lái)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(hù)長(cháng)時(shí)間占用，無(wú)法保證高價(jià)值業(yè)務(wù)和VIP客戶(hù)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)數據業(yè)務(wù)受移動(dòng)性特征影響，在高校區、中央商業(yè)區、集中住宅區、商業(yè)區等特定區域均會(huì )出現不同時(shí)段的業(yè)務(wù)突發(fā)性增長(cháng)，從而造成這些特定場(chǎng)景下出現業(yè)務(wù)資源不足、用戶(hù)業(yè)務(wù)應用質(zhì)量下降甚至無(wú)法使用業(yè)務(wù)的情況。同時(shí)這些特定場(chǎng)景對傳統語(yǔ)音業(yè)務(wù)也會(huì )造成巨大沖擊，從而嚴重影響用戶(hù)業(yè)務(wù)應用的體驗，大大降低了在網(wǎng)用戶(hù)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(hù)簽約數據庫SPR（SubscripTIon Profile Repository）、策略及計費執行單元PCEF（Policy and Charging Enforcement FuncTIon）和應用功能AF（ApplicaTIon Function）等組成，具體如下圖所示。

　　其中，PCRF負責策略管理、用戶(hù)管理以及簽約管理等功能，向PCEF提供差別計費、門(mén)控、端到端QoS保證和整形限速的網(wǎng)絡(luò )控制功能；SPR負責存儲所有簽約用戶(hù)或簽約相關(guān)的信息，包括簽約用戶(hù)允許的業(yè)務(wù)、業(yè)務(wù)的優(yōu)先級、QoS信息等；PCEF通過(guò)疊加在 GGSN上升級實(shí)現，具備業(yè)務(wù)深度識別能力DPI功能，負責業(yè)務(wù)數據流的檢測、策略執行和基于流的計費等功能。AF位于業(yè)務(wù)平臺，負責與PCRF通信、交互動(dòng)態(tài)會(huì )話(huà)等信息。

　　整個(gè)PCC控制技術(shù)的業(yè)務(wù)實(shí)現流程為：PCEF深度解析業(yè)務(wù)報文通過(guò)Gx接口上報PCRF進(jìn)行策略控制規則匹配，SPR同時(shí)協(xié)同完成，匹配成功則由 PCRF下發(fā)控制規則給PCEF執行，執行過(guò)程中PCEF可以通過(guò)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(wú)條件放行報文，業(yè)務(wù)流程和原來(lái)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，當前運營(yíng)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)化小數據包業(yè)務(wù)資源分配，使熱點(diǎn)區域流量公平使用，能夠使網(wǎng)絡(luò )資源最大化應用。

　　優(yōu)化小數據包業(yè)務(wù)資源分配。即時(shí)通信應用如QQ、微信等業(yè)務(wù)，數據包小，占用流量小，但用戶(hù)數多，小包的頻繁發(fā)送與接收會(huì )產(chǎn)生大量無(wú)線(xiàn)資源分配請求，大大降低網(wǎng)絡(luò )數據信道的利用效率，對網(wǎng)絡(luò )的信令造成很大沖擊。引入PCC后，在核心網(wǎng)側識別小數據包應用，并將業(yè)務(wù)標志及QoS策略傳遞給無(wú)線(xiàn)側，無(wú)線(xiàn)側識別業(yè)務(wù)標志和QoS，實(shí)施特定的資源優(yōu)化策略。

　　能使熱點(diǎn)區域流量公平使用。隨著(zhù)流量資費的下降，智能終端的普及，P2P和流媒體類(lèi)視頻業(yè)務(wù)成為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)新的業(yè)務(wù)增長(cháng)點(diǎn)。這類(lèi)應用用戶(hù)數少，但單個(gè)用戶(hù)流量大，整體流量占比大，特別是視頻類(lèi)業(yè)務(wù)占用網(wǎng)絡(luò )資源較大，形成無(wú)線(xiàn)資源的局部擁塞，影響其他用戶(hù)業(yè)務(wù)的體驗。通過(guò)PCC實(shí)施策略制定，在忙時(shí)忙區，對使用流量進(jìn)行累積，超過(guò)一定閾值時(shí)進(jìn)行帶寬管理，控制過(guò)度使用行為，釋放資源給其他用戶(hù)及業(yè)務(wù)使用，體現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(chǎng)運營(yíng)，PCC能夠通過(guò)與BOSS互通，搭建起市場(chǎng)運營(yíng)與網(wǎng)絡(luò )間的橋梁，將市場(chǎng)運營(yíng)手段延伸到網(wǎng)絡(luò )層面。借助于PCC差異化控制能力，市場(chǎng)部門(mén)可以針對不同用戶(hù)服務(wù)等級、資費套餐、自營(yíng)業(yè)務(wù)定制差異化的網(wǎng)絡(luò )控制策略。

　　實(shí)現基于用戶(hù)等級的差異化。根據市場(chǎng)運營(yíng)需要，運營(yíng)商一般基于一定原則對用戶(hù)進(jìn)行品牌和等級劃分，但缺乏對用戶(hù)的網(wǎng)絡(luò )差異化服務(wù)能力。引入PCC，運營(yíng)商可以為高端用戶(hù)定義更高的網(wǎng)絡(luò )優(yōu)先級，并通過(guò)端到端QoS將優(yōu)先級從核心網(wǎng)傳遞到無(wú)線(xiàn)側，使用戶(hù)無(wú)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(hù)，可以降低其業(yè)務(wù)訪(fǎng)問(wèn)速率或者限制其業(yè)務(wù)訪(fǎng)問(wèn)范圍。

　　實(shí)現基于用戶(hù)套餐的差異化。數據業(yè)務(wù)套餐間流量使用很不均勻，少部分用戶(hù)消耗大部分流量，一部分包月不限流量套餐用戶(hù)對資源的無(wú)節制使用嚴重影響其他用戶(hù)的業(yè)務(wù)體驗?；赑CC的差異化策略控制，可以限制低價(jià)值用戶(hù)，保障高價(jià)值用戶(hù)，如對低價(jià)值用戶(hù)，可以累積其流量使用，當超過(guò)一定門(mén)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(yíng)業(yè)務(wù)的推薦與保障。傳統分組網(wǎng)絡(luò )無(wú)法提供基于運營(yíng)商自營(yíng)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(méi)有很好利用自身管道的優(yōu)勢給自營(yíng)業(yè)務(wù)更多的資源傾斜。運營(yíng)商引入PCC后，可以控制當用戶(hù)使用自營(yíng)業(yè)務(wù)時(shí)，可以提高其服務(wù)等級，并通過(guò)端到端QoS將服務(wù)等級傳遞到無(wú)線(xiàn)側，以獲得相對于普通互聯(lián)網(wǎng)同類(lèi)應用更好的業(yè)務(wù)體驗，增強自營(yíng)業(yè)務(wù)競爭力。

　　典型應用場(chǎng)景分析

　　基于業(yè)務(wù)的控制策略應用場(chǎng)景，此類(lèi)控制主要通過(guò)深度解析報文后得到業(yè)務(wù)類(lèi)型字段的精確匹配。此類(lèi)控制策略只需要在PCRF中事先預置需要控制業(yè)務(wù)的優(yōu)先級和業(yè)務(wù)門(mén)限等重要參數來(lái)達到對高價(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(lèi)業(yè)務(wù)進(jìn)行有效控制。

　　基于用戶(hù)優(yōu)先級的控制策略應用場(chǎng)景，此類(lèi)控制主要通過(guò)深度解析報文后得到用戶(hù)IMSI、MSISDN號段的精確匹配。此類(lèi)控制策略需要首先匹配 SPR中的用戶(hù)簽約數據庫，通過(guò)SPR匹配后得到該用戶(hù)的優(yōu)先級參數，ARP和觸發(fā)PCRF中事先預置的控制規則名稱(chēng)，觸發(fā)PCRF中的控制策略，以便高端用戶(hù)在擁塞時(shí)能夠優(yōu)先占用較多網(wǎng)絡(luò )資源；同時(shí)也為欠費風(fēng)險高的用戶(hù)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(hù)無(wú)法使用業(yè)務(wù)，控制規則中只設置資源占用的比例，而不設置絕對的接入速率門(mén)限。

　　基于時(shí)間段的控制策略應用場(chǎng)景， 運營(yíng)商可以根據用戶(hù)的使用習慣、網(wǎng)絡(luò )的忙閑情況等，在不同的時(shí)間段設置不同的策略，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(lèi)業(yè)務(wù)的使用影響了其他數據業(yè)務(wù)甚至語(yǔ)音業(yè)務(wù)的正常使用，運營(yíng)商可以在這個(gè)時(shí)間段內降低視頻、P2P下載類(lèi)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 )資源利用率達到最大化，從而增加運營(yíng)商的收入。

　　在實(shí)際PCC技術(shù)應用場(chǎng)景中一般不會(huì )出現多種問(wèn)題并存的現象，只需要部署單一控制策略就可以緩解數據業(yè)務(wù)運營(yíng)中存在的問(wèn)題，但在城市的一些高校區、中央商務(wù)區、集中住宅區、商業(yè)區等特殊場(chǎng)景下，多種問(wèn)題并存，需要對用戶(hù)、業(yè)務(wù)使用特點(diǎn)以及存在的主要運營(yíng)問(wèn)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(chǎng)景下的控制策略。