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　　1 引言

　　固定/移動融合(Fixed-mobile Convergence，FMC)是下一代網絡演進的基本方向，網絡融合的需求應運營商接入業務的競爭，以及降低網絡的運營和維護成本的意愿而生。旨在為運營商提供統一的核心網控制和管理平臺，為終端用戶統一的業務體驗，而不必區分訪問這項業務所用的接入技術。通過融合，運營商進一步提高資產的利用率，擴大覆蓋范圍，提高業務的易用性，擴展網絡的業務容量。

　　策略控制最早是IETF在增強IP網絡演進過程中提出的。首先由3GPP引入到UMTS系統R5版本，即策略控制和計費(Policy Control and Charging，PCC)架構，其目的是將策略控制應用到通信網絡資源接入和使用過程中。PCC架構將應用層級會話服務數據流的QoS要求映射為IP-CAN接入傳輸網絡承載級服務的QoS要求來保障數據傳輸，并根據運營商的計費策略實現服務數據流層級的計費功能。PCC架構使得運營商能夠合理分配，并有效控制網絡的服務能力。

　　運營商間的資費競爭使寬帶業務越來越廉價，用戶逐漸趨向于無節制使用帶寬的包月制，使得ARPU值不斷下降。P2P業務使網絡瓶頸由服務器轉到運營商網絡，成本壓力也從ISP轉到運營商。為解決這一問題，固網運營商在IP網絡中引入資源接納控制技術，對網絡資源進行監控、合理分配，開發新的資費策略，便于新型業務(如IMS)的快速部署，便于提高用戶業務體驗，使運營商擺脫網絡管道化的困境。目前，主要研究包括BBF BPCF，TISPAN RACS，ITU-T RACF等。

　　固定網絡和移動網絡正走向深度融合。統一IMS架構實現了固定接入和移動接入的統一核心控制網絡。統一的策略控制和計費架構在融合網絡演進中的重要意義開始逐步凸顯。現階段，不同標準化組織針對策略控制的研究角度和進展不盡相同，互不兼容的體系架構已成為融合網絡統一策略控制和計費功能的阻礙。本文在簡述3GPP現有FMC相關研究的進展情況和統一IMS的技術要點基礎上，以TISPAN RACS和3GPP PCC為基準，比較固定和移動網絡策略控制架構和功能，進而提出了一種以3GPP PCC架構為基礎，融合其他標準化組織策略控制相關功能的固定和移動融合網絡的統一的策略控制架構，該架構支持同一運營商移動和固定網絡統一的策略控制，包含固定/移動網絡協同平臺和固定/移動網絡融合平臺兩個發展階段。

　　2 3GPP FMC關鍵技術介紹

　　3GPP FMC的相關工作體現在R7中的固定寬帶接入IMS(Fixed Broadband Access to IMS，FBI)和對傳統網絡互通的要求。FBI從接入層面研究了FMC對IMS的影響。主要的工作由3GPP SA2和CT工作組完成，直接的工作成果為TR 23.819，現已轉化為CR修改了涉及的IMS規范，如 TS 23.228，TS 24.229，TS 29.163等。

　　FBI相關的工作可分為兩個層面：首先是對固網NGN的支持，即要求IMS同時支持各種固定接入方式。3GPP和TISPAN組成聯合工作組，研究針對NGN的IMS增強以及產生的影響，包括擴展Gq接口支持NGN接入，SIP頭域補充固定接入定位，采用IM-ALG和TrGW配合的IPv6/v4地址轉換和私網穿越等。其次是與傳統電路域業務互通的問題。在現有的IMS框架中，IMS業務都承載在分組域上，與電路域之間是互通關系。3GPP CT工作組集中研究了相關功能的需求，以及支持傳統電路域信令、承載和各種補充業務實現的基本架構等。

　　3GPP另一個FMC范疇的重要研究是統一IMS(Common IMS)。IMS雖然是由3GPP首先提出，但是由于IMS采用SIP體系結構，具有接入無關性、支持用戶漫游和用戶數據的集中管理等優點，從而使基于IMS實現網絡融合成為可能。統一IMS作為支持固定和移動接入的統一核心控制網絡，滿足3GPP以及TISPAN R1等不同版本的IMS的整體網絡能力需求，同時能夠滿足3GPP，TISPAN，3GPP2等各標準化組織在業務、計費、網管等方面最新的網絡能力需求，得到了廣泛的認可。

　　Common IMS的核心為Core IMS，包括CSCF，SLF，MRFC，MGCF，BGCF等功能實體，是IMS的基本網絡和基本業務能力架構，實現基本的會話控制、媒體資源控制、互聯互通等基本功能。NASS適用于固網終端接入Common IMS，與移動網的GGSN功能相似。主要實現固定終端UAAF，給固定終端分配IP(NACF：類似于DHCP 服務器)，向終端下發PCSCF地址、應用服務器地址等信息。RACS主要提供接納控制和關口控制功能(包含公、私網IP地址轉換控制功能)。接納控制主要包括根據運營者的具體策略規則和資源，檢查接入網附著子系統保存的簽約數據的授權，檢查用戶請求帶寬、預定帶寬和使用帶寬的一致性等。接入網關控制功能(AGCF)與RACS和CSCF等網元進行交互，完成封裝在SIP 中ISUP 信令與模擬或ISDN信令的互通，是PSTN/ISDN 仿真重要的功能實體。

　　統一IMS的網絡能力包括注冊、認證和授權，用戶數據的集中管理，業務觸發，IP多媒體會話控制，標識、編碼和尋址，網絡互通，SIP壓縮功能，完備的計費能力等。

　　3 固定和移動網絡策略控制架構和功能比較

　　針對固定網絡和移動網絡QoS和計費策略進行授權、預留、分配等控制機制的研究在不同的標準化組織同時展開。雖然研究主題一致，但由于研究的網絡對象不同，解決方案的體系結構、接口協議和功能細節都有差異。本章通過對比3GPP的PCC架構和TISPAN的RACS架構來闡述兩者的差別。

　　(1)對接入網的控制方式不同

　　RACS通過X-RACF維護網絡拓撲結構和資源狀態，實現資源接納控制功能。3GPP PCC控制的是IP-CAN，而非接入網中的節點。3GPP PCC負責資源的授權，由接入網負責完成資源接納控制。

　　(2)對網絡接入技術的支撐程度不同

　　雖然在R2版本中RACS進行了改進，使之可以適用于任何接入類型，但并沒有對除固網外的其他接入技術進行深入和具體的研究。3GPP PCC架構獨立于接入技術，它適用于所有符合3GPP IP-CAN 定義的接入技術，但主要針對移動接入網絡。因此，PCC對游牧、漫游的應用場景和流程等移動性方面的支持也更加完善。

　　(3)對終端能力需求不同

　　RACS對終端的QoS信令能力沒有嚴格要求。3GPP PCC要求的終端必須支持QoS信令。QoS信令可以是顯式的，例如GPRS;也可以是隱式的，例如WLAN。

　　(4)在計費策略方面的研究水平不同

　　PCC對計費的支持比較完善，支持在線計費(Gy接口)、離線計費以及流計費(Gz接口)等多種計費方式。而RACSR2僅定義了Rf接口支持離線計費，在線計費方面的研究還是空白。

　　(5)對IMS邊界網關控制的實現策略不同

　　RACS將針對IMS邊界網關控制技術的研究，例如NAT/NAPT機制納入到BGF功能。3GPP PCC架構則不包含這部分內容。

　　(6)對特定業務支撐不同

　　RACS擁有支持IPTV業務多播控制的完整解決方案。PCC則不支持IPTV業務。對IPTV業務的支持被認為是TISPAN在長期演進研究方向上的一個亮點。

　　總之，3GPP PCC架構提供了成熟的資源控制和計費策略的解決方案，業界主要運營商將PCC作為固定和移動融合網絡統一策略控制平臺的基準。RACS方案包含了更多的功能點(如許可控制)，而且可以支持IPTV業務，但在短期內缺乏業務應用的需求。其他標準化組織(如BBF)，給出的策略控制架構解決方案大都還不夠成熟，有待進一步完善。

　　4 固定和移動融合網絡統一策略控制平臺

　　融合網絡的策略控制平臺的部署是一項復雜的系統工作，必須嚴格定義運營商的需求，并考慮種種現實問題。不同的標準化組織提供了各種各有側重的解決方案，市場也會針對這些方案給出不同的反饋。運營商希望獲得一種滿足短期市場占用和長期標準演進之間平衡關系的解決方案，以避免投資浪費，縮短決策時間。

　　固定和移動融合網絡統一策略控制平臺的部署，可以產生很多全新的策略控制應用用例。例如，擁有固定和移動全網絡的運營商可以為用戶在某一指定時間段內整體性地分配帶寬配額，該配額與用戶使用的接入技術無關;允許用戶在符合策略規則的條件下，申請更大的帶寬;可以為IMS業務指定專用APN;由P-CSCF控制IMS通信啟用/禁用的觸發策略;可以更全面地針對特殊網段和特殊應用，限制帶寬消耗者獲取帶寬。

　　4.1 融合網絡運營商業務需求

　　(1)功能優化需求

　　固定和移動融合網絡運營商需要部署統一的資源控制、授權和策略控制引擎，為用戶提供一種與接入無關的業務體驗，這是統一策略控制平臺最重要的功能。

　　(2)運營優化需求

　　采用統一的策略控制平臺，可以避免重復部署關鍵節點，從而提高系統可靠性，便于故障定位，縮短路由時間，實現對告警和統計性能的優化，簡化軟件版本的升級，豐富了業務提供方法，部署統一的數據庫中心(UDC)。綜合以上優化因素，統一的策略控制平臺的部署將大幅度地提高運營商整體運營效能。

　　(3)融合的業務體驗需求

　　統一的策略控制平臺可以為原本孤立的固定和移動接入技術提供統合應用提供平臺，即從運營商角度可以實現基于統一策略的業務管理，在用戶側提供具有接入無關的統一業務體驗。

　　就各標準組織策略控制體系結構的成熟度而言，當前只有TISPAN RACS和3GPP PCC是系統化的解決方案。然而，短期內BRAS設備制造商將不會開發支持DIAMETER接口的版本，DIAMETER是3GPP PCC架構中重要的協議，這就意味著RACS將無法整合PCRF的功能。但3GPP PCC平臺已經開始研究PCRF對固定接入網絡的支持。所以，相比于RACS，PCC架構是更優化的統一策略控制平臺實現方案，可以藉此實現一個綜合的策略控制引擎，能夠觸發不同的執行接口，實現固定和移動融合網絡的統一策略控制。

　　4.2 架構方案

　　固定和移動融合網絡的統一策略控制架構的演進可以分為兩步進行。第一步，完成現有不同策略控制架構的互聯和協同工作，實現UE在不同的固定和移動網絡運營商之間的漫游;第二步，實現不同策略控制技術在體系結構和功能的融合，形成可以觸發不同網絡策略控制的統一平臺。實現固定和移動融合網絡運營商為用戶提供統一的策略和QoS控制機制。

　　(1)不同策略控制平臺的協同方案

　　不同策略控制平臺的互聯可以實現UE在不同運營商網絡之間漫游時的策略控制。現簡述漫游場景下針對UE策略控制過程，假設UE從3GPP網絡漫游到固定網絡：

　　●當UE漫游到固定網絡運營商的區域內后，首先通過受信的S2C和額外的用戶面完整性保護機制完成附著過程。

　　●3GPP網絡完成對用戶的鑒權，在固網接入點和PGW間建立DSMIPv6隧道，完成這一步后UE可以開始Best-Effect數據傳輸。

　　●PGW將繼續與PCRF建立IP-CAN會話，PCRF下載流量過濾數據下發到PGW中。

　　●PCRF和漫游地網絡與對應的策略控制功能實體為每一個UE建立s9會話，s9接口將PCRF建立的流量過濾數據發送到漫游地網絡的策略控制功能實體中。

　　(2)統一的策略控制平臺

　　運營商統一的策略控制平臺可以實現針對不同接入網設計的策略控制機制的融合，為各種接入技術提供統一的策略控制和管理方式，為同時擁有固網和移動網的運營商提供統一的策略控制和QoS授權方案。

　　3GPP PCC架構是成熟和系統化的策略控制解決方案，并與上層控制間具有更好的兼容性(如與P-CSCF)，其策略控制的核心功能實體PCRF可以支持不同類型的策略接口，并具有接入網的無關性;另外，PCC架構擁有完整的計費支持。所以，融合網絡統一策略控制平臺將采用PCC PCRF實體的基礎，實現對其他策略控制系統功能的融合。

　　以PCC架構為基礎的解決方案的關鍵問題在于如何使用PCC架構為固定接入網絡提供策略控制的功能。首先，EPC系統中資源接納控制在承載建立過程中完成，但是固網沒有類似的承載建立過程，所以要在統一架構要保證中固網的資源接納控制功能。其次，要修改Rx接口來支持其他策略控制平臺與上層應用間服務接口功能。在長期演進方向上，考慮將固網的多播控制功能引入統一策略控制平臺，以支撐相應的業務，例如IPTV。

　　圖1示出增強3GPP PCC PCRF功能-——(PCRF+)，基于統一用戶數據中心的固定和移動融合網絡的統一策略控制平臺。在保持原有3GPP PCC PCRF功能不變的基礎上，增強型PCRF(PCRF+)整合了RACS中負責向AF請求的資源授權，完成QoS策略決策的功能實體SPDF。PCRF+可以依據業務信息、簽約信息和運營商配置，以及x-RACF提供資源接納控制策略來完成綜合的策略決策過程。

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　　圖1 基于UDC的融合網絡的統一策略控制平臺

　　平臺保留了RACS中的x-RACF的功能實體，以實現固定網絡中原有的資源接納控制過程和QoS映射功能。保證了原RACS系統結構的完整性。

　　從快速開發與部署的角度考慮，新的策略控制平臺最大程度保留了RACS和PCC原來的接口。如圖1所示，RACS和PCC分別使用Gq’和Rx接口來完成決策實體與應用功能間的交互，新的平臺需要統一這兩個接口的功能，根據TISPAN和3GPP的標準文件，這兩個接口都使用Diameter協議，為融合提供了良好的基礎。

　　新的策略控制平臺將RACS和PCC原有的用戶簽約信息數據庫統一到用戶數據匯聚(User Data Convergence，UDC)功能實體，將原本分散的用戶數據統一整合、綜合處理，為決策平臺提供更強有力的支撐。相關功能實體仍使用原有結構和過程來訪問UDC上的數據。

　　5 結束語

　　本文在簡述3GPP現有FMC相關研究的進展情況和統一IMS的技術要點比較TISPAN RACS和3GPP PCC策略控制架構和功能的基礎上，研究了固定和移動融合網絡統一策略控制相關技術的實際用例和業務需求。介紹了固定/移動網絡協同和固定/移動網絡融合兩種不同的統一策略控制平臺。