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PCC技術原理及應用分析

火影忍者图片  2015-08-17  瀏覽:


  隨著移動互聯網業務日益豐富和各種應用快速規?;穆淶?,新型移動互聯網商業模式的逐步成熟,移動數據業務用戶越來越多,移動數據業務流量出現了持續井噴式增長,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;如何合理控制QQ、微信等即時消息業務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。


  不同業務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,如何區分業務并對用戶所占用的網絡資源進行實時科學的管控,對于運營商合理分配網絡資源,進而實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)可以用來有效解決這些問題。


  移動數據業務運營面臨的問題


  首先,移動數據業務增量不增收,從近期移動數據業務運營狀況來看,流量的增長和帶來的業務收入增長之間的喇叭口曲線效應已經越來越明顯。這主要是由于市場競爭造成的單位業務價值快速下滑,以及數據業務價值的大部分被內容或者業務應用提供商占有所致。


  其次,缺乏差異化服務運營能力,現有運營中,網絡無法為用戶提供差異化服務,整個運營中均采用盡力而為、先到先得的策略來進行網絡資源的分配,造成網絡被一些低價值業務如QQ、微信等和包月不限流量的用戶長時間占用,無法保證高價值業務和VIP客戶的業務資源需求。


  最后,業務分布不均衡,由于移動數據業務受移動性特征影響,在高校區、中央商業區、集中住宅區、商業區等特定區域均會出現不同時段的業務突發性增長,從而造成這些特定場景下出現業務資源不足、用戶業務應用質量下降甚至無法使用業務的情況。同時這些特定場景對傳統語音業務也會造成巨大沖擊,從而嚴重影響用戶業務應用的體驗,大大降低了在網用戶的粘性。


  PCC技術原理


  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絡控制功能;SPR負責存儲所有簽約用戶或簽約相關的信息,包括簽約用戶允許的業務、業務的優先級、QoS信息等;PCEF通過疊加在GGSN上升級實現,具備業務深度識別能力DPI功能,負責業務數據流的檢測、策略執行和基于流的計費等功能。AF位于業務平臺,負責與PCRF通信、交互動態會話等信息。


  整個PCC控制技術的業務實現流程為:PCEF深度解析業務報文通過Gx接口上報PCRF進行策略控制規則匹配,SPR同時協同完成,匹配成功則由PCRF下發控制規則給PCEF執行,執行過程中PCEF可以通過GTP-U+BSSGP協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,業務流程和原來處理流程相同。


  PCC技術特點


  首先,能夠優化網絡資源,當前運營商移動網絡資源是既定自發的,資源利用率較低且分配不合理。PCC能夠提供基于業務的差異化控制能力,優化小數據包業務資源分配,使熱點區域流量公平使用,能夠使網絡資源最大化應用。


  優化小數據包業務資源分配。即時通信應用如QQ、微信等業務,數據包小,占用流量小,但用戶數多,小包的頻繁發送與接收會產生大量無線資源分配請求,大大降低網絡數據信道的利用效率,對網絡的信令造成很大沖擊。引入PCC后,在核心網側識別小數據包應用,并將業務標志及QoS策略傳遞給無線側,無線側識別業務標志和QoS,實施特定的資源優化策略。


  能使熱點區域流量公平使用。隨著流量資費的下降,智能終端的普及,P2P和流媒體類視頻業務成為移動互聯網新的業務增長點。這類應用用戶數少,但單個用戶流量大,整體流量占比大,特別是視頻類業務占用網絡資源較大,形成無線資源的局部擁塞,影響其他用戶業務的體驗。通過PCC實施策略制定,在忙時忙區,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務使用,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,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絡間的橋梁,將市場運營手段延伸到網絡層面。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等級、資費套餐、自營業務定制差異化的網絡控制策略。


  實現基于用戶等級的差異化。根據市場運營需要,運營商一般基于一定原則對用戶進行品牌和等級劃分,但缺乏對用戶的網絡差異化服務能力。引入PCC,運營商可以為高端用戶定義更高的網絡優先級,并通過端到端QoS將優先級從核心網傳遞到無線側,使用戶無論在網絡空閑還是繁忙狀態下,都能獲得更有保證的業務體驗,而對于優先級較低的用戶,可以降低其業務訪問速率或者限制其業務訪問范圍。


  實現基于用戶套餐的差異化。數據業務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制使用嚴重影響其他用戶的業務體驗?;赑CC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,當超過一定門限時限制其在忙時的業務帶寬,限制其對資源的濫用。


  對自營業務的推薦與保障。傳統分組網絡無法提供基于運營商自營業務與移動互聯網其他業務的差異化控制,沒有很好利用自身管道的優勢給自營業務更多的資源傾斜。運營商引入PCC后,可以控制當用戶使用自營業務時,可以提高其服務等級,并通過端到端QoS將服務等級傳遞到無線側,以獲得相對于普通互聯網同類應用更好的業務體驗,增強自營業務競爭力。


  典型應用場景分析


  基于業務的控制策略應用場景,此類控制主要通過深度解析報文后得到業務類型字段的精確匹配。此類控制策略只需要在PCRF中事先預置需要控制業務的優先級和業務門限等重要參數來達到對高價值或者重點業務的優先資源分配;另一方面也可以對視頻、P2P下載類業務進行有效控制。


  基于用戶優先級的控制策略應用場景,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中的用戶簽約數據庫,通過SPR匹配后得到該用戶的優先級參數,ARP和觸發PCRF中事先預置的控制規則名稱,觸發PCRF中的控制策略,以便高端用戶在擁塞時能夠優先占用較多網絡資源;同時也為欠費風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先級用戶無法使用業務,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限。


  基于時間段的控制策略應用場景, 運營商可以根據用戶的使用習慣、網絡的忙閑情況等,在不同的時間段設置不同的策略,包括不同的QoS策略和計費策略,達到網絡優化的目的。比如20:00-22:00為網絡流量的高峰期,大量視頻、P2P下載類業務的使用影響了其他數據業務甚至語音業務的正常使用,運營商可以在這個時間段內降低視頻、P2P下載類業務的帶寬,在防止網絡發生擁塞的同時,也使得網絡資源利用率達到最大化,從而增加運營商的收入。


  在實際PCC技術應用場景中一般不會出現多種問題并存的現象,只需要部署單一控制策略就可以緩解數據業務運營中存在的問題,但在城市的一些高校區、中央商務區、集中住宅區、商業區等特殊場景下,多種問題并存,需要對用戶、業務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,科學有效組合使用PCC技術在各種典型場景下的控制策略。

 

 

 

 

 

中國產業競爭情報網相關研究成果《移動互聯網項目可行性研究報告


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