5G时代的融合计费系统

5G时代的融合计费系统

张洪岩 华为软件业务部总裁

华为在3GPP R15计费标准中贡献了45%的技术报告,致力于解决电信计费系统在5G时代面临的三大新挑战:融合计费架构的变化,更丰富的企业业务能力,以及体验变现能力。

融合计费架构的变化

4G网络中,在线和离线计费采用了不同的架构,用户需要在开户时选定付费类型。而在5G网络中,3GPP引进了融合计费架构:核心网采用统一接口与融合计费系统通信,计费系统根据用户及业务需求来选择在线或者离线计费模式,如对用户使用5G低时延切片所产生的流量采用离线计费,而其余流量采用在线计费。华为融合计费系统在2007年首次发布时就已应用了统一计费引擎,天生具备融合计费架构,可根据用户和业务需求随时切换计费模式,灵活的计费模式赋予了业务系统更大的灵活性。

图一:融合计费架构(源自:3GPP)

3GPP R15规范还将数据计费功能CDF(Charging Data Function)及网关计费功能CGF(Charging Gateway Function)功能整合到融合计费系统CCS(Convergent Charging System)中,在线及离线计费模式下统一输出话单,简化了网络结构。2019年,华为已发布满足R15规范的融合计费网关CCG(Convergent Charging Gateway)。

更丰富的企业业务能力

华为融合计费系统也提供了丰富的企业业务能力,支撑无人驾驶和工业自动化等5G企业应用。

1)支持用户平面和边缘计算计费

允许用户在进行相关业务订购后,通过下沉的用户面功能UPF(User Plane Function)访问部署在边缘计算服务器上的应用及内容,以获得低时延业务体验;华为融合计费系统还通过开放网关为OTT提供用户业务订购服务。典型的应用场景是:用户向游戏供应商订阅访问部署在边缘计算服务器上的云游戏业务。

图2 5G用户平面和边缘计算(源自ETSI)

华为融合计费系统也能运用云计算的各种计费量纲(如vCPU、内存等)对OTT在边缘计算服务器上的使用进行计费。

2)支持服务质量计费

华为融合计费系统已支持针对服务质量不同的切片的差异化计费。即将在2020年发布的满足3GPP R16规范的华为融合计费系统R20版本还将提供针对切片及切片服务质量的管理,支持服务质量保障计费,如:在统计周期内,有超过5%时间实际达成的业务质量低于SLA服务标准,则给予用户相应的资费减免等。

体验变现能力

5G时代,先进运营商将围绕体验变现构建核心商业模式。华为融合计费系统新增和完善了业务体验相关的计费量纲,提供包括上行或下行接入速率量纲、端到端业务时延量纲、流量终到目的地量纲等超过百种业务计费量纲,以及灵活的组合策略配置能力,支持在线实时订购,实时生效,在5G时代为运营商的用户提供最佳的计费体验,支撑运营商将5G大带宽、低时延的体验转变成收入。

为此,华为融合计费系统在技术、架构、运营能力上进行了诸多提升。

1. 全云化

1)微服务化及容器化

华为融合计费系统已在5G计费领域全面应用了微服务化架构,遵循无状态微服务及应用数据分离原则,平衡设计的微服务使计费系统兼具灵活性和高性能。

基于容器部署的5G计费微服务,除具备弹性伸缩、自愈等能力外,还能在灰度区域中部署不同版本的微服务,配合服务路由策略配置,指定友好用户使用微服务新版本进行测试。

2)高可靠及高性能的分布式架构

结合无状态微服务以及数据应用分离原则,华为融合计费系统在所有关键应用均实现了分布式架构:应用服务可以被同时部署多份实例,对服务的任何实例的访问都是无差别的。

图3 分布式架构

分布式架构可以在不影响应用业务连续性的前提下,通过增加或者停止其服务实例来实现应用的弹性伸缩,以及通过灰度升级的方式实现应用在线升级;同时,不再需要传统的主备双机及生产容灾备份来保障系统的可用性。

华为融合计费系统能够运用规格较小的容器来部署其微服务,并可直接部署在裸金属环境;具备容器级故障隔离,zero-touch容器自动恢复和主动系统健康检查等能力。同时系统运用了自研高性能编解码算法和高性能HTTP协议栈等一系列技术,可将端到端计费响应时间降低30%;基于服务化,5G计费接口的吞吐量相较4G传统计费接口提升30%以上,并能够承受10倍浪涌高话务量的冲击。

2. 支撑平滑迁移

作为业界市场份额第一的供应商,华为融合计费系统在全球拥有超过200个客户,为超过22亿用户提供计费服务。华为设计了逐步增加容器化微服务节点并同时退役物理机/虚拟机架构网元节点的方案,实现业务平滑迁移及保护客户投资。

3. 敏捷开发和敏捷交付

5G时代,更快更好的业务体验需要更加敏捷的IT系统来支撑其变现。华为融合计费系统在业界率先应用敏捷开发和敏捷交付技术,在开发和交付全流程中应用多种新技术和自动化工具,使软件项目周期从过去的4-6个月大幅度压缩至1个月,甚至更少。

图4 敏捷开发和敏捷交付

上述流程的各个环节能够与运营商客户自有的敏捷开发和敏捷交付流程进行对接,实现针对微服务的精细化软件生命周期管理,快速从新版本得到收益。

考虑到多数国家将在2021年前商用5G服务,而电信计费系统改造项目的周期普遍需要9-18个月,所以,2020年将是运营商进行5G计费系统改造的关键时期。