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深度解析 3GPP TS 32.255：5.1 5G数据连接计费原则 (Part 2 - PCC策略、会话连续性与CHF选择)

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好的，遵照您的指示，我们将继续深度解读3GPP TS 32.255规范。

接续上一篇对5.1节核心原则（Part 1）的探讨，本篇文章将聚焦于计费与策略控制的深度联动、复杂移动性场景下的计费连续性保障、基于位置的动态计费策略，以及计费会话建立之初至关重要的“第一步”——如何选择正确的计费功能实体（CHF）。

深度解析 3GPP TS 32.255：5.1 5G数据连接计费原则 (Part 2 - PCC策略、会话连续性与CHF选择)

本文技术原理深度参考了3GPP TS 32.255 V18.6.0 (2024-12) Release 18规范中，关于“5.1 5G data connectivity charging principles”的后续章节（5.1.5 - 5.1.8），旨在为读者深入剖析策略控制、会话连续性、位置服务与CHF选择机制如何共同塑造5G动态计费的框架。

在Part 1中，我们跟随新用户“小杰”体验了5G计费的基础维度。今天，小杰的生活将变得更加丰富多彩，他订阅了一项名为“云游戏加速”的增值业务。我们将通过他使用这项业务的全过程，来揭示5G计费背后那个更为智能、更为动态的“大脑”——策略与计费控制（PCC）系统，以及它如何与计费系统协同工作。

本篇将深入解读5G计费体系中“如何决策”与“如何执行”的精髓。

1. 策略与计费的联动大脑 (5.1.5 PCC rules and charging)

如果说SMF是计费信息的一线“采集员”，那么PCF（策略控制功能）就是决定“如何采集、如何分类”的总指挥。5.1.5节的核心就是阐述这个指挥系统如何下达命令。

PCC rules can be activated, deactivated and modified at any time during the PDU session lifetime. The following attribute can be modified by the PCF in a dynamic PCC rule active in the SMF: Charging key, Service identifier, Sponsor Identifier, Application Service Provider Identifier, Measurement method and reporting level.

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小杰在他的手机上启动了“云游戏”App。这个App的运营商与小杰的移动运营商有合作。

  1. 动态PCC规则：在小杰启动游戏时，游戏的应用服务器（AF）通知了运营商的PCF：“尊贵的用户小杰上线了，请为他激活‘云游戏加速’策略！”

  2. PCF下发指令：PCF立即生成或激活一条动态PCC规则，并通过服务化接口下发给正在为小杰服务的SMF。这条规则就像一道“圣旨”，详细规定了如何处理接下来的游戏数据流。

  3. 可修改的计费属性：这道“圣旨”的核心内容就是一系列计费属性，并且它们是可以在游戏过程中动态改变的！

    • 计费密钥 (Charging key/Rating group)：PCF指示SMF，将来自这款游戏的所有数据流都标记为“Rating Group 5 (云游戏)”。这样，CHF就能知道这部分流量要按云游戏的特殊资费计费。
    • 业务标识符 (Service identifier)：用于更精细地标识业务，例如区分游戏内的普通操作和道具购买。
    • 赞助商标识 (Sponsor Identifier)：如果游戏厂商为玩家补贴流量，这里就会带上厂商的ID，实现流量由第三方买单。
    • 计量方法 (Measurement method)：PCF可以指示SMF，对于游戏流量，不再按MB计量，而是按“分钟”计量。

Activities on PCC rules are not chargeable events. However, change of charging rule in PCC rules will lead to chargeable events “start of service data flow” and when this is the last service data flow for the original PCC rule, “termination of service data flow”.

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一个重要的概念是，PCF下发或修改PCC规则这个动作本身是不计费的。但是，它会触发计费事件。当SMF收到包含新Rating Group的PCC规则并应用到第一个数据包时，它会向CHF报告一个**“业务数据流开始 (start of service data flow)”事件。这标志着一个新的计费单元（在这个Rating Group下）开始了它的生命周期。同理，当小杰退出游戏，PCC规则被去激活，SMF会报告“业务数据流终止 (termination of service data flow)”**事件。

1.1 特殊场景：应用计费与多接入 (5.1.5.2 & 5.1.5.3)

5.1.5.2 特定PCC规则场景 (应用计费)

The capability of SMF to support Application Based Charging is achieved with appropriate PCC rules activation in the SMF. Such PCC Rule shall be defined with service data flow template including an Application Identifier for the application which needs to be detected, enforced and charged.

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这进一步明确了应用计费的实现方式。PCF下发的PCC规则中会包含一个应用标识符 (Application Identifier)。SMF（或其控制的UPF）利用这个ID，通过DPI（深度包检测）等技术，在海量数据中精准地识别出属于特定应用（如某款游戏、某个视频App）的数据包，然后将它们归入指定的Rating Group进行计费。这就是小杰的定向流量包能够生效的技术原理。

5.1.5.3 PCC规则 - MA PDU会话

When the MA PDU session control information in a PCC Rule includes a separate rating group for Non-3GPP access, it shall be used by the SMF for the SDF traffic carried via non-3GPP access. The PCC Rule rating group shall be used for the SDF traffic carried via 3GPP access…

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小杰觉得手机屏幕太小，换用他的5G平板玩云游戏。这台平板支持ATSSS功能，可以同时通过5G蜂窝网络（3GPP access）和家庭Wi-Fi（non-3GPP access）传输数据，以获得更稳定的体验。这就是一个多接入PDU会话（MA PDU session）。

PCC规则对此有精妙的设计。PCF可以下发一条规则说：“对于云游戏业务，通过5G网络传输的数据，计入Rating Group 5；但如果通过Wi-Fi传输，则计入另一个Rating Group 6 (Wi-Fi补充通道)。” 这使得运营商可以对不同接入路径的流量制定不同的价格，例如，鼓励用户在有Wi-Fi时分流，或者对高保障的5G路径收取更高费用。

2. 移动中的计费连续性 (5.1.6 Session and Service Continuity modes)

5G的移动性比以往任何时代都更加复杂。5.1.6节虽然简短，但却点出了一个核心问题：在复杂的网络切换中，计费如何保持连续和准确？

For any scenario of SSC modes specified in TS 23.501, one Charging Identifier shall correspond to a single PDU session ID. As a result, from such SSC mode, a new Charging Identifier is generated by the SMF for the new PDU session Id, and the charging session associated to the old PDU session Id is released. This behaviour applies to the following scenario:

  • PDU session anchor UPF relocation, in SSC mode 2;
  • PDU session anchor UPF relocation, in SSC mode 3 with multiple PDU Sessions.

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这段原文初读起来可能会让人困惑，因为它似乎与我们在Part 1中强调的“Charging Identifier在切换中保持不变”相矛盾。这里的关键在于理解规范的措辞和上下文。

让我们通过小杰的经历来澄清：小杰正坐在一辆高速行驶的城际列车上玩云游戏。

  • SSC Mode 1 (传统模式)：列车驶出A区域，进入B区域。网络发生切换，但会话锚点UPF不变。此时，PDU Session ID和Charging Identifier都保持不变。这是最简单的情况。

  • SSC Mode 2/3 (高级模式)：为了让小杰获得最佳的游戏体验，网络决定将会话锚点从远端的中心UPF切换到离B区域更近的边缘UPF。

    • SSC Mode 2 (“先断后通”): 网络会先中断旧的PDU会话，然后迅速在新的UPF上建立一个全新的PDU会话。在这个过程中，旧的PDU Session ID会失效，系统会分配一个新的PDU Session ID。
    • SSC Mode 3 (“先通后断”): 网络会先在新UPF上建立好新的PDU会话，再断开旧的，对业务完全无感。同样，系统会分配一个新的PDU Session ID。

规范在这里的表述“a new Charging Identifier is generated… for the new PDU session Id”指的是从计费会话 (charging session) 的角度来看。当一个旧的PDU会話彻底终止，SMF会向CHF发送Termination请求，关闭与之关联的计费会话。当一个新的PDU会话建立时，SMF会向CHF发送Initial请求，开启一个全新的计费会话，这个新的计费会话自然会有一个新的内部会话标识。

但是， 为了将这两个在业务上连续的计费会话关联起来，SMF会在新的Initial请求中，携带能够标识这次切换事件以及关联到原始业务的信息。更上层的计费域（BD）通过这些关联信息，就能明白这两段独立的计费记录实际上属于同一次云游戏过程。因此，虽然底层的计费会话ID（以及PDU Session ID）变了，但从最终用户账单的视角看，业务的连续性得到了保障。

3. 位置感知的计费策略 (5.1.7 UE Presence in Presence Reporting Area - PRA)

5G计费的一大亮点是其与位置的深度结合。PRA就是实现这一功能的关键机制。

During charging session lifetime, the CHF may provide the Presence Reporting Area identifier to be activated… and provision the “Change of UE presence in Presence Reporting Area(s)” trigger to the SMF to request the reporting of Change of UE presence in Presence Reporting Area. After such trigger is enabled, SMF shall close the current count, open a new count with the initial status of UE presence in the PRA(s).

深度解析：

小杰乘坐的列车即将进入一个大型交通枢纽站。运营商与枢纽站合作，在此区域提供1小时的免费5G上网体验。这个枢纽站的地理范围，在运营商网络中被定义为一个PRA (存在报告区域)。

  1. CHF下发“监控任务”：在小杰的PDU会话建立时，或者在会话期间，CHF就可以向SMF下发一个指令：“请帮我监控‘交通枢纽站’这个PRA。当小杰进入或离开时，请立即向我报告。”
  2. SMF执行监控：SMF收到任务后，会指示核心网的移动性管理功能（AMF）监控小杰的位置。
  3. 触发报告：当列车驶入枢纽站范围，AMF检测到位置变化并通知SMF。SMF立即执行一个关键动作：它会结束当前正在进行的计费统计（比如，通用流量已经用了50MB），然后开启一个新的计费统计，并给这个新的统计打上标签：“位置：在‘交通枢纽站’PRA内”。同时，它向CHF发送一个Update请求，报告这一变化。
  4. CHF调整策略：CHF收到报告后，知道了小杰进入了免费区。于是，它在后续的计费处理中，会将所有来自“在‘交通枢纽站’PRA内”这个标签下的流量按0费率计费。
  5. 离开区域：当小杰的列车驶离枢纽站，SMF会再次报告位置变更，结束“PRA内”的计行统计，并开启新的“PRA外”的计费统计，恢复正常收费。

The CHF may modify the list of PRA Identifier(s) by providing the new Presence Reporting Area(s) or by removing existing Presence Reporting Area(s)…

这个机制是完全动态的。运营商可以随时通过CHF增加、删除或修改需要监控的PRA列表，为精细化的地理位置营销提供了无限可能。

4. 寻找“会计师”：CHF的选择机制 (5.1.8 CHF selection)

我们一直在讨论SMF如何与CHF交互，但有一个最基本的问题：在一个庞大复杂的网络中，SMF是如何在第一时间找到应该与之对话的那个CHF的？5.1.8节给出了明确的答案——一个有着清晰优先级的决策流程。

The CHF selection by the SMF is done at the PDU session establishment, this selection shall be based on the following and with this priority order (highest to lowest):

  • CHF address(es) … provided by the PCF for the PDU session.
  • UDM provided charging characteristics.
  • NRF based discovery.
  • SMF locally provisioned charging characteristics.

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在小杰开机，手机发起第一个PDU会话建立请求的那一刻，SMF内部的“CHF选择程序”就启动了，它会像一个侦探一样，按以下顺序寻找线索：

  • 第一优先级：PCF的指令

    • SMF会首先向PCF查询与这个PDU会话相关的策略。如果PCF在返回的策略中明确指定了CHF的地址（例如，因为这是一条高价值的专线业务，需要连接到专属的B2B计费服务器），那么SMF必须无条件服从。这是策略驱动的最高体现。

  • 第二优先级：用户的签约数据

    • 如果PCF没有指定，SMF会向UDM（统一数据管理）查询小杰的签约数据。签约数据中可能包含一个名为“Charging Characteristics”的参数。这个参数可能指示了小杰作为一名VIP用户，他的所有计费都应该由“VIP用户专用CHF集群”来处理。

  • 第三优先级：NRF的服务发现

    • 如果签约数据里也没有指定，SMF就会求助于网络中的“电话本”——NRF（网络功能仓库功能）。SMF会向NRF发起一个服务发现请求，比如：“请给我找一个支持融合计费服务、位于我当前数据中心、并且负载较低的CHF实例。” NRF会根据网络实时状态返回一个最合适的CHF地址列表。

  • 第四优先级（兜底）：本地配置

    • 如果以上所有方法都失败了（例如NRF故障），SMF会使用其本地配置文件中预设的默认CHF地址。这是一个兜底机制，确保在任何情况下计费流程都能启动。

这个有序的选择机制，确保了5G计费能够根据业务类型、用户等级和网络状态，被精准地路由到最合适的计费处理单元，实现了真正的灵活性和智能化。

文章结尾

通过对5.1.5至5.1.8节的解读，我们看到了一个更加智能和动态的5G计费世界。计费不再是孤立的流量统计，而是与策略控制系统（PCC）紧密耦合，能够根据应用、位置和用户状态实时调整计费策略。我们还理解了在高速移动的复杂场景下，计费系统如何通过标识符的精妙设计来确保账目的准确无误，以及在会话之初，网络如何通过一套严谨的逻辑为每一次服务匹配最合适的“会计师”（CHF）。

至此，我们已经基本完成了对非漫游场景下5G数据计费核心原则的探讨。然而，移动通信最大的魅力之一就在于“移动”，尤其是跨越国界的“漫游”。下一篇文章，我们将进入一个更具挑战性的话题：5.1.9 Roaming，敬请期待！

FAQ环节

Q1：PCF（策略控制功能）和CHF（计费功能）到底是什么关系？谁听谁的？ A1：可以把PCF看作是“大脑”，CHF是“账房”。PCF负责制定策略，决定“什么业务该怎么处理，怎么收费”，例如决定游戏流量按时长计费，并归入Rating Group 5。CHF负责执行计费，根据PCF制定的规则，对SMF上报的各个Rating Group的使用量进行具体的配额管理或话单生成。在决策层面，CHF需要依据PCF通过SMF传递过来的计费规则，所以可以说是“CHF听PCF的”。

Q2：什么是“评级组”（Rating Group），它和我们通常说的“定向流量”有什么关系？ A2：“评级组”是PCC规则中用于对业务数据流进行计费分类的核心标识，在早期规范中也被称为“计费密钥(Charging Key)”。“定向流量”是“评级组”机制的一个典型应用场景。例如，运营商可以将所有访问特定视频服务器的流量在PCC规则中映射到“Rating Group 10 (视频定向)”，将其他所有流量映射到“Rating Group 1 (通用)”。这样，CHF在计费时，就可以将Rating Group 10的用量从定向流量包中扣除，将Rating Group 1的用量从通用流量包中扣除。

Q3：在SSC Mode 2/3切换中，PDU Session ID都变了，计费系统如何确定这还是用户的同一次上网过程？ A3：虽然技术底层的PDU Session ID和计费会话ID都可能因为重建会话而改变，但网络通过多种机制保证了业务层面的关联性。例如，在切换过程中，新的会话建立信令中会携带与旧会话关联的信息。计费系统（特别是后端的计费域BD）能够识别出这是一次因移动性管理而产生的连续事件，从而在生成最终账单时，将这两段或多段计费记录逻辑上合并，对用户呈现为一次不间断的服务。

Q4：PRA（存在报告区域）这种基于位置的计费，是由我手机App触发的还是运营商在后台控制的？ A4：这完全是由运营商在后台控制的。PRA是在运营商的核心网（由CHF和SMF等网元协同）中定义和管理的。用户终端或App通常是无感的。当您进入或离开一个被定义为PRA的区域时，网络会根据您的移动性管理流程自动检测到位置变化，并触发相应的计费策略调整，无需您进行任何操作。

Q5：为什么SMF选择CHF需要一个那么复杂的优先级顺序？直接配置一个默认的不行吗？ A5：这个复杂的优先级顺序是为了实现5G网络的灵活性、可扩展性和业务差异化。如果只用一个默认配置，所有用户、所有业务的计费请求都会涌向同一个CHF集群，难以实现差异化服务和故障隔离。而有了优先级顺序：1) PCF优先，可以为高价值的切片或企业业务指定专用的计费服务器；2) UDM优先，可以为不同等级的用户（如金卡/普通用户）分配不同的计费资源；3) NRF发现，实现了计费功能的自动化部署、负载均衡和故障切换；4) 本地配置作为最后保障。这套机制使得计费系统成为一个可灵活调度、按需分配的“资源池”，而非一个僵化的单点。

关系图谱