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深度解析 3GPP TR 21.915：14 OAM improvements (OAM 改进 — 5G计费与管理的“服务化”升级)

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好的，我们继续进行深度拆解。这是本系列的第三十篇文章。在前几篇中，我们已经对5G的核心技术、架构、安全以及系统增强进行了系统性的探索。现在，我们将进入一个与商业变现直接相关的核心领域——计费（Charging），并聚焦于Rel-15在OAM（运维管理）方面所做的重要改进。

深度解析 3GPP TR 21.915：14 OAM improvements (OAM 改进 — 5G计费与管理的“服务化”升级)

本文技术原理深度参考了3GPP TR 21.915 V15.0.0 (2019-09) Release 15规范中，关于“14 OAM improvements”的核心章节，包括14.1“Other 5G System Charging aspects”和14.2“Management and virtualization aspects of 5G networks and network slicing”。本文旨在为读者深入剖析5G为适配其全新的服务化架构（SBA）和多样化业务，在计费和网络管理这两个OAM核心领域所做的革命性升级。

“李工，我们之前在5.6.4节已经初步了解了5G全新的融合计费架构（CHF）。”青年工程师小玲在完成了对5G技术体系的全面学习后，翻到了第十四章，带着对商业实现的更深思考问道，“第十四章似乎要再次深入探讨计费和管理。Rel-15除了引入CHF，还在哪些更具体的业务计费上做了创新？另外，OAM不仅仅是计费，更庞大的是网络管理。面对5G如此复杂、云化的网络，传统的网络管理方式还能适用吗？Rel-15是如何解决‘如何管理一张5G网络’这个终极难题的？”

“你的问题精准地指出了5G能够成功商用和高效运维的两大基石：‘收得到钱’（计费）和‘管得好网’（管理）。”导师李工肯定道，“第十四章就是对这两大基石在Rel-15中的‘重构方案’。它告诉我们，5G的革命性不仅体现在无线技术和核心网架构上，更深刻地体现在其**支撑系统（OSS/BSS）**的全面‘服务化’和‘智能化’变革上。这场变革，将决定运营商能否真正驾驭5G这头‘猛兽’，并将其转化为商业上的成功。”

为了让这场“后台革命”的解读更加生动，我们将再次请出网络规划与运营专家陈工。他不仅要为用户提供5G服务，更需要为这些服务精准地定价、出账，并保证整个网络的健康、高效运转。美美作为最终用户，虽然看不到后台的复杂运作，但她能否收到一张清晰、合理的账单，能否享受到持续稳定的网络服务，都取决于这套全新的OAM体系。

1. 14.1 5G计费体系的“精装修”：为新业务量身定制“收银规则”

我们在5.6.4节已经学习了5G融合计费的核心框架——以CHF为核心的服务化架构。14.1节则是在这个框架之上，为IMS语音、短信这些具体的“商品”，进行了精细化的“价格标签”和“收银流程”设计。

1.1.1 14.1.1 服务化接口的落地：Nchf接口的标准化

Service Based Interface for 5G Charging

The 5G Phase 1 architecture specifies the CHF as “Charging Function”. The main purpose of the CHF is to provide the Service based Interface “Nchf”. This Work Item specifies the Nchf_ConvergedCharging services, operations and procedures.

“如果说CHF是‘中央收银台’，那么Nchf接口就是连接所有‘柜台’（SMF, SMSF等）和收银台的‘标准化POS机接口’。”李工解释道，“这一节的核心工作，就是完成了对Nchf接口的具体标准化，包括：”

  • TS 32.290: 定义了计费的场景、功能以及服务的数据结构。

  • TS 32.291: 定义了Nchf服务的API（基于OpenAPI），这是开发人员可以直接使用的“编程指南”。

“Nchf接口的标准化，确保了任何需要计费服务的NF，都知道该‘如何’与CHF这个‘收银台’对话，这是整个融合计费体系能够运转起来的基础。”

1.1.2 14.1.2 IMS计费：将“5G基因”注入传统语音计费

Charging for IMS over 5G System Architecture Phase 1

This work introduces the IMS charging extensions for IMS on top of 5G Core.

美美通过她的5G手机，打了一通VoNR（Voice over NR）高清语音电话。对于IMS系统来说，这依然是一通标准的IMS语音通话，但它所承载的底层网络，已经从4G EPC变成了5G Core。如何让传统的IMS计费体系，“认识”并“记录”这些新的5G信息呢？

  • The “Access network charging identifier” … contains the 5GS Charging Id (i.e. PDU session Charging Id).
  • The “Access Network Information” … includes the User location for NR access (TAI and NCI).

Rel-15通过扩展IMS计费协议（Diameter Ro/Rf），增加了两个关键的“5G基因”标签：

  1. 5G计费ID关联：在IMS生成的CDR话单中，会包含这通语音通话所承载的那个5G PDU会话的唯一计费ID。

  2. 5G接入信息记录：话单中还会记录更精确的5G接入信息，比如用户所在的跟踪区（TAI）和NR小区ID（NCI）。

“这个‘ID关联’至关重要！”陈工在他的运营分析报告中写道，“它让我们可以将一通IMS语音通话，与其在5G无线和核心网侧消耗的资源，精准地关联起来。这对于未来进行端到端的故障定位、质量分析，甚至是按通话质量等级进行差异化计费，都提供了数据基础。”

1.1.3 14.1.3 短信（SMS）计费：拥抱服务化

SMS Charging in 5G System Architecture Phase 1

For “SMS over NAS” in 5G Core, SMS charging is specified from SMSF in the service-based charging architecture with CHF…

在5G时代，短信主要通过两种方式发送：传统的**“SMS over NAS”**（短信内容通过NAS信令承载）和现代的“SMS over IP”（作为IMS的一个业务）。

Rel-15的核心工作，是将“SMS over NAS”的计费，也纳入了全新的服务化计费体系。

  • 负责处理NAS短信的网络功能SMSF（SMS Function），成为了一个新的计费触发点（CTF）。

  • 当SMSF处理一条上行或下行短信时，它会通过Nchf接口，向CHF发起一次**事件计费（Event-based charging）**请求。

  • 请求中会包含专门的“SMS计费信息”，如发送方、接收方、短信类型等。

“这意味着，无论是数据、语音还是短信，5G的所有核心业务的计费，都最终统一到了CHF这个‘中央收银台’，”李工总结道，“实现了真正意义上的‘融合计费’。”

2. 14.2 5G网络管理：一场“自动化”与“智能化”的革命

“收得到钱”的问题解决了，接下来是更复杂的“管得好网”。面对5G云化、虚拟化、切片化的“三化”网络，传统依赖人工、基于指令行的“作坊式”管理模式，已经彻底失效。14.2节描述的，正是3GPP SA5工作组为5G网络管理带来的服务化、自动化的革命。

Management and virtualization aspects of 5G networks and network slicing

This set of Work Items enhances the Management Services (MnS) specifications to support the 5G network…

Table in this section清晰地列出了构成“5G网络管理与编排”这一宏大特性的多个关键工作项目（WI），涵盖了配置（Provisioning）、故障（Fault）、性能（Performance）、资源模型（NRM）、Trace等网络管理的全生命周期。

2.2.1 管理服务（MnS）：将“网络管理”变为“API服务”

The basic concepts for Management Services (defined in TS 28.533) are:

  • A management service combines elements of … component type A, B and C.
  • A management service offers management capabilities. These management capabilities are accessed by management service consumers via standardized service interface…

“这场革命的核心思想，与SBA如出一辙：将‘网络管理’本身，也抽象为一系列标准化的‘管理服务（Management Services, MnS）’。”李工解释道。

过去，陈工的运维团队想创建一个新的网络切片，可能需要登录到多个不同厂商的网管系统，执行上百条复杂的命令行。

而在服务化的管理架构下，这个过程变成了：

  1. 管理服务生产者 (Producer)：网络自身（例如，一个网络切片管理功能NF）会对外提供一个标准化的“切片配置管理服务（Slice Provisioning MnS）”。

  2. 管理服务消费者 (Consumer)：陈工的自动化编排平台，只需要像调用一个RESTful API一样，向这个服务发送一个包含了切片需求的JSON对象。

  3. 请求-响应 / 订阅-通知：网络在完成切片创建后，会通过API返回一个成功响应。编排平台还可以“订阅”这个切片的状态，当切片出现故障或性能告警时，网络会自动“推送”通知给平台。

“服务化的管理，让网络从一个需要人去‘操作’的‘设备’，变成了一个可以被程序‘编排’的‘平台’。这为实现**‘零接触’（Zero-Touch）的自动化运维**，打开了大门。”

2.2.2 覆盖全生命周期的管理服务

Rel-15为5G定义了一整套覆盖网络全生命周期的管理服务：

  • 配置管理 (Provisioning)：提供创建、修改、删除网络切片、网络功能等服务。

  • 故障监控 (Fault Supervision)：提供告警上报、告警查询、告警订阅等服务。

  • 性能保障 (Performance Assurance)：提供性能数据采集、KPI计算、阈值告警等服务。

  • 网络资源模型 (NRM)：定义了5G网络中所有可管理对象（gNB, AMF, Slice等）的标准信息模型，是所有管理服务能够“看懂”和“操作”网络的基础“语言”。

  • Trace管理：提供了对信令和数据进行追踪和记录的服务，是网络问题定位的“终极武器”。

“这些标准化的MnS，就像一套完整的‘乐高积木’，”陈工对他的运维团队说，“我们可以利用它们，像搭积木一样，快速地构建起我们自己的自动化运维平台和智能化分析应用，而无需再被厂商私有的网管系统所绑定。”

3. 总结：OAM — 5G商业成功的“隐形引擎”

通过对第十四章“OAM改进”的深入学习，小玲对5G的“后台世界”有了全新的、颠覆性的认识。她明白了，5G的成功，一半在于前台技术的创新，另一半则在于后台OAM体系的深刻变革。

  1. 计费的“融合”与“精细”：通过CHF和服务化的Nchf接口，5G建立了一个统一、融合的计费架构。通过将**5G特有的信息（切片ID、QoS Flow ID等）**注入到IMS、SMS等传统业务的计费流程中，实现了对新业务的精细化、多维度计费。

  2. 管理的“服务化”与“自动化”：通过引入管理服务（MnS）的概念和一系列覆盖全生命周期的标准API，5G将网络管理从封闭、人工、被动的模式，推向了开放、自动、主动的全新范式。

“我明白了，”小玲在笔记的最后总结道，“计费与管理，是驱动5G商业飞轮旋转的‘隐形引擎’。服务化的计费，为运营商探索‘价值收费’新商业模式提供了‘油门’；而服务化的管理，则为驾驭复杂、动态的5G网络，提供了‘自动驾驶系统’。只有这两个引擎协同工作，5G这辆‘超级跑车’，才能既跑得快，又跑得稳，最终在商业赛道上取得成功。”

FAQ 环节

Q1：5G的融合计费功能（CHF）和4G的OCS/OFCS在功能上有什么本质区别？

A1：本质区别在于架构和接口。

  • 功能上，两者都实现了在线和离线计费的核心逻辑。

  • 架构上，4G的OCS和OFCS是两个独立的系统，接口和信令也不同（Ro/Rf）。而5G的CHF是一个单一的、融合的网络功能。

  • 接口上，4G使用基于Diameter的Ro/Rf接口，协议复杂，扩展性差。而5G使用基于HTTP/2和JSON的服务化Nchf接口，协议更轻量、更灵活，更符合云原生和IT化的趋势，易于第三方集成和新计费维度的快速引入。

Q2：什么是网络资源模型（NRM）？为什么它对网络管理如此重要？

A2：NRM（Network Resource Model）是被管理对象的“数字孪生”。它使用标准化的语言（如YANG模型），为网络中的每一个物理或逻辑实体（如一个基站、一个天线、一个切片、一个NF）建立一个信息模型，定义了它有哪些属性（如厂商、版本、状态）、哪些可执行的操作（如重启、参数修改）、以及会产生哪些通知（如告警）。NRM是实现多厂商、自动化网络管理的基础。没有统一的NRM，自动化平台就无法用同一种“语言”去理解和操作来自不同厂商的设备。

Q3：服务化管理（MnS）和我们之前讨论的北向API（CAPIF）是什么关系？

A3：它们是同一“开放”理念在不同领域的体现，并且可以协同工作。

  • CAPIF/北向API：更侧重于将**“网络通信能力”（如QoS、定位、带宽）开放给第三方应用开发者**，以创造新的业务。

  • MnS：更侧重于将**“网络管理能力”（如配置、监控、告警）开放给运营商自己或其合作伙伴的OAM/OSS系统**，以实现网络的自动化运维。

两者可以结合。例如，一个大型企业客户，不仅可以通过CAPIF调用QoS API来保障其业务，还可以通过MnS API来监控其所购买的网络切片的实时性能。

Q4：为什么IMS和SMS的计费在Rel-15还需要单独的工作项目来增强？它们不能直接使用5G的数据计费吗？

A4：因为IMS和SMS是具有特殊业务逻辑的应用层服务，而不仅仅是简单的数据传输。它们的计费，除了要统计底层PDU会话的流量外，还需要记录大量的业务层信息。例如，IMS通话需要记录主叫/被叫号码、通话时长、通话类型（语音/视频）等；SMS需要记录源/目的地址、成功/失败状态等。因此，需要专门的工作项目，来定义如何将5G底层计费体系（如5GS Charging Id）与这些上层业务的传统计费信息进行关联和融合，以实现端到端的、可审计的计费。

Q5：“零接触”（Zero-Touch）运维是一个什么样的概念？Rel-15的服务化管理能实现它吗？

A5：“零接触”运维是网络自动化的终极目标，它指的是网络的整个生命周期——从规划、部署、监控、优化到故障修复——都能够自动完成，无需或极少需要人工干预。Rel-15的服务化管理，是实现这一目标的关键第一步。它通过标准化的API，为“自动化”提供了可能。但要真正实现“零接触”，还需要在上层引入更强大的**AI/ML（人工智能/机器学习）**能力，构建一个能够自我分析、自我决策、自我执行的“网络大脑”。这正是3GPP在Rel-16及后续版本中网络管理演进的核心方向。

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