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深度解析 3GPP TS 32.255：5.2.1 融合计费场景基础原则 (Part 3 - 高级配额、赞助连接与SSC模式)

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好的，我们继续深入3GPP TS 32.255的腹地。

在前两篇文章中，我们已经掌握了5G计费会话的生命周期、核心触发器机制以及那张庞大的“默认行动手册”。现在，我们将把这些基础知识应用到5G最引以为傲的几个高级场景中：无缝会E话连续性、灵活的分布式网络拓扑、以及创新的B2B2C商业模式。

本文将是5.2.1节的收官之作，我们将聚焦于那些真正体现5G网络智能化和商业灵活性的高级计费控制机制。我们将继续跟随主角“小杰”的脚步，看他如何在一场酣畅淋漓的云游戏体验中，触发5G计费系统背后最为复杂和精妙的一系列操作。

深度解析 3GPP TS 32.255：5.2.1 融合计费场景基础原则 (Part 3 - 高级配额、赞助连接与SSC模式)

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“5.2.1 Basic principles”的后半部分章节（5.2.1.5, 5.2.1.7 - 5.2.1.11），旨在为读者深度剖析5G在会话与业务连续性（SSC）、分布式UPF、赞助数据、在线计费终止行为以及CHF主动配额管理等高级场景下的计费机制。

1. 永不掉线：SSC模式与分布式UPF计费 (5.2.1.5 & 5.2.1.10)

为了给用户提供“永不掉线”的极致体验，5G引入了会话与业务连续性（SSC）模式。其中，SSC Mode 3“先通后断”机制在需要更换PDU会话锚点（UPF）时，能保证业务零中断。这给计费带来了新的挑战：当一个会话同时涉及新旧两个UPF时，配额该如何管理？

5.2.1.5 和 5.2.1.10 节紧密关联，共同解答了这个问题。

The following scenarios describe configurations in which the traffic is counted in more than one UPF: In case of SSC mode 3 PDU Session Anchor with IPv6 Multi-homed PDU Session,

  • The addition of UPF2 and BP (Change the part of traffic from UPF1 to UPF2) …
  • if quota shared by UPFs, SMF requests UPF1 report usage of quota, caches the usage from UPF1 and re-allocates the remaining quota to UPF2 and UPF1(if needed). When the granted quota from CHF is used up, the SMF reports total usage of quota to CHF.

深度解析与场景再现：

小杰正坐在一辆时速300公里的磁悬浮列车上，沉浸在云游戏中。为了保证超低时延，他的游戏流量始终连接到离他最近的边缘UPF。

  • 场景描述：列车即将从A区域（由UPF1服务）驶入B区域（由UPF2服务）。为了保证游戏不卡顿，网络决定执行SSC Mode 3切换，将会话锚点从UPF1无缝切换到UPF2。在切换的短暂瞬间，网络中会同时存在UPF1和UPF2两个锚点。

  • 计费挑战：假设CHF为这次游戏会话总共授予了1GB的配额，当切换发生时，这1GB配额该如何在UPF1和UPF2之间分配？

规范给出了两种灵活的配额管理策略，这通常由运营商的策略决定：

  1. 配额共享模式 (Quota shared by UPFs)：

    • 操作流程：
      1. 切换触发时，SMF命令UPF1：“请立刻报告你已经使用了多少配额。” 假设UPF1报告已用600MB。
      2. SMF在内部进行计算：总配额1GB - 已用600MB = 剩余400MB。
      3. SMF命令新的UPF2：“现在交给你了，你可用的配额是400MB。”
      4. 当UPF2也即将用尽这400MB时，SMF会向CHF报告总使用量（UPF1的600MB + UPF2的400MB），并申请下一笔1GB的配额。
    • 优点：配额利用率最高，不会造成浪费。
    • 缺点：对SMF的管理能力要求更高，需要SMF扮演“配额总管”的角色。

  2. 配额独立模式 (Quota granted for each UPF)：

    • 操作流程：
      1. 切换触发时，SMF向CHF为新的UPF2发起一次独立的配额申请，就像开启一个全新的业务流一样。
      2. CHF会为UPF2单独下一笔配额（比如500MB）。
      3. 与此同时，UPF1上未用完的配额可能会被提前回收。
    • 优点：逻辑简单，SMF无需在UPF间协调配额，只需将它们作为独立的计费单元对待。
    • 缺点：可能造成配额浪费，且信令交互更频繁。

In the scenario UL CL/BP controlled by I-SMF, the I-SMF forwards traffic usage information of UPF (PSA2) to the SMF as specified clause 5.34.4 and clause 5.34.5 in TS 23.501.

这段文字补充了在ULCL/BP（上行分类器/分支点）这种更复杂的分布式拓扑下的情况。即使流量在边缘被I-SMF和本地UPF处理，其使用量信息最终依然会汇聚到锚点SMF，由锚点SMF来执行上述的配额共享或独立分配逻辑，对CHF保持了统一的接口。

2. 流量我买单：赞助数据连接计费 (5.2.1.9 Sponsored data connectivity charging)

这是5G时代B2B2C商业模式的典范。游戏公司为了推广新游戏，与运营商合作推出了“玩游戏，免流量”活动。

The Sponsor Identifier and Application Service Provider Identifier are provided for sponsored data connectivity to the PCF from the AF, according to TS 23.503. … In this case, charging information collected by the SMF includes the Sponsor Identity and the Application Service Provider Identity. Correlation of charging information from multiple users per sponsor and/or application service provider can then be based on Sponsor Identity and Application Service Provider Identity.

深度解析与场景再现：

小杰发现他玩的这款云游戏被标记了“免流”标签。

  • 信令源头：当小杰启动游戏时，游戏公司的应用功能（AF）在向PCF申请网络策略时，就亮明了身份：“我是‘超酷游戏公司’（Application Service Provider Identifier），本次连接由我们赞助（Sponsor Identifier）。”
  • 策略传递：PCF将这两个ID封装在PCC规则中下发给SMF。
  • SMF的记账：SMF在向CHF上报这个游戏Rating Group的使用量时，会附带上这两个重要的ID。
  • CHF的“分账”：CHF收到这份带有赞助商标签的计费报告后，会执行神奇的“分账”操作：
    1. 对小杰：在小杰的个人话单（CDR）中，这部分流量会被标记为“赞助流量”，费用为0。
    2. 对游戏公司：CHF会另起一份或在已有的话单中，将这笔流量记在“超酷游戏公司”的账上。月底，CHF会聚合所有玩这款游戏的用户的赞助流量，生成一张总账单发给游戏公司。

这个机制使得流量本身成为了一种可以被企业购买、并作为营销工具精准投向用户的“商品”，极大地拓展了运营商的商业边界。

3. 配额用尽之后：终止行为 (5.2.1.8 Termination action)

在线计费的核心是控制。当用户的配额（无论是自己购买的还是被赞助的）用尽时，网络该怎么办？直接断网显然不是最佳选择。

The termination action applies only in case of online charging, i.e. quota management is active. It indicates the action, which the UPF should perform when no quota is granted. The defined termination actions include:

  • Allowing the packets to pass through;
  • Dropping the packets;
  • The re-direction of packets to an application server…

深度解析与场景再现：

游戏公司赞助给小杰的1小时免费游戏时长用完了。在授予最后一笔配额时，CHF就通过finalUnitAction参数，明确告知了SMF在配额耗尽后应该执行的Termination action。

SMF会指示UPF执行以下三种可能的动作之一：

  1. 放行 (Allowing the packets)：这是最“仁慈”但有风险的策略。流量会继续，但会开始消耗小杰自己的通用流量套餐。这适用于用户体验优先，且用户套餐充足的场景。
  2. 阻断 (Dropping the packets)：最简单粗暴的方式，游戏直接卡死或掉线。用户体验最差，但能绝对避免费用争议。
  3. 重定向 (Re-direction)：这是最智能、最商业化的方式。UPF会将小杰的游戏数据包重定向到一个特定的网页服务器。小杰的游戏画面会暂停，并弹出一个页面：“您的免费时长已用尽。是否愿意花费5元购买‘畅玩包’继续游戏，或切换为使用您的通用流量？”

NOTE Such a re-direction may trigger a new charging session to be initiated.

这个附注非常关键。当小杰在那个重定向页面上点击“确认购买”时，这个行为本身可能会被网络识别为一个新的、需要计费的事件，从而触发一次新的计费流程，完成对“畅玩包”的订购和支付。

4. “遥控器”的反向操作：CHF控制的配额管理 (5.2.1.11 CHF-Controlled Quota Management)

通常情况下，是SMF主动向CHF申请配额。但本节描述了一种反向的、由CHF主动发起控制的、更为高级的配额管理模式。

CHF-Controlled Quota Management in this context allows CHF to suspend/resume the quota management process for that Rating Group within a PDU session. When an NF consumer issues a Charging Data Request [Initial / Update] CHF may decide to authorize the service and suspend the quota management for that Rating Group. This means that: the service is authorized without granted units and that all quota management triggers for that Rating Group … are ignored by the NF consumer.

深度解析与场景再现：

游戏公司为了庆祝周年庆，宣布在今晚8点到9点，所有玩家“无限畅玩，流量全免”。

  • 挑战：如果仍采用常规的在线计费，在这一个小时内，成千上万的用户会产生海量的配额申请、更新信令，给CHF和核心网带来巨大的信令风暴，而这些信令实际上并无收益。

  • 解决方案：配额管理“暂停”

    1. 晚上8点，当小杰的游戏客户端发起连接时，SMF照常向CHF发送Initial请求。
    2. CHF识别出当前处于“无限畅玩”时段，它会在Response消息中，除了授权服务外，还额外下发一个指令：“针对这个Rating Group，暂停配额管理 (suspend quota management)。”
    3. SMF收到这个指令后，就进入了“放飞”模式。它会告诉UPF：“这个业务的流量，你只管放行，不用统计上报给我了。” 所有与配额相关的触发器（如阈值、耗尽）对这个业务都暂时失效了。

  • “恢复”操作

    When an NF consumer issues a Charging Data Request [Update] in which a given Rating Group has quota management previously suspended, CHF may decide to resume quota management for that Rating Group.

    到了晚上9点，活动结束。CHF可以通过多种方式（如利用之前设置的“Re-authorization”触发器）触发SMF发送一次Update请求。在这次交互中，CHF会在响应中下发“恢复配额管理 (resume quota management)”的指令，并授予一笔正常的配额。SMF随即恢复对该业务的常规在线计费流程。

这个“暂停/恢复”机制，是5G计费系统应对突发性、潮汐式大规模业务场景的“削峰填谷”利器，体现了其高度的运营智能。

文章结尾

通过对5.2.1节最后几块“硬骨头”的啃食，我们已经构建起了一幅相当完整和立体的5G融合计费蓝图。我们不仅理解了计费的基础流程，更深入到了那些赋能5G新商业模式的核心机制中：它如何通过灵活的配额管理支持无缝的业务连续性，如何通过清晰的身份标识促成B2B2C的赞助模式，如何通过智能的终止行为提升用户体验和商业转化，以及如何通过主动的暂停/恢复机制来智能地优化网络信令。

至此，关于5.2.1“基础原则”的解读已全部完成。我们看到，这些原则远非“基础”，而是蕴含了5G网络走向智能化、服务化和商业化的深刻逻辑。

从下一篇文章开始，我们将进入5.2.2节，通过详细的消息流程图，亲眼见证在PDU会话建立、修改、释放等每一个具体步骤中，SMF、CHF、UPF等网元之间是如何通过一步步精确的“对话”，来完成我们今天所讨论的这些复杂计费任务的。

FAQ环节

Q1：在SSC Mode 3切换中，“配额共享”和“配额独立”两种模式，运营商会如何选择？ A1：这取决于运营商的运营策略和网络设备的实现能力。配额共享模式对SMF要求更高，但能最大化配额利用率，适合那些希望精细化管理网络资源、避免浪费的运营商。配额独立模式逻辑更简单，对SMF的压力小，但可能在频繁切换中产生未用尽的配额碎片，造成浪费，它更适合在追求实现简单、快速迭代的初期部署阶段。

Q2：我是应用开发者，如何让我的App实现“流量赞助”？ A2：您需要与移动运营商进行商务合作，并进行技术对接。技术上，您的应用后端服务器（作为AF）需要与运营商的策略控制网络（通过NEF暴露API）进行集成。在用户使用您的App发起网络请求时，您的AF需要调用运营商提供的API，向PCF表明您的“赞助商身份”和“应用身份”。只要运营商的PCF、SMF和CHF正确配置了相应的赞助计费策略，您的用户就能享受到免流服务。

Q3：当我的在线计费配额用完时，网络为何不直接断网，而是“重定向”到一个网页？ A3：这是为了在控制费用的同时，最大化用户体验和商业机会。直接断网是一种粗暴的“硬着陆”，往往导致用户流失。而重定向则提供了一个“软着陆”的机会：它清晰地告知了用户当前的状态（配额用尽），并立刻提供解决方案（购买加油包、切换计费方式等），将一个潜在的客户投诉点，转化为一个即时的营销和追加销售的机会点。

Q4：CHF“暂停”配额管理，听起来很危险，运营商不怕用户在这期间“薅羊毛”产生天量流量吗？ A4：这并不危险，因为这是一个受控的、有预谋的策略行为。CHF只会在特定的、可信的场景下“暂停”配额管理。例如：1) 这是运营商自己搞的“无限流量”促销活动。2) 这是与企业客户（如游戏公司）签订的协议，该企业客户为这段时间的所有流量总包付费。在这种情况下，单个用户的使用量不再是控制点，控制点变成了活动的总时长或企业客户的总预算。暂停对单个用户的微观管理，可以极大地降低信令负荷，保障网络在促销期间的稳定性。

Q5：漫游场景下的QBC（基于QoS流计费）与本文讨论的SSC、赞助数据等高级功能兼容吗？ A5：是的，它们是正交且兼容的。QBC主要用于VPLMN和HPLMN之间的批发结算，它关注的是承载质量。而FBC以及其上的高级功能（如SSC模式下的配额管理、赞助数据、终止行为等）主要用于HPLMN对最终用户的零售计费，它关注的是业务本身。在一个复杂的漫游场景下（如用户在国外使用赞助的云游戏并发生了SSC切换），V-SMF会执行QBC流程为网间结算记账，同时将业务相关的信息（包括赞助商ID、SSC切换事件等）透传给H-SMF或直接上报给H-CHF，由归属网络来执行复杂的零售计费逻辑。

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