《移动增值数据业务新架构-SPCFSPEF技术方案研究.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《移动增值数据业务新架构-SPCFSPEF技术方案研究.doc（15页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、1 / 15 文档可自由编辑打印移动数据增值业务新架构-SPCF&SPEF 技术方案研究朱旭明，范荣辉，邓冰，赵以爽朱旭明，范荣辉，邓冰，赵以爽（1.1.广东联通广东联通 广东广州广东广州 510603510603；2.2.广东联通广东联通 广东广州广东广州 510603510603；3.3.中讯邮电咨询设计院，河南中讯邮电咨询设计院，河南 郑州郑州 450007450007）2 / 15 文档可自由编辑打印摘摘 要要本文主要分析了现有移动数据增值业务平台架构上存在的问题，提出了一种解决这种问题的新网络架构SPCF&SPEF 架构，同时对该架构的功能划分、业务流程、内外接口、优势和可实施性进行
2、分析。对移动数据增值业务的规划、建设和产品研发具有一定参考价值。关键词：关键词： 业务策略控制功能 业务策略执行功能 移动数据业务 增值业务 ABSTRACTABSTRACTThis paper analyzes the problems and challenges of mobile data value-added service platform and architecture, provides a new architecture SPCF&SPEF architecture. It also analyzes the function, service procedure, i
3、nside & outside interface, advantages and Feasibility of this new architecture. It is valuable for value-added platform planning construction and product R&D . KEYKEY WORDS:WORDS:SPCF ，SPEF, Mobile Data Service, Value-added Service1 / 15 文档可自由编辑打印1 1前言随着移动通信技术和网络的高速发展，3G 甚至未来的 4G 网络为移动数据增值业务提供了高速的通道
4、，移动通信终端性能和功能日益强大，移动数据业务内容和业务体验更加接近互联网，在这些多方合力因素作用下移动数据增值业务将得以快速发展。面对快速发展的移动数据增值业务，国内外各大运营商都面临以下问题和挑战：1如何有效地管理和控制移动数据增值业务：只有对移动数据增值业务进行有效地管理和控制，电信运营商才能成为移动增值业务这条巨大产业链的主导者，而不会变成固定数据网目前的状态电信运营商仅仅作为通道的提供者，而产业最大的受益者落在了终端和服务/内容提供商上。另一方面，移动数据增值业务也必须在有序、合理管理和控制下发展，才具有长远的前景和市场。2如何以最优的方式和代价对移动数据增值业务进行部署和管理：移动
5、数据网络从无线侧到互联网，整个网络架构已经趋于成熟和稳定。实现对移动增值业务的管理和控制必须要考虑对现有网络改造带来的影响，权衡代价和收益比。3如何进行精细化的业务营销和运营：粗放型的业务运营和发展无法满足用户业务个性化、服务个性化的要求。在处于白热化竞争下的电信市场，电信运营商必须提供精细化、差异化的服务才能吸引用户，扩大市场的份额。针对以上的问题，本文提出了一种基于目前 WAP 网关构建的新型移动数据增值业务的架构增值业务策略控制功能平台 SPCF（Service Policy Control Function）和增值业务策略执行功能平台 SPEF（Service Policy Enfor
6、cement Function）架构。本文将对 SPCF & SPEF 架构的概要描述，对其主要功能、接口、优势及可实施性进行分析探讨。2 2移动数据增值业务架构概述目前移动数据增值业务的架构如下图所示：2 / 15 文档可自由编辑打印图 1 现网移动增值业务网络架构图如图所示，目前移动数据增值业务网络的架构主要由以下几部分组成： 无线终端 无线接入网络： BTS、BSC 核心网络：SGSN、GGSN 增值业务网络：WAP 网关 互联网：Portal、SP/CP移动数据增值业务按照 APN 不同，分别采用不同的流程：1、以 APN=NET 接入的业务用户终端使用 NET APN 访问数据业务，
7、请求经无线接入网到核心网网络，GGSN 根据APN 判断，将业务的下一跳设置为互联网，请求经过 GGSN 直达互联网 SP/CP；2、以 APN=WAP 接入的业务用户终端使用访问数据业务，请求经无线接入网到核心网网络，GGSN 根据 APN 判断，将业务的下一跳设置为 WAP 网关，请求到达 WAP，经 WAP 网关业务控制和管理将请求转发到互联网 SP/CP，SP/CP 返回响应也需经 WAP 网关送抵用户终端。以 NET 接入的用户通常使用的是移动上网卡或智能终端，其特征是业务访问的数据量大，要求的带宽和速度高。而以 WAP 接入的用户一般是采用移动电话上网，业务访问的数据量相对小，要求
8、的带宽和速度也低。由于新架构的可行性和优越性还有待后期的验证，因此新架构考虑先在以 WAP 接入的业务中实现，通过 WAP 业务的验证后，可考虑在全网数据业务上推广。3 / 15 文档可自由编辑打印3 3移动数据增值业务新架构-SPCF&SPEF图 2 SPCF/SPEF 移动增值业务新网络架构图移动数据增值业务新架构-SPCF&SPEF 如上图所示，从图中可以看到，新架构是对GGSN-互联网网段的改造，在移动数据增值业务中，这个网段属于增值业务范畴，提供移动 WAP 业务，因此新架构放在该网段上考虑和实现。 SPCF&SPEF 新架构就是对原有 GGSN- GW-互联网架构进行优化和改进，将
9、集业务控制、业务执行、服务提供为一体的分割成 3 个单元：SPCF（Service Policy Control Function）业务策略控制单元和 SPEF（Service Policy Enforcement Function）业务策略执行单元，以及AE（Application Element）服务应用提供单元。SPCF 和 SPEF 通过策略控制接口对接，完成业务控制策略的申请和下发；SPEF 和 AE 之间通过数据接口对接，完成业务服务的提供，如病毒扫描、内容监控过滤、业务主动推送、广告内容插播等等。AE 服务应用单元的内容由其它的规范和技术方案定义，不在本文范畴中，关于 AE 本文
10、只对其和 SPEF 之间的接口进行探讨。本文主要是对 SPCF 和 SPEF 的探讨和考虑。从以上的描述可以看到 SPCF&SPEF 新架构只是对的升级和改进，不涉及终端、无线、核心网和互联网的改造。并且由于 SPCF、SPEF、AE 之间都采用开放的接口对接，因此SPCF、SPEF、AE 都可独立建设，3 个网元之间没有紧耦合关系。SPCF 作为新的网元进行开发和建设，而 SPEF 是的升级和演进，它是将进行精简，把业务访问策略的管理/制定、服务应用等等功能从中剥离出来给 SPCF 和 AE 服务实体实现，专注于业务控制策略的执行，以及协议、内容适配等功能。 4 / 15 文档可自由编辑打印
11、1.1 SPCF-SPCF-业务策略控制单元业务策略控制单元1.1.1 SPCF 的功能SPCF 业务策略控制单元是移动数据增值业务架构的控制中心，它对用户数据增值业务的访问进行策略控制，它的主要功能包括：(1) 策略管理提供策略管理机制，可以配置、查询、修改、删除各种业务控制策略；(2) 用户业务策略签约管理根据用户的选择，进行业务签约，如广告业务、绿色手机业务、用户个性化热点推播业务、手机杀毒业务等管理；(3) 用户访问策略控制针对不同的业务，可以根据各种策略控制的因素，如用户号码、业务类型、时间段、目的 IP、访问 URL 等，制定业务访问控制策略；(4) 接收策略请求，并下发用户业务控
12、制策略接收 SPEF（）策略请求，根据请求中的信息，制定访问控制策略，向 SPEF（）下发用户业务控制策略；(5) 用户开销户、业务信息接口和营帐系统接口，从营帐系统同步用户基本信息、开销户信息、业务状态信息等。1.1.2 SPCF 的模块划分基于 SPCF 功能范畴，SPCF 内部功能模块如下图所示。5 / 15 文档可自由编辑打印图 3 SPCF 内部功能架构SPCF 其内部功能模块至少包括： 系统管理配置界面：通过系统管理配置界面模块进行业务控制策略的配置、查询、修改和删除业务控制策略；同时系统管理配置界面还提供其它系统运行和管理所需的参数配置界面； 业务策略控制管理：业务控制策略管理提
13、供对控制策略的存储、管理，提供内部的接口给管理界面和策略制定、控制中心； 用户管理：提供对用户信息的存储和管理，用户信息包括用户基本信息（用户号码、用户开销户状态等） 、用户业务信息（用户开通业务类型、用户业务状态等） ； 营帐接口：提供和营帐的用户基本信息、业务信息同步接口； 业务策略制定和控制中心：SPCF 核心模块，根据请求中的信息（用户号码、用户IP 地址、访问时间、目的 IP、访问 URL 等）从用户管理模块获取用户业务信息，结合策略控制管理模块中的策略信息，制定出用户业务访问控制策略； 策略请求/下发接口：接收 SPCF 策略请求，将策略控制模块制定的策略下发给SPEF； 网络管理
14、模块：提供系统网络管理，并向综合网管系统上报网管数据； 统计模块：提供系统运营相关的统计报表。6 / 15 文档可自由编辑打印1.2 SPEF-SPEF-业务策略执行单元业务策略执行单元1.2.1 SPEF 的功能SPEF 业务策略执行单元是移动数据增值业务架构的策略执行者，它是现网的升级和演进，是将原访问策略管理、服务应用等功能从中剥离到其它网元实现，因此 SPEF（）的主要功能集中在：(1) 协议适配无线侧和互联网侧协议的适配；(2) Radius 业务功能接收核心网 AAA 服务器发起的 Radius 请求，解析 Radius 消息，记录下 Radius 消息中包含的信息；(3) 接收/
15、转发用户业务请求接收核心网转发的用户请求，并将用户业务请求转发到目的服务器，接收目的服务器返回的响应，并将响应转发给用户；(4) 策略请求和执行向 SPCF 请求策略，接收 SPCF 下发的策略，根据业务策略对用户的业务请求实施控制；(5) 与 AE 服务提供实体接口提供和服务提供实体的接口，服务提供实体如：病毒扫描系统、广告平台、业务推送平台、内容监控过滤系统、绿色上网控制系统等，APEF 将用户请求或目的服务器的响应转发给 AE，AE 对用户的请求和响应进行控制和处理，将处理结果返回给 SPEF，SPEF 根据返回结果判断允许或限制用户请求，或将经过加工后的响应返回给用户。7 / 15 文
16、档可自由编辑打印1.2.2 SPEF 的模块划分图 4 演进为 SPEF 后的内部功能架构基于 SPEF 功能范畴，SPEF 内部功能模块如上图所示。其内部功能模块包括： 系统管理配置界面：通过系统管理配置界面可以对 SPEF（）系统运行所需参数进行配置和管理； 协议栈：接收从 GGSN 发送的请求消息，并将响应消息返回给 GGSN；转发请求给Internet，并接收从 Internet 返回的响应； 策略执行单元：按照业务控制策略对用户访问请求进行控制，如禁止和允许用户请求；对请求进行重定向；将请求转发给服务应用单元；将响应转发给服务应用单元等； 策略请求/接收接口：提供和 SPCF 的接口
17、，向 SPCF 请求策略，并接收 SPCF 下发的业务控制策略； Radius 服务器：接收 GGSN-AAA 服务器发送的 Radius 消息，解析 Radius 消息，保存业务所需的信息，返回响应给 AAA 服务器； 统计查询：提供业务运营相关的统计报表； 网络管理：提供对 SPEF 系统的网络管理功能，并向综合网管上报网管信息； 计费接口：提供计费接口，对数据增值业务进行计费。8 / 15 文档可自由编辑打印从 SPEF 的功能范畴和内部模块进一步可以看出，SPEF 包含了现网功能和内部模块，所以 SPEF 是的升级和演进，而不是替换。现有通过业务控制流程改造、增加到 SPCF 接口、增
18、加到服务应用实体 AE 接口，即可以升级改造为 SPEF。1.3 SPCF&SPEFSPCF&SPEF 架构下的业务流程架构下的业务流程图 5 SPCF&SPEF 架构下业务流程如上图所示，在 SPCF&SPEF 新架构下的移动数据增值业务的流程为：1) 用户终端发起 WAP 业务请求（下载等业务请求） ；2) GGSN 收到用户请求，将请求转发给 SPEF（业务执行单元） ；3) SPEF（）向 SPCF 请求该用户的业务控制策略；4) SPCF 下发业务控制策略给 SPEF（） ；5) SPEF（）根据策略判断是否要对用户请求进行控制，如是否进行 URL 关键字进行识、绿色上网访问控制等；
19、如果要进行控制进入步骤 6，否则直接进入步骤 8；6) 将请求转发到 AE 服务提供单元，如转发到内容监控过滤系统、绿色手机上网控制系统等；7) 服务提供单元返回对用户请求控制的响应，如是否允许访问，是否进行重定向等；9 / 15 文档可自由编辑打印8) 如果用户业务访问请求被允许，将用户请求转发到请求目的服务器；9) 请求目的服务器返回响应；10)SPEF（）根据业务控制策略判断是否需要对响应进行处理，如对响应内容进行病毒扫描、响应内容中插入广告、响应内容进行语言翻译等等；如果要对响应进行控制，进入步骤 11，否则直接进入步骤 13；11)将响应内容转发给相应的 AE 服务提供单元；12)服
20、务提供单元对响应内容进行处理，返回加工后的响应内容；13)SPEF（）将用户请求响应返回给用户终端；1.4 SPCF&SPEFSPCF&SPEF 架构的内外接口架构的内外接口图 6 SPCF&SPEF 架构接口SPCF&SPEF（）架构对外接口包括：(1) SPEF（）和 GGSN 的接口：采用现有和 GGSN 的 Gi 接口，接收从 GGSN 转发的用户WAP 业务请求，并将用户请求响应转发给 GGSN；(2) SPEF（）和 Internet 的接口：采用现有和 Internet 的 HTTP/HTTPS 接口，转发用户请求到 Internet，并接收 Internet 返回的响应；(3)
21、 SPEF（）和 AE 的接口：新增接口，可以采用基于 HTTP 的接口，如 ICAP、LDAP 接口等；(4) SPEF（）和 Billing 计费系统的接口：可以采用现有计费话单接口，也可以采用现有10 / 15 文档可自由编辑打印的一些实时计费接口，如和 VAC 之间的实时计费鉴权接口；(5) SPCF 和营帐 BOSS 系统接口：该接口为新增接口，用于营帐 BOSS 系统向 SPCF 同步用户信息，用户信息包括用户基本信息、用户业务信息等。SPCF 和 SPEF（）之间的接口(1) SPCF 和 SPEF（）之间为策略请求和下发接口，该接口可以参考 PCEF/PCRF 所采用的 Gx
22、接口，SPEF（）通过 Gx 接口请求策略，并上报策略制定所需的信息，如用户号码、访问业务类型、用户访问目的 IP、用户访问 URL、访问时间等，SPCF 根据上报的信息，制定业务控制策略，通过 Gx 接口将策略下发给 SPEF。(2) SPCF 和 SPEF（）之间采用一对多的组网方式，即一个 SPCF 可以对应多个 SPEF，而一个 SPEF（）只能对应一个 SPCF；(3) SPCF 和 SPEF（）之间的接口定义为标准、开放的接口，因此 SPCF 和 SPEF 可以由不同的设备厂商提供。1.5 SPCF&SPCF& SPEFSPEF 架构优势架构优势采用 SPCF& SPEF 架构的优
23、势在于：(1) 将业务控制和业务承载分离，优化了移动数据增值业务的架构，使移动增值业务的架构更清晰、灵活和开放；(2) 业务控制集中部署，而业务承载可以分散部署，有利于电信运营商制定统一的业务控制策略，各承载单元上的业务逻辑、业务流程保持一致；(3) 新架构只涉及的升级和改造，不涉及终端、无线、核心网、互联网的配合和改造，具备很高的可实施性；(4) 业务控制变更只需要对 SPCF 进行配置变更、或软硬件的升级、改造，分散的业务承载单元保持不变；(5) 可以灵活、简单、快速地部署和实现移动数据增值业务，移动数据增值业务通过在 SPCF 上的参数配置，通过和 SPEF 接口对接（该接口可以定义为标
24、准、开放接口，所有服务应用都遵循该标准与 SPEF 对接，新业务接入时，SPEF 不需要进行改造） ，就可以在电信运营网络中部署和实现；(6) SPCF 和 SPEF（）之间采用标准、开放的接口，可以由不同的设备厂商提供，给电信运营商提供更加灵活的设备选型空间；(7) 现网移动数据增值业务网络改造的代价小，SPCF 采用旁挂方式接入移动数据增值11 / 15 文档可自由编辑打印业务网络，而 SPEF 是对现有的适当改造，现有的移动数据增值业务的网络架构基本没有变动。1.6 SPCF&SPEFSPCF&SPEF 与与 PCRF&PCEFPCRF&PCEF 对比分析对比分析(1)功能比较SPCF&
25、SPEF 是对移动数据增值业务策略的控制，PCRF（Police and Charging Rules Function，策略执行功能）&PCEF（Police and Charging Enforcement Function，策略和计费执行功能）是对移动数据网络 Qos 的控制。SPCF&SPEF 控制的是用户可以使用哪一些增值业务，各种增值业务的控制逻辑和嵌套关系等，如，用户发起一个 WAP 浏览业务请求，控制是否对用户访问 URL 中的关键字进行监控过滤，控制是否对响应内容进行监控过滤，是否要在响应内容中插入广告、是否进行页面重组、是否进行用户个性化信息推荐等控制；而 PCRF&PCE
26、F 则是实现对移动互联网用户带宽使用、网络流量、计费等 QOS 的控制；(2)网络位置比较SPCF&SPEF 部署在移动数据网络的网段，SPCF&SPEF 可以看作是的升级；而PCRF&PCEF 部署在 GGSN 之后（PCEF 可以与 GGSN 合设） ，在 GGSN 和互联网/之间，是对GGSN 到互联网/业务请求的控制。从功能和网络位置比较上看，SPCF&SPEF 着眼于一些移动互联网数据业务的增值业务签约管理及策略控制管理和部署，而 PCRF&PCEF 着眼于移动互联网用户的网络 QOS 签约管理及策略控制管理。1.7 SPCF&SPEFSPCF&SPEF 是的升级和演进是的升级和演进
27、SPCF&SPEF 不是替换现有的，而是的升级和优化，它是将部分功能剥离出来由 SPCF和 AE（服务应用实体）实现，使更专注与业务控制执行以及协议、内容适配等网络承载功能。通过软硬件的升级可演进为 SPEF，演进后通过开放、标准的接口和新建的 SPCF 网元对接。通过网络层次、功能范畴的划分使得现有集业务控制、网络承载、业务应用为一体的简化和专注于实现网络承载，而这也使得移动数据增值业务网络的架构更清晰，也更灵活和开放。实现对业务的集中控制，避免了多套情况下，各业务控制逻辑不一致，以及业务逻辑出现变更时多套 WAP 都要进行升级改造等等的问题。12 / 15 文档可自由编辑打印1.8 SPC
28、F&SPEFSPCF&SPEF 架构的可实施性分析架构的可实施性分析现有技术和现网架构提供了以下支持，使得 SPCF&SPEF（）架构的实现成为可能。 SPCF&SPEF 架构只是对现网的升级和演进，SPCF&SPEF 与核心网、互联网的组网和接口都保持和现网一致，因此新架构不需要终端、无线、核心网和互联网的配合，具备很高的可实施性； 通过业务控制流程的改造、增加到 SPCF 的策略请求和接收接口、增加到服务应用单元 AE 的接口，几个方面的改造可以将现网升级为 SPEF； SPCF 和 SPEF 之间的策略控制接口可以参考 3GPP PCEF 和 PCRF Gx 接口，该接口在PCEF 和
29、PCRF 上已经应用，并在主流设备商得以推广； SPEF 和服务应用单元 AE 之间的接口可以参考 ICAP、LDAP 等已经成熟的接口应用。4 4结束语随着用户终端的升级换代，访问在整个 WAP 业务中的比例日益缩小，WAP 网关作为协议转换网关的作用日益弱化，但同时对于移动数据增值业务的管理、控制、分析运营需求日渐突出。运用 SPCF&SPEF 架构进行移动数据增值业务网络规划和建设，可以使移动增值业务的网络架构更加清晰，各种控制策略更容易部署，同时可以减少整体的建设成本，促进移动数据增值业务的持续、健康发展。参考文献【1】3GPP TS 23.203(V7.3.0) 策略和计费控制体系架
30、构【2】3GPP TS 29.212(V7.1.0) 策略与计费控制 Tx 参考点【3】李伟章.移动数据通信技术与业务.人民邮电出版社,2006【4】赖卫国，许俊禹等，移动无线数据新业务，北京，人民邮电出版社，2007 年 9月第 1 版；【5】杨丰瑞，刘辉等，通信网络规划，北京，人民邮电出版社，2005 年 7 月第 1 版；13 / 15 文档可自由编辑打印作者简介：朱旭明，高级工程师，硕士，从事广东联通移动增值数据业务平台建设管理工作范荣辉，工程师，学士，从事广东联通移动增值数据业务平台建设工作赵以爽，工程师，学士，从事移动增值业务平台的工程设计工作投稿作者：范荣辉单位：中国联合网络通信有限公司广东省分公司 地址：广州市黄埔大道西 666 号 邮编：510603电话：EMAIL: