1、計費標準的演進和內容計費的標準化
　　3GPP的R6中正式增加了內容計費的功能要求，盡管存在不少技術難題，但是標準化進展的速度還是比較快的。
縱觀GPRS/UMTS計費系統的演進，分組網絡從2G到R99、再到R4/R5都是以離線計費為主，功能沒有明顯的增強。而在3GPP的R6中，分組網絡提出了在線計費和內容計費兩大功能，因此計費能力大大提高。
　　離線計費一直是分組網絡采用的主要計費方式。會話中和會話結束后，分組網元SGSN和GGSN分別產生計費話單，經過計費網關功能（CGF）發送給運營商的后臺計費系統，CGF的功能是收集、存儲、過濾話單并進行合并處理。3GPP的R6統一了分組網元與CGF之間的Ga接口、CGF與計費系統之間的Bp接口以及通用的計費話單參數。離線計費系統（Offline Charging System，OFCS）的結構如圖1所示。








圖1　OFCS的結構
　　在線計費為分組網絡提供了實時計費功能，通過新增的在線計費系統（Online Charging System，OCS）實時控制分組網元的業務流程。如果說現有的GPRS+CAMEL3是基于SGSN的實時計費解決方案，那么3GPP的R6中的在線計費可以看作是基于GGSN的解決方案。GGSN通過數據平面功能（Traffic Plane Function，TPF）實體與OCS建立統一的在線計費接口，OCS支持運營商賬戶系統的交互和管理，包括充值中心和準實時計費賬戶系統，因此運營商的賬戶系統可以對GGSN承載的業務流程進行實時控制。3GPP的R6規定了OCS和TPF功能，規范了OCS與TPF之間的Ro接口要求。在線計費系統的結構如圖2所示。

圖2　OCS的結構
　　內容計費在3GPP的R6中稱為基于流的計費（Flow Based Charging，FBC），它不是新增的計費方式，而是計費功能和粒度的擴展，因此FBC的功能在離線計費和在線計費方式中都有應用。分組網元GGSN通過TPF采集業務流相關的信息，實施與流相關的計費。分組網元受到計費規則功能（Charging Rule Function，CRF）的實時管理和控制，運營商在應用功能（Application Function，AF）實體定制的計費規則通過統一的接口實時傳送到計費規則功能（Charging Rules Function，CRF），從而達到運營商對業務內容進行計費的目的。3GPP的R6中規定了AF、CRF和TPF的流計費功能，規范了TPF與CRF之間的Gx接口和CRF與AF之間的Rx接口。另外，3GPP的R6還定義了eG-CDR，GGSN在原有話單G-CDR的基礎上補充了流計費信息。
　　基于業務流的計費參考模型如圖3所示。Gz是TPF與OFCS的接口，是離線計費接口Ga的一部分；Gy是TPF與OCS的接口，是在線計費接口Ro的一部分。

圖3　基于業務流的計費參考模型
　　流計費的標準主要由3GPP的兩個工作組負責，其中SA2負責計費功能規范的制定，CT3負責計費接口的標準化。
2、FBC的工作原理
　　GPRS的分組域計費是基于時長、流量或PDP（APN和QoS）的。隨著移動互聯網應用的不斷增多，基于時長、流量和PDP的計費已不能滿足需求，需要應用流機制來區分用戶數據中的業務流并配以相關的資費標準。
　　FBC是通過IP過濾器來區分用戶上下行數據中的業務流的。過濾規則由運營商定義，其規則一般基于5元組（源IP地址、目的IP地址、源端口號、目的端口號和協議ID）以及深層過濾器（對用戶IP包進行更深層的分析并識別用戶業務的狀態）。在同一PDP中可同時實施多個業務流過濾器。
　　2.1　TPF
　　TPF應能夠支持如下功能：業務流區分及統計；預定義計費規則和預定義過濾器；請求計費規則；選擇CRF并提供相關信息；信譽度管理。
　　業務流區分及統計能夠實現不同業務流的區分、流量統計及流量報告。在GPRS中，TPF是GGSN中的一個邏輯功能實體，即使是同一PDP上下文承載的不同業務數據流，TPF也能夠進行區分。
　　預定義計費規則和預定義過濾器是指TPF中可以建立預定義的計費規則和過濾器，并通過CRF的觸發來激活。
　　請求計費規則使得TPF在承載建立、修改、終止及發生特定事件時可以向CRF請求新的計費規則。
　　選擇CRF并提供相關信息要求TPF能夠在多個相連的CRF中選擇正確的CRF并提供承載的相關信息。在GPRS中，TPF主要根據APN來選擇CRF，IMSI和MSISDN作為備選信息。
　　OCS中TPF要提供信譽度管理，要求能夠管理同一用戶的多個信譽度，當用戶無授權的信譽度時，TPF可以終止該業務流。信譽度管理采用重鑒權方式，OCS能夠在下述情況觸發TPF進行重新鑒權：
　　（1）信譽度鑒權周期結束；
　　（2）計費密鑰改變；
　　（3）SGSN改變；
　　（4）PLMN改變；
　　（5）QoS改變；
　　（6）路由區類型改變。
　　2.2　CRF
　　CRF需要實現以下功能：產生計費規則；激活計費規則；提供計費規則；提供事件觸發集。無論是OCS還是OFCS都要提供這些功能。
　　產生計費規則是指CRF根據TPF和AF發來的有關承載及業務數據流的信息作出判斷，從而產生適合該業務流的計費規則，并且能夠識別出是否需要提供新的計費規則。
　　激活計費規則是指當TPF中預定義了計費規則或過濾器時，CRF能夠發送觸發信息給TPF從而激活計費規則。
　　提供計費規則要求CRF收到TPF的請求或AF的相關信息后作出響應。
　　提供事件觸發集是指CRF要向TPF提供事件觸發集，每個計費規則都和特定的事件觸發集相關聯，當發生事件觸發時，TPF可以請求新的計費規則。
　　2.3　AF
　　AF提供給CRF相關信息，用于CRF選擇合適的計費規則及構建計費規則的參數。AF可以和多個CRF互連。選擇CRF時應考慮以下方面：
　　（1）終端用戶IP地址；
　　（2）AF可以獲得的其他用戶信息。
　　 AF可以提供如下信息：
　　（1）識別業務數據流的信息；
　　（2）AF記錄信息（可選）；
　　（3）支持計費選擇的信息，如應用標識、應用事件標識、媒體流類型（可選）、流速率（可選）和用戶信息等。
　　2.4　Gx接口
　　Gx是連接CRF和下層承載網（GGSN/TPF）的接口，用于計費規則相關信息的傳遞，該接口基于Diameter和Diameter信譽度控制應用協議。Gx接口支持如下功能：
　　（1）建立及維護Gx的連接。
　　（2）TPF向CRF請求計費規則，TPF在下述情況下向CRF發起計費規則請求。
　　①承載建立：在承載建立時TPF向CRF提供用戶標識及與用戶的相關信息，如接入網、用戶IP地址等，CRF可根據這些信息選擇合適的計費規則。
　　②承載修改：在承載發生改變時，TPF將修改的信息通知給CRF。
　　③特殊事件觸發：當有特殊事件觸發時，TPF將相關信息通知給CRF。
　　（3）CRF向TPF提供計費規則：CRF響應TPF的請求并通知TPF可用的計費規則，這些規則可以是CRF產生的，也可以是TPF預先設置的。CRF提供的計費規則信息有以下三種方式：
　　①TPF預設置計費規則參考值及采取的行動，如激活或去活TPF中定義的計費規則；
　　②CRF已經提供的計費規則參考值、修改的信息及采取的行動，如計費規則修改或刪除；
　　③CRF新提供的計費規則參考值及采取的行動，如計費規則建立。
　　CRF可以按上述方式提供多種計費規則作為備選，且可在一個信令流程中實現。
　　（4）CRF向TPF提供事件觸發：CRF利用計費規則提供流程來通知TPF事件觸發集，當TPF檢測到特定事件發生時將向CRF重新請求計費規則。
　　（5）CRF向TPF提供OCS/0CF地址。
　　（6）TPF通知CRF終止承載。
　　2.5　Rx接口
　　Rx是連接上層IMS域（P-CSCF）和CRF之間的接口，用于傳遞應用層的相關業務信息，該接口基于Diameter協議。一個CRF可以為多個P-CSCF提供服務，而一個P-CSCF可以和多個CRF建立連接。Rx接口支持如下功能。
　　（1）建立及維護Rx連接。
　　（2）會晤信息及相應修改信息的傳遞：當一個新的會晤建立時，P-CSCF將相關的會晤信息發送給CRF；會晤發生修改時，P-CSCF將修改信息發送給CRF。CRF可根據這些信息選擇合適的計費方式。
　　（3）門控功能：P-CSCF可以通知CRF業務流是否能夠通過網絡。
　　（4）會晤終止通知：當會晤終止時，P-CSCF可以通知CRF。
　　（5）承載相關事件通知：當承載發生特定事件（如承載建立、承載修改和承載恢復）時，CRF可以通知P-CSCF。
　　（6）承載釋放通知：當承載釋放時，CRF可以通知P-CSCF。
　　（7）會晤信息和承載的綁定。
3、FBC的標準進展
　　隨著IMS的引入，FBC得到了更加廣泛的應用。FBC為在分組網絡承載之上構建一個可管理、可控制的IMS系統提供了計費方面的保證，成為支持IMS計費的必要功能。3GPP的R7對FBC的結構和功能進行優化，FBC與分組網絡的IP策略控制機制加以融合。
　　3.1　FBC與IMS計費的結合
　　3GPP的R5/R6引入了IMS，IMS獨立于接入網絡，為多媒體業務提供控制和管理功能。當用戶通過移動分組網絡接入時，業務數據、會話控制信令都承載在分組網絡上。
　　從整個系統來看，端到端業務的計費由應用平臺負責，核心網會話的計費由IMS負責，承載網絡的計費由分組網絡負責。IMS計費網元采集SIP信令中的時間、地址、媒體信息等，并以會話或者事件來觸發計費。分組網絡為IMS提供承載層計費，可以說FBC是分組網絡支持IMS的必要功能。一方面，通過FBC分組網絡可以區分IMS SIP信令和IMS媒體數據兩種流量，以便采取不同的計費策略；另一方面，只有通過計費接口控制了業務流程，IMS才能對分組網絡起到真正的管理作用。
　　IMS計費和分組網絡的計費架構如圖4所示，IMS的P-CSCF提供了FBC中AF的功能，CRF可以由IMS系統設備提供，但在邏輯上獨立于IMS實體。

圖4　IMS計費和分組網絡計劃架構
　　3.2　FBC的演進
　　3GPP R7對FBC進一步演進提出了PCC（策略控制和計費）研究項目。PCC通過合并網元功能和接口進一步優化現有的系統結構。
　　在3GPP的R5/R6中，為了在IP承載上實現端到端的QoS保證，3GPP提出IP策略控制機制。它在邏輯結構和接口協議上與FBC有相似之處，其中AF是為需要進行IP承載資源控制（如分組網絡）而提供應用的單元（對于IMS就是P-CSCF）；PDF是策略決定點；GGSN是策略實施節點，相關接口有Go和Gq。其中Go接口是PDF對下層承載網絡（分組網GGSN）策略控制接口，采用COPS協議；Gq接口是IMS對PDF的策略控制接口，采用Diameter協議。
　　在3GPP R7的演進方案中，PDF和CRF將融合為一個新的邏輯節點PCRF（策略和計費規則功能），Gx和Go融合為Gx+接口，Rx和Gq合并為Rx+接口。策略規則和計費規則的處理場景合并后可以在一個消息中一起承載。目前這個項目正在研究階段，研究報告TR 23.803已經處于規范TS 23.203的起草階段。