电信计费系统升级与改进的设计与实现

北京工业大学硕士学位论文电信计费系统升级与改进的设计与实现姓名：张明华申请学位级别：硕士专业：软件工程指导教师：沈琦;王俊社20081201摘 要摘 要作为电信业务支撑系统的核心，电信计费帐务系统的准确性直接关系到客户 服务质量和电信运营商的收入。下一代网络是业务驱动型网络，人们对下一代网 的业务提供能力提出了更高的要求。与此相适应，电信网的运营支撑网络也要满 足这种需求。为了满足下一代网络的运营要求，电信计费系统需要全面支持现有 网络的计费方式和接口，保证对现有网络的无缝接入。之后计费系统除了支持按 照时长、流量等传统计费方式外，还要针对多媒体业务的特点提供更加丰富的计 费方式。下一代网络能够定制业务，所以计费系统也要能够定制，即围绕业务的 变化改变计费模式，使之能够快速的适应新业务的计费。同时能够按照用户的要 求进行账单的定制等更加人性化的功能要求。总而言之下一代网络的计费系统需 要提供方便快捷的定制能力，定制过程要更加透明，功能要更加人性化。本文讨论了基于CORBA技术的计费采集子系统的框架设计以及各模块在系统 中位置与功用，为了能高效地提供多媒体业务，提出了一套新的呼叫控制模型. 在这一新的呼叫控制模型基础之上，同时参考了 3GPP相关规范中IMs计费系统 的架构，融合了 parlayAPI中的Charging、 關(：(：/4?0：/0(：( ： CSF中关于计费的 接口，借鉴了智能网和传统交换机中计费功能的实现，本文构建了一个满足下一 代网络计费需求的计费采集子系统。该系统真正支持对多方多媒体业务的灵活计 费。借鉴IMS计费系统架构，支持呼叫相关/无关类业务及实时/非实时计费，有 较好的扩展性。在新的计费模型基础之上，本文完成了软交换系统中计费采集模块的设计与 实现。应用此系统，解决了困扰业务发展的技术瓶颈，为今后的发展打下了良好 的基础。关键词CORBA;下一代 网络；计费系统；软交换北京丁处大学丁 f?硕丨:学位论文ABSTRACTAs the kernel of the support system of telecommunication, the accuracy of billing system has a close relation to both service quantities for customers and income of telecommunication enterprises. NGN is a service driven network. Therefore, the operation support system of telecom network needs evolution too, especially the billing system. In NGN, service can be customized, so is billing system. That is to say, billing system must charge new services as quickly as it can. Besides, customers can customize their bill. In a word, the billing system in NGN needs to react more quickly, more transparently, more flexiblely.Discussed the CORBA-based billing system framework design and the modules in the system location and function on the search for the targets to achieve load balancing customization agent design process. In this paper, a billing system in NGN is designed basing on a new call control model in our system, so as to support multimedia service efficiently. This billing system refers to IMS charging architecture, Charging/MMCC/MPCC/GCC CSF in Parlay API and billing function in INNGN:BiI ting System:Softswitch独 创 性 声 明本人声明所M交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我 所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研 究成果，也不包含为获得北京T业大学或其它教育机构的学位或证而使用过的材料。与我 一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名: 日期：0*9 / 关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论 文的复印件，允许论文被卉阅和借阅 ； 学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、 缩印或其他复制手段保存论文。签 名 ： 导 师 签 名 ： %X-日期：巧，/.泠第 1帝 绪 论第 1章 绪论1.1研 咒 背 景随着互联网技术对传统电信的冲击，电信网络正在发生一场前所未有的变 革，下一代网络(NGN: Next Generation Network)应运而生。简单的讲，NGN是 基于分组网络，业务与承载方式相分离，能够提供Q0S保证和用户自由接的网络。 它带来了接入网的融合，也带来了业务的融合，多媒体业务更是它的光点。然而 要真正使大众受益于下一代网络，不光要有先进的网络，先进的业务还要有先进 的运营支撑系统 尤其是与大众息息相关的计费系统，使用户能真切享受到这 些业务。软交换和IMS作为下一代网络控制层的两大核心技术，对计费部分都有的要 求，尤其是IMS，还有专门的计费规范。当前传统交换机的计费系统已经当完善， 同样智能网的相关计费接口也使用相当广泛但是这些成熟的计费方只局限于对 语音按照时长计费一种方式，根本无法适应下一代网络对计费灵活精确、实时的 需要。同时开放的统一业务接口 ParlayAPI中有专门的Charging CSF21，IMS中 也有自己的计费规范。这就陷入了众多计费接口间相互协调的混战。其次，用户 对下一代网络业务的需求时刻在变，对计费系统的要求也在步步提升对时长，流 量计费或者包月这些简单的计费方式已然落后，取而代之的是对内容Qos，媒体 类型及组合等的计费。最后，下一代网络的价值链变长了，SP，CP设备提供商 等等都要分一杯羹，如何设计好计费系统以便各组织之间结算也是件当务之急。由此可见，如何对多种业务计费，如何支持众多接口，如何支持众多的计费 方式，如何让用户或业务定制个性化的计费方法这些都是下一代网络中计费系统 需要解决的问题，也是本文所关注的问题。1.2选 题 依 据电信计费帐务系统的准确性、实时性直接关系到客户服务质量和电信运营商 的收入。随着电信市场竞争从“网络竞争”向着“客户竞争”的演变，计费系统1北京丁业大学T S硕丨:学位论文已成为电信运营商的核心竞争力之一。电信业发展到现在的成熟阶段，竞争日趋激烈、复杂。虽然全球电信业务收 入每年在以6%的速度增长，但利润却因竞争和客户需求方面的原因而一再减少， 数据业务的逐渐成熟正在改变着整个电信市场的运营规则和供应体系。电信运营 商需要不断提高业务开展能力和服务水平，提升企业核心竞争力。目前国内的电 信运营商i下处于经营模式的过渡期，从以资源营销为主和单项业务为中心的传统 模式，过渡到以客户为主、以业务继承和打包服务为中心的现代经营模式，传统 业务再也不能为服务提供商带来有吸引力的收入。因此，如何让用户认可现有的 计费方式非常关键，电信运营商原有计费体系面临着挑战。电信南北分拆后，为了使中国电信企业能够快速提供业务运营能力，电信企 业需要充分利用新技术，建设一套灵活、高效、可扩展的运营支撑系统，向集团 用户和个人用户提供高服务质量、差异化、强吸引力的业务。集中计费系统是电 信运营商最核心的业务支撑系统之一，是提高服务质量、减少话费纠纷、提高管 理经营效率的重要工具，也是实现先进服务理念、完成市场营销目标和管理创新 的重要载体。新的观念呼唤全新的强大的集中计费系统，开发研制全新一代的计 费系统成为近年来的IT行业的又一个新亮点。自行研制或则联合软件开发计费 系统，对电信运营商改善服务质量、增强竞争实力、迎接WTO挑战，具有深远的 现实意义。此外，具有重大应用价值的计费系统集成研究，也是IT行业的前沿技术课 题。几年来，由于没有全面的关于计费系统集成方面生产实践活动的总结，运营 商对系统不同部分的供应商有着盲目的依赖性。造成了全国传统电信计费处理在 体制上多采用分散处理的方式，各地集成商技术水平参差不齐，导致了计费系统 在技术、架构、可扩展性、功能等方面不能够满足市场的需求，随之产生的种种 问题已经对电信业的整体发展提出了挑战。总结起来有以下问题：一是设计模式 分散；二是与其他系统地接口过于复杂；三是计费功能不灵活等。再次，随着电信业务的不断发展必然导致系统会越来越庞大，这样就会出现 老的系统仍然在使用，新的系统又要投入运营由于目前市场竞争的不断激烈，电 信运营商不仅要使自己的技术领先，还要保证技术不被对手所获。企业内部的重 要数据，如客户信息，这些数据也要处于安全的状态。在以前的系统中、由于系2第 I皁 绪论统一层的安全防范能力较弱，使得企业在这方面的安全性没有充分的保障。基于上述背景，结合特定企业的特定要求，开发一套具有较高可移植性、可 扩展性、可维护性和容错性的实时计费帐务系统，不仅成为摆在国内电信运营企 业面前的重大课题，也是广大软件工作者为之努力的目标。1.3国 内 外 的 研 究 情 况 和 发 展 动 态1.3.1电 信 计 费 系 统 的 发 展 历 史 和 面 临 的 新 课 题电信计费系统是随着电信产业和计算机产业的发展而不断成长起来的，特别 是随着交换机技术和计算机技术的不断进步而不断完善的。电信计费的广义概念 是：从用户使用电信业务开始，到用户最终完成缴费的全过程.具体可分为两个 阶段，第一阶段为交换机计费；第二阶段为后台计费帐务处理，就是一般定义的 电信计费系统 3。电信计费系统的建设初期，由于计算机硬件性能的限制，软件开发成本和难 度的过高，以及电信运营者服务意识和竞争意识的淡漠，只能以自动化为目标， 以算费、计帐和收费的简单功能实现。这样的简单功能，不能跟上电信业务的发 展变化，不能满足用户的服务需求，更不能适应市场经济下竞争的环境。随着计 算机技术和数据库技术的发展，软件产业的R趋成熟，计算机投资成本的下降， 使电信计费系统朝着灵活化、复杂化、全面化方向发展成为可能。与此同时，由 于市场竞争的形成，用户服务需求的扩大，电信运营商也迫切需要这样的计费系 统向着实时性、集中性、综合性等建设为特点的一个计费系统。然而当前电信计费系统最重要和紧迫的有四大问题：1. 提高企业竞争力一一主要手段是通过多样的“优惠套餐”、“组合营销”来 吸引客户，与对手竞争。目前阻碍来自于计费系统较差的可扩展性。2. 提高客户满意度一一提高业务受理的效率和服务质量是挽留现有客户的 重要因素。当前的主要阻碍是计费系统不支持“一台清”，以及性能和稳定性问 题3. 减少收入流失一一如何降低欠费率是当前各个地市面临的较普遍的问题。 当前的计费系统缺乏客户信用度管理，业务管理对代理商控制不严。3北京T 业人学丁拧硕丨学位论文4.提高管理决策准确度一一市场营销策略的制定主要依靠对客户信息的掌 握。当前计费系统业务统计分析报表不全不细，及时性差，系统模型不是“以客 户为中心”。由此可见，在电信市场竞争的环境下，计费系统是电信运营商进行市场竞争 的最重要的核心支撑系统，是电信公司进行市场运作的神经中枢。电信公司都把 计费系统的建设和有效运行作为提高服务质量、增强自身竞争实力、刺激业务量 上升的重要手段。这样就又给计费系统提出了新的课题。L提高服务质量、参与市场竞争。目前来看，电信运营商提供电信服务所 产生的服务质量问题，越来越集中到计费系统领域。现在用户关注和投诉的热点， 如资费政策的执行、话费争议、查询难、缴费难等问题都和计费系统息息相关。 随着加入W T 0时间的逐渐临近，开放电信市场、引入市场竞争的局面已经形成, 而市场竞争最基本的落脚点就在于服务价格和服务质量。从目前和未来电信业发 展的趋势来看，这两点都有赖于计费系统的有力支撑作保障：价格的调整需要计 费系统有很强的灵活性和可扩充性；减少话费争议、消除“查询难、缴费难”等 热点问题都必须建设高性能的计费系统提供后台保障。2. 维护电信运营商自身利益和效益。作为计费系统，不但要做到准确地完 成各项业务的费用计算，还要及时回收资金、最大程度地减少欠费，提高企业资 金的利用率。在目前竞争环境下，互联互通普遍存在，保证网间结算费用及时回 收、不发生流失，成为计费系统一项很重要的任务。每一个电信运营商的计费系 统都应该有足够的手段判定结算费用的实际数目、判断互联对方结算报表的客观 性、合理性，确保网间结算“以我为主”而不能“以对方为主”，并能够提供充 分有力的结算依据。3. 市场经营决策。电信市场竞争的不断加剧，要求电信运营商的市场经营 决策必须科学化、理性化。一个决策的失误，可能给电信公司带来难以弥补的损 失、甚至危及企业的生存。计费系统掌握着电信公司运作的大多数企业数据，其 中蕴涵着企业经营态势、客户群分布特征及消费习惯、各项业务发展状况等非常 有价值的信息，应该尽快着手加以挖掘和利用，辅助电信市场经营决策。4第 1帝 绪 论1.3.2新 一 代 电 信 计 费 帐 务 系 统 需 求 分 析面对以上电信运营现状和发展的新情况，计费账务系统作为整个运营支撑体 系的重要组成部分，其内涵和外延都较传统计费系统有了极大的扩展。新一代计 费贱务系统的建设过程，是对现有计费账务系统的重新梳理和整合，其核心目标 是建设一套集中、实时、融合、灵活的计费账务系统。新系统既要完整承接原有 计费系统，保证原有系统的功能和数据平滑迁移和割接到新系统中，又要支撑运 营商新的运营模式，支撑企业端到端的业务流程，增强对客户、产品、营销、渠 道等的支撑以及对组织再造和过程重组的支撑。在系统功能上，计费账务系统应支持实时批价、实时累账、实时销账和实时 查询；支持对固话业务、移动业务、数据业务及其他新业务的融合处理；支持对 后付费业务和预付费业务的融合处理;对现有的及可预见的资费方式、计费方式、 优惠方式和费用处理方式以及对新业务及数据量扩展的灵活支撑。新一代计费系统的业务需求主要体现如下：1. 营销支撑能力。系统应能够为市场经营部门制订和实施灵活、多样的营 销策略和资费政策提供支持平台，支持多业务捆绑销售和综合优惠，支持社区经 理制营销政策的开展，为客户管理和客户服务提供全面支撑2. 集中性。建立全省（区、市）统一、集中的处理中心，对各项业务功能 进行统一、集中的规划和整合，建立一套集中的计费账务系统，支持省地两级的 分级业务操作，支持省地两级计费账务业务处理的统一调度，从而满足省地两级 的生产和管理需要。3. 实时性。计费、账务处理采用实时处理方式，支持各种业务的实时计费、 实时累账、实时交费、实时销账，提供与相关系统之间的实时数据接口 14。系统 支持实时处理过程当中的负载均衡4. 综合性。系统业务处理逻辑以现有业务为基础，充分考虑未来业务发展 的处理流程和业务发展方向，能够适应不同的电信业务的特性和功能，支持多种 业务数据的综合处理，支持运营商的所有电信业务的计费账务处理，支持预付费 业务和后付费业务的融合计费处理和综合账务处理。5. 可管理性。系统应提供完整的运行维护管理功能，实现硬件设备、数据 库、应用系统、支撑网络的省级集中监控管理。对系统的运行状况及时监控和报5北京丁业人学丁程硕丨:学R 论文告，并能够通过简单方便的手段，实现对系统运行的干预。6.灵活性。系统应能够通过规则的设定，灵活地根据实际需要调整计费相 关的各种业务处理模式，并提供对未来可能出现的变化的相