CHF功能及5G融合计费（Converged Charging）概述

一 5G计费架构 vs 4G计费架构

1.1 4G计费架构

4G中将离线计费和在线计费分离，其中：

- 离线计费：由PGW产生话单CDR，发给CG计费网关，处理后送给BOSS扣费。对应的接口为Ga和Gz接口。

- 在线计费：由OCS根据用户的账户余额产生配额（quota），并下发给PGW，配额耗尽，代表用户账上没钱了。自动触发重定向和短信提醒，引导UE充值。对应接口为Gy接口。

如下图所示：

1.2 5G计费架构

1.2.1 主要变化

而5G中将离线计费和在线计费融合了，因此也叫5G融合计费（规范叫Converged Charging）。

这意味着相关网元功能也发生了变化。主要有：

1）SMF不再产生话单，由CHF产生话单CDR。

2）CHF不仅要产生话单，还需要像OCS一样，为SMF提供在线计费所需要的配额。

3）SMF的角色下沉为CTF（Charging Trigger Function：计费触发功能），只能通过给CHF发送报告的形式请求CTF来产生话单，SMF自己不产生话单。

4）CHF同时还承担CGF（Charging Gateway Function：计费网关功能），完成话单的产生、合并、整理、格式化等工作，相当于集成了4G中CG的功能。

5）计费协议也做了升级；

- 4G离线计费协议为FTP或GTP'，在线计费为DIameter，5G则统一为基于SBI的Nchf接口，走HTTP2。

架构图如下两图所示，一个是3GPP定义的5G融合计费架构图，一个是51学通信自己画的简化版。

【tips：理解Charging vs Charging Control的差别：

Charging和Charging Control意义完全不同。前者说的是扣钱，这个是由BOSS侧完成的。而计费控制说的是按不同场景动态（例如闲时忙时）的提供计费策略（不同的资费标准），通常可以由SMF/PCF/CHF配合来完成。】

1.2.2 相关规范

建议看3个规范，按顺序看。

1）TS 32.255(SMF相关的5G连接和会话管理的融合计费架构、流程）

2）TS 32.290（5G计费的SBI流程和Nchf的服务）

3）TS 32.291（Nchf及SBI接口的主要参数）

如果想看话单，还可以看

4）TS 32.298（CDR的格式参数）

以及

TS 23.503 （5G的PCC架构）。

二 计费相关网元的具体要求

结合实际网络，通常对5G计费相关网元有以下要求；

2.1 CHF的要求

- 作为服务提供者，支持Nchf_Converged_Charging接口的计费会话流程;

- 提供配额;

- 提供重授权触发条件

- 转发BOSS过来的通知给SMF

- 接收来自NF服务消费者(SMF)的服务用量报告;

- 可支持向NRF注册、更新、去注册;

- 可生成CHF-CDR话单;

2.2 SMF（CTF）的要求

- 支持选择CHF;

- 作为服务使用者，支持Nchf_Converged_Charging接口的计费会话流程请求并接收配额;

- 按配额或门限跟踪记录业务使用量；

- 上报配额用量、业务用量报告给CHF;

- 处理配额重授权触发条件和相应上报给CHF；

- 处理通知;

2.3 其他网元的要求：

1）UPF：支持按照接收PDR/URR等规则，能根据业务检测规则检测流量，并上报使用量。

2）PCF：能为SMF提供CHF的地址。

3）UDM：为SMF传递用户签约的CC值（计费特征码。）

4）NRF：支持CHF的注册、更新、去注册，支持SMF发现CHF。

三 CHF的融合计费服务：Nchf_Converged_Charging

CHF的融合计费服务接口在32.290中定义。

一共有4个服务操作，Create、Update、Release、Notify。

主要的消费者网元有SMF、AMF、SMSF。

【注：AMF也具有CTF功能，但AMF触发产生的话单，通常不作为扣费的依据，就不展开了。】

这里有一个坑，说一下。在3GPP的计费相关的信令流程中，并不会写SBI接口的消息名称，而是Charging Data Request、Charging Data Response、ChargingNotifyRequest、ChargingNotifyResponse。

因此需要建立SBI接口与这俩消息的对应关系。这个对应关系在32.291中有一张表，注明了。如下：

所以，我们在3GPP的信令流程图里看到的消息Charging Data Request和Charging Data Response。

但在我们的log中，是找不到的。对应的是HTTP的GET、POST这种方法。就需要根据上面这个映射关系表，

查32.290和32.291进行手工翻译。

呵呵，是不是觉得有点麻烦？

不用担心哈，有51学通信知识星球呢。

咱帮您翻。

关注这个图文专栏就行，有必要的话，也可以录成视频。

Create、Update、Release、Notify这4个服务操作对应的HTTP方法和参数也在32.291中定义。

如下几张图所示：

图1：Nchf_ ConvergedCharging_Create服务操作

图2：Nchf_ ConvergedCharging_Update服务操作

图3：Nchf_ConvergedCharging_Release服务操作

图4：Nchf_ConvergedCharging_Notify服务操作

根据学习路径，应该是看架构--->流程-->消息-->参数，（流程后面慢慢介绍吧。）

接下来应该看参数了。

找到32.291里的这个表，这个就是Nchf接口对应的所有参数索引。然后根据第2列中的章节，就可以找到具体的参数详细信息了。

由于相关的参数太多了，无法一一列举，具体您可以去看看32.291的6.1.6节的参数定义。

本文这里放一个消息Charging Data Request的参数。

Charging Data Request有两类参数，一类叫公共参数（即其他网元可能也有这个参数），一类叫特有参数（就只有它有。）公共参数在6.1.6.2.1 Common Data Type下的6.1.6.2.1.1 Type ChargingDataRequest定义。特有参数在6.1.6.2.2 5G Data Connectivity Specified Data Type下的6.1.6.2.2.1 Type ChargingDataRequest定义。

1）Charging Data Request消息的公共参数主要有：

-- subscriberIdentifier

--nfConsumerIdentification

--chargingId

--invocationTimeStamp

--invocationSequenceNumber

--retransmissionIndicator

--oneTimeEvent

--oneTimeEventType

--notifyUri

--supportedFeatures

--serviceSpecificationInfo

--multipleUnitUsage

--triggers

2）Charging Data Request的特有参数主要有：

--pDUSessionChargingInformation

--roamingQBCInformation

好了，理论铺垫就是这么多了。

后面直接上实践了。

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