Policy and Charging Control nutzt DIAMETER über drei Schnittstellen. Gx (TS 29.212) läuft zwischen PCEF und PCRF und nutzt CCR/CCA, um PCC-Regeln zu installieren. Gy (TS 32.299, RFC 4006) läuft zum Online-Charging-System und gewährt und reautorisiert Kontingent. Rf überträgt Offline-Charging zur CDF per Accounting-Request/Answer.
Die PCC-Architektur
Die 3GPP-Architektur für Policy and Charging Control entscheidet in Echtzeit, welche Dienstgüte ein Datenfluss erhält und wie er abgerechnet wird. Die PCRF (Policy and Charging Rules Function) ist der Entscheidungspunkt: Sie hält die Regeln des Betreibers und teilt dem Durchsetzungspunkt pro Sitzung mit, was zu tun ist. Die PCEF (Policy and Charging Enforcement Function), die im PGW sitzt, setzt diese Entscheidungen auf dem Bearer durch — Freischalten von Flüssen, Festlegen der QoS und Messen der Nutzung. Online-Charging erledigt das OCS (Online Charging System), Offline-Charging das OFCS (Offline Charging System / CDF). DIAMETER ist das Protokoll, das diese verbindet.
| Knoten | Rolle | Diameter-Schnittstelle |
|---|---|---|
| PCRF | Policy-Entscheidung – wählt PCC-Regeln pro Sitzung | Gx (zu PCEF), Sy (zu OCS), Sd (zu TDF) |
| PCEF (PGW) | Durchsetzung – Zugangskontrolle, QoS, Nutzungsmessung | Gx (zu PCRF), Gy (zu OCS), Rf (zu OFCS) |
| OCS | Online-Charging – Guthaben und Kontingent in Echtzeit | Gy / Ro (Credit-Control) |
| OFCS / CDF | Offline-Charging – CDR-Erzeugung | Rf (Accounting) |
| TDF | Traffic Detection (Anwendungserkennung) | Sd (to PCRF) |
Gx: Installieren von PCC-Regeln
Gx läuft zwischen PCEF und PCRF über das Diameter-Command-Paar Credit-Control (CCR/CCA, Command 272) mit der Application-Id 16777238 (0x01000016). Wird ein Bearer aufgebaut, sendet die PCEF ein CCR-Initial, das die Sitzung beschreibt (Teilnehmer, IP-CAN-Typ, Zugangsdetails); die PCRF antwortet mit einem CCA, das eine oder mehrere Charging-Rule-Install-AVPs trägt — jede eine PCC-Regel, die einen Service Data Flow an einen QoS-Class-Identifier (QCI), einen Gating-Status und einen Charging-Key bindet. Während der Sitzung kann die PCRF neue Entscheidungen unaufgefordert per RAR (Re-Auth-Request) einspielen, und die PCEF meldet Ereignisse mit CCR-Update. So wird etwa ein Videofluss gedrosselt, sobald eine Fair-Use-Schwelle erreicht ist.
PCEF → PCRF CCR-Initial { Subscription-Id, IP-CAN-Type,
Framed-IP-Address, RAT-Type }
PCRF → PCEF CCA { Charging-Rule-Install {
Charging-Rule-Definition {
Rating-Group, QoS-Information{ QCI, ARP },
Flow-Information, Flow-Status } } }
PCRF → PCEF RAR { Charging-Rule-Install (new rule mid-session) }Gy: Online-Charging und Kontingent
Gy (mit seinem IMS-Zwilling Ro) verbindet die PCEF mit dem Online-Charging-System für Echtzeit-, Prepaid-ähnliches Charging, unter Nutzung der Diameter Credit-Control Application (RFC 4006, Application-Id 4) mit 3GPP-Erweiterungen in TS 32.299. Das Charging erfolgt pro Rating-Group über den Lebenszyklus einer Sitzung. Ein CCR-Initial fordert ein anfängliches Kontingent an; das OCS gewährt eine Granted-Service-Unit (ein Volumen- oder Zeitguthaben). Während der Teilnehmer es verbraucht, sendet die PCEF CCR-Update, um genutzte Einheiten zu melden und mehr anzufordern, und das OCS reautorisiert oder verweigert. Ein CCR-Terminate gibt das ungenutzte Guthaben am Ende zurück. Verweigert das OCS weiteres Kontingent, wendet die PCEF die konfigurierte Aktion an — Umleitung auf eine Aufladeseite oder Sperren.
| Typ | Wert | Bedeutung |
|---|---|---|
| INITIAL_REQUEST | 1 | Sitzungsstart – erstes Kontingent anfordern |
| UPDATE_REQUEST | 2 | Verbrauchte Einheiten melden, weiteres Kontingent anfordern / erneut autorisieren |
| TERMINATION_REQUEST | 3 | Sitzungsende – ungenutzte Einheiten zurückgeben |
| EVENT_REQUEST | 4 | Einmalige Vergebührung für ein einzelnes gebührenpflichtiges Ereignis |
Rf: Offline-Charging
Offline-Charging berührt kein Live-Guthaben; es erzeugt Charging Data Records zur Nachbearbeitung und Abrechnung. Die Charging-Trigger-Funktion in der PCEF (oder einem anderen Netzelement) fungiert als Charging Trigger Function und sendet Diameter-Accounting-Request-Nachrichten (ACR, Command 271) über die Rf-Schnittstelle an die Charging Data Function, die CDRs erstellt. ACR-Start, ACR-Interim und ACR-Stop rahmen eine Sitzung ein und melden periodisch die kumulierte Nutzung; die CDF beantwortet jede mit einer ACA. TS 32.299 definiert die 3GPP-spezifischen Accounting-AVPs (Service-Information und ihre Untergruppen), die die von einem CDR benötigten Details tragen.
QoS, QCI und die Schnittstellen Sy/Sd
Die Policy, die eine PCRF installiert, wird größtenteils über QoS ausgedrückt. Jede PCC-Regel verweist auf einen QoS-Class-Identifier (QCI) — ein standardisiertes Label (zum Beispiel QCI 1 für konversationelle Sprache, QCI 9 für Best-Effort-Daten), das auf ein Paketverzögerungsbudget, eine Verlustrate und eine Priorität abbildet — plus eine Allocation and Retention Priority (ARP). Zwei weitere Diameter-Schnittstellen erweitern das Modell: Sy lässt die PCRF Ausgabelimits am OCS abfragen und abonnieren, sodass Policy auf das Guthaben eines Teilnehmers reagieren kann, und Sd lässt die PCRF eine Traffic Detection Function für anwendungsbewusste Policy steuern. Zusammen lassen sie Charging-Zustand und Anwendungsbewusstsein in Echtzeit in Policy-Entscheidungen einfließen.
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Unterschied zwischen Gx, Gy und Rf?
Gx überträgt Policy zwischen PCEF und PCRF und installiert PCC-Regeln mit CCR/CCA. Gy überträgt Online-Charging (Echtzeit) zwischen PCEF und OCS und gewährt und reautorisiert Kontingent. Rf überträgt Offline-Charging zur CDF per Accounting-Request/Answer, um CDRs zu erstellen. Alle drei sind Diameter-Schnittstellen.
Was sind PCRF und PCEF?
Die PCRF (Policy and Charging Rules Function) ist der Entscheidungspunkt, der die Betreiber-Policy hält und dem Durchsetzungspunkt pro Sitzung mitteilt, welche QoS und welches Charging anzuwenden sind. Die PCEF (Policy and Charging Enforcement Function) im PGW setzt diese Entscheidungen durch — Freischalten von Flüssen, Festlegen der QoS und Messen der Nutzung — und spricht Gx zur PCRF.
Wie gewährt Online-Charging Kontingent über Gy?
Über die Diameter Credit-Control Application (RFC 4006). Ein CCR-Initial fordert Kontingent an; das OCS gibt eine Granted-Service-Unit zurück. Während die Nutzung verbraucht wird, sendet die PCEF CCR-Update, um genutzte Einheiten zu melden und mehr anzufordern, und das OCS reautorisiert oder verweigert. Ein CCR-Terminate gibt das ungenutzte Guthaben am Sitzungsende zurück.
Was ist eine PCC-Regel?
Eine Policy-and-Charging-Control-Regel, von der PCRF über Gx in einem Charging-Rule-Install-AVP installiert, bindet einen Service Data Flow an einen QoS-Class-Identifier (QCI), einen Gating-Status (erlauben/sperren) und einen Charging-Key (Rating-Group). So wendet das Netz QoS und Charging pro Fluss an, etwa das Drosseln von Video nach einer Fair-Use-Schwelle.
Was ist ein QCI?
Ein QoS-Class-Identifier ist ein standardisiertes Label, das in einer PCC-Regel getragen wird und einen Bearer auf ein definiertes Paketverzögerungsbudget, eine Paketverlustrate und eine Priorität abbildet — zum Beispiel QCI 1 für konversationelle Sprache oder QCI 9 für Best-Effort-Daten. Zusammen mit der ARP teilt es dem PGW mit, wie der Fluss zu behandeln ist.
Welchen Diameter-Befehl teilen sich Gx und Gy?
Beide nutzen das Credit-Control-Command-Paar CCR/CCA (Command Code 272). Gx nutzt es mit der Application-Id 16777238, um PCC-Regeln zu installieren; Gy nutzt es mit der Credit-Control-Application-Id 4 (RFC 4006) plus 3GPP-Erweiterungen, um Kontingent zu verwalten. Das AVP CC-Request-Type unterscheidet Initial-, Update-, Terminate- und Event-Requests.
Quellenspezifikationen
Diese Seite basiert auf den veröffentlichten Standards. (Wird in einem neuen Tab geöffnet.)