CHF 融合计费网元
话单（CDR）
CT 专业术语里的话单，称之为 CDR（Call Detail Record，呼叫详细记录）。CDR 是通信系统内部传递的一种文件数据，记录了每一条原始通信记录的信息。
它的每一条记录，都由不同的字段组成。这些字段包括流水号、用户标识、主叫号码、被叫号码、起始时间、结束时间、通话时长、上网流量、通话性质等一系列信息。直接看 CDR 文件，是很难看懂的。必须根据各个运营商的话单格式规范，进行解读（翻译）。
显然，CDR 话单不是给人看的，是给运营商的营帐 BOSS 平台看的。BOSS 系统对话单进行解析，然后生成详单和账单，发给手机用户，收取费用。
CDR 话单分为很多种，包括语音话单，短信话单，还有数据业务话单（上网话单）。只要你的手机使用了业务，就会产生话单。
离线计费
离线计费：是一种非实时的计费方式。它根据用户的业务使用情况，实时产生 CDR 话单并存储在本地，定期上传 Billing System（计费系统）。运营商定期对话单费用进行结算。离线计费不会对服务过程产生实时影响，属于典型的 “先用服务，再付费用”。就像你在网吧尽情上网，想离开的时候，再结算费用。早期的通信服务（例如家庭电话），都是这种 “后付费” 的方式。现在很多企业套餐，也都是这种方式。
在线计费
在线计费：是一种实时交互的计费方式，一般针对 “预付费” 业务。大家现在使用的手机计费方式，还有早期的一些电话卡业务，都基于在线计费。
在线计费要求用户在业务使用前，往账户中存入一定金额。OCS（在线计费系统，Online Charging System）会对用户账户进行实时监控，“掐表” 计算你的余额。当余额不足时，实时停止服务。这就像你到网吧上网，存了 10 块钱，一旦用完，立刻锁定计算机，不让你继续使用。在线计费，实现原理更为复杂，但可以有效控制欠费风险，避免给运营商和用户带来损失。
融合计费
5G 核心网采用了 SBA 微服务架构，传统通信网元变成了很多个 NF（Network Function，网络功能实体）。这些 NF 可以独立自治，实现自动化管理。NF 之间可以根据需求任意通信。为了适应 SBA 架构，一种全新的计费方式出现了，那就是 —— 融合计费系统（CCS，Converged Charging System）。
融合计费的优势非常明显：
首先，它将原先两套独立的计费系统合二为一，统一了接口，实现了 “瘦身”，简化了计费流程，降低了运维难度，节约了网络资源。
其次，融合计费的 SBA 架构，让自身可以满足更多的业务场景需求。5G 时代形形色色的计费需求，都可以找它。
最后，融合计费带来了更高的安全性。SBA 架构中带有多种安全措施，如：接入认证、加密传送等，可以有效保障计费信息传送的安全性。
3GPP 的融合计费架构
3GPP 将融合计费架构分成了三部分：
核心网域（CN Domain）
融合计费系统（CCS）
账务域（Billing Domain）
在线计费或离线计费，都是先获取计费信息，再将其发送给不同的功能实体。而 CCS 将在线计费功能和离线计费功能融合在一起，采用统一的服务化接口 Nchf，与 CN Domain 侧的各 NF 对接。CCS 通过 Bx 文件接口与 Billing Domain 进行交互。
从这个过程来看，CCS 主要负责完成了 5G 在线计费和离线计费的融合处理，并将 5G 在线计费和离线计费的 CDR 话单传递都进行了消息化，只在异常情况下保留了文件传输。其架构示意图如下：
在整个架构中，由 SMF 中的 CTF 模块来收集用户的计费信息：
对离线计费，这些信息上报给 CDF，由 CDF 构建话单信息并传送给 CGF，由 CGF 进行处理后传递给 Billing Domain。
对在线或离线消息由 CTF 调用 Nchf 发送给 OCF，由 OCF 完成算费和在线计费配额控制，同时 CDF 生成离线或在线话单传给 Billing Domain。
CHF 计费功能
5G 融合计费系统下，由离线计费的 CDF 和在线计费的 OCF 融合而成的 CHF，同时支持离线计费和在线计费，一方面生成计费话单，另一方面完成配额管理，控制当前用户使用业务的可用量。网络侧不再生成离线话单，由网络侧 CTF 网元（内置在 SMF 中）调用统一的 Nchf 服务接口进行计费交互，该服务接口融合了离线计费与在线计费的消息，从协议上不再区分。CCS 包含 CHF、CGF、ABMF 等模块。
CHF 负责产生 CDR，并传送到 CGF，最终由 CGF 创建 CDR 文件，并转发到计费域相关处理设备上；同时，CHF 作为在线计费的配额控制节点，对用户的各种业务执行在线计费的费率处理，并通过 ABMF 完成用户费用的实时结算。
CHF 产生 CDR 用于收集 PDU Session 以及 Session 内业务流相关的计费数据信息，CHF 的 CDR 中记录了一个 PDU Session 中的多个业务流的计费信息，按照业务流容器方式存储。CHF 接收到 SMF 的计费数据请求消息后，打开一个 CDR。
在某些触发条件下，SMF 应该向 CHF 发送计费数据请求更新消息，当 CHF 接受了计费数据请求更新消息后，在打开的 CDR 中添加计费信息。当 CHF 收到计费数据请求更新消息后，根据触发条件，将计费信息加入当前 CDR，并关闭该 CDR，同时打开一个新的 CDR。
当 CHF 收到计费数据请求终止消息后，CHF 将计费信息接入 CDR，然后关闭该 CDR。
Bx：是用于在任何网络域、子系统或业务的 CGF 与 BD 域之间的话单文件传输接口。
参考点架构
Nchf 服务接口包含了 N28 和 N40 两个参考点：
N28：是 CHF 与 PCF 之间的策略控制参考点。
N40：是 CHF 与 SMF 之间的计费消息参考点，该参考点包含鉴权、修改、释放、配额调整等服务能力。
融合计费业务流程图
SMF（Session Management Function，会话管理功能）
PCF（Policy Control Function，策略控制功能）
CHF（Charging Function，计费功能）
CCS（Converged Charging System，融合计费系统）
UPF（User Plane Function，用户平面功能）
AMF（Access and Mobility Management Function，接入和移动性管理功能）
NR（New Radio，新空口、无线接入网）
CGF（Charging Gateway Function，计费网关功能）
ABMF（Account Balance Management Function，账户余额管理功能）
RF（Rate Function，批价功能）
计费触发功能 CTF 内置在 SMF 中，因此，SMF 是融合计费业务使用者。SMF 检测到网络资源的使用后，触发计费功能，向 PCF 获取计费策略。
SMF 向 CHF 发起建立计费会话请求，CCS 侧开始记录计费话单。
SMF 选择 UPF 并建立数据面传输通道，同时下发/激活计费规则。
SMF 把从 CHF 获取到的业务配额下发至 UPF 进行监控。
UPF 则向 SMF 上报 UE 使用的用量信息。
SMF 将收到的信息再次上报给 CHF，CCS 内部完成在线扣费并同步生成计费话单信息后，再次分配新的份额给 SMF，开启新一轮的配额监控。
2/3/4/5G 下的计费架构
如上图所示，各网元协同配合，对不同的接入方式采取不同的计费方式：
对于 2/3G 接入：仍然提供传统的计费接口。
对于 5G 接入：提供符合 3GPP 标准的融合计费接口 Nchf。
对于 4G 接入：通过准确的识别用户是否具有 5G 能力，从而选择采用传统的计费接口还是新的 Nchf 接口。
灵活的计费解决方案，能够提供多种 5G 计费演进路线。这些路线的最终演进目标，就是 “2/3G 网络退出，用户全部签约 5G”。不过，这会是一个漫长的过程。
中国移动的融合计费架构
中国移动的 5G 计费架构相对 3GPP 进行了较大的调整。
主要变化点是：
将 OCF/OCS 从 3GPP 的 CCS 域的 CHF 中迁移到 BD 域。
将 RF 和 ABMF 从 3GPP 的 CCS 域迁移到了 BD 域。
在 3GPP 的 CHF 中增加了 AGF（ Access Gateway Function，接入网关功能）：AGF 接收 SMF Nchf 消息，将消息路由转发到 OCF，同时将 SMF 所发送计费消息发送给 CHF 内部 CDF，生成 CHF-CDR 话单。
将 3GPP 中独立的 CGF 合并到了 CHF 内。
OCF 提供了南向服务化接口 Nchf’：Nchf’ 服务化接口是 OCF 提供的用于给 CHF 使用的计费消息转发服务化接口，是 OCF 的南向接口，以区分原有的 3GPP 定义的 CHF 提供给 CTF 的南向服务化接口 Nchf，离线和在线消息就是通过此接口在 CHF 和 BOSS 之间传递。但该服务化接口未发布到服务化总线，仅发布给计费专用的 NRF，用于 CHF 进行计费消息转发使用。
中国移动的 CHF 计费功能
CHF 包括 AGF、CDF 以及 CGF，支持在线计费、离线计费和融合计费三种场景。
AGF：接收 SMF 侧发送的 SMF Nchf 接口消息，进行消息的路由转发。
CDF：收集计费信息，生成相应的 CDR 并发送给 CGF。
CGF：对 CDR 进行处理后生成话单文件，供 BOSS 通过 Bx 文件接口采集使用。
同时 CHF 支持转发 SMF 发送的计费请求消息给 BOSS，并转发 BOSS 响应给 SMF：
作为服务提供者，CHF 应支持 Nchf_ConvergedCharging 接口的计费会话流程，同时调用 BOSS 的 Nchf_ConvergedCharging 接口服务，转发 Nchf 接口消息；
故障/异常场景携带相应响应码给 SMF；
负责生成 CHF-CDR 话单。
具备 CGF 能力，包括 CDR 预处理、CDR 的过滤与分拣、CDR 文件的管理、生成 CDR 话单文件。
BOSS 异常时，CHF 应根据系统配置向 SMF 提供配额。
CHF 支持处理 4G 接入用户计费信息。
CHF 支持根据 SUPI 号段静态配置和通过 NRF 动态发现进行计费消息路由，将计费消息转发给归属省 OCS。
计费处理主要过程：
用户接入时，由 SMF 选择 CHF。
CHF 通过服务化接口到计费专用 NRF 发现注册的 OCF。
SMF 调用 CHF 的 Nchf_ConvergedCharging 服务化接口进行计费会话的发起，包括配额的申请等，SMF 转发消息给 OCF。
BOSS 下发配额、授权时间等数据给 CHF，CHF 转发给 SMF。
SMF 按配额或授权时间等跟踪用户流量使用情况并上报给 CHF，并在配额即将使用完或授权超过有效时间时再次发起项 CHF 发起配额申请。
CHF 记录用户使用流量情况，并在线计费异常情况和正常离线计费下生成 CHF-CDR 话单文件。
与上述过程相关的一个前置条件是：SMF 通过 N4 接口给 UPF 下发了 PDR、URR。其中：
PDR：主要是针对 IP 五元组的检测规则，如检测访问目的地址 IP 是否为特定内容计费的 IP。
URR：包括按额度或按时长上报的规则。
Nchf 和 Nchf’ 服务化接口
漫游计费架构
漫游情况下，融合计费消息由漫游地 CHF 转发给归属省 BOSS，而话单文件由内容计费系统采集到集团公司内容计费系统，再由内容计费系统根据用户归属地将对应用户的话单文件下发给各省。
涉及内容计费系统的话单文件包括：
在线离线消息用户对应的话单文件，采集后可供内容计费系统进行省际结算、以及归属省的消息和文件稽核；
在 CHF 和 BOSS 直接服务化接口的消息通道出现异常情况下，由 CHF 产生异常计费话单，采集后可供内容计费系统进行省际结算、以及归属省的计费。
计费场景：
离线计费场景：CHF 根据从 SMF 接收到的 Nchf 消息中的 CC 标示识别是离线计费场景，发送 Nchf 响应消息给 SMF，同时根据计费请求消息生成 CDR 并输出话单文件到指定目录，供 BOSS 系统采集进行后续计费处理。CHF 可配置是否将离线计费消息转发给归属省 OCS
在线计费场景：CHF 从 SMF 接收到的融合计费的 Nchf 消息后，根据 CC 标示识别是在线计费场景，解析出消息中的 SUPI/GPSI，根据 SUPI/GPSI 段获取归属省 OCS 接口地址，然后将 Nchf 消息发给归属省 BOSS 系统中的 OCS 处理，回送 Nchf 响应消息给 SMF，并同时由 CDF 生成 CDR。在 BOSS 异常情况下，由 CHF 生成 BOSS 系统异常后的未计费 CDR，按照系统配置授权配额，返回响应给 SMF。CHF 将 BOSS 系统异常后的计费信息单独输出 CDR 文件，供 BOSS 系统进行计费处理。
融合计费场景：CHF 从 SMF 接收到的融合计费的 Nchf 消息后，解析出消息中的 SUPI/GPSI，根据 SUPI/GPSI 段获取归属省 OCS 接口地址，然后将 Nchf 消息转发给归属地 BOSS，回送 Nchf 响应消息给 SMF，并同时由 CDF 生成 CDR。在 BOSS 异常情况下，对于在线计费，由 CHF 生成 BOSS 系统异常后的未计费 CDR，按照系统配置授权配额，返回响应给 SMF；对于离线计费，则由 CHF 生成 BOSS 系统异常后的未计费 CDR。CHF 将 BOSS 系统异常后的计费信息单独生成话单文件，供 BOSS 系统进行计费处理。
融合计费消息省际漫游路由方案：
SMF 通过 Nchf 接口与接入地 CHF 进行通信；
接入地 CHF 根据 SUPI 信息通过静态配置或者 NRF 动态发现用户归属地 OCS；
接入地 CHF 将 Nchf’ 计费消息转发到用户归属地 OCS；
归属地 BOSS 进行计费请求处理；
接入地 CHF 接收归属地 OCS 的返回的 Nchf’ 计费响应消息，发送到接入地 SMF。
