The article presents the variety of billing systems of mobile broadband networks in general, and LTE (Long-Term Evolution - long-term development, often referred to as 4G LTE) in particular, start with the network, where the form of calculation of the most simple, which establishes a direct dependence of the service cost of the maximum data rate.
billing, billing, bitrate, managing partner of mutual settlements.
Тарификацией, по определению 3GPP (3rd Generation Partnership Project – Проект партнерства по системам 3-го поколения), называется функция сети телекоммуникации, которая выполняет сбор, обработку, передачу и оценку информации, относящейся к тарифицируемому событию, и определяет объем потребления для выставления счета тарифицируемой стороне или списания средств со счета абонента.
Из приведенного определения следует, что формальное предназначение системы тарификации в сети оператора мобильного ШПД (Сети широкополосного доступа) – это подсчет объема информации, переданной абонентом, и передача сведений в биллинг. Такая система может показаться чрезмерно простой, к ней едва ли возможно предъявить иные требования, кроме производительности и точности вычисления. При этом операторы, предоставляющие абонентам широкополосный доступ в Интернет, предъявляют различные требования в сфере тарифной политики, благодаря чему система тарификации часто становится одним из наиболее сложных и функционально насыщенных элементов сети.
По мере того как голосовые услуги и короткие текстовые сообщения уступают свои позиции услугам передачи данных, операторы мобильного ШПД посвящают все больше внимания проблемам монетизации сети. Потребность в услугу передачи данных кратно возрастает из года в год. Согласно ежегодному отчету компании Cisco, Интернет-сессии, установленные с применением технологии 4G (fourth generation – четвертое поколение), в 2015 г. потребляли примерно в 15 раз больше трафика, чем другие соединения.
Эволюция технологий радиодоступа и пакетного ядра позволяют наращивать объемы пропускаемого трафика на высоких скоростях; однако основным фактором, вынуждающим операторов контролировать потребление с помощью тарифов и прямого ограничения трафика, является невозможность для клиентов увеличивать платежи за ШПД в 15 раз на протяжении одного – двух лет.
Предполагая рассмотреть разновидности систем тарификации сетей мобильного ШПД в целом и LTE (Long-Term Evolution – долговременное развитие, часто обозначается как 4G LTE) в частности, начнем с сетей, где форма расчета наиболее проста, то есть устанавливает прямую зависимость стоимости услуги от максимальной скорости передачи данных.
Определение 3GPP (3rd Generation Partnership Project – Проект партнерства по системам 3-го поколения) позволяет заключить, что в сетях такого типа система тарификации практически отсутствует, поскольку средства абонента списываются непосредственно в момент покупки пакета услуг, а не в процессе или после их потребления. Однако такой подход, скорее, – исключение, тарифная стратегия операторов сетей четвертого поколения определяется более обширным количеством показателей. Для ограничения потребления абонентами трафика широко применяется лимитирование его доступного объема за определенный период времени – чаще всего сутки или месяц, когда опционально может быть ограничена скорость передачи информации.
Когда порог потребления превышается, в действие вступает штрафное правило, по которому существенно снижается пропускная способность вплоть до наступления следующего периода отчетности.
Альтернативой введению штрафных санкций для ограничения трафика может служить тарификация по факту потребления. Для создания и применения таких тарифов система тарификации должна иметь следующие возможности: подсчет и сохранение потребления абонента, обновление или сброс месячных или суточных счетчиков, ограничение битрейта в нормальном или штрафном режимах. Первая и вторая функции могут быть выполнены биллинговой системой или PCRF (Policy and Charging Rules Function – Узел выставления счетов абонентам), а последняя – PGW (Packet Data Network Gateway – Пакетный шлюз), в сфере действия системы тарификации остается функционал, определяемый 3GPP. Однако более эффективной, а иногда и единственно возможной, является покупка тарификационной платформы, выполняющей все функции управления тарифами, а не распределение решения по нескольким существующим системам, созданным разными производителями.
Структурирование и разделение абонентской базы при помощи представленной группы тарифов зачастую усиливается операторами благодаря адаптации тарифных предложений к видам используемых устройств – планшетов, смартфонов разных моделей и т.д. Тарификационная система помимо дифференциации абонентов по типу устройства должна выявлять применение терминала в качестве модема для более ресурсоемких подключений от одного или нескольких ноутбуков (как точка доступа Wi-Fi), если тарифная опция исключает такие виды использования сети.
Рассмотрим ситуацию штатной работы системы в реальном времени между центральной опорной сетью (core network) и OSS/BSS (Operation Support System/Business Support System – система поддержки операций/система поддержки бизнеса).
В нормальном режиме работы происходит обмен данными по протоколу Diameter (сеансовый протокол) между PCRF и OSS/BSS по следующему сценарию:
- Абонент начинает сессию передачи данных. При этом BBERF (Bearer Binding and Event Reporting Function – Функциональный элемент в 3GPP сетях связи, который осуществляет нотификацию PCRF об установлении сессии) посылает на PCEF запрос на создание сессии для пропуска трафика IP-CAN (IP-Connectivity Access Network – совокупность сущностей и интерфейсов).
- PCEF (Policy and Charging Rules Function – управление начислением платы) формирует запрос по интерфейсу Gx и посылает его на PCRF. Это заключается в формировании Diameter CCR (Credit-Control-Request – кредитный управляющий запрос) запроса с информацией об абоненте и запрашиваемых услугах.
- PCRF осуществляет запрос профиля абонента по интерфейсу Ud.
- Получает профиль с параметрами услуг абонента.
- Осуществляет подписку на нотификацию об изменениях профиля.
- PCRF принимает PCC (Policy and Charging Control – политика управления начислениями) – решение о возможности предоставлении услуг абоненту, и с какими параметрами качества. Формирует PCC-правила, которые отправляет на PCEF по интерфейсу Gx. Это заключается в формировании Diameter CCA (Credit-Control-Answer – кредитный управляющий ответ) ответа с включенным набором PCC.
- При получении ответа PCEF устанавливает сессию кредитного контроля с OCS по интерфейсу. Gy с помощью обмена сообщениями Diameter CCR/CCA.
- PCEF разрешает установку IP-CAN сессии.
- Поток трафика (Service Data Flow) начинает проходить между устройством абонента и внешними сетями связи.
- Через некоторое время абонент завершает сессию передачи данных и BBERF посылает на PCEF запрос на разрыв IP-CAN сессии.
- PCEF осуществляет завершение Diameter сессий на PCRF по интерфейсу Gx. Завершение сессий заключается также в обмене сообщениями Diameter CCR/CCA.
- PCEF осуществляет завершение Diameter сессий на OCS по интерфейсу Gy.
После завершения сессии формируется CDR (call detail record – детальная запись звонка) на всех элементах сети PCRF, OSS\BSS. Но исполняется только тот, который был создан на стороне OSS\BSS в режиме реального времени.
В случае возникновения нештатной ситуации на одном из участков сети или же в случае технического обслуживание сети необходимость выставление счетов остается. Поэтому решено сделать систему обхода – bypass. Рассмотрим более детально ситуацию, когда связь между OSS\BSS и PCRF отсутствует. В данном случае CDR будет генерировать только на элементе PCRF с определенным флагом, который свидетельствует о режиме bypass (см. рисунок 1). В нашу задачу входит забрать данный файл CDR с сетевого элемента и доставить его в OSS\BSS.
Рис. 1. Исходный вид CDR с флагом bypass – режима обхода
Для доставки CDR в систему BSS с сетевого элемента PCFR используется система Mediation, которая забирает файл с сетевого элемента PCFR, декодирование разбирает CDR и делает формат, понятный системе OSS\BSS, проверяет по условию, заложенному в программе, является ли данная запись резервной или нет (см. рисунок 2).
Рис. 2. Обработанная CDR с флагом bypass – режима обхода
Если все условия режима bypass соблюдены – доставляет в третью систему, такую как OSS\BSS или PRM (Partner Relationship Management – управление партнерскими взаиморасчетами).
Таким образом, мы получаем на выходе отказоустойчивую систему с возможностью резервирования компонентов системы информационной поддержки бизнеса. Данная система крайне необходима для бесперебойного выставления счетов абонентам, хотя и имеет свои небольшие минусы – время появление записи об использование трафика происходит с запозданием, необходимым на сбор, декодирование и транспортировку в OSS\BSS. Считаю, со своими задачами данная система справляется отлично.
1. Aleksandrov A.V. Tekhnologii shirokopolosnogo dostupa [Tekst] / A.V. Aleksandrov. Vestnik svyazi. - 2014. - № 4.
2. Golomshtok L.V. Billingovye sistemy dlya mobil´noy svyazi. Resheniya rossiyskikh razrabotchikov [Tekst] / L.V. Golomshtok. Tekhnologii i sredstva svyazi. - 2013. - № 6.
3. Rokotyan A.Yu. Ot «telekoma» k «infokomu»: Traktat o sdvige paradigmy, biznes-modelyakh i prochikh zaumnykh veshchakh [Tekst] / A.Yu. Rokotyan. - M., 2008. - S. 45.
4. Tarifikatsiya sovremennykh uslug peredachi dannykh v mobil´nykh setyakh svyazi i upravlenie politikami obsluzhivaniya abonentov, 2015 [Elektronnyy resurs]. URL: http://sushkov.ru/articles/Article_pcrf.htm
