Образование учетной информации в сети GPRS

Принципиальное отличие мобильных технологий третьего поколения заключается в возможности обеспечить полный перечень современных информационных услуг как мультимедийных, так и немультимедийных. С введением новых сетей связи последует внедрение множества типов высокоскоростных интерактивных сервисов: потоковое видео, видеоконференция, видеопочта, online-покупки, online-банкинг, биржевая торговля, сервисы, основанные на местоположении и др. Отсюда вытекают требования к возможности тарифицировать передаваемую информацию не только исходя из длительности, направления и времени установления соединения, но и с учетом передаваемого объема, местоположения, контента, качества сервиса QoS и ряда других характеристик. Кроме того, с запуском сетей 3G становится возможным предоставление неголосовых услуг в роуминге.

Существует четкое разграничение основных телекоммуникационных услуг (телефония, электронная почта, видеоконференцсвязь) и так называемых услуг с добавленной стоимостью (value-added services, VAS), к предоставлению которых подключается еще и третья сторона – контент-провайдер.

Биллинг для службы GPRS включает авторизацию и аутентификацию абонентов на уровне GGSN для дополнительных сервисов VAS. Этот процесс может происходить, например, с использованием индустриального стандартного протокола передачи биллинговой информации RADIUS (который выполняет функции централизованной проверки регистрационных данных пользователей на сервере аутентификации) или с помощью ААА-сервера (Authentication, Authorization, Accounting Server), который контролирует доступ к дополнительным сервисам на пакетной части сети и обеспечивает безопасность точки доступа APN (Access Point Name) [98, 99]. Когда пользователь заказывает ту или иную услугу, оператор, подключающий эту услугу пользователю, вносит информацию о необходимых точках APN в регистр HLR. Типы APN включают в себя Интернет-провайдеров, корпоративные сети, почтовые серверы, широковещательные услуги, каналы телеметрии, игровые «зоны» и пр.

Рассмотрим образование учетной информации, используемой при тарификации услуг передачи данных.

Вызов от базовой станции направляется в узлы SGSN или GGSN, соединяющие мобильную станцию с сетями пакетной передачи данных. Для обеспечения сбора относящейся к оплате информации каждый PDP-контекст в SGSN и GGSN связывают с уникальным идентификатором (Charging ID). Его генерирует GGSN в процессе активации PDP-контекста передает в SGSN. Если MS перемещается из зоны обслуживания одного SGSN в зону обслуживания другого SGSN, то в процессе выполнения процедуры RA Update идентификатор Charging ID передают из старого GGSN в PDP-контекст нового SGSN. Таким образом, в PDP-контексте GGSN и текущего SGSN всегда содержится одинаковый Charging ID. Идентификатор Charging ID и адрес GGSN включают во все учетные записи, выполняемые и процессе активности данного PDP-контекста. Для того чтобы оператор смог произвести начисления за пользование пакетными сетями, должны быть сформированы так называемые учетные записи (Call Detail Record – CDR).

Оператор имеет возможность сконфигурировать SGSN и GGSN таким образом, чтобы собирать именно те данные, которые его интересуют. Стандартом, однако, определены те минимальные требования, которые должны обеспечивать SGSN и GGSN с точки зрения возможности сбора относящейся к оплате информации. Важной составной частью архитектуры системы GPRS является расширенный шлюз тарификации CG (Charging Gateway), который не является стандартизированным элементом GPRS-сети, но может служить в качестве платформы агрегирования CDR-файлов, поступающих от узлов SGSN/GGSN с последующей отправкой их напрямую в биллинговую систему. Возможна, однако, и реализация в виде отдельных модулей в составе SGSN и GGSN.

Учетные записи передаются из SGSN и GGSN в биллинговую систему сразу после их окончания. В этом принципиальное отличие учета в GPRS от классической GSM, где функции учета выполняет MSC, который генерирует учетные записи и хранит их в виде файлов на магнитном диске в течение длительного времени, а затем передает в биллинг-центр в установленном оператором порядке.

При использовании службы GPRS оператор формирует учетные записи CDR нескольких типов (рис. 10.19). Эти новые CDR должны считываться с узлов поддержки GPRS при помощи процедуры, называемой Charging Gateway Function (CGF), сведены в единое целое, отфильтрованы и отформатированы для последующей передачи в биллинговую систему [90].

Рис. 10.19. Стандартная архитектура тарификации услуг в GPRS

В сетях GPRS могут генерироваться пять типов учетных записей, на основе которых впоследствии можно производить расчеты с абонентами:

- S-CDR содержит информацию, относящуюся к работе мобильной станции;

- G-CDR содержит информацию, относящуюся к использованию услуги у удаленной сети;

- M-CDR содержит информацию, относящуюся к мобильности и положению абонента;

- короткие сообщения (SMS), передаваемые через каналы GPRS, порождают еще два

типа записей, относящихся к входящим и исходящим сообщениям.

Существенное отличие этих учетных записей от CDR, образуемых в сетях с коммутацией каналов, состоит в том, что S-CDR и G-CDR содержат блоки информации об объеме трафика, переданного при определенных ценовых условиях (traffic data volumes, TVD). Ценовые условия могут изменяться, когда меняется уровень QoS предоставленной услуги, когда начинается новый тарификационный период или когда истекает какой-либо другой предустановленный период. Узлы GSN записывают соответствующие данные в одно из TVD-полей CDR, независимо от того, завершено соединение или нет. Эти поля могут непрерывно обновляться в течение, например, дня или же S-CDR и G-CDR могут быть «закрыты» и переданы для обработки, в то время как начнут генерироваться новые учетные записи.

Все перечисленные данные, необходимые для тарификации, собираются при помощи упомянутой выше функции CGF, которая играет роль посреднической системы (mediation device) для сетей GPRS. Функция CGF может выполняться как централизованно, так и распределенно. Возможны и комбинированные решения – распределенное выполнение на узлах GSN основных операций, к которым относятся сбор, сохранение и преобразование CDRI и централизованное выполнение расширенных операций.

Расширенные операции CGF могут быть реализованы в размещаемом между узлами поддержки GPRS (SGSN и GGSN) и биллинговой системой буферном устройстве (billing gateway, BGW), в задачи которого может входить [90]: 3

- сохранение CDR в течение GPRS-сессии, которая считается открытой, пока активен PDP-контекст;

- сопоставление и объединение частных CDR, сгенерированных в течение одной сессии в одну общую

запись, а также их фильтрация;

- расчет стоимости объема переданной информации;

- перевод CDR в формат, пригодный для обработки в биллинговой системе.

SGSN собирает информацию для начисления оплаты, связанную с использованием радиоресурса, в то время как GGSN собирает информацию, относящуюся к использованию внешней сети. Оба узла собирают информацию об использовании сети GPRS. Данные, относящиеся к учету, собирают независимо для обоих направлений (от MS и к MS).

Следует отметить, что спецификациями GPRS не предусмотрены средства для создания CDR, связанных с содержанием передаваемой информации. Такие записи должны генерироваться отдельно и использоваться совместно с описанными для получения целостного представления об использованной услуге.

Преобразование биллинговой информации, образующейся в сетях GPRS, в вид, подходящий для обработки в биллинговой системе, само по себе весьма затруднительно. Считается, что один традиционный абонент делает 3...7 голосовых вызовов в день. При пакетной передаче количество учетных записей может возрасти до 20...50, причем это будут записи разных типов. Задача состоит в том, чтобы свести несколько записей различных типов к одной, пригодной для дальнейшей обработки; основная трудность здесь заключается в идентификации всех записей из PDP-контекста, относящихся к одному вызову.

Принципы тарификации в сетях с коммутацией каналов давно известны и хорошо проработаны. Переход на новые принципы коммутации означает и переход на новые ценовые модели, которые подразумевают начисления, зависящие от объема переданной информации, от содержания переданной информации и начисления за право доступа в «чужую» сеть. Кроме того, могут появиться и «внесетевые» сервисы, связанные, например, с банковскими транзакциями, рекламой, торговлей и пр.

Как показано в [90], можно выделить три блока услуг, для которых, вероятно, потребуются отдельные бизнес-модели:

- услуги, оплачиваемые на основе продолжительности их потребления (голосовая связь,

видеоконференции, видеофильмы,

- услуги, оплачиваемые на основе объема переданной информации (просмотр

Web-ресурсов, передача файлов, электронная почта);

- услуги, оплачиваемые за каждую транзакцию (сделки, игры, запросы к базам данных).

Перечисленные типы и ценность информации, переданная через ту или иную точки доступа, значительно отличаются друг от друга, что должно отразиться и в начислениях. В качестве возможных механизмов могут рассматриваться абонентская плата, привязка к событию (фиксированная плата за использование услуги), объем переданной информации и время, в которое она была запрошена. Может применяться и любая комбинация перечисленных механизмов; основное требование остается неизменным – биллинг должен быть прозрачным и гибким.

В отличие от традиционного биллинга, в сетях GPRS уровень QoS может играть существенную роль при расчете стоимости предоставленной услуги. Однако QoS может меняться в течение одного сеанса. И при изменении параметров QoS каждый раз должна образовываться новая учетная запись для расчета стоимости соответствующей порции данных. Занесение всех таких частичных учетных записей в биллинговую систему может сильно перегрузить ее. Предполагается, что задачу «сшивания» учетных записей в одну, соответствующую одному сеансу, должны взять на себя буферные устройства, возможно – узлы GSN [90].

Набор параметров, составляющий профиль QoS, устанавливается для каждой сессии исходя из требований абонента, с одной стороны, и доступных текущих ресурсов сети – с другой. При получении запроса на активацию PDP-контекста узел SGSN вызывает специальную процедуру, которая обрабатывает запрос и либо «договаривается» с абонентом об уровне сервиса, либо отвергает запрос.

Необходимость «договариваться» возникает тогда, когда сетевые ресурсы не позволяют обеспечить заданные параметры QoS или из-за изменения условий передачи при маршрутизации вызова. Результат «переговоров» зависит от хранящейся информации об абоненте, запрошенного уровня QoS и ширины полосы пропускания канала в той или иной соте. Запрос на данный уровень QoS может быть отвергнут, если количество абонентов, подключенных в данный момент к конкретному узлу SGSN, превышает установленный предел.

Профиль QoS, установленный как компромисс между желаемым и доступным, должен потом учитываться при расчетах за полученную услугу. Узел SGSN может отвергать пакеты с низшим приоритетом для того, чтобы обеспечить QoS, установленный для данной сессии.

Кроме того, необходимо решить вопрос о том, каким образом можно обеспечить идентификацию контента, учитывая его разнообразие. Считается, что уже сейчас любой поток данных в IP-трафике можно описать при помощи следующих атрибутов [90]:

- источник контента (определяется по URL);

- географическое положение источника (определяется при помощи DNS);

- вид приложения (определяется по TCP);

- полоса пропускания (определяется для конкретного приложения);

- маршрут (определяется, исходя из типа приложения, заданного уровня QoS и свободных каналов связи);

- получатель контента (определяется по URL).

Эти атрибуты могут быть определены и зафиксированы за счет мониторинга IP-трафика. Для разработки стандартных подходов к обмену данными между сетями создана специальная организация IPDR (IP Detail Record), занимающаяся, в частности, разработкой открытого, гибкого и расширяемого формата записей, который позволил бы учитывать все существенные для расчетов параметры транзакций. Предполагается, что для этой цели будут использованы возможности, предоставляемые языком XML.