CSOMAGKAPCSOLT FORGALOM SZÁMLÁZÁSA UMTS RENDSZERBEN

BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM HÍRADÁSTECHNIKAI TANSZÉK CSOMAGKAPCSOLT FORGALOM SZÁMLÁZÁSA UMTS RENDSZERBEN Ary Bálint Dávid Diplomamunka 2005. május 14.

Alulírott Ary Bálint Dávid, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem hallgatója kijelentem, hogy ezt a diplomatervet meg nem engedett segítség nélkül, saját magam készítettem, és a diplomatervben csak a megadott forrásokat használtam fel. Minden olyan részt, melyet szó szerint, vagy azonos értelemben de átfogalmazva más forrásból átvettem, egyértelműen, a forrás megadásával megjelöltem. Ary Bálint Dávid Budapest 2005. május 14.

Konzulenseimnek szeretném megköszönni, hogy felvállalták munkám irányítását. Tanáraimnak, diáktársaimnak és barátaimnak pedig köszönet a dolgozat átolvasásáért és konstruktív javaslataikért. Név szerint szeretnék köszönetet mondani dr. Imre Sándornak, Debrei Gábornak, Buzsáki Péternek, Soós Balázs Gergelynek és Kalmár-Nagy Andrásnak.

Előszó Jelen dokumentum a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Villamosmérnöki és Informatikai karának Műszaki Informatika szakán folytatott tanulmányaim lezárását jelentő, a diploma megszerzéséhez szükséges diplomamunka. A diplomamunkához kapcsolódó kutatásokat az egyetem Híradástechnikai tanszékén végeztem, konzulenseim dr. Imre Sándor, Butyka Zsolt és Jursonovics Tamás voltak. A kutatásokban többen vettünk ugyan részt, de a diplomamunka 3. fejezete teljes mértékben a saját eredményeimet mutatja be. Mivel a diplomamunka viszonylag komplex problémát ölel fel, a terjedelmi korlátok miatt az olvasóról telekommunikációs, de legalábbis mérnöki ismereteket tételezek fel. A harmadik generációs mobil hálózatokon keresztül elérhető szolgáltatások alapvetően csomagkapcsolt adatforgalomra alapozottak. Az újgenerációs hálózati koncepciónak megfelelően az előfizető által igényelhető szolgáltatásokat nem csak a hálózatoperátorok, hanem a szabványosított interfészek használatával külső, harmadik felek is nyújthatják. Ezen új körülményeket figyelembe véve a jelenlegi számlázási rendszereket átalakítani, módosítani kell. A jelenleg is elérhető GPRS szolgáltatás is hasonló módon, csomagkapcsolt alapon működik, de e szolgáltatás mérése a legtöbb szolgáltatónál (legalábbis pre-paid esetben) nincs tökéletes módon megoldva. Külső felek bevonása esetén azonban a pontos és igazságos számlázás megvalósítása elengedhetetlen követelmény. Jelen diplomamunka összefoglalja és bemutatja az UMTS rendszer szabványosításával foglalkozó 3GPP szervezet által kiadott, számlázással kapcsolatos szabványokat, az elérhető és témával foglalkozó nemzetközi publikációkat, valamint a körvonalazódni látszó technológiai és jogi problémákat. A diplomamunka bemutatja továbbá az általam kidolgozott számlázó rendszer működését, amely valós időben, kis (az eddigi megoldásoknál kisebb) hálózati overhead-del képes pontosan számlázni a telekommunikációs hálózat előfizetői által igényelt szolgáltatásokat. A rendszer működésének lényege, hogy a valós idejű (online) számlázást igénylő (prepaid, kártyás) felhasználókat a post-paid előfizetőkhöz hasonló módon számlázzuk, amennyiben az általuk felhasználható pénzösszeg az igényelt szolgáltatáshoz tartozó limit felett van. A számlázás módja a limit elérése után vagy a jelenlegi megoldás(ok)ra válthat át, vagy a hálózati elemek funkcióinak kisebb kiegészítésével 3

4 a hálózat kihasználtsága és a számlázás pontossága tovább növelhető. A diplomamunkában bemutatott modell segítségével igazolom továbbá, hogy a kidolgozott rendszer működőképes, és bizonyos szempontok szerint (hálózati overhead, valósidejűség) jobb, mint a jelenleg is használt megoldások. A dolgozat végén az általam elkészített szimulációs rendszert ismertetem, és futtatásával, futási eredményeivel támasztom alá a kidolgozott rendszert és az analitikusan kapott értékeket. A számlázó rendszer megalkotása során ügyeltem arra, hogy a rendszer illeszkedjen a vonatkozó szabványokhoz, így gyakorlati alkalmazása nem jelent jelentős technológiai nehézséget. A csomagkapcsolt forgalom előtérbe kerülése és a külső felek megjelenése miatt célszerű a diplomamunkában bemutatott megoldást használni minden újgenerációs mobil távközlő hálózatban, hiszen jelentős többletbevételt eredményezhet a hálózatoperátoroknak, valamint a számlázás minőségét is javítja. A diplomamunka a következőképpen épül fel: Az első fejezet bemutatja az UMTS rendszert és az IMS alrendszert, valamint e rendszerek bevezetését motiváló tényezőket. Áttekinti a szabványosítás jelenlegi helyzetét és felvázolja a lehetséges üzleti modelleket. Végül mélyebb betekintést enged az UMTS rendszer architektúrális felépítésébe a számlázás szempontjából fontos entitásokra koncentrálva. A második fejezet a vonatkozó szabványosítási szervezetek munkája alapján bemutatja a harmadik generációs mobil telekommunikációs rendszerek számlázásának megvalósítását, a számlázási módokat és igényeket. A második fejezet ezen kívül összefoglalja azon technológiai problémákat is, amelyekbe egy valós idejű adatszámlázás kialakítása során ütközhetünk. A harmadik fejezet tartalmazza a kidolgozott számlázási modell leírását és annak analitikus vizsgálatát. A modell jóságának megállapításához felvázolunk néhány forgatókönyvet (scenario), és analitikusan megvizsgáljuk a számlázás során keletkező számlázási overhead-et az egyes számlázási módokban. A harmadik fejezet végén bemutatjuk a modell validálásához használt szimulációs környezetet és értelmezzük az azzal kapott eredményeket. A negyedik fejezet összefoglalja a diplomamunka lényeges pontjait, valamint összegzi a modell és a szimuláció eredményeit. A dolgozatban felhasznált rövidítések és irodalmak, a dolgozatban szereplő ábrák és táblázatok, valamint a diplomamunkához kapcsolódó publikációim listája a dokumentum végén található.

Abstract The countless services of the 3rd generation mobile networks are mainly based on packet based communication. With the fulfillment of the new-generation concept, the available services can be offered by the network provider itself, or with the use of the standardized interfaces, these services can be required from 3rd party providers as well. In light of these new circumstances, the billing systems that are currently in use should be modified, extended and revised to be able to keep up with the forthcoming changes. The GPRS services which are available nowadays more or less use the same packet based solution, but the measurement of this service (at least in case of pre-paid users) has not been solved completely by most of the network operators. However, with the presence of 3rd party providers, an accurate and fair charging mechanism is necessary. This thesis work summarizes the related standards of the 3GPP organization which is responsible for the standardization of the UMTS network, the available and related international publications, as well as the technical and legal difficulties. This document further more outlines my elaboration of a novel billing system which is capable of assuring real-time and accurate charging with a relatively low network overhead. The main idea of my solution is that pre-paid users are charged the same way as post-paid users, if their account is above a service specific limit. Whenever their accounts drop below this threshold, the regular, online charging method can be applied, or with a small functional extension of the network elements, the network utilization and the accuracy can be further more enhanced. With the model presented in this thesis work, I verify that the elaborated system operates properly, and in some aspects (network overhead, accuracy, real-timeness), it is better than the currently used solutions. At the end of this thesis work I introduce my simulation environment, and with the outcomes I validate my billing system and the analytic results. When I developed the billing system, an important point was that it must suit the related standards, and so, the adaptation of this model into the current systems should not cause any technical difficulties. With the growing significance of packet based data transmission and together with the appearance of 3rd party providers it is practical to use the method presented in this thesis work in every new-generation mobile telecommunication network, as it may cause considerable extra income for the network providers, and it improves the quality of the charging and accounting as well. 5

Tartalomjegyzék 1. Bevezető 8 1.1. A szabványosítási folyamat......................... 10 1.2. Az IP Multimédia alrendszer........................ 11 1.3. Üzleti modellek................................ 13 1.3.1. Hálózatoperátor centrikus üzleti modell............. 15 1.3.2. Szolgáltatás aggregáló centrikus üzleti modell.......... 15 1.3.3. Alkalmazásszolgáltató centrikus üzleti modell.......... 16 1.3.4. Rejtett hálózatoperátor modell................... 17 1.4. Az UMTS rendszer tagolása......................... 17 1.4.1. Az áramkörkapcsolt alrendszer architektúrája.......... 19 1.4.2. A csomagkapcsolt alrendszer architektúrája........... 21 1.4.3. Az IM alrendszer architektúrája.................. 21 2. Számlázás UMTS környezetben 24 2.1. Definíciók................................... 25 2.2. A szolgáltatás árának összetevői...................... 26 2.3. Számlázási információ............................ 26 2.4. Számlázási módok.............................. 29 2.5. Számlázási igények és elvárások...................... 30 2.6. A számlázás menete............................. 33 6

TARTALOMJEGYZÉK 7 2.6.1. Az offline számlázás menete.................... 35 2.6.2. Az online számlázás menete.................... 36 2.6.3. Az IMS alrendszer számlázása................... 37 2.6.4. A szolgáltatás árának meghatározása............... 38 2.7. A számlázás technológiai problémái.................... 38 2.7.1. Az adat mérése............................ 39 2.7.2. A minőség mérése.......................... 41 2.7.3. A mobilitásból adódó probléma.................. 42 2.7.4. A roaming problémája........................ 42 2.7.5. Egyéb problémák........................... 44 3. A kidolgozott modell 46 3.1. A modell működése............................. 47 3.2. Analitikus megközelítés........................... 49 3.2.1. A mode-switching limit meghatározása.............. 50 3.2.2. Valós eset............................... 51 3.2.3. A QoS mérése............................. 51 3.2.4. Hálózati overhead számítás..................... 52 3.3. Forgatókönyvek............................... 53 3.3.1. Egyszerű videó streaming...................... 53 3.3.2. Videó streaming esemény alapú szolgáltatásokkal kombinálva 57 3.3.3. Több folyam alapú szolgáltatás együttes igénylése....... 58 3.3.4. Megszakított folyam alapú szolgáltatás.............. 60 3.4. Szimulációs vizsgálat............................ 64 3.4.1. Az objektumok működése...................... 66 3.4.2. A szimulációk kimenetei...................... 68 3.4.3. A szimulációk eredményei..................... 69 4. Összefoglalás 73

1. fejezet Bevezető A mobil telefónia, fejlődése során, a vezetékes telefóniát jellemző áramkörkapcsolt rendszertől a számítógépes hálózatokat jellemző csomagkapcsolt rendszer felé halad. Az első nagyobb áttörés még az ezredforduló előtt, a 2.5 generációt jelentő GPRS (General Packet Radio Services) megjelenése volt. A már meglévő GSM (Global System for Mobile Communications) hálózatot újabb, a csomag alapú kapcsolatokat kezelni képes elemekkel egészítették ki. A 2001-es évben megindult a harmadik generációs mobil hálózat, az UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) koncessziója. A rendszer bevezetésének nagy lendületet adott ugyan a multinacionális telekommunikációs vállalatok hatalmas befektetése, megjelenése mégis csak napjainkban várható. A fejlődés amely nem csak a gerinchálózati elemeket és a bázisállomásokat, hanem a végberendezéseket is érinti hajtóereje az információs társadalom, mely egyre többet és többet költ információszerzésre. A mobil készülékek egyre korszerűbbek lettek, és egyre több multimédiás szórakozást nyújtanak. Ha legtöbbször a technológiai fejlődést nem is a felhasználói igények siettették, az új lehetőségeket, új funkciókat egyre szélesebb körben használják. Az UMTS bevezetése a mobil készülékekkel elérhető sávszélesség növekedésével, és az IP (Internet Protocol) alapú adatátvitel megjelenésével jár. A megnövekedett sávszélesség és a mobil IP elterjedésével telefonunk segítségével szinte minden olyan funkciót elérhetünk majd, amit otthoni számítógépünkön már megszoktunk. Megjelenik az IP alapú internetezés, a böngészés, a letöltés általánossá válik. A kommunikációban megjelenhet az amúgy is széles körben kutatott VoIP (Voice over IP) és a videókonferencia. Megjelenhetnek a különféle igény vezérelt (On- Demand) szolgáltatások, és az IPv6-al lehetőség lesz multicast üzenetek küldésére. Így lényegesen leegyszerűsödik például a csoportos SMS (Short Message Service) küldése, vagy a Push-To-Talk szolgáltatás [76]. A 2004-es szabványokban megje- 8

1. FEJEZET. BEVEZETŐ 9 lent a hely alapú szolgáltatás (LBS Location Based Services), így saját földrajzi helyzetünktől függően tudunk majd különböző tartalmakat elérni. Szignifikáns változás következhet be az adat és a beszéd alapú szolgáltatások terén is. A jelenlegi rendszerrel ellentétben (mivel a felhasználó csak a ténylegesen igényelt adatmennyiségért kell fizessen és nem a kapcsolat időtartamáért), az adatkapcsolat állandó, folyamatos (Always On) lehet. Így a különböző üzenetküldő (IM Instant Messaging) szolgáltatások ára lényegesen lecsökkenhet. Mivel az IP címek mindig lokálisak, ezért értelmét veszti a távolság fogalma [27]. Elvileg ugyanazon árért hívhatunk bárkit, függetlenül az illető távolságától és földrajzi helyzetétől. Ennek megvalósulása lényegében két kritérium teljesíthetőségétől függ. Az egyik kritérium, hogy a nagyobb távolság nagyobb terjedési késleltetést okoz, több csomóponton keresztül kell az adatcsomagoknak áthaladnia, és így az előírt minőségi kritériumokat nehezebb teljesíteni. Másrészt a nagyobb távolságban lévő felhasználó valószínűleg más mobilhálózatot használ, így a szolgáltatás árát a másik, távoli hálózatnak fizetendő összeg is befolyásolja. Amennyiben nem kerül többe a minőségbiztosítás garantálása, és a hálózatok nem kérnek pénzt a kapcsolat létesítésére, amennyiben csak a hívott fél tartózkodik az ő hálózatukban, úgy a fizetendő összeg technikailag nem kerül többe, mint egy lokális, helyi hívás. Az UMTS-el elérhető új funkciók és a hozzá kapcsolódó paradigmaváltás elősegíti egy helyfüggetlen, globális mobiltársadalom kialakulását. Az új körülményeket figyelembevéve az eddigi számlázási rendszerek szükségszerűen elavulnak, fejlesztésre szorulnak. Egyelőre a mobil készülékekkel elérhető szolgáltatásokat zömében a mobil hálózat üzemeltetője (Network Provider) nyújtja. A nyújtható funkciók és médiumok számának növekedésével azonban várható, hogy a hálózatok üzemeltetőinek nem lesz elegendő energiája és ideje, hogy újabb és újabb szolgáltatásokat találjanak ki és nyújtsanak, holott ezzel lényeges fölényre tehetnek szert a piaci versenyben. Így az újgenerációs hálózati koncepciónak megfelelően a hálózati hozzáférés szolgáltatása és a tartalom szolgáltatása várhatóan szétválik. Ezt a tendenciát elősegíti az UMTS hálózat IMS (IP Multimedia Subsystem) alrendszere. A szabványos interface-ek, a hálózatüzemeltető által megvalósítandó szolgáltatási képességek és a nagyfokú flexibilitást lehetővé tevő SIP (Session Initiation Protocol) alapú kapcsolatvezérlés segítségével az IMS kulcsfontosságú szerepet tölt be az alkalmazás és tartalomszolgáltatók megjelenésében. Az előredefiniált, szabványos interface-ek segítségével könnyen és gyorsan fejleszthetőek szolgáltatások és alkalmazások a hálózathoz. Ennek köszönhetően nagyszámú új és hasznos szolgáltatás alakulhat ki. Az eddig használt üzleti modell átalakul, és egy szolgáltatás nyújtása során több üzleti résztvevő fog szerepet vállalni. Mivel a külső szolgáltatók gazdaságilag szeparálva vannak a hálózatoperátortól, a pontos és valós idejű számlázás elengedhetetlen.

1. FEJEZET. BEVEZETŐ 10 Az UMTS rádiós átvitelt igényel, így a hálózatoperátoroknak fizetniük kell a frekvencia használatáért. Egy-egy frekvencia használatának megvétele, bérlése hatalmas, több milliárd forintos beruházást igényel. További költségeket jelent, hogy az UMTS a GSM-től eltérő modulációt használ, így a bázisállomásokat is fel kell újítani. Érthető tehát, hogy a szolgáltatók szeretnének minél több bevételhez jutni, hogy beruházásaik megtérüljenek. A felhasználói szektor lényegében már fel van osztva, így újabb felhasználókat csak kedvezőbb árak és újabb szolgáltatások bevezetésével lehet elcsábítani a többi szolgáltatótól. Az imént említett IMS alrendszer kulcsfontosságú szerepet játszik a harmadik felek megjelenésében, azonban ez az architektúra nem volt része a GSM rendszernek, így annak megvalósítása, bevezetése újabb beruházásokat igényel. Magyarországon az UMTS szolgáltatás nyújtására vonatkozó tendert 2004 végén hirdették ki, és 2005 elejére megválasztották azokat a cégeket, akik a frekvencia használatára és a telekommunikációs szolgáltatás nyújtására jogosultak. A négy tender (A, B, C és D) közül hármat a jelenlegi GSM szolgáltatók (T-Mobile Hungary, Pannon GSM, Vodafone Hungary) szereztek meg, a negyedik jogot egyelőre még nem értékesítették. 1.1. A szabványosítási folyamat Minden összetett, multinacionális rendszert, ahol az együttműködés elengedhetetlen, szabványosítani kell. Az UMTS rendszer szabványosítását a 3GPP (3rd Generation Partnership Project) szervezet végzi [77]. A szabványosítási folyamat jelenleg is tart, a rendszerbe újabb és újabb funkciók kerülnek, a működés pontosítása folyamatosan zajlik. A szabványosítási folyamat több mérföldkőre bontható, melyeket Release-eknek neveznek. A fejlesztés és a szabványosítás terén a kiindulópont a GSM/GPRS rendszer volt. A GSM egy áramkörkapcsolt technológiával rendelkező mobil telekommunikációs hálózat, amelyhez a későbbiekben egy csomagkapcsolt hálózatot illesztettek. A számlázás szempontjából a GSM rendszer nem jelentett különösebb kihívást, az egyes kapcsolatokat, szolgáltatásokat idő alapon számlázták, még akkor is, ha adatforgalomról volt szó (lásd CSD Circuit Switched Data). A GPRS rendszer hozzáillesztésével a fejlesztők és kutatók újabb kihívásokkal találták szemben magukat. A szolgáltatás mérését nem tudták centralizált módon megoldani, és a szolgáltatás nyújtásában résztvevő elemeknek információt kellett küldeniük a számlázó központba. Csomagkapcsolt esetben maga a szolgáltatás mérése is nehezebb feladat, hiszen az igényelt adatnak és nem a kapcsolat időtartamának megfelelően kell elvégezni a számlázást. Mivel a GPRS nem bizonyult lényeges szolgáltatásnak még manapság is viszonylag kevesen használják, a pontos

1. FEJEZET. BEVEZETŐ 11 számlázás jelenleg sem megoldott: a legtöbb szolgáltató átalánydíjas számlázást alkalmaz, vagy az átvitt, igényelt adatot nagyobb, kilobyte-os egységekben méri. A Release 3 új rádiós technológiát, modulációt vezetett be, amely jóval nagyobb átviteli sebességet biztosít, lehetővé téve ezáltal a multimédiás szolgáltatásokat: például a videó-konferencia, vagy a videó-streaming 1. A Release 4 az újgenerációs hálózati koncepciónak megfelelően módosította a szabványokat, megjelent a programvezérelt kapcsolóközpont (SoftSwitch) az áramkörkapcsolt hálózatban. A Release 5 az IP alapú kommunikációra helyezte a hangsúlyt. A Release 6 már a teljesen forgalmat elosztottan, IP alapon képzeli el, és a különféle technológiák (2G, 3G, WLAN) integrálását is céljául tűzte ki, így beteljesülni látszik az All-IP koncepció megvalósulása 2 [66]. 1.2. Az IP Multimédia alrendszer Miközben az egy főre eső telefonhasználat (MOU Minutes Of Use) folyamatosan növekszik, a versenyhelyzet miatt az egy főre eső, beszéd alapú szolgáltatásokból származó átlagjövedelem (ARPU Average Revenue Per User) folyamatosan csökken. Azért, hogy bevételeiket növeljék, a hálózatszolgáltatók új lehetőségeket, új szolgáltatásokat kívánnak bevezetni [60]. Az IMS az UMTS rendszer opcionális része. A módosított moduláció, és az alap architektúra nagyobb átviteli sebességet, bárhol és bármikor elérhető kommunikációt és személyre szabható szolgáltatásokat biztosít, sőt, felsőbb rétegeket, protokollokat is bevonva a mobil végberendezések és a hálózatok közötti különbségek is eltüntethetőek. Az IMS lehetőséget ad ezen felül az IP alapú telekommunikációra és multimédiás kapcsolatok egyszerű, szabványos létrehozására is. Lényegében nem más, mint egy kapcsolatvezérlési réteg a csomagkapcsolt hálózat felett, amely SIP protokollt használ. A SIP segítségével létrehozhatunk, módosíthatunk és megszüntethetünk, akár több komponensű multimédia kapcsolatokat két vagy több szereplő között. Így az IMS-el lehetőség van többek között telefonálásra, multimédia szolgáltatások kialakítására, videókonferencia létrehozására, interaktív játékokra, tetszőleges zene és videó lejátszására (streaming), 1 a streaming szó a megfelelő magyar kifejezés hiányában angolul szerepel a dolgozatban 2 A diplomamunka 2. fejezete a Release 5, és a Release 6 jelenleg elérhető dokumentumain alapul

1. FEJEZET. BEVEZETŐ 12 távoli felügyeletre és irányításra, banki tranzakciók lebonyolítására (mobile banking), helyfüggő szolgáltatások igénylésére, stb. A nyújtható szolgáltatásoknak egyedül a végberendezés és az elérhető minőség (QoS Quality of Service) szab határt. A GSM/GPRS rendszerben adatforgalom lényegében csak a felhasználó és a mobil hálózat elemei között folyt, felhasználótól felhasználóig nem volt csomagkapcsolt adatforgalom. Az IMS bevezetésével megjelennek a felhasználók közötti valós idejű csomagkapcsolt szolgáltatások: például a VoIP, Push-To-Talk, vagy a file-csere. Az IMS architektúra vezetéknélküli, UMTS környezetben lett kifejlesztve, de gond nélkül alkalmazható vezetékes környezetben is, elősegítve ezzel a vezetékes és vezetéknélküli hálózatok konvergenciáját. Azért, hogy olyan szolgáltatások is implementálhatóak legyenek, amelyek jelenleg nem léteznek, egy flexibilis szolgáltatási keretrendszer szükséges. A szabványok IMS környezetben nem szolgáltatásokat, hanem a szolgáltatások kialakítását lehetővé tévő szolgáltatási képességeket (Service Capabilities) definiálnak. A nyílt szolgáltatási hozzáférés (OSA Open Service Access) lehetővé teszi, hogy külső alkalmazások férjenek hozzá a különböző hálózati funkciókhoz. Az ezen alkalmazások által elérhető funkciókat SCF-nek (Service Capability Features) nevezik, és az alkalmazás egy szabványosított OSA interface-en keresztül (API Application Programming Interface) férhet hozzájuk, amely független az operációs rendszertől, és a használt programozási nyelvtől. A számlázáshoz tartozó SCF például lehetővé teszi, hogy az alkalmazások lekérdezzék, módosítsák az előfizetők számláját, levonják arról a szolgáltatás árát. A Parlay [78] egy jól dokumentált megvalósítása e nyílt interface-eknek. Az így definiált szolgáltatási képességek két nagy kategóriába sorolhatóak: alapvető telekommunikációs szolgáltatások (Basic Telecommunication Services) és kiegészítő szolgáltatások (Supplementary Services). Az első tovább bontható hordozó (Bearer) és telefon (Telephone) szolgáltatásra. A hordozó szolgáltatás az adatátvitelt valósítja meg, így támogatnia kell a valós és nem valós idejű hangot és beszédet, a file átvitelt és a multimédia alkalmazásokat és így az ezekhez tartozó forgalmi minőséget is. A telefon szolgáltatás az alapvető mobil telekommunikációs szolgáltatásokat biztosítja: beszéd, vészhívás, rövid szöveges üzenet. A kiegészítő szolgáltatások az alapszolgáltatásokból felépíthető extra szolgáltatások. Mivel tetszőleges számú szolgáltatás elképzelhető, fontos, hogy a felhasználók megtalálják a nekik szánt szolgáltatást, akár külföldön is. Ennek fényében célszerű egy automatikus szolgáltatás felderítést (Service Discovery) kifejleszteni. Ezzel a szabványos felülettel a külső alkalmazásszolgáltatók szinte tetszőleges alkalmazást, szolgáltatást implementálhatnak, beleértve az alapvető telekommu-

1. FEJEZET. BEVEZETŐ 13 nikációs szolgáltatásokat is, ezért a hálózatoperátoroknak nem feltétlenül szükséges e szolgáltatások biztosítása. Amennyiben egy külső fél lehetővé teszi az előfizetőknek a telefonálást, SMS küldést, és a jelenleg elérhető funkciókat, a hálózatüzemeltetőknek elég csak az infrastruktúrát szolgáltatni, mindenféle egyéb szolgáltatás nélkül. A hálózatüzemeltetők választhatnak, hogy továbbra is nyújtják az alapvető telekommunikációs szolgáltatásokat, megpróbálnak lépest tartani a folyamatos és gyors szolgáltatásfejlesztéssel, vagy teljes egészében átalakulnak infrastruktúra szolgáltatóvá (IP Pipe Provider) [59]. A virtuális környezet (VHE Virtual Home Environment) egy másik fontos hordozhatósági koncepciója a 3G mobil rendszereknek. Az IMS architektúrában használt VHE lehetőséget ad a felhasználónak, hogy itt tárolja fontosabb adatait, beállításait, paramétereit, és azokat használja tetszőleges hálózatban és berendezéssel [9]. Összefoglalva az IMS egy olyan vezetékes és vezetéknélküli konvergenciát elősegítő architektúra, amely a nyújtható szolgáltatások széles skáláját támogatja a SIP által biztosított flexibilitással. A támogatott szolgáltatások körébe tartoznak a tradicionális telefon szolgáltatások és olyan egyéb szolgáltatások, mint az Instant Messaging, a Push-To-Talk, a videó letöltés, multimédiás üzenetküldés és sok más egyéb. Az architektúra számlázás szempontjából fontos elemeit az 1.4.3 fejezet mutatja be. 1.3. Üzleti modellek Egy új rendszer bevezetése során a pontos üzleti modell meghatározása szükségszerű. Egy többfajta szolgáltatásokat nyújtó telekommunikációs hálózatban több szerepkör létezik, és e szereplők között a szabványosított kommunikáció elengedhetetlen. UMTS környezetben a következő fontosabb szerepköröket definiálhatjuk: Hálózatoperátor (Network Provider) A hálózatoperátor a mobil telekommunikációs hálózat infrastruktúráját szolgáltatja. Biztosítja a beszéd vagy adattranszportot a hálózat két felhasználója között. Mivel az UMTS szolgáltatók nagy valószínűséggel a korábbi GSM szolgáltatók közül kerülnek ki, már induláskor rendelkezésükre áll egy működő számlázási és ügyfélnyilvántartó (CRM Customer Relationship Management) rendszer. Ennek fényében várható, hogy a szolgáltatások számlázását továbbra is a hálózatoperátorok fogják végezni. Feladatuk közé tartozik a valós idejű számlázás, az ár és kredit kontroll, valamint szabványos interface-ek biztosítása a szolgáltatások nyújtásához és adminisztrálásához.

1. FEJEZET. BEVEZETŐ 14 Alkalmazásszolgáltató (Service Provider) Az alkalmazásszolgáltató az UMTS hálózaton, rendszeren keresztül elérhető szolgáltatásokat biztosítja. Felhasználja a hálózatoperátor által biztosított szabványos API-kat, és a tartalomszolgáltatótól kapott adatokat, tartalmat. Az alkalmazásszolgáltató olyan szolgáltatásokat nyújt, amelyek többlet értéket adnak a transzport szolgáltatásokhoz. Tartalomszolgáltató (Content Provider) A tartalmak előállításáért felelős szereplő. Olyan szolgáltatásnál lehet különálló szerepkör, ahol a tartalom és az alkalmazás könnyen elszeparálható egymástól például hírek, időjárás, zene, vagy csengőhang. Szolgáltatás aggregáló A szolgáltatás aggregáló feladata, hogy több alkalmazásszolgáltató szolgáltatását egyesítse, és így egy egységes formában tegye hozzáférhetővé például NetPincér [79]. Előfizető (Subscriber) Felhasználó, aki a mobil hálózaton keresztül végberendezésével szolgáltatásokhoz és tartalmakhoz fér hozzá. A fent említett szerepkörök jól elkülönített szereplői az UMTS rendszernek, igaz a hálózati infrastruktúra-, alkalmazás- és tartalomszolgáltató szerepek összeolvadhatnak. Így előfordulhat, hogy mindhárom szerepkört, vagy az infrastruktúra és alkalmazás, vagy az alkalmazás és tartalom szolgáltatás szerepkörét ugyanaz a szereplő tölti be. Az infrastruktúra és a tartalom szolgáltatásának összeolvadása az alkalmazásszolgáltató szerepkör nélkül valószínűtlen. A felhasználó szinte bármelyik szereplővel kapcsolatban állhat, és egy szolgáltatás igénylése esetén annak ellenére, hogy a szolgáltatásban az összes szereplő részt vett csak egy szereplőnek szeretné téríteni a szolgáltatás árát. Ez a kiemelt szereplő ezek után elrendezi a többi szolgáltató felé a tartozást. Látható, hogy valószínűleg nem lesz egy általános, mindenhol, mindenkor alkalmazható üzleti modell, és a piaci előny megszerzése csak nagyfokú flexibilitással érthető el [28]. A szereplőknek rugalmasan kell alkalmazkodniuk az egyes szolgáltatásokhoz, felhasználói csoportokhoz, szokásokhoz, és folyamatosan alakítaniuk, változtatniuk kell az üzleti modellen. Mivel feltételezésünk szerint az egyes szolgáltatásokat, illetve tartalmakat egy harmadik fél is nyújthatja, a technológiai nehézségek mellett meg kell birkózni a jogi problémákkal, mivel egymás azonosítása, az előfizetők egyes adatainak kiszolgáltatása, valamint a nyújtott funkciók szolgáltatása ezt megkívánja. Természetesen a felhasználó által fizetett pénzt szét kell osztani a tartalom-, alkalmazásés a hálózatszolgáltató között, így ennek pontos meghatározását is szerződésben kell lerögzíteni. A felhasználó azonban csak egyszer, egy helyen szeretne fizetni (One-Stop-Shopping koncepció), ezért a szolgáltatóknak valamilyen kapcsolatot kell fenntartaniuk, majd rendszeres időközönként (azonosítás után) el kell számolniuk egymással. Egymás számlázása viszonylag könnyen megoldható, de a helyes

1. FEJEZET. BEVEZETŐ 15 1.1. ábra. Hálózatoperátor centrikus üzleti modell és igazságos szolgáltatásnyújtáshoz az összes szolgáltatónak tisztában kell lennie a felhasználó pénzügyi helyzetével, hogy megfelelő esetben meg tudja tagadni a szolgáltatás, tartalom elérését. A pontos számla kiszolgáltatása azonban az előfizető személyiségi jogai miatt nem lehetséges. Amennyiben egy szolgáltatásnál jelen van egy külső fél is, a szolgáltatás számlázását végezheti a hálózat szolgáltatója vagy a harmadik fél is. Ez alapján a számlázást tekintve több különböző üzleti modellt különböztethetünk meg [30]. A következő alfejezetben felsorolt modellek egyenként is érvényesülhetnek, de tetszőleges kombinációban is előfordulhatnak a külső szolgáltatók és a felhasználói igények függvényében. 1.3.1. Hálózatoperátor centrikus üzleti modell A hálózatoperátor központú üzleti modellben (1.1 ábra) a felhasználó a hálózati operátorral van direkt kapcsolatban. A szolgáltatások árának meghatározását, a kifizetések kezelését és a szolgáltatások meghirdetését is ő végzi. A tartalmak vagy a külső szolgáltatóktól egy átjárón keresztül jutnak a mobil hálózatba, vagy maga a hálózatoperátor készíti őket. Természetesen a hálózati operátor a külső tartalmakért nem, az adott minőségért pedig csak a mobil hálózaton belül tud felelősséget vállalni. Ez a modell igazodik a legjobban a felhasználói igényekhez, és jelenti a legkisebb problémát az előfizetőknek. Ha a tartalmat külső felek biztosítják, a hálózatoperátornak tudnia kell, hogy hogyan, milyen módon végezze a szolgáltatások számlázását. 1.3.2. Szolgáltatás aggregáló centrikus üzleti modell A szolgáltatás aggregáló központú üzleti modell (1.2 ábra) esetén a szolgáltatások egy portálon keresztül érhetőek el, így a felhasználónak elegendő a portál címé-

1. FEJEZET. BEVEZETŐ 16 1.2. ábra. Szolgáltatás aggregáló centrikus üzleti modell nek ismerete a szolgáltatások igényléséhez. A kapcsolatot a hálózatoperátorral a portál tulajdonosok a szolgáltatás aggregálók, és nem az alkalmazás / tartalomszolgáltatók tartják. A megoldás során a hálózatoperátoroknak kevesebb szolgáltatóval kell megegyezniük, így a felesleges adminisztratív terhektől is megszabadulnak, ráadásul a megalkotott üzleti modell modulárisabb és könnyebben kezelhető lesz. A modellben a felhasználó elsősorban a szolgáltatás aggregálóval van kapcsolatban, de fenntarthatja kapcsolatát a hálózatoperátorral is. A tartalmak, szolgáltatások árának meghatározását a portál tulajdonosa végzi és kezeli, viszont a kapcsolat megteremtéséért a felhasználó a hálózatoperátornak fizet. A szolgáltatás aggregálók beszámíthatják a szolgáltatás árába a hozzáférési díjat, így megoldható, hogy a felhasználóknak csak a szolgáltatásért kelljen fizetniük. 1.3.3. Alkalmazásszolgáltató centrikus üzleti modell Az alkalmazásszolgáltató központú üzleti modell (1.3 ábra) hasonló a szolgáltatás aggregáló centrikus üzleti modellhez, de a tartalom aggregáló szerepét a tartalomszolgáltató veszi át. Ez a megoldás elsősorban egyedi szolgáltatással rendelkező cégek esetén fordulhat elő, aki hozzáigazítják szolgáltatásaikat a mobil környezethez. Mivel ebben a modellben nincs szolgáltatás aggregáló szerep, a hálózatoperátornak minden céggel külön kell megegyeznie, így elveszik az előző modellnél bemutatott előny. A megoldás fő hátrányai, hogy a tartalomszolgáltatóknak maguknak kell megoldaniuk a számlázás problémáját (amely adott esetben többe kerülhet, mint maga a szolgáltatás), valamint, hogy a felhasználónak minden egyes tartalomszolgáltatóval külön kell elrendeznie a számlát. Ez a megoldás sok tartalomszolgáltató esetén problémát jelenthet. Így ez a modell nyújtja a legnagyobb szabadságot a szolgáltatások körében, de a legnagyobb adminisztratív overhead-et is.

1. FEJEZET. BEVEZETŐ 17 1.3. ábra. Alkalmazásszolgáltató centrikus üzleti modell 1.4. ábra. Rejtett hálózatoperátor modell 1.3.4. Rejtett hálózatoperátor modell Az 1.4 ábra a rejtett hálózatoperátor modellt szemlélteti. A modell lényege, hogy a felhasználó csak az alkalmazás-, vagy tartalomszolgáltatóval van kapcsolatban. A megoldás akkor alkalmazható, ha az alkalmazás-, vagy tartalomszolgáltatónak igen erős felhasználói bázisa, és márkája van. A modellben a külső szolgáltató biztosítja a végkészüléket a felhasználónak, és a hálózatoperátor a külső szolgáltatót terheli a hozzáférés költségéért. A felhasználónak akár nem is kell tudnia a hálózatoperátor személyéről, és csak a külső szolgáltató által meghatározott szolgáltatásokat tudja igénybevenni. 1.4. Az UMTS rendszer tagolása Egy telekommunikációs hálózat alapvetően két fő részre bontható. A hálózat egyik részét képezik az előfizetők, felhasználók tulajdonában lévő végkészülékek (User

1. FEJEZET. BEVEZETŐ 18 1.5. ábra. Az UMTS architektúra tagolása Equipment, Mobile Station), másik részét pedig a telekommunikációs szolgáltatásokat lehetővé tevő infrastruktúra. UMTS környezetben az előbbit User Equipment domain-nek, az utóbbit Infrastructure domain-nek nevezik. A User Equipment domain a végberendezésen kívül tartalmazza a USIM domain-t, amely lényegében a SIM (Subscriber Identity Module) kártya. Ez a kártya egyrészről tartalmazza a felhasználó adatait és lényeges információit, másrészről a hálózatoperátor beállításait, és esetleges programjait például extra menüpont a telefon menüjében. Az Infrastructure domain funkcionálisan hozzáférői hálózat (AN Access Network) és maghálózat (CN Core Network) részekre tagolható. Az AN feladata, hogy a megfelelő moduláció és átviteli technika segítségével a mobil végberendezés és a CN közötti rádiós kapcsolatot megteremtse. A CN nyújtja az igénybe vehető szolgáltatásokat. Ezen belül helyezkedik el a Serving Network domain (SND) a Home Network domain (HND) és a Transit Network domain (TND). A SND a CN funkcióit reprezentálja, feladata többek között a hívásirányítás (call routing) és az adattovábbítás. Az otthoni, honos hálózat (HND) a felhasználó helytől független adatait tárolja, és ez a domain végzi el az olyan szükséges adminisztratív tevékenységeket, mint az autentikáció, vagy a számlázás. A TND a SND-ek közötti adatátvitelt valósítja meg. A logikai részeket, domain-eket, valamint azok kapcsolatát az 1.5 ábra mutatja. A CN más felosztásban tovább bontható áramkörkapcsolt (CS Circuit Switched), csomagkapcsolt (PS Packet Switched) és IP Multimédia (IM) alrendszerre. A CS alrendszer továbbra is az áramkörkapcsolt szolgáltatásokhoz tartozó kapcsolatokért felelős, mivel azonban az UMTS rendszerben mindenfajta kommunikáció IP alapon van elképzelve, e rétegnek egyre kisebb szerep jut a jövő kommunikációs hálózatában. A PS alrendszer a csomag alapú kapcsolatokért felelős, erre az alrendszerre épül az IM alrendszer (IMS), amely az IP alapú multimédia és telefon szolgáltatásokért felelős [65]. Ugyancsak az IMS felelős a szabványos, nyílt interface-ekért, melyeken keresztül külső szolgáltatók kapcsolódhatnak a mobil

1. FEJEZET. BEVEZETŐ 19 1.6. ábra. Az áramkörkapcsolt alrendszer architektúrája hálózathoz. A következő alfejezetek az Infrastructure domain számlázás szempontjából fontos elemeit szemléltetik a különböző alrendszerekben. Az egyes működési módok leírása, az elemek pontos feladata a 2.6 fejezetben található. 1.4.1. Az áramkörkapcsolt alrendszer architektúrája Az 1.6 ábra az áramkörkapcsolt (CS) alrendszer architektúráját szemlélteti. rendszer fontosabb elemeit és azok funkciót a következő felsorolás tartalmazza. A Mobile Station A felhasználó, előfizető végberendezése. A felhasználó ezzel a készülékkel igényli, küldi és fogadja a hálózat felöl / felé az adatokat. A végberendezés képességei befolyásolják, leszűkítik a hálózat által nyújtható szolgáltatások körét. A készülék általában az előfizető birtokában van. Base Station A vezetékes maghálózat (Core Network) és a rádiós kapcsolattal rendelkező felhasználói végberendezés (Mobile Station) közötti kapcsolatot teremti meg. Az elem a hálózatoperátor birtokában lévő Infrastructure domain része.

1. FEJEZET. BEVEZETŐ 20 MSC (Mobile Switching Centre) A mobil kapcsolóközpont a CS alhálózat legfontosabb eleme. Feladata többek között a hívásirányítás és az útvonalválasztás. Lényegében ez az elem teremt kapcsolatot a hálózat két távoli berendezése között. GMSC (Gateway Mobile Switching Centre) Egy olyan speciális MSC, amely más mobilhálózatokkal (PLMN), vagy vezetékes telefonhálózatokkal (PSTN) teremt kapcsolatot. Lényegében egy átjáró (gateway) szerepét tölti be, és jelzéskonverziót valósít meg a különböző technológiák között. PLMN (Public Land Mobile Network) Más hálózatoperátor birtokában lévő mobil telekommunikációs hálózat. PSTN (Public Switched Telephone Network) Általában más hálózatoperátor birtokában lévő vezetékes telekommunikációs hálózat. BS (Billing System) A mobil hálózat számlázóközpontja. Ez az egység kezeli az előfizetők számláját, és a pénzügyi tranzakciókat a felhasználók, külső szolgáltatók és más infrastruktúra szolgáltatók között. OCS (Online Charging System) A valós idejű (online) számlázás megvalósításáért felelős logikai entitás. CTF (Charging Trigger Function) A hozzá kapcsolódó hálózati elem bizonyos e- seményeire (lásd 2.3 fejezet) számlázási információk küldését indítja el (trigger-eli). Valós idejű számlázás esetén az OCF-el tartja a kapcsolatot, és kezeli a szolgáltatásokhoz tartozó ideiglenes számlát. CDF (Charging Detail Function) A számlázási esemény hatására szabványos formába összeállítja és továbbküldi a szolgáltatáshoz tartozó számlázási információt. CGF (Charging Gateway Function) A CDF-től kapott számlázási információkat összegyűjti, ideiglenes tárolja (buffereli), átalakítja, preprocesszálja, majd továbbküldi a számlázó központnak. OCF (Online Charging Function) Az OCS funkcióját megvalósító logikai entitás. A felhasználó számlájának, és az igényelt szolgáltatás paramétereinek függvényében megfelelő mennyiségű pénzösszeget foglal le a szolgáltatást nyújtó hálózati elem részére. A hálózati elemhez tartozó CTF-el kommunikál. ABMF (Account Balance Management Function) A felhasználó számláját menedzseli az OCS-en belül. RF (Rating Function) Az egyes szolgáltatások árát meghatározó funkció.

1. FEJEZET. BEVEZETŐ 21 1.7. ábra. A csomagkapcsolt alrendszer architektúrája 1.4.2. A csomagkapcsolt alrendszer architektúrája Az 1.7 ábra a csomagkapcsolt (PS) alrendszer architektúráját szemlélteti. Az alrendszer legtöbb eleme megegyezik az 1.4.1 fejezetben bemutatott architektúra elemeivel. Az eltérő elemeket és azok funkciót a következő felsorolás tartalmazza. SGSN (Serving GPRS Support Node) A csomagkapcsolt adat továbbítását kezelni képes hálózati elem. Főbb funkciói közé tartozik az útvonalválasztás és a csomagtovábbítás, így leginkább egy router funkcióit valósítja meg. GGSN (Gateway GPRS Support Node) Olyan hálózati elem, amely a külső, publikus Internet, és a csomagkapcsolt mobilhálózat közötti kapcsolatot teremti meg. 1.4.3. Az IM alrendszer architektúrája Az 1.8 ábra az IM alrendszer architektúráját szemlélteti. Az alrendszer a csomagkapcsolt alrendszer felett elhelyezkedő kapcsolatvezérlési réteg, így felhasználja a

1. FEJEZET. BEVEZETŐ 22 1.8. ábra. Az IM alrendszer architektúrája PS alrendszer által nyújtott hordozószolgálatot. A csomagkapcsolt illetve áramkörkapcsolt architektúrában nem szereplő elemek leírását a következő felsorolás tartalmazza. CSCF (Call Session Control Function) Az elem a kapcsolatokhoz tartozó végpontok regisztrációját végzi, valamint megoldja a SIP jelzési üzenetek útvonalirányítási feladatát, a megfelelő alkalmazásszerver kiválasztását. AS (Application Server) A végfelhasználóknak nyújtott szolgáltatások kialakítását lehetővé tevő elem. Az AS által biztosított szabványos keretrendszer segítségével könnyen és gyorsan fejleszthetőek különböző, más technológiával is együttműködni képes alkalmazások és szolgáltatások. MRFC (Media Resource Function Controller) A különböző médiát szolgáltató média szerverekhez kapcsolódva segíti az erőforrások vezérlését, hatékony kihasználását és elosztását. MGCF (Media Gateway Control Function) A SIP jelzésekkel és a média gatewayek által használt jelzési protokollokkal együttműködve kezeli a média átjárók

1. FEJEZET. BEVEZETŐ 23 kiépített kapcsolatait. A reguláris telefonhálózat és a SIP kapcsolatok között valósít meg jelzéskonverziót. BGCF (Breakout Gateway Control Function) A külső hálózatok (PSTN/PLMN) kiválasztását, és a hozzájuk tartozó IP kapcsolatok erőforrás-lefoglalását végzi. IMS GWF (IMS Gateway Function) Az OCS által kiadott vezérlőüzeneteket konvertálja a SIP alkalmazásszerverek által megérthető vezérlőüzenetekké. CCF (Charging Collection Function) IMS környezetben a CGF funkcionalitását látja el.

2. fejezet Számlázás UMTS környezetben Mint már említettük az UMTS rendszer bevezetése hatalmas beruházási költségekkel jár. A beruházók természetesen szeretnék befektetett pénzüket viszontlátni, ehhez azonban új szolgáltatások, új favorit applikációk (Killer Application) kellenek. A jelenlegi GSM rendszerben a bevételek 90%-át a hang alapú szolgáltatások [27], a fennmaradó rész nagy hányadát pedig az SMS adja. Az UMTS rendszeren valószínűleg nem lesz meghatározott favorit applikáció, sokkal inkább valószínűsíthető, hogy a jelenleg is meglévő szolgáltatások lesznek jobban használhatóak, népszerűbbek az új környezetnek, multimédiás támogatásnak, és az LBS-nek köszönhetően [27]. A szolgáltatások nyújtása mellett természetesen gondolni kell a szolgáltatás számlázására is. A szolgáltatás ellenértéke bevételt biztosít a szolgáltatónak, és egyfajta forgalmi korlátozásra (Traffic Shaping) is alkalmas. Egy számlázó rendszer installálása és fenntartása azonban hatalmas beruházási (CAPEX - CAPital EXpanditure) és fenntartási (OPEX OPeration EXpenses) költséget jelent. Ez olyannyira igaz, hogy az ingyenes ISP-k (Internet Service Provider) azért engedhetik meg maguknak, hogy térítésmentesen szolgáltassanak Internet hozzáférést, mert számlázórendszer hiányában a fenntartási költségük elenyésző bevételük a telefonhálózat szolgáltató Internet-csatlakozás utáni bevételének meghatározott százaléka [47]. Egy másik igen fontos, és az eddigieknek viszonylag ellentmondó kritérium az egyszerűség. A felhasználók körülbelül 73%-a részesíti előnyben az átalánydíjas (Flat Rate) számlázást, és a szignifikáns üzleti résztvevők körülbelül fele gondolja úgy, hogy 2010-re a használat alapú (csomag, perc) számlázást mindenhol felváltja az átalánydíjas számlázás [26]. Ennek előnye (a felhasználói elégedettség 24

2. FEJEZET. SZÁMLÁZÁS UMTS KÖRNYEZETBEN 25 mellett), hogy jóval könnyebb és áttekinthetőbb a szolgáltatások számlázása. Az előre vásárolt (pre-paid) kártyás rendszer azonban nem összeegyeztethető ezzel a koncepcióval, így ott továbbra is csak a használat alapú számlázás marad megvalósítható. Mindemellett pre-paid esetben is van lehetőség közelíteni a felhasználói elvárásokat, ha a szolgáltatásokat a tartalom, és nem a felhasznált erőforrás függvényében számlázzuk. Sokkal érthetőbb a felhasználók számára, ha például a csengőhangokat, videókat, képeket darabszámra vásárolják, és nem azok mérete, a letöltött byte-ok száma után kell fizetniük [28]. 2.1. Definíciók A telekommunikációs és az Internet világban a számlázással kapcsolatos definíciók eltérnek. A különbség abból adódik, hogy az IETF (Internet Engineering Task Force) inkább a protokollokra, még a 3GPP sokkal inkább a hálózati elemek pontos specifikációjára koncentrál. A helyzetet nehezíti, hogy a számlázás során használt definícióknak (charging, accounting, billing) nincsen pontos magyar megfelelője. A telekommunikációs világ értelmezését figyelembe véve a charging díjazásnak, a billing számlázásnak, az accounting pedig levonásnak fordítható. A következőkben felsoroljuk a számlázással kapcsolatos fontosabb definíciókat, és a két szervezet által adott értelmezésüket. Charging (3GPP) Azon funkciók összessége, melyek a számlázható eseményhez tartozó információkat összegyűjtik, megformázzák és továbbítják azért, hogy a szolgáltatások használata megállapítható, és a felhasználó számára kiszámlázható legyen. Billing (3GPP) Azon funkciók összessége, melyek az előfizetők részére a számlázási információkból fizetési kötelezettséget jelentő számlát készítenek. Accounting (3GPP) Az a procedúra, amely szétosztja a költségeket és bevételeket az üzleti modell szereplői között. Charging (IETF) Azon funkció, amely meghatározza a nem pénz alapú (Non-Monetary Unit) árat a számlázáshoz a szolgáltatás és felhasználó specifikus tarifákból. Billing (IETF) Az a funkció, amely a díjazás (charging) által meghatározott összegből valós árat, pénzt (Monetary Unit) határoz meg, és a felhasználó számára egy végleges számlát állít össze. Accounting (IETF) Az a funkció, amely az erőforrás-felhasználásokhoz tartozó számlázási adatok kezelését, összegyűjtését, tárolását és továbbítását valósítja meg.

2. FEJEZET. SZÁMLÁZÁS UMTS KÖRNYEZETBEN 26 Látható, hogy különbségek ugyan vannak, de az IETF által definiált levonás (accounting) megfeleltethető a telekommunikációs világ által definiált díjazásnak (charging). Ugyancsak az IETF díjazása és számlázása (charging, billing) megfeleltethető a 3GPP számlázási definíciójának. A telekommunikációs ipar által használt levonásnak (accounting) nincs megfelelője, mivel e funkció megvalósítása kimutat az IETF szabványosítási tevékenységéből [44]. 2.2. A szolgáltatás árának összetevői Mivel egy komplexebb szolgáltatás nyújtásában szereplők egész lánca vehet részt, a szolgáltatás ára több összetevőből áll, melyeket az egyes szereplőknek kell fizetni. A szolgáltatás árának meghatározása leginkább közgazdasági kérdés, és így elsősorban a felhasználói igények határozzák meg. Az ár kialakítása során azonban két markáns összetevővel mindenképpen számolni kell. Amennyiben a szolgáltatás ára nem emelhető e két összetevő ára fölé, úgy a szolgáltatás veszteséges lesz. Az első ilyen összetevő a felhasznált tartalom (content) ára, amelyet a szerzői jogok és igények, és nem a technológia határoz meg. A második összetevő a transzport szolgáltatás ára, amely a következő összetevőkből áll: fix összeg, amely a hálózati infrastruktúra szolgáltatásából ered, a hálózathoz való csatlakoztatás ára, a hálózat növelésének költsége, egy IP csomag küldésének az ára, a QoS biztosításának az ára. A több szereplő miatt a számlázás során szét kell tudni választani a tartalom, a szolgáltatás és a transzport szolgáltatás árait, hogy minden szereplő számára igazságos számlázást biztosítsuk, és minden üzleti fél megkapja a neki járó összeget. 2.3. Számlázási információ Egy elosztott, csomagkapcsolt rendszerben a szolgáltatások számlázását csak úgy lehet megoldani, ha a szolgáltatás nyújtásában résztvevő elemek (felhasználó, SND, harmadik fél) információkat küldenek a számlázást végző elemnek. E számlázási információkat a mobil telekommunikációs rendszerekben CDR-eknek nevezik. A GSM rendszerben, és a korai UMTS specifikációkban a CDR a Call Detail

2. FEJEZET. SZÁMLÁZÁS UMTS KÖRNYEZETBEN 27 Record (részletes hívás információ) rövidítése volt, még az újabb szabványokban ehhez a rövidítéshez a Charging Data Record (számlázási információ) feloldás tartozik. A CDR-ek valójában attribútum-érték párok (AVP Attribute Value Pair) halmaza, amelyek minden lényeges információt tartalmaznak a felhasznált erőforrásokról és szolgáltatásokról. A CDR-ek tehát tartalmazzák az adat szemantikájára utaló attribútumokat és a hozzájuk tartozó értékeket. A CDR-ek pontos specifikációja a felhasználható attribútumok listája megtalálható a [13], [14], [15] és [16] irodalmakban. Amennyiben e számlázási információk egy külső féltől származnak, úgy meg kell oldani az információk validálását és integritás ellenőrzését. A flexibilitás érdekében célszerű az egyes szolgáltatási rétegekhez (tartalom, vezetékes infrastruktúra, rádiós hálózat) külön CDR-eket generálni. Egy országos méretű, több millió felhasználót tartalmazó hálózatban a számlázási információk feldolgozása hatalmas számítási kapacitást igényel. Ha egy telekommunikációs hálózat 350 millió CDR-t produkál naponta, és egy számlázási információ feldolgozása 1 ms, akkor az egy napi mennyiség feldolgozása több mint 4 napig tartana, amely a legjobb indulattal sem nevezhető valós idejű működésnek [49]. Ráadásul rengeteg olyan hibalehetőség adódik (hibás CDR, hiányzó értékek, nem validált forrás) feldolgozás közben, amelyeket rövid idő alatt kell tudni kezelni. Mivel a CDR-ek minden információt tartalmaznak a szolgáltatás igényléséről, felhasználási körük túlmutat a számlázáson. Ennek fényében a CDR-ekben tárolt adatok segítségével lehetőség van: előfizetők számlázására a hálózat és szolgáltatások használatáért, a fix hálózaton történő adatok és szolgáltatások számlázására a hálózatok üzemeltetői között, a szolgáltatás-kihasználás analizálására, igénybe vett szolgáltatások dokumentálására, esetleges reklamációk esetére, adatbányászati módszerek segítségével különböző összefüggések keresésére, felhasználói viselkedések analizálására, viselkedési módok meghatározására (subscriber usage patterns), csalások, visszaélések felderítésére. A CDR-eket a hálózati elemek elsősorban a szolgáltatás végén küldik, azonban hosszabb szolgáltatás igénylés esetén nagy mennyiségű érték halmozódhat fel, így egyetlen számlázási információ túl nagy értéket képviselne ahhoz, hogy egy egyszerű hálózati hiba miatt elveszhessen. Ráadásul az Always On koncepció miatt a szolgáltatás vége fogalom is értelmét veszti. Az ilyen szolgáltatások (Long Calls) számlázásához találták ki, hogy szolgáltatás közben, bizonyos időközönként