Applications Pcc Efort

Copyright EFORT 2014 1

Les Applications PCC(Policy and Charging Control)

EFORThttp://www.efort.com

Dans un premier tutoriel EFORT sur le thme PCC a t dcrite larchitecture PCC. Cetutoriel est disponible lURL :http://efort.com/r_tutoriels/PCC_EFORT.pdfDans ce second tutoriel, sont prsentes les diffrentes applications pouvant tre offertes vialarchitecture PCC.

1 PCC : Une Dfinition

Les oprateurs mobiles ont besoin de contrler l usage par leurs clients de la data mobileafin d accepter/refuser des flux IP ; par ailleurs l oprateur doit proposer de la QoS pour lesservices IP de l oprateur (e.g., Voix sur IP, TV mobile, streaming), etc. La notion de Policycontrol est lie aux fonctions dautorisation/blocage et de QoS des flux IP. La notion de charging control est relative la taxation des flux IP. L architecture qui met en uvre cescontrles s appelle PCC (Policy and Charging Control).

Les rseaux de donnes mobiles fonctionnent en mode connect. Lusager tablit uneconnectivit de bout en bout entre l UE et le nud qui termine l accs (GGSN en 2G/3G etPDN GW en 4G) pour mettre/recevoir des paquets IP. Cette connectivit s appelle uncontexte PDP (2G/3G) ou un bearer (4G).Le but des oprateurs est dtre capable sur le contexte PDP/bearer :

didentifier les flux IP qui sont transports sur le contexte PDP; en effet, chaque fluxdoit tre caractris afin d appliquer sur ce flux des rgles PCC.

dautoriser ou bloquer ces flux IP (e.g., dans l offre myFriends d Orange France, lesseuls flux autoriss sont Fecebook et Twitter; tout autre flux doit tre bloqu)

doffrir chaque flux une QoS (e.g., lorsque le fair use est atteint, tous les fluxachemins vers Internet ont un dbit trs faible jusqu au prochain cycle defacturation)

de taxer chaque flux selon diffrents critres tels que le volume, la dure,lvnement, etc. (e.g., si le client est prpay il paiera grce son crdit prpay enfonction du volume de trafic chang durant sa session Internet).

Le policy control est mis en uvre via des interactions entre la fonction PCEF et la fonctionPCRF (policy server). Le charging control est mis en uvre via des interactions entre lafonction PCEF et les charging systems (cf premier tutoriel PCC).


Figure 1 : Policy and Charging Control

2 Applications PCC

Parmi les applications PCC possibles figurent celles dcrites ci-dessous. La liste nest pasexhaustive et chaque oprateur essaie de se diffrencier et daugmenter son ARPU via lamise en uvre dapplications PCC propres son contexte et aux profils de ses clients.

Fair Usage : Avec les smartphones, il est possible de regarder des vidos en ligne enstreaming, de regarder la TV mobile de son oprateur, de jouer des jeux multimdia enrseau, dcouter de la musique en ligne, de surfer sur Internet ou encore dtre toujoursconnect sur les rseaux sociaux (Facebook, Twitter, etc). Autant de pratiques quisollicitent dautant plus le rseau data mobile en matire de volume donnes changes.Plus le contenu est important et multimdia, e.g., la vido, plus le rseau est charg, cest--dire quil est moins fluide. Do le principe du fair use; un plafond pour le confort de tousDe facto, si tous les utilisateurs visionnent une vido en mme temps et en permanence,alors les changes seraient particulirement lents et inconfortables en matire d exprience utilisateur . A ce titre, les oprateurs ont dcid de dlimiter un plafondcorrespondant un volume de donnes sur un cycle de facturation, gnralementcorrespondant un mois. Il sagit du fair use qui signifie utilisation quitable . Ainsi,afin que tous les usagers puissent avoir accs une qualit de transmission de donnesconvenable, ce fair use est fait pour une navigation de qualit. Sans ce plafond, les usagersles plus consommateurs, typiquement ceux qui tlchargent en peer to peer. Impacteraientle reste des clients de loprateur car la ressource radio mobile nest pas illimite. Selon lesoprateurs et selon le forfait contract, ce plafond est plus ou moins lev, souvent fix 3Go de donnes par mois pour les abonnements 2G/3G et 5 Go de donnes par mois pourles abonnements 4G. Au-del de ce volume data, le dbit est rduit par exemple 64 kbit/sou 128 kbit/s descendant jusqu la prochaine date de facturation (laccs Internet est alorsbeaucoup plus lent). La mise en uvre du fair-use requiert du policy control pour baisser le

UE

EPS

PDN GW

Connectivit pour le transportdes paquets IP=

Bearer

UE

Rseau 2G/3G paquet mobile

GGSN

Connectivit pour le transportdes paquets IP=Contexte PDP

PCEF

PCEF

PCCPolicyServer

ChargingSystems

PCEF : Policy and Charging Enforcement FunctionUE : User equipmentPCC : Policy and Charging ControlGGSN : Gatexay GPRS Support NodePDN GW : Packet Data Network Gateway

Rseau IP

Services IP (IMS)Tlphonie sur IP, etc.

Services InternetWeb, Mail, Skype,

Facebook etc.


dbit du client ds que le fair use est atteint. Le client peut alors continuer utiliser sa datamobile mais bas dbit.

Freemium : Fremium permet aux oprateurs d acqurir de nouveaux clients en leurpermettant d accder gratuitement certaines applications de l Internet telles que lesapplications communautaires Facebook et Twitter. L oprateur espre que le client seraainsi motiv par souscrire tt ou tard un abonnement data mobile avec fair use. Lefreemium est mis en uvre via du policy control. Il sagit de naccepter que certains flux IP etde bloquer tous les autres.

Bill shock prevention :Suite une dcision de la Commission europenne, les oprateursdoivent envoyer diffrents sms dalerte leurs consommateurs quand leur consommationdata devient trop leve lorsquils surfent ltranger. En clair, les consommateurs reoiventun premier sms quand ils atteignent 80 % du seuil dalerte fix 50 . Ils reoivent ensuiteun second sms leur indiquant quils ont atteint ce seuil dalerte et que leur accs internetest dornavant bloqu sauf s ils dcident quand mme d avoir accs et ce, en envoyant unsms de confirmation. Sils activent cette possibilit, ils reoivent alors un troisime sms leurindiquant le prix par Megaoctet. Tout cela permet d viter le choc de la facture (bill shock).La mise en uvre du service bill shock prevention requiert du policy control bour bloquerlaccs Internet lorsque les 50 ont t atteints, et du charging control pour dterminerquand le client a dpens 50 .

Forfait bloqu : Le client a souscrit un abonnement qui lui permet de disposer dun volumede donnes mensuel. Une fois ce volume atteint, le client est systmatiquement redirig versune URL de recharge o il lui sera propos d acheter un pass permettant de disposer dunvolume supplmentaire. La mise en uvre du forfait bloqu requiert du Policy Control pourla redirection du trafic vers lURL de recharge lorsque le forfait est consomm (e.g., 500 Mo)et du charging control pour dcrmenter le forfait pendant lusage de laccs Internet.

Contrle d application : Les oprateurs mobiles peuvent bloquer certains fluxd application en fonction des autorisations obtenues auprs de lautorit de rgulation (e.g.,skype, peer to peer), applications incompatibles avec le business model de loprateur.

Roaming pass : La data mobile en roaming a un cout gnralement lev. Par ailleurs, silusage utilise ses services Internet en situation de roaming il ne sera prvenu par loprateurque lorsquil aura consomm 50 euros. Pour utiliser en toute confiance ses services Interneten roaming, les oprateurs proposent dsormais des pass Internet en roaming. Lorsque leclient est en situation de roaming, son oprateur lui envoie un SMS ds lattachement unrseau visit pour lui proposer un pass Internet un prix donn pour un volume donn,valable pour une dure de consommation limite. Le but pour l oprateur est la gnrationde revenus et pour le client de consommer sur la base d un forfait et non l usage. A titredexemple, 25 Euros pour un volume de 50 Mo. Cette offre a une dure qui peut par exempletre 24 heures et 50 Euros pour 100 Mo avec une dure de 7 jours. Cela signifie qu partirdu moment ou le client a accept loffre, en mettant un SMS de souscription, il devraconsommer ces 50 Mo (ou 100 Mo) en moins de 24 heures (ou 7 jours), sinon les Mo sontperdus. La mise en uvre du roaming pass requiert du policy control et du charging control.

Turbo button : Ds que le client a atteint son fair-use, sa prochaine requte HTTP estredirige vers un serveur de recharge de loprateur mobile. Ce serveur propose au clientdaugmenter son dbit pour un volume donn afin de patienter dans des bonnes conditionsdusage de ses services de donnes mobiles et notamment ses services Internet jusquauprochain cycle de facturation. Le client, peut acheter 1, 2 ou 3 Go haut dbit par exemple.Ce service appel turbo button ou speed boost permet l oprateur la gnration derevenus et pour le client le confort d accder haut dbit aux applications. Sa mise en


uvre requiert du policy contrl pour augmenter le dbut du client ds que le dernier payle service et le Charging Control pour le paiement du service.

Premium mobile TV : Les clients peuvent vouloir payer plus pour disposer d un service deTV mobile offrant une qualit suprieure sans affecter leur crdit data. Le but pourl oprateur est la gnration de revenus et pour le client une prservation de leur crdit datarestant. Ce service est mis en uvre via du policy control pour assurer une QoS rehaussepour la TV mobile sans impacter le fair use du client.

Contrle parental : Les parents peuvent contrler lusage par leurs enfants des servicesInternet depuis leur mobile ds lors que les parents ont souscrit un abonnement data mobilepour leur enfants. Le parent souhaite que laccs certains sites WEB soit bloqu. Parailleurs le parent peut si le contrle parental est personnalisable depuis une interface WEB,bloquer laccs certaines application telles que Whats App, Facebook, Twitter, Youtube,etc. La mise en uvre de linterdiction daccs certaines URLs requiert du policy control.

Bonus : Lorsque le client recharge son compte prpay data mobile, il obtient un nombre deminutes de communication et/ou un nombre de SMS gratuits. Par exemple les forfaitsInternet 500 Mo (10 ), 1Go (15 Euros), 3Go (20 ) & 5Go (30 ) tous valables pendant 30jours chez un oprateur incluent respectivement 60, 120, 240 et 300 minutes decommunication gratuites vers les mobiles et fixes en France et vers 39 destinationsinternationales. Par contre les forfaits 100 Mo (2,5 ) valable 14 jours et 200 Mo (5 ) valable30 jours ne sont pas associs des bonus en terme de minutes de communicationstlphoniques gratuites.L usager peut aussi disposer d un bonus en terme de QoS amliore (plus le forfait pr-pay achet est lev, plus le dbit est lev), ou un volume de trafic data mobile gratuitmais bas dbit une fois qu il a consomm son forfait prpay data mobile.

Redirection de trafic : L usager voit son trafic WEB redirig vers des sites WEBd information lorsque des vnements se produisent dans sa zone de localisation (e.g.,Tsunami, tremblement de terre, etc) ou lorsque son crdit est puis notamment dans lecadre du forfait bloqu pour lui proposer de recharger son compte. La mise en uvre decette option requiert du policy control pour rediriger le trafic HTTP vers une URL donne.

Multi SIM : Loption multi-SIM permet de partager laccs Internet et certains services deson forfait data mobile tels que la TV mobile de son oprateur, avec un autre quipement(exemple : tablette, mini-PC, etc). En complment de son offre data mobile et en choisissantl'option multi-SIM, le client utilise deux cartes SIM distinctes. La carte SIM de sonsmartphone et la seconde carte SIM qui peut servir dans une tablette, dans un Domino (un routeur 3G Wi-Fi autonome), dans un ordinateur portable ou mme dans un deuximesmartphone, mais la tlphonie et les SMS/MMS ne sont pas pris en charge, contrairement la voix sur IP (VoIP) avec par exemple Skype si ce dernier est autoris par loprateur. LeMulti SIM requiert du policy control afin de baisser le dbit des deux terminaux lorsque lefair-use est atteint.

RAN congestion control : Si sur une aire donne, une congestion survient au niveau radio,le rseau peut alors dgrader tous les clients de basse priorit dans cette zone afin depouvoir rsorber la congestion sans impacter les clients de priorit normale ou haute dans lamesure du possible. La mise en uvre de ce service requiert du policy control. En effet lepolicy control a accs au profil de chaque client dans laire concerne et peut en fonction duniveau de priorit assign au client dgrader ou pas son ou ses bearers de donnes. Leniveau de priorit du client est associ au paramtre de QoS appel ARP (Allocation &Retention Priority). Par ailleurs, il est ncessaire que le policy control obtiennent linformationde congestion RAN auprs dun OMC-R (Operations & Maintenance Center, Radio) aveclequel il doit partager une interface non normalise. Le service RAN congestion control


requiert du policy control pour dgrader la QoS des bearers des clients ayant une prioritbasse (e.g., clients lis des souscriptions M2M).

Qualit de service pour les services multimdia sur IP avec IMS : Les clients disposerontd une option voix sur IP propose par les oprateurs lorsque la VoLTE (Voix sur IP sur LTE)sera mise en uvre. A chaque session VoIP, l oprateur rserve des ressources l accspour garantir la qualit de service au client. Cette ressource sappelle en 4G, le dedicatedbearer. Il sagit dune connectivit avec une QoS conversationnelle tablie en dbut decommunication et libre en fin de communication. La mise en uvre de la QoS pour laVoLTE requiert du policy control qui garantit la mise en place de ce dedicated bearer de QoSconversationnelle pour accommoder le flux voix sur IP.

Qualit de service pour les services temps rels sur Internet (tiered services): Lesclients pourront acheter de la qualit de service pour certains de leurs services sur Internetqui l exigent : Jeux multimdia en rseau o la latence doit tre la plus petite possible,visiophonie skype o le dbit et la latence doivent tre garantis pour la dure de la session,Internet TV o le dbit doit tre maintenu pour la dure de la session. La mise en uvre dela QoS pour la VoLTE requiert du policy control qui garantit la mise en place dun dedicatedbearer de QoS interactive pour accommoder le flux associ au jeu multimdia en rseau, deQoS conversationnelle pour supporter le flux videotlphonie Skype, et de QoS streamingpour le flux Internet TV .

PCC dans le contexte M2M : Permet un groupe de devices M2M lis une mme souscription de ne pas dpasser

ensemble un certain dbit maximum un instant donn en fonction du faire-use degroupe (policy based group). C est un cas de multi SIM ou le nombre de SIMs est trsimportant. Une souscription M2M est associe en moyenne 2000 SIMs. Il sagit depolicy control.

Permet un groupe de devices M2M de n mettre du trafic que pendant certainespriodes de la journe en fonction de la souscription (time controlled). Il sagit l aussi depolicy control. Loprateur peut permettre aux devices M2M de transmettre des donnesen dehors des plages horaires autorises mais induisant un cot supplmentaire pour leclient.

Permet un groupe de devices M2M de n mettre du trafic qu partir d une zone delocalisation donne en fonction de la souscription (low mobility). Il sagit de policy control.

Permet un groupe de devices M2M dmettre du trafic uniquement vers une destinationbien dfinie (adresse IP du serveur devant recevoir les rapports des devices M2M). Ilsagit de policy control.

etc.

Le cours EFORT Policy and Charging Control dans les environnements 3G, LTE, M2M etIMS dfinit PCC, dcrit larchitecture PCC dans les contextes 2G/3G/4G data mobiles, M2Met IMS, les interfaces entre entits de larchitecture, prsente les applications PCC et leurmise en uvre via tous les call flows associs.

Documents

Applications Pcc Efort