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Chapitre 1 : Les systèmes de prépaiement dans les réseaux de

télécommunications

Introduction ......................................................................................................... 2

1.1. Généralités sur la facturation prépayée et la facturation

postpayée ........................................................................................................... 2

1.1.1. Scénario d’appel postpayé............................................................ 2

1.1.2. Scénario d’appel prépayé ............................................................. 3

1.2. La facturation prépayée dans un réseau téléphonique fixe

filaire ................................................................................................................... 4

1.3. Les services prépayés mobiles .......................................................... 7

1.3.1. L'approche « Wireless Intelligent Network » ........................ 8

1.3.1.1. Emission d’un appel avec l’approche WIN ....................... 8

1.3.1.2. Réception d’un appel avec l’approche WIN................... 10

1.3.1.3. Recharge d’un compte prépayé dans l’approche WIN ........................................................................................................................... 11

1.3.2. L'approche « Service Node » ...................................................... 13

1.3.3. L'approche « Hot Billing » .......................................................... 15

1.3.3.1. Initialisation du service prépayé et émission d’un

appel dans l’approche « Hot Billing » ............................................... 16

1.3.3.2. Consultation du solde et recharge d’un compte dans

l’approche « Hot Billing » ...................................................................... 18

1.3.4. L'approche « Handset-Based » .................................................. 19

1.3.4.1. Contraintes liées à la carte SIM ......................................... 19

1.3.4.2. Emission d’un appel prépayé dans l’approche

« Handset-Based » ..................................................................................... 21

1.3.4.3. Recharge d’un compte prépayé dans l’approche

« Handset-Based » ..................................................................................... 23

Conclusion .......................................................................................................... 24

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Introduction

Dans ce chapitre, nous étudierons de façon générale les différents

systèmes de facturation prépayée utilisés dans les réseaux de

télécommunications. Nous présenterons également leurs principes de

fonctionnement et soulignerons leurs faiblesses et forces.

1.1. Généralités sur la facturation prépayée et la facturation

postpayée

La plupart des opérateurs de télécommunications offrent deux options à

leurs clients pour le paiement des services fournis : l’option prépayée et

l’option postpayée. Un client qui souscrit à l’option prépayée est qualifié

de client prépayé alors qu’un client qui souscrit à l’option postpayée est

qualifié de client postpayé.

Il existe plusieurs différences entre ces deux types de clients parmi

lesquelles nous pouvons citer :

Le paiement des services : c’est le facteur le plus important qui

différencie les deux types de clients. Les clients prépayés paient

pour les services offerts à l’avance, avant même d’utiliser ces

services. A l’opposé, les clients postpayés utilisent d’abord les

services offerts par les opérateurs durant une certaine période

(généralement un mois). C’est à la fin de cette période que ces

clients reçoivent une facture, correspondant à leur utilisation, à

payer dans un délai donné.

La facturation des services : Pour les clients prépayés, le service

doit être facturé en temps réel pour toute utilisation du service

alors que la facturation des clients postpayés n’impose pas des

contraintes de temps réel. Ils peuvent être facturés à la fin du mois.

Ci-dessous, nous pouvons voir deux scénarios d’appel téléphonique : celui

d’un client postpayé et celui d’un client prépayé.

1.1.1. Scénario d’appel postpayé

Les éléments du réseau (tels que les commutateurs) produisent des

comptes rendus d’utilisation (UDR : Usage Detail Record) ou des comptes

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rendus d’appels (CDR : Call Detail Record), qui contiennent les

informations nécessaires au système pour facturer le client :

Le numéro de l’appelant

Le numéro recevant l’appel

La date et l’heure du début de l’appel

La durée de l’appel

Le type d’appel : MOC (Mobile Originating Call) pour indiquer que

c’est l’appelant qui sera facturé pour l’appel et MTC (Mobile

Terminating Call) pour indiquer que c’est le numéro recevant l’appel

qui sera facturé.

Le CDR / UDR est ensuite envoyé au système de facturation postpayée

(Billing System) qui le convertit dans un format compréhensible. Le CDR /

UDR converti est ensuite associé au compte du client qui doit être facturé

et le tarif souscrit par ce client est appliqué à l’appel ou au service.

Les CDRs / UDRs auxquels les tarifs ont été appliqués sont ensuite

stockés dans une base de données puis à la date de fin du cycle de

facturation (fin du mois), une facture finale est produite, tenant compte

des paiements, des taxes, des remises, puis elle est envoyée au client.

Le client paie ensuite la facture et le système de facturation postpayée

(billing system) est mis à jour avec les détails de paiement. La figure

suivante résume le scénario de facturation postpayée.

Figure 1.1 : Scénario de facturation postpayée

1.1.2. Scénario d’appel prépayé

Les étapes d’un scenario d’appel prépayé sont les suivantes:

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Lorsqu’un client effectue un appel, la passerelle de commutation

prépayée récupère le numéro de téléphone de l’appelant et envoie les

données de son compte au système de facturation en temps réel.

Le système de facturation en temps réel utilise ces informations

pour authentifier l’utilisateur, calculer le crédit restant dans son

solde en utilisant la table des tarifs et pour calculer également la

durée maximale d’appel allouable au client. Cette dernière donnée

est envoyée à la passerelle prépayée.

La passerelle établit l’appel.

Durant l’appel, la passerelle contrôle l’appel de telle sorte que

l’utilisateur n’excède pas la durée maximale d’appel allouable.

A la fin de l’appel, la passerelle envoie la durée réelle de l’appel au

système de facturation prépayée, qui ensuite calcule le coût réel de

l’appel et met à jour le solde du compte du client.

La figure suivante illustre le scénario de facturation prépayée :

Figure 1.2: Scénario de facturation prépayée

1.2. La facturation prépayée dans un réseau téléphonique fixe

filaire

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Dans un réseau téléphonique commuté public (RTCP), les appels prépayés

sont facturés suivant le schéma de la figure 1.3 d’après les étapes ci-

après :

Lorsqu’un abonné prépayé effectue un appel, cet appel arrive au

niveau de son commutateur local.

Le commutateur local examine le numéro de l’abonné et remarque

que l’appel a été effectué par un client prépayé. Il ne peut donc pas

établir directement l’appel comme il l’aurait fait pour un client

postpayé.

Le commutateur local communique ensuite avec la plateforme

prépayée. Il lui envoie un message contenant le numéro de

l’émetteur et du destinataire de l’appel.

Ce message est reçu par un composant de la plateforme prépayée

appelé « point de contrôle de service » (SCP : Service Control Point).

Le SCP est un module logiciel qui reçoit et comprend les messages

envoyés par le commutateur local.

A la réception du message provenant du commutateur local, le SCP

communique avec un moteur de tarification (Rating Engine), qui est

le second composant de la plateforme prépayée. Le moteur de

tarification est le cœur de la plateforme prépayée. Etant donné que

les plans tarifaires deviennent de plus en plus complexes et que

plusieurs services ont besoin d’être facturés, le moteur de

tarification doit avoir assez de flexibilité et de fonctionnalités pour

répondre aux exigences des opérateurs.

Le moteur de tarification dispose d’une base de données contenant le

solde actuel de tous les clients prépayés.

Il examine le numéro de l’émetteur et questionne sa base de données

pour connaître son solde actuel.

Si l’émetteur a un solde nul ou insuffisant, le moteur de tarification

en informe le SCP. Le SCP, à son tour, envoie un message au

commutateur local pour l’informer que l’émetteur n’a pas

suffisamment de crédit dans son solde. Le commutateur local rejette

l’appel.

Si le moteur de tarification trouve suffisamment de crédit dans le

solde de l’émetteur, il en réserve une certaine quantité compte tenu

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du plan tarifaire de celui-ci. Ensuite, il informe le commutateur local

via le SCP que l’appel peut être établi.

L’appel est donc connecté au destinataire dont le téléphone se met à

sonner.

Si l’appel est interrompu pour quelque raison que ce soit (l’émetteur

a coupé l’appel, le destinataire ne décroche pas ou a rejeté l’appel),

alors le commutateur local envoie un message au SCP pour

l’informer que l’appel n’a pas abouti.

Notons que la réservation d’unités n’équivaut pas à une déduction

réelle du solde du client. La déduction n’est effectuée que si l’appel

réussit. La réservation se fait de façon périodique, en fonction du

tarif souscrit, lorsque le destinataire décroche l’appel. Si toute la

quantité de crédit réservée n’est pas utilisée, elle est restituée dans

le solde du client.

Lorsque la durée de l’appel est presque égale à la durée

correspondant à la quantité de crédit réservée, le commutateur local

envoie une autre requête pour réserver davantage d’unités.

Lorsque l’abonné n’a plus suffisamment de crédit dans son solde, la

requête de réservation échoue. La plateforme prépayée informe le

commutateur local que la limite de crédit est atteinte et celui-ci met

immédiatement fin à l’appel.

Figure 1.3: Facturation prépayée dans un réseau téléphonique fixe filaire

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Note :

Le commutateur local et la plateforme prépayée dialoguent à l’aide du

protocole INAP (Intelligent Network Application Part). Le protocole INAP

représente la plus haute couche de la pile de protocoles SS7 (Signaling

System No.7) utilisée pour la signalisation en téléphonie. Les autres

couches de la pile sont : MTP1 (Message Transfert Part 1), MTP2

(Message Transfert Part 2), MTP3 (Message Transfert Part 3), SCCP

(Signalling Connection Control Part) and TCAP (Transaction Capability

Application Part).

Le point de gestion de service (SMP) permet d’enregistrer tous les

clients prépayés ainsi que leurs soldes initiaux dans le système. Le

SMP dispose de terminaux permettant aux opérateurs d’effectuer

cette tâche au moyen d’un ensemble de commandes appelé CLI

(Command Line Interface). Le SMP est également utilisé pour

supprimer les clients ayant résilié au service prépayé

Le système de gestion de cartes (Voucher Management System)

permet aux abonnés prépayés de recharger leurs comptes à l’aide de

cartes de recharge.

1.3. Les services prépayés mobiles

Nous utiliserons le GSM (Global System for Mobile communications)

comme exemple pour illustrer le fonctionnement des services prépayés

mobiles et leur facturation.

Pour accéder à un service prépayé du GSM, le client doit disposer d’un

crédit prépayé qui est soit codé dans la carte SIM (Subscriber Identity

Module) ou gardé dans le réseau. Chaque fois qu’un client émet un appel

prépayé, le coût de la communication est décrémenté du crédit prépayé.

L'état du solde peut être obtenu depuis la carte SIM ou le réseau.

Si le solde est épuisé, le client ne peut plus émettre des appels mais il est

autorisé à en recevoir pendant une certaine période.

Pour réutiliser le service prépayé, le solde doit être rechargé à l’aide d’une

carte de recharge. Le client compose un numéro gratuit et suit les

instructions d’une RVI (Réponse Vocale Interactive) afin d’entrer le

MSISDN (Mobile Station Integrated Services Digital Network), c’est-à-

dire le numéro de téléphone GSM, et le code secret (contenu sur la carte

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de recharge). Le système vérifie et rafraîchit le compte du client si le code

est valide.

Si le solde prépayé du client n’est pas épuisé jusqu’à la fin de sa période

de validité, il est automatiquement remis à zéro. Après une certaine

période, le crédit prépayé non utilisé est considéré comme abandonné et

devient la propriété de l’opérateur.

Il existe quatre solutions ou approches permettant d’implémenter les

services mobiles prépayés. Ces solutions seront étudiées dans la suite du

chapitre.

1.3.1. L'approche « Wireless Intelligent Network »

L’approche WIN (Wireless Intelligent Network) est considérée comme

une solution complète pour les services prépayés mobiles. Dans cette

approche, un point de contrôle de service prépayé (P-SCP : Prepaid

Service Control Point) communique avec le MSC (Mobile Switching

Center) à travers un réseau de signalisation SS7 (Signaling System No.7).

On définit dans le réseau ce que l’on appelle des « déclencheurs WIN ».

Les « déclencheurs WIN » sont des messages générés et envoyés au MSC

lors de l’établissement d’un appel prépayé et pendant toute sa durée. Les

« déclencheurs WIN » instruisent le P-SCP sur la façon dont il doit traiter

cet appel grâce à des applications prépayées. Toutes les informations

relatives à la facturation d’un client prépayé sont stockées dans le P-SCP.

Pour prendre en compte le trafic de la signalisation générée par la mise en

œuvre du mécanisme prépayé WIN, le réseau mobile aura besoin de

liaisons SS7 supplémentaires.

1.3.1.1. Emission d’un appel avec l’approche WIN

La figure 1.4 illustre l’émission d’un appel dans le cas de l’approche WIN

avec les étapes ci-après :

Etape 1 : Le client prépayé initie l’appel en composant le numéro de

téléphone du destinataire.

Etape 2 : Le MSC reçoit le « déclencheur WIN » correspondant à

l’établissement d’un appel. Le processus d’établissement d’appel est

suspendu et un message de demande d’appel prépayé est envoyé au

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P-SCP. Ce message contient le MSISDN, l’emplacement du

téléphone portable (MS : Mobile Station) et le numéro de téléphone

du destinataire. Le P-SCP détermine si le client peut effectuer

l’appel en questionnant sa base de données. Sur la base du seuil des

différents paramètres de traitement d’appel définis dans le système

de facturation prépayée, le P-SCP peut refuser ou accepter l’appel.

Supposons que l’appel est accepté.

Etape 3 : Le P-SCP charge le MSC d’établir une liaison voix ISDN

(Integrated Services Digital Network) avec le périphérique

intelligent (IP : Intelligent Peripheral). Le périphérique intelligent

est un nœud contenant les fonctions et ressources, telles que les

annonces vocales ou les capacités DTMF (Dual-Tone

Multifrequency), nécessaires pour échanger des informations avec

un utilisateur final. Le DTMF (multifréquence à double tonalité)

permet de récupérer les chiffres entrés par l’utilisateur.

Etape 4 : Le P-SCP charge le périphérique intelligent de fournir au

client prépayé des notifications relatives à l’état de son compte,

telles que le solde du compte et le tarif de facturation de l’appel à

effectuer.

Etape 5 : Le P-SCP demande au MSC de poursuivre la procédure

d’établissement de l’appel et l’appel est finalement établi. Le P-SCP

lance un compte à rebours. La quantité de crédit déduite (du solde

de l’utilisateur) est calculée sur la base du plan tarifaire, de la

destination et des dépendances horaires définies par l’opérateur.

Etape 6 : L’appel se termine lorsque le solde est épuisé ou lorsque

l’une des deux parties (émetteur et destinataire) y met fin. Si le

compte à rebours prend fin avant que le client ne mette fin à l’appel,

le P-SCP demande au MSC de mettre fin à l’appel.

Etape 7 : Lorsque l’appel est terminé, le MSC reçoit le « déclencheur

WIN » correspondant à la fin de l’appel, qui envoie un message de

déconnexion au P-SCP indiquant le moment où l’appel a pris fin.

Etape 8 : Le P-SCP applique le tarif à l’appel qui vient d’être

effectué et met à jour le solde du client prépayé en conséquence.

Ensuite, il envoie le solde actuel et le coût de l’appel au MSC qui met

totalement fin à l’appel.

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Figure 1.4 : Emission d’un appel avec l’approche WIN

Le SSP désigne le commutateur téléphonique utilisé dans le réseau

téléphonique commuté; les pointillés représentent des messages de

signalisation et les traits pleins sont des liaisons vocales.

1.3.1.2. Réception d’un appel avec l’approche WIN

Certains opérateurs de réseaux mobiles facturent leurs abonnés pour les

appels reçus par ceux-ci. Dans ce cas, la procédure de réception d’appel

(illustrée par la figure 1.5) est la suivante :

Etape 1 : La partie appelante (émetteur) compose le MSISDN du

client prépayé

Etape 2 : L’appel est acheminé vers la passerelle MSC (GMSC :

Gateway MSC) qui gère le MSISDN du client prépayé

Etape 3 : Le GMSC reçoit un « déclencheur WIN » correspondant à

l’établissement de l’appel. Le processus d’établissement de l’appel

est suspendu et un message de demande d’appel prépayé est envoyé

au P-SCP. Le message contient le MSISDN du client prépayé et

d’autres informations nécessaires.

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Etape 4 : Le P-SCP détermine si le client prépayé est éligible à

recevoir l’appel en vérifiant le solde de son compte. Supposons que

l’appel est accepté. Le P-SCP demande au MSC de poursuivre la

procédure d’établissement de l’appel

Etape 5 : L’appel est établi et le P-SCP contrôle le solde du client

prépayé conformément à la description faite à l’étape 5 du

paragraphe précédent (émission d’un appel avec l’approche WIN)

La procédure utilisée pour mettre fin à un appel reçu dans l’approche

WIN est exactement la même que celle utilisée pour mettre fin à un

appel émis.

Figure 1.5 : Réception d’un appel avec l’approche WIN

Le SSP désigne le commutateur téléphonique utilisé dans le réseau

téléphonique commuté; les pointillés représentent des messages de

signalisation et les traits pleins sont des liaisons vocales.

1.3.1.3. Recharge d’un compte prépayé dans l’approche WIN

La procédure de recharge prépayée dans l’approche WIN est illustrée par

la figure 1.6 et se fait suivant les étapes ci-après :

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Etape 1 : Un client prépayé initie la procédure de recharge en

composant un numéro spécial destiné à cette fin.

Etape 2 : Le MSC reçoit le « déclencheur WIN » et une requête est

envoyée au P-SCP. Cette requête contient le MSISDN du client

prépayé ainsi que d’autres informations nécessaires.

Etape 3 : Le P-SCP charge le MSC d’établir un canal vocal avec le

périphérique intelligent (IP)

Etape 4 : Le P-SCP interagit avec le périphérique intelligent pour

jouer une annonce vocale et demander au client prépayé d’entrer

un code PIN et les informations nécessaires à la recharge.

Ensuite, le P-SCP vérifie la validité de la carte de recharge.

Etape 5 : Après la mise à jour du crédit, le P-SCP demande au

périphérique intelligent de jouer une nouvelle annonce vocale

indiquant le solde du compte du client. Ensuite il charge le MSC

de déconnecter le périphérique intelligent et de mettre fin à

l’appel et à la procédure de recharge.

Figure 1.6 : Recharge prépayée dans l’approche WIN

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Les pointillés représentent des messages de signalisation et les traits

pleins sont des liaisons vocales.

1.3.2. L'approche « Service Node »

Cette approche est la solution la plus largement déployée pour les services

prépayés.

Comme le montre la figure 1.7, un nœud de service (service node) est

généralement situé dans le même local qu’un MSC et est relié à celui-ci à

l’aide de liaisons E1/T1 (liaisons normalisées de 2 Mbits/s et 1,544

Mbits/s) assignées à un groupe particulier de numéros prépayés. Pour que

la procédure d’établissement d’appel soit plus efficiente, des liaisons à

haut débit doivent être utilisées pour réaliser cette connexion.

Un nœud de service peut être implémenté en utilisant la technique dite

« CTI : Computer Telephony Integration » ou celle dite « PC-controlled

PBX : PC-controlled Private Branch Exchange».

L’idée derrière la technique dite « CTI » consiste à utiliser l’intelligence

contenue dans les ordinateurs pour gérer les appels téléphoniques. Grâce

aux APIs (Application Programming Interfaces) tels que TAPI (Telephony

API) et TSAPI (Telephone Services API), des applications prépayées

peuvent être déployées pour les petites installations de nœud de service

(plusieurs centaines de lignes téléphoniques).

Dans la technique dite « PC-controlled PBX », le logiciel (généralement

écrit en langage haut niveau comme le C++) dans la couche de contrôle

d’appel peut être modifié pour implémenter différentes applications de

télécommunications.

La technique « PC-controlled PBX » offre des solutions plus rentables (en

termes de capacité de lignes téléphoniques) que la technique « CTI ».

En revanche, une plateforme implémentée avec la technique « CTI » prend

en charge beaucoup d’APIs, ce qui permet un déploiement plus rapide que

dans le cas du « PC- controlled PBX ».

L’émission d’un appel prépayé avec l’approche « Service Node », illustrée

par la figure 1.7 se fait suivant les étapes ci-après :

Etape 1 : Le client prépayé initie l’appel en composant le numéro de

téléphone du destinataire.

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Etape 2 : Le MSC identifie l’appelant comme étant un client

prépayé. Il établit ensuite une liaison avec le nœud de service

Etape 3 : Le nœud de service autorise la requête d’appel en

consultant la plateforme de facturation prépayée (PBP : Prepaid

Billing Platform). Le solde de l’abonné ainsi que les différents plans

tarifaires sont contenus dans la plateforme de facturation prépayée.

Etape 4 : Si la requête d’appel est acceptée, le nœud de service

établit une liaison de retour vers le MSC qui se charge de connecter

le destinataire. Le nœud de service commence à décrémenter le

crédit.

Figure 1.7 : Emission d’un appel avec l’approche « Service Node »

Le SSP désigne le commutateur téléphonique utilisé dans le réseau

téléphonique commuté.

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1.3.3. L'approche « Hot Billing »

Le « Hot Billing » utilise les comptes rendus d’appels (CDR : Call Detail

Record) pour traiter les services prépayés. Un CDR prépayé est créé à

l’intérieur du MSC. Les informations contenues dans un CDR

comprennent le type de service, la date d’utilisation du service,

l’identification de l’utilisateur, la destination de l’appel, et les données

liées à la localisation. Ces comptes rendus d’appels sont générés à la fin

des appels et transportés du MSC vers le centre de service prépayé. Le

solde du compte du client est décrémenté en fonction des CDRs reçus.

Lorsque le client utilise tout le crédit prépayé, le HLR et l’AuC

(Authentication Center) reçoivent des notifications leur indiquant

d’empêcher d’autres accès au service, et le centre de service prépayé

demande au réseau de router la prochaine tentative d’appel prépayé vers

une RVI (Réponse Vocale Interactive) indiquant que le solde du compte a

été épuisé. La RVI peut également communiquer avec le client pour lui

permettre de réapprovisionner son solde en crédit prépayé à l’aide d’une

carte de recharge.

La figure 1.8 illustre les interfaces qui pourraient être utilisées dans une

architecture « hot billing ». Dans cette architecture, les CDRs sont

envoyés du MSC vers le centre de service prépayé grâce à des protocoles

tels que CMISE (Common Management Information Service Element).

Le même protocole peut être utilisé pour la communication entre le centre

de service prépayé (PSC : Prepaid Service Center) et le HLR. Le HLR

communique avec le MSC en utilisant le protocole GSM MAP (Mobile

Application Part). La RVI (IVR : Interactive Voice Response) génère des

messages automatiques qui permettent aux comptes des clients de

recevoir des requêtes et d’être rechargés. Les liaisons vocales entre la RVI

et le MSC sont établies par des messages SS7 ISDN User Part (ISUP).

L’approche « Hot Billing » dépend des collecteurs/routeurs de données en

temps réel qui transportent les CDRs depuis le MSC vers le centre de

service prépayé (PSC). Les données du HLR et de l’AuC doivent être

régulièrement mises à jour pour permettre ou empêcher les accès aux

clients prépayés.

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Figure 1.8 : Architecture et interfaces de l’approche « Hot Billing »

1.3.3.1. Initialisation du service prépayé et émission d’un appel

dans l’approche « Hot Billing »

Cette section décrit l’initialisation du service prépayé et l’émission d’un

appel dans l’approche « Hot Billing ». Il est à souligner que d’autres

approches de services prépayés utilisent la même procédure

d’initialisation de service décrite à travers les étapes ci-après :

Etape 1 : Le client souscrit au centre de service prépayé, en se

rapprochant d’un point de vente ou en appelant le centre de service

client.

Etape 2 : Le centre de service prépayé crée les données de l’abonné à

savoir : l’IMSI (International Mobile Subscriber Identity), le

MSISDN, le compte crédité, la période de validité, le modèle

tarifaire et d’autres informations liées à l’authentification du client.

L’IMSI est un numéro unique non connu du client, stocké dans sa

carte SIM et permettant au réseau mobile GSM de l’identifier.

Etape 3 : Le centre de service prépayé active le service prépayé en

envoyant les données du client au HLR qui se charge de les

enregistrer. Pour supprimer un client du service prépayé, le centre

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de service prépayé envoie simplement une requête au HLR lui

demandant d’effacer les données du client.

La procédure d’émission d’un appel prépayé dans l’approche « Hot

Billing » est illustrée à la figure 1.9 et suit les étapes ci-après :

Etape 1 : Lorsqu’un client prépayé émet un appel, son IMSI est

envoyé au MSC

Etape 2 : Sur la base de l’IMSI, le MSC demande au HLR de vérifier

si le service demandé est un service valide pour cet abonné.

Etape 3 : Si la vérification est réussie, le HLR charge les données du

client auxquelles il associe une étiquette prépayée et les envoie au

MSC. L’appel est ensuite établi.

Etape 4 : A la fin de l’appel, un CDR est immédiatement créé et

envoyé au centre de service prépayé

Etape 5 : Le centre de service prépayé (PSC) décrémente le crédit

prépayé grâce au compte rendu d’appel reçu. Si le solde est négatif,

il demande au HLR de suspendre le service prépayé.

Figure 1.9 : Emission d’un appel prépayé dans l’approche « Hot Billing »

Le SSP désigne le commutateur téléphonique utilisé dans le réseau

téléphonique commuté; les pointillés représentent des messages de

signalisation et les traits pleins sont des liaisons vocales.

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1.3.3.2. Consultation du solde et recharge d’un compte dans

l’approche « Hot Billing »

Un client peut émettre une requête pour consulter son solde actuel à

travers les étapes suivantes (figure 1.10) :

Etape 1 : Le client compose un numéro gratuit dédié à la requête et

lance l’appel.

Etape 2 : Le MSC envoie la requête ainsi que le MSISDN du client à

la RVI et établit une liaison vocale vers celle-ci.

Etapes 3 et 4 : La RVI récupère les informations relatives au solde

au niveau du centre de service prépayé.

Etapes 5 et 6 : La RVI joue une annonce vocale pour répondre à la

requête du client.

Figure 1.10 : Consultation du solde d’un compte prépayé dans l’approche

« Hot Billing »

Les pointillés représentent des messages de signalisation et les traits

pleins sont des liaisons vocales.

Lorsque le crédit prépayé a été décrémenté en dessous d’un seuil donné, le

centre de service prépayé appelle automatiquement le client et lui joue un

message vocal d’avertissement afin de lui rappeler qu’il doit recharger son

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solde. Le client peut recharger son solde à l’aide d’une carte de recharge

en suivant une procédure similaire à celle de consultation du solde,

décrite ci-dessus.

Si le crédit prépayé est épuisé durant un appel téléphonique, le crédit

devient négatif à la fin de l’appel. Le crédit négatif est un risque potentiel

de créance non recouvrable pour l’opérateur. Si le client ne recharge pas

son solde, ce crédit négatif devient réellement une créance non recouvrée

par le fournisseur de services. Cela constitue un problème majeur de

l’approche « Hot Billing ». Un client pourrait bien émettre un appel,

sachant qu’il n’a plus assez de crédit, et rester connecté jusqu’à ce que son

solde devienne négatif. Cet état de choses est dû au fait que la plupart des

commutateurs utilisés dans les réseaux sans fil n’émettent les CDRs qu’à

la fin des appels.

Pour éviter les créances non recouvrées, les trois autres approches

décrites dans ce chapitre décrémentent le crédit prépayé à chaque seconde

durant un appel téléphonique. Dans l’approche « Hot Billing », l’envoi des

CDRs en temps réel par seconde au centre de service prépayé et leur

traitement pourrait entraîner une surcharge du réseau. De façon

pratique, les CDRs sont transmis et traités pour chaque appel, et dans

certains cas, pour plusieurs appels à la fois. Ainsi, dans l’approche « Hot

Billing », il est important de choisir la fréquence d’émission des CDRs de

telle sorte que les coûts d’envoi et de traitement des CDRs ainsi que les

créances non recouvrées soient minimisés. Les opérateurs peuvent

également jouer sur les seuils du solde à partir desquels on peut avertir le

client ou l’empêcher d’accéder au service prépayé.

1.3.4. L'approche « Handset-Based »

Dans l’approche « Handset-Based », le téléphone portable du client (MS :

Mobile Station) effectue la déduction du crédit durant l’appel et vérifie si

la limite de crédit a été atteinte. Dans cette approche, le crédit prépayé

est donc stocké dans le MS. Dans un réseau GSM, le crédit est stocké dans

la carte SIM.

1.3.4.1. Contraintes liées à la carte SIM

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La mémoire d’une carte SIM est généralement scindée en deux parties.

Une partie stocke les informations telles que les numéros abrégés et

personnalisés, les messages courts (SMS : Short Message Service) reçus,

la liste des services souscrits, les noms des réseaux préférés, …

La seconde partie stocke des programmes qui peuvent être exécutés pour

effectuer de simples commandes.

L’approche « Handset-Based » utilise le message AoC (Advice of Charge)

pour transférer les informations liées au solde prépayé et aux plans

tarifaires. L’AoC (défini dans la phase 2 du GSM) fournit au MS les

informations dont il a besoin pour estimer le coût des services utilisés.

L’AoC consiste en deux types de services : l’AoCC (Advice of Charge

Charging) et l’AoCI (Advice of Charge Information). L’AoCC permet au

MS de modifier les champs de données relatifs à la facturation alors que

l’AoCI ne le permet pas. Pour mettre en œuvre l’approche « Handset-

Based », le MS doit prendre en charge l’AoCC. Les vieux téléphones

portables qui ne supportent que l’AoCI ne fonctionneront pas. Le service

AoCC est activé pour tous les clients prépayés dans un HLR, qui sera

utilisé dans la mise en œuvre des appels et la commutation des tarifs.

Plusieurs champs de données de la carte SIM sont utilisés pour fournir

des informations permettant de facturer le service prépayé. Il s’agit de :

L’ACM (Accumulated Call Meter)

L’ACM* (Accumulated Call Meter maximum)

Le PUCT (Price per Unit and Currency Table)

Le paramètre ACM est utilisé pour stocker le nombre d’unités prépayées

utilisées. Le paramètre ACM* est utilisé pour enregistrer le nombre

d’unités prépayées achetées par le client. Quand le MS reçoit un message

AoC provenant du MSC, il convertit l’AoC en une séquence de commandes

qui modifient les champs de données de la SIM (en l’occurrence l’ACM),

débitant ainsi le solde du client. Le PUCT est la valeur (prix) d’une unité

dans la monnaie (devise) choisie par l’abonné.

Un centre de service prépayé est nécessaire dans cette approche, qui

utilise des messages courts (SMS) pour charger des programmes

exécutables dans la carte SIM. Le MSC fournit les paramètres liés au

tarif et à la facturation au MS et celui-ci exécute les programmes avec ces

paramètres pour débiter le solde du client.

Un logiciel supplémentaire de filtrage est requis dans la carte SIM pour

distinguer les SMS normaux des SMS de facturation prépayée.

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1.3.4.2. Emission d’un appel prépayé dans l’approche « Handset-

Based »

L’émission d’un appel prépayé dans l’approche « Handset-Based » est

décrite par les étapes ci-après (figure 1.11) :

Etape 1 : Le client prépayé initie un appel en composant le numéro

de téléphone du destinataire.

Etape 2 : Sur la base du plan tarifaire et d’autres paramètres

(destination, dépendance horaire), le MSC envoie un message AoC

(contenant des paramètres de facturation tels que l’ACM et l’ACM*)

au MS.

Etape 3 : Si le MS prend en charge le service AoCC, il accuse

réception des paramètres et l’appel est établi. Si l’accusé de

réception n’est pas reçu par le MSC, l’appel est rejeté.

Etape 4 : Durant l’appel, le MS utilise les paramètres de l’AoC pour

obtenir des informations sur le tarif. Il décrémente le crédit de la

carte SIM en incrémentant le nombre d’unités utilisées représenté

par le paramètre ACM. Si le MS remarque que la valeur de l’ACM

atteint celle de l’ACM* (nombre d’unités disponibles), il déconnecte

l’appel et en informe le MSC. Ce mécanisme de déconnexion basé sur

l’AoC fonctionne de façon autonome dans le MS sans aucune

intervention du réseau.

Figure 1.11 : Emission d’un appel prépayé dans l’approche « Handset-

Based »

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Le SSP désigne le commutateur téléphonique utilisé dans le réseau

téléphonique commuté; les pointillés représentent des messages de

signalisation et les traits pleins sont des liaisons vocales.

En dehors de l’établissement d’un appel, les paramètres AoC sont

également transférés au MS lors de la commutation de tarif. On parle de

commutation de tarif lorsque le MS se déplace d’une zone à une autre,

impliquant ainsi un changement du plan tarifaire.

Pour réduire les risques de fraude, l’approche « Handset-Based » peut être

combinée à l’approche « Hot Billing ». La figure 1.12 présente les étapes de

la procédure d’émission d’appel dans le cas de cette approche combinée :

Etapes 1-3 : Ces étapes sont les mêmes que celles de l’approche

« Handset-Based ». Certains détails de l’approche « Hot Billing »

(étapes 2 et 3 de la figure 1.9) ne sont pas montrées sur la figure.

Etape 4 : L’appel est interrompu lorsqu’il se termine normalement

ou lorsque le MS notifie que le crédit prépayé est épuisé. Dans les

deux cas, le MS envoie un message au MSC notifiant la fin de

l’appel.

Etape 5 : Le MSC génère un CDR prépayé, qui est ensuite transféré

au centre de service prépayé. Contrairement aux CDR ordinaires, le

CDR prépayé contient les paramètres de l’AoC. Le centre de service

prépayé met à jour le crédit restant du client, comme dans

l’approche « Hot-Billing ». Lorsque la valeur de l’ACM dépasse un

seuil prédéfini, le centre de service prépayé peut automatiquement

envoyer un message d’avertissement au MS pour demander au

client de recharger son compte.

Du point de vue de l’approche « Handset-Based », cette combinaison offre

une meilleure protection contre la fraude. Lorsque le crédit du client dans

le centre de service prépayé est différent du crédit stocké dans le MS, le

fournisseur de services peut suspendre le service pour effectuer davantage

d’investigations sur la fraude. Du point de vue de l’approche « Hot

Billing », cette combinaison élimine la possibilité de créances non

recouvrées parce que dès que le crédit est épuisé, le MS met fin à l’appel

et envoie un rapport au centre de service prépayé. Cette combinaison

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nécessite donc une bonne synchronisation entre le MS et le centre de

service prépayé.

Figure 1.12 : Emission d’un appel dans l’approche combinée

Le SSP désigne le commutateur téléphonique utilisé dans le réseau

téléphonique commuté; les pointillés représentent des messages de

signalisation et les traits pleins sont des liaisons vocales.

1.3.4.3. Recharge d’un compte prépayé dans l’approche « Handset-

Based »

Le client recharge son compte prépayé en achetant une carte de recharge.

Etape 1 : Le client compose un numéro gratuit qui le connecte à une

RVI (Réponse Vocale Interactive). Le centre de service prépayé

valide le code secret (se trouvant sur la carte de recharge) et le

MSISDN du client prépayé. Après validation, le centre de service

prépayé remet à zéro l’ACM et la valeur de l’ACM* devient la

nouvelle quantité de crédit disponible.

Etape 2 : Si la procédure de recharge est réussie, le centre de service

prépayé génère un SMS afin de mettre à jour les valeurs de l’ACM et

de l’ACM* dans la carte SIM de l’abonné. Ce SMS est envoyé au MS

via le centre de messagerie (SMSC : Short Message Service Center).

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Si le SMSC ne réussit pas à transmettre le message (le MS est éteint

par exemple) il réessaie jusqu’à ce que le message soit transmis.

Conclusion

Dans ce chapitre, nous avons abordé les généralités sur la facturation

prépayée et la facturation postpayée. Ensuite nous avons étudié la

facturation dans le réseau téléphonique fixe filaire puis dans les réseaux

mobiles à travers les quatre approches utilisées : le « Wireless Intelligent

Network », le « Service Node », le « Hot Billing » et le « Handset-Based ».