오늘은 국내외 이동 통신사업자의 데이터 서비스(Internet service)에 대한 다양한 과금(Billing/Charging) 정책 및 관련 기술에 대해서 알아 보도록 하겠습니다. 먼저 Charging과 Billing의 정의/차이점은 다음과 같습니다.

• Charging은 가입자의 통신망 사용 내역(사용량;bytes, 사용시간;seconds 등)을 통신 사업자망에서 모니터링/수집/관리하는 행위이고,
• Billing은 가입자에게 사용 요금을 청구하는 행위입니다.

Postpaid Billing vs. Prepaid Billing - 사용료를 언제 지불할 것인가?

국내 통신사업자의 경우, 대한민국 국민을 대상으로 하는 이동 통신서버스는 모두 Postpaid(후불제)입니다. 즉, 가입자가 먼저 데이터 서비스를 이용하고, 한달 후 통신 사업자에게 사용료(신용카드 혹은 계좌이체를 통해)를 지불하는 식이죠.

반면 유럽, 러시아, 중동, 동남아 지역의 통신 사업자의 경우 Prepaid(선불제)를 많이 사용하는데요. 이는 가입자가 데이터 서비스를 이용하기 전에 먼저 통신 사업자에게 사용료를 선결재하는 방식입니다. 여기서 "사용료"의 단위는 데이터량(bytes, 예. 100Mbyte에 $10)이 될 수도 있고, 사용일수(예. 하루 사용에 $5, 한달 사용에 $100)가 될 수도 있습니다.

이와 같이 선불제를 제공하는 사업자의 경우 가입자가 불편을 느끼지 못하도록 다양한 결재 방식을 지원하는데요. 아래는 그 중에 3가지 예입니다.

• Kisok를 통한 충전: 지하철역에 있는 요금충전기라고 생각하시면 됩니다. 외국의 경우 전국 여러곳에 Kiosk 단말을 설치한   Kiosk 사업자와 통신 사업자간 계약을 통해 가입자가 Kiosk 단말을 통해 돈을 지불하고 내 계정을 충전할 수 있습니다.
• Voucher(Reload) Card를 통한 충전: 통신 사업자 대리점이나 편의점 같은 곳에서 "충전카드"를 구입하고, 통신 사업자의 웹서버(Selfcare 혹은 Captive Portal이라 부름)에 접속하여 충전카드에 적혀 있는 Activation Code 입력을 통해 충전할 수 있습니다.
• Selfcare를 통한 충전: 가입자가 Selfcare/Captive Portal(웹서버)에 접속하여 웹페이지 상에서 계좌이체 혹은 신용카드 결재를 통해 충전이 가능합니다.

선불제냐 후불제냐 하는 문제는 각 나라의 문화와도 관련이 있을 것 같지만, 대한민국 국민과 같이 신용도가 좋은(꼬박 꼬박 사용료를 잘 지불하는) 나라만이 후불제가 가능하지 않나 생각합니다.

Online Charging vs. Offline Charging - 사용량을 실시간으로 수집/제어할 것인가?

선불제(Prepaid) 혹은 후불제(Postpaid)가 사업자의 과금 정책이라면 Online Charging과 Offline Charging은 그 과금 정책을 지원하기 위한 기술입니다. Online Charging의 경우 가입자의 사용량을 이동통신망에서 실시간으로 수집 및 제어하는 반면, Offline Charging은 실시간 수집/제어가 필요치 않습니다.

LTE를 예로 위 2가지의 차이점을 설명 드리겠습니다. (아래 그림)

LTE 망에서 가입자(UE)는 eNB - S-GW - P-GW를 통해 인터넷과 연결(통신) 됩니다.

그리고 UE가 LTE 망에 접속(attach)할 때, PCRF는 각 가입자별로 서로 다른 Charging 방식(Charging Characteristics)을 P-GW로 내려 줄 수 있습니다. 그 서로 다른 Charging 방식이란...

• 가입자 A: Offline Charging
• 가입자 B: Data Volume based Online Charging
• 가입자 C: Time(Duration) based Online Charging

이제 P-GW는 LTE 망에 접속한 UE(가입자)가 어떤 Charging 방식인지 알게 됩니다.

Offline Charging의 경우,

• P-GW는 OFCS(OFfline Charging System)와 GTP' 프로토콜로 연동을 하게 됩니다. 그래서 가입자가 인터넷을 사용하는 중 (예를 들어) 30초에 한번씩, 혹은 접속 해지(Detach) 후에 P-GW는 가입자의 LTE 망 사용내역(UL/DL bytes 수/패킷 수, 접속한 시간(예. 18:01:53), 접속 해지한 시간(예. 18:47:31), 총 접속 시간(1,462초)등의 정보)을 CDR(Charging Data Records) 파일로 만들어 OFCS로 전달합니다.
• P-GW는 OFCS로 이 CDR 파일을 실시간으로 전달할 필요가 없습니다. OFCS는 각 가입자별 사용 내역을 가지고 있고, 사업자의 필요에 따라 그 형식(format)을 가공하여 관리합니다. 

• P-GW는 OCS(Online Charging System)와 Diameter 프로토콜로 연동을 합니다. 그리고 OCS에는 각 가입자 별로 현재 사용이 가능한 Balance(Volume based 유저이면 사용 가능한 byte 수, Time based 유저라면 사용 가능한 시간(초))를 관리하게 됩니다. UE가 망에 접속을 하면, P-GW는 OCS에 Credit Control Request 메시지를 보내어 해당 가입자의 Quota(byte 혹은 시간(초))를 요청하고, OCS는 Credit Control Answer 메시지를 통해 가입자가 사용할 Quota를 P-GW로 전달합니다. (정확치는 않으나 OCS 입장에서는 Balance라고 표현, P-GW 입장에서는 Quota라고 표현)
• 이 때 모든 OCS는 Balance를 P-GW에 한번에 주는건 아니고 조금씩 나누어서 줍니다. (예. 유저의 Balance가 1Gbyte인 경우, P-GW가 OCS로 Quota를 요청하면, 일단 100Mbyte만 줌. 이후 100Mbyte를 다 소진하면 P-GW는 다시 OCS로 Quota를 요청하여 100Mbyte를 다시 받음)
• 이후 가입자의 인터넷 사용량(byte 혹은 시간(초)) 만큼 P-GW는 실시간으로 Quota에서 차감을 하고, 가입자가 접속 해지를 하면 남은 Quota를  다시 OCS로 보고하도록 되어 있습니다.
• 따라서 가입자의 인터넷 사용양은 실시간으로 P-GW에 의해서 모니터링 되고, 만약 OCS에 해당 가입자의 Balance가 모두 소진된 경우 가입자는 인터넷을 사용하지 못하게 됩니다. (보통 "다시 충전하세요~"라는 메시지의 Selfcare/Captive Portal 웹페이지로 Hot-Lining(HTTP Redirection)이 되지요)

Online Charging을 적용하고 있는 통신사업자도 Offline Charging 역시 사용하고 있습니다. 왜냐면 Offline Charging을 통해 가입자별 사용 내역(통계 데이터)을 관리할 수 있기 때문입니다.

다음 시간에는 위에서 설명드린 4가지(Postpaid, Prepaid, Online, Offline)를 조합한 몇가지 과금의 예를 소개해 드리도록 하겠습니다.

• Postpaid + Data Volume based Online Charging
• Prepaid + Data Volume based Online Charging
• Prepaid + Time based Online Charging
• Prepaid + Offline Charging
• FUP (Fair Usage Policy)