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.
한마디로 정리하면, 통신 사업자는 "Billing(돈 청구)"을 하기 위해 "Charging(사용량 집계)"을 하는 것이 되겠죠.
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.
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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.
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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)
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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.
Online Charging의 경우,
- 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)
Online Charging 설명에서 OCS에 가입자 Balance가 소진되면 인터넷을 사용하지 못한다고 했는데요.
어떻게 인터넷 사용을 못하게 하는 거에요?
P-GW는 미리 설정되어 있는 rule을 적용할 것인데요.
여기서 rule은 아래 2가지 중에 하나가 될 것입니다.
1) 그냥 인터넷 차단 (해당 가입자 source IP를 가진 packet을 discard)
2) Captive Portal로 Hot-Lining (HTTP redirection)
대부분의 사업자는 2번 방식을 통해, 가입자가 다시 재충전(돈을 지불)하고 사용할 수 있도록 하겠죠~*
Online Charging vs. Offline Charging 부분은
3GPP의 어떤 스펙을 참조하셨는지요??
위의 내용 관련된 Specification Number를 알고 싶습니다.
▶ Charging Rule Provoioning (PCRF에서 P-GW로 Charging Rule 주기)
23.203 PCC architecture
29.210 charging rule provisioning
29.211 Gx signalling flows
29.212 PCC over Gx
29.213 PCC signalling flow
29.214 PCC over Rx
▶ Charging Overview
32.215 charging data description
32.240 charging architecture
32.251 PS charging
▶ CDR Transfer (P-GW와 OFCS간에 Offline Charging)
32.295 CDR transfer
32.297/298 CDR
▶ Credit Control (P-GW와 OCS간에 Online Charging)
32.296 OCS
32.299 Diameter charging