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Entwurf und Implementierung einer Rf-Schnittstelle für ein IMS-basiertes Billing-System

Kategorie: Aktuelle ThemenErstellt: 25.03.2008 - 11:46 Geändert: 28.03.2008 - 12:27
Autor: Stefan Abu Salah
Praxissemester von Marcus Teske

Einleitung


Charging (dt: Abrechnung) ist eine grundlegende Funktionalität für jeden Dienstanbieter (engl: provider), auch für Anbieter von Telekommunikationsdiensten. Denn nur wenn man einen Dienst gegenüber seinen Kunden auch abrechnen kann, lohnt es sich, einen solchen Dienst anzubieten. Bezogen auf ein Netzwerk, welches für die Erbringung bestimmter Dienste verwendet wird, bedeutet dies, dass eine Charging-Funktionalität vorhanden sein muss. Dienste sind im klassischen Sinne die Sprach-Telefonie, neudings aber auch Kurzmitteilungen auf Textbasis (SMS) oder multimedial (MMS), die Video-Telefonie und viele andere mehr.
Die Evolution der Telekommunikation erfährt momentan einen gewaltigen Wandel. Viele der meist nur lose miteinander gekoppelten Telekommunikationsnetze wie die herkömmliche Festnetztelefonie (PSTN), der Mobilfunk und das Internet konvergieren. Gemeint damit ist, dass sich all diese Netze ein gemeinsames IP-basiertes Kernnetz teilen und sich ihre Unterschiede nur jenseits der angeschlossenen Gateways ausprägen. Häufig verwendete Schlagworte hierbei sind Next Generation Network (NGN) und network convergence.
Eine mögliche Implementierung für ein NGN ist das IP Multimedia Subsystem (IMS). Innerhalb eines IMS gibt es mehrere Netzelemente, welche die Daten und Informationen der äußeren Netze (Mobilfunknetz, Telefonfestnetz, usw.) weiterleiten und/oder verarbeiten. Einige dieser Netzelemente sind des weiteren geeignet, Informationen zu erheben, die für das Charging von angebotenen Diensten notwendig sind. Hierfür erweitert man diese Netzelemente um eine Charging Trigger Function (CTF).
Beim Charging unterscheidet man zwischen zwei Arten:
Das Offline-Charging, manchmal auch Postpaid-Charging genannt, funktioniert nach dem Prinzip einer herkömmlichen Telefonrechnung. Eine Leistung wird von einem Provider erbracht und dann am Ende eines Zeitraums beim Kunden, der diese erbrachte Leistung genutzt hat, abgerechnet.
Eine weitere Charging-Variante ist das Online-Charging, oder auch Prepaid-Charging. Hierbei besitzt der Kunde ein Guthabenkonto bei seinem Provider, von welchem alle genutzten Leistungen abgerechnet werden.
Im Rahmen dieses Projekts wurden nun CTFs für die Kern-Netzelemente in einem IMS entwickelt.

Accounting, Charging und Billing


Häufig fällt der Begriff Charging in Kombination mit den Begriffen Accounting und Billing. Man kann nun diese drei Begriffe hierarchisch anordnen und so in Verbindung setzen.

Accounting


ist der Oberbegriff, welcher allgemein für die Erhebung von Daten verwendet wird. Dies beinhaltet die Datenerhebung für die Anwendungsbereiche Rechnungserstellung, Statistik und Dokumentationspflicht für Regulierungsbehörden.

Charging


ist die Form des Accountings, bei der Daten erhoben werden, die später für die Rechnungserstellung benötigt werden. Wie bereits in der Einleitung angeführt, unterscheidet man zwischen dem Offline- und dem Online-Charging. Die folgende Grafik gibt eine Übersicht über die Charging-Architektur.




Man sieht hier in der Mitte die Service Elemente des IMS (SIP AS, MRFC, MGCF, BGCF, S-CSCF, P-CSCF und I-CSCF). Weiter unten sind die Elemente Gateway GPRS Support Node (GGSN) und Serving GPRS Support Node (SGSN) vertreten. Diese kommen aus dem Bereich Mobilfunk und werden deshalb hier nicht weiter behandelt.
Auf der linken Seite sieht man das Offline-Charging- und auf der rechten Seite das Online-Charging-System jeweils inklusive Schnittstellen. Beide Charging-Systeme sind unabhängig von einander und können sowohl einzeln als auch zusammen implementiert sein. Oben dargestellt ist dann noch das Billing-System, welches die eigentliche Rechnungserstellung ausführt.

Das Offline-Charging wird bei der Rechnungserstellung im herkömmlichen Sinne angewendet. Bei einem angebotenen Dienst sind häufig mehrere Netzkomponenten (Service Elements) beteiligt. Diese Netzkomponenten erfüllen neben dem eigentlichen Tagesgeschäft der Diensterbringung noch die Funktion der Datenerhebung, genannt Charging Trigger Function (CTF). Diese Daten werden dann über eine Diameter-basierte Rf-Schnittstelle an eine weitere Instanz gesendet, der Charging Data Function (CDF). In der CDF werden diese Charging-Daten evaluiert, zu sogenannten Charging Data Records aufgearbeitet und schließlich mittels Ga-Schnittstelle an eine Charging Gateway Function (CGF) versendet. Die Aufgabe des CDF liegt vornehmlich in der persistenten Datenspeicherung und Kumilierung der CDRs sowie der Weiterleitung über eine Bx-Schnittstelle (standardmäßig FTP) an das Billing-System (Gateway zwischen Charging- und Billing-System).

Das Online-Charging ist eine etwas modernere Art der Dienstleistungsabrechnung beim Kunden. Es ist nicht Teil dieses Projektes und wird deshalb nur der Vollständigkeit halber aufgeführt.




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