Systemy bilingowe w telekomunikacji

Jedną z kluczowych funkcji każdego systemu telekomunikacyjnego jest możliwość realizacji billingu. Co oczywiste, ma ona zasadnicze znaczenie dla operatora świadczącego określone usługi telekomunikacyjne. W praktyce to właśnie możliwości systemu billingowego określają usługi wdrażane przez operatora. Nie chodzi jedynie o wiarygodność danych, tj. zdolność do prawidłowej rejestracji i klasyfikacji ruchu, choć jest to wymóg podstawowy. Predefiniowanie zmiennych stref czasowych, rejestracja ilości przesłanych danych, integracja z innymi systemami to tylko niektóre funkcje, jakie mogą być realizowane w ramach systemu billingowego.

Ewolucja systemów billingowych

Proces typowego billingu obejmuje ogromną liczbę operacji, poczynając od rejestracji połączeń na poziomie centrali, poprzez weryfikację i unifikację surowych danych pochodzących z central oraz przekazanie ich do systemu billingowego, aż po taryfikację, wystawienie faktur za usługi i ewentualną windykację należności. W początkowej fazie rozwoju systemów telekomunikacyjnych pojęcie systemu billingowego było rozumiane przede wszystkim jako zdolność do rejestracji czasu połączeń, przy czym rejestracja dotyczyła głównie central sieci. W takim modelu głównym zadaniem systemu billingowego była agregacja czasów połączeń w poszczególnych strefach czasowych (T1,T2,T3) oraz rozbicie połączeń na poszczególne kategorie (lokalne, międzystrefowe itp.).

Podejście to zakładało zupełnie zdecentralizowany model przetwarzania danych. Z jednej strony, praktycznie nie istniał wtedy problem stosowania systemów od różnych dostawców. Z drugiej jednak - tak skonstruowany system praktycznie uniemożliwiał szybkie wdrażanie nowych usług (minimalna zmiana np. w planie taryfowym powodowała konieczność modyfikacji danych referencyjnych w wielu różnych systemach, dlatego też problemy z synchronizacją modyfikacji były ogromne). Kolejnym problemem była kwestia systemów interconnect (do obsługi rozliczeń w połączeniach międzyoperatorskich). Praktycznie każdy operator posiada określoną liczbę POI (Point of Interconnection), tj. punktów styku z innymi sieciami. W takich punktach jest realizowana wymiana ruchu międzysieciowego, który również jest poddany taryfikacji. W związku z istotnymi ograniczeniami technicznymi nie było możliwe prowadzenie częstych zmian umów międzyoperatorskich. Ponadto umowy te były zazwyczaj bardzo uproszczone (w praktyce operatorzy ustalali jedynie określone stawki za ruch w poszczególnych strefach czasowych). Ewolucja telekomunikacji, wdrażanie nowych technologii i inne czynniki (przede wszystkim ekonomiczne) wymusiły na operatorach konieczność szybszego reagowania na zmiany na rynku usług. Pojawiła się konieczność szybkiego, scentralizowanego modyfikowania planów taryfowych, cenników oraz tworzenia usług dodatkowych. Warto również wspomnieć, iż równolegle rozwijała się koncepcja usług inteligentnych (IN) oraz Internet. Wszystko to doprowadziło do zmian w systemach billingowych.

Obecnie systemy billingu umożliwiają rozliczanie abonentów z wykorzystanych przez nich usług przy uwzględnieniu wszystkich cech połączenia, takich jak czas jego trwania, odległość, pora dnia oraz ewentualnie operatora docelowego. Przy obliczaniu należnej opłaty za usługę istotne są takie informacje, jak rodzaj abonenta, wybrana przez niego taryfa, ewentualne rabaty lub promocje. W efekcie daje to ogromną liczbę operacji wykonywanych przez system na bieżąco oraz jeszcze większą ilość archiwalnych danych, przechowywanych w bazie danych. To wszystko należy jeszcze pomnożyć przez liczbę abonentów (u dużych operatorów baza abonentów ma kilka, kilkanaście milionów rekordów). W czasach rywalizacji o klienta możliwość naliczania opłat to jednak zbyt mało. Dlatego zaawansowane systemy billingowe służą również do analizy potrzeb klientów, przygotowywania ofert specjalnych i pozyskiwania klientów nowych usług, decydując o przewadze firm telekomunikacyjnych nad konkurencją.

Płaszczyzny billingu - architektura systemów billingowych

Obecne systemy billingowe mają trójpłaszczyznową architekturę przetwarzania. W płaszczyźnie central podstawowym elementem z punktu widzenia systemu billingowego są moduły CHU (charging units). Każdorazowo, gdy w ramach centrali realizowane jest połączenie następuje generacja CDR (Call Data Records), czyli rekordów opisujących dane połączenie (podstawowe parametry zapisywane w CDR to data i czas rozpoczęcia połączenia, czas jego trwania oraz numery stron połączenia). Rekordy CDR są generowane przez centralę w czasie rzeczywistym i zapisywane we wspomnianym module CHU. Moduł ten posiada własną pamięć masową, w której rekordy CDR są buforowane (są zapisywane w postaci binarnej w jednym pliku, wysyłanym po osiągnięciu progowej wielkości do systemu billingowego).

W płaszczyśnie agregacji wyróżnia się tzw. kolektor, tj. moduł, do którego spływają pliki z rekordami CDR ze wszystkich central. Moduł kolektora jest z kolei ściśle powiązany z modułami płaszczyzny analiz, które są ostatnim ogniwem w łańcuchu systemu billingowego. Właśnie tu następuje klasyfikacja poszczególnych danych ze względu na typ rozliczanej usługi, np. usługi pakietowej transmisji danych czy usługi taryfikowanej za czas połączenia. Z każdym rodzajem działalności operatorskiej wiąże się konkretny moduł płaszczyzny analiz (np. do rozliczeń interconnect stosuje się moduł generowania raportów uwzględniający zawarte umowy międzyoperatorskie).

Systemy OSS

Opisana architektura stanowi fundamenty do budowy systemów o funkcjonalności znacznie wykraczającej poza standardowy billing. Dlatego często mówi się o tzw. zintegrowanych systemach OSS (Operation Support Systems). Pozwalają one m.in. na przyjmowanie zamówień i reklamacji, mogą także prowadzić historię rozliczeń z płatnikiem i obsługiwać zaległe należności. Na podstawie informacji z biura obsługi klienta możliwe jest dynamiczne ustalanie praw dostępu do danych i funkcji systemu. Ponadto systemy OSS mogą być powiązane z częścią analityczną CRM, co znacznie wzbogaca dostępną funkcjonalność.

Na bazie OSS operator może budować bardzo zaawansowane usługi, co ma szczególne znaczenie w odniesieniu do systemów konwergentnych. Otwarta architektura OSS umożliwia elastyczne zarządzanie zasobami różnego typu (sieci z komutacją kanałów, pakietowe, różne sieci dostępowe, profile abonentów itp.). Nad znajdującymi się w najniższej warstwie modelu zasobami (np. centrale, rutery) mieszczą się systemy dynamicznego nadzoru, które pełnią rolę sterowników usług (komunikują się z urządzeniami sterowanymi i wydają im dynamiczne komendy, np. zmiany przepustowości, blokady danej usługi itp.). Zintegrowany system OSS (na przykładzie Serat 2) powinien realizować następujące funkcjonalności:

• Zarządzanie zamówieniami (obsługa wszystkich etapów zamówienia składanego przez abonenta, wystawianie zleceń wewnętrznych, monitoring działań związanych z obsługą zamówień).
• Zarządzanie informacją o kliencie ('wprowadzenie, przeglądanie i aktualizacja danych o abonentach, przechowywanie wcześniejszych informacji dotyczących klientów oraz związanych z nimi linii telefonicznych).
• Zarządzanie usługami (definiowanie nowych usług oraz ich aktywacja, modyfikacja i dezaktywacja, definiowanie ulg regulaminowych oraz umownych, zniżek oraz rabatów, łączenie usług w pakiety).
• Zarządzanie cennikami i taryfami (przeglądanie i aktualizacja cenników, kreowanie nowych taryf, wprowadzanie i aktualizacja pakietów usług).
• Zarządzanie danymi linii (ewidencja zakresów numerów wolnych oraz wykorzystanych, aktywacja lub dezaktywacja linii, zmiana jej numeru, grupowanie numerów oraz przydzielanie pakietu do linii).
• Zarządzanie danymi o połączeniach (rozpoznawanie wielu formatów CDR-ów, taryfikacja połączeń na podstawie wielu czynników).
• Zarządzanie kontami (tworzenie hierarchii typu klient-płatnik, utrzymywanie pełnej historii kont klientów).
• Zarządzanie płatnościami (rejestracja wpłat z różnych śródeł, obsługa płatności dokonywanych za pomocą polecenia pobrania, zestawienia pozwalające na przeprowadzenie kontroli przekazywanych wpłat).
• Fakturowanie (obliczanie należności, naliczanie opłat stałych, obciążanie z tytułu połączeń, odliczanie zniżek regulaminowych i umownych, przekazywanie wystawianych faktur do archiwizacji).
• Obsługa reklamacji i uszkodzeń (rejestracja reklamacji grupy usług lub pojedynczej usługi, kontrola terminu rozpatrzenia reklamacji zgodnie z obowiązującymi procedurami).
• Windykacja (możliwość zmiany terminu płatności, emisja wezwań do zapłaty, rejestracja prowadzonych postępowań układowych i sądowych).
• Archiwizacja i odtwarzanie (cyfrowe archiwum dokumentów płatniczych rejestrowanych w systemie, możliwość odtworzenia każdego zarchiwizowanego dokumentu).
• Raportowanie (moduł raportowania i analiz wykorzystujący dane zawarte w zasobach bazy danych systemu billingowego).

Zakres zadań stawianych współczesnym systemom billingowym jest więc bardzo duży. W systemach o tak wielkiej skali złożoności poprawa wydajności choćby jednego z komponentów ma bardzo duży wpływ na działanie całości. Dlatego też konkurujący na rynku systemów billingowych dostawcy starają się dobrać najodpowiedniejszy model architektury tworzonego systemu. Również funkcjonalność jest polem dużej rywalizacji. Obecnie na świecie jest kilkanaście dominujących platform systemów billingowych, które znalazły największe uznanie wśród operatorów. Zazwyczaj w platformach tych stosuje się dekompozycję na moduły (podział zadań pomiędzy poszczególne moduły), a środowiskiem systemowym jest Unix. W obrębie poszczególnych komponentów systemu wyróżnia się warstwy funkcjonalne, w których realizowane są poszczególne zadania:

• warstwa sieciowa (network layer),
• warstwa systemu operacyjnego (operating system layer),
• warstwa dostępu do bazy danych,
• warstwa modułów funkcjonalnych,
• warstwa interfejsu graficznego (GUI layer).

Kluczowym elementem konstrukcji systemu jest również tzw. Mediation Device (moduł odpowiedzialny za unifikację i weryfikację napływających danych billingowych). Mediacja umożliwia gromadzenie, walidację i unifikację danych dotyczących wykorzystania usług. Dane dotyczące wykorzystania usług obejmują informacje o korzystaniu z usług, które pozwalają zidentyfikować źródło tworzące dane, rodzaj usług, sesję i czas jej trwania, strony uczestniczące w sesji (abonenci/ terminale), rodzaj, datę i czas zdarzenia, rodzaj zasobów, do których klient ma dostęp, wykorzystanie zasobów, jakość usług itp. Typowy proces mediacji może obsługiwać wiele formatów plików i rekordów, np. XML, ASN.1 i formaty specyficzne. Zatwierdzone rekordy są przechowywane w zunifikowanym formacie ogólnym w relacyjnej bazie danych.

Dla użytkownika końcowego (odbiorcy usług) szczególnie interesujący jest moduł odpowiedzialny za realizację usług online. W typowych rozwiązaniach systemów OSS moduł ten umożliwia przeglądanie przez Internet danych dotyczących usług, administrację kontem klienta (np. zmiana hasła, e-maila) oraz uiszczanie opłat za rachunki telefoniczne przez Internet. Dane udostępnione użytkownikom systemu są przechowywane w osobnej bazie, której uaktualnień dokonuje się okresowo, czerpiąc dane z systemu billingowego.Przedstawione rozwiązania dotyczą typowego zakresu funkcji i zadań realizowanych przez obecne systemy billingowe. Przy podziale rynku systemów billingowych wyróżnia się dwie podstawowe kategorie:

• systemy do rozliczeń abonentów,
• systemy billingu interconnect.

Dla operatora najlepszym rozwiązaniem jest stosowanie systemu billingowego jednego dostawcy. Niemniej praktyka pokazuje, że nie zawsze jest to kryterium ostateczne. Czasem, aby osiągnąć maksymalną funkcjonalność, warto integrować platformy różnych dostawców. Dobry system billingowy w połączeniu z systemem CRM jest dziś podstawą funkcjonowania operatora telekomunikacyjnego. Ma to szczególne znaczenie w dobie szybkich zmian technologicznych.

Problemy z billingiem VoIP

Z technicznego punktu widzenia sporym problemem, a zarazem wyzwaniem dla systemów billingowych są sieci VoIP. W klasycznych sieciach telefonicznych wykorzystanie innego operatora do realizacji usługi zestawienia połączenia z jego abonentem, ewentualnie wykorzystanie jego sieci dla tranzytu rozmów do operatora docelowego, wymaga wcześniejszych dwustronnych umów oraz zestawienia fizycznego połączenia między centralami. Ponieważ ruch w takiej sytuacji jest wymieniany łączem fizycznym, to nie ma problemów z autoryzacją i odpowiedzią na pytanie, czy dane połączenie ma być obsłużone czy też nie (bo wiadomo że pochodzi ono od operatora, z którym jest podpisana umowa).

Nie ma problemu również, jeśli wszystkie bramy VoIP mają jednego właściciela, ponieważ świadczona przez niego na zewnątrz usługa niczym nie różni się od klasycznej tranzytowej transmisji głosu. Jednak jeżeli założymy, że obecne sposoby transmisji danych zostaną wyparte przez protokół IP (ewolucja w kierunku systemów All IP), to kwestia billingu staje się dużo bardziej skomplikowana. Wynika to z właściwości usług VoIP - protokół IP umożliwia nawiązanie połączenia dla transmisji danych (również VoIP) między dwoma urządzeniami w sieci bez jakichkolwiek wcześniejszych uzgodnień.

Jedną z koncepcji rozwiązania powyższego problemu jest stosowanie tzw. izb rozliczeniowych, które są odpowiedzialne za organizację współpracy oraz wzajemne rozliczanie między operatorami. Dzięki nim operator VoIPP nie musi zawierać umów ze wszystkimi partnerami, z którymi wymienia ruch głosowy. Wystarcza podpisanie jednej umowy z izbą rozliczeniową, która prowadzi rozliczenia ze wszystkimi swoimi klientami i bierze na siebie ryzyko związane z niewypłacalnością któregoś z nich. Izba rozliczeniowa świadczy następujące usługi:

• marszrutowanie połączeń,
• autoryzacja połączeń,
• billing.

Niektóre z funkcji izb rozliczeniowych pełni gatekeeper (dozorca) H.323, jednak protokół ten nie uwzględnia współpracy pomiędzy wieloma dozorcami. W związku z tym poszczególni producenci sprzętu rozszerzają standard o dodatkowe pola lub nadają standardowym polom specjalne znaczenie. W obydwu tych sytuacjach protokół H.323 staje się warstwą transportową do wymiany komunikatów specyficznych dla sprzętu danego producenta. Możliwe jest także organizowanie izb rozliczeniowych bez wykorzystywania protokołu H.323, wg własnych rozwiązań. Obecnie jedyny standardowy mechanizm wymiany informacji pomiędzy dozorcami VoIP a izbami rozliczeniowymi to Open Settlement Protocol opracowany przez firmę Cisco, a standaryzowany przez European Telecommunications Standards Institute (ETSI).

Nowe wyzwania

Systemy billingowe są niezwykle istotnym elementem współczesnych systemów telekomunikacyjnych. Ich działanie nie sprowadza się już tylko i wyłącznie do realizacji rozliczeń abonentów i rejestracji wolumenu ruchu. W połączeniu z systemami CRM systemy billingowe stają się dziś poważnym narzędziem rywalizacji o klienta. Warto jednak zaznaczyć, iż dotychczasowa ewolucja systemów billingowych obejmowała przede wszystkim kwestię funkcjonalności warstwy usługowej (płaszczyzna analiz) i w gruncie rzeczy koncepcja realizacji billingu wciąż pozostaje ta sama. Nowym wyzwaniem dla systemów billingowych są sieci oparte na protokole IP. Być może przyjęcie nowych modeli dla rozliczeń oraz standaryzacja spowodują istotne zmiany w dotychczasowej organizacji rynku międzyoperatorskiego. Jednak konieczność wdrażania usług konwergentnych prędzej czy później wymusi na operatorach wypracowanie odpowiednich standardów i mechanizmów dla taryfikacji tych usług (np. opłata za dostarczanie treści, za liczbę przesłanych danych, taryfikacja uwzględniająca profil jakości obsługi itp.). Ma to szczególne znaczenie w dobie różnorodnych rozwiązań technologicznych oferowanych przez jednego operatora (np. operatorzy komórkowi z infrastrukturą GSM/UMTS/WLAN). Idealnym rozwiązaniem przyszłości jest więc zintegrowany system billingowy zunifikowany do obsługi różnych sieci dostępowych oraz usług konwergentnych.