PCC (Policy and Charging Control) pour les Services Data ...

1 PCC (Policy and Charging Control). pour les Services Data Mobiles EFORT. En mettant en uvre les proc dures PCC (Policy and Charging Control), les op rateurs de service fixe et mobile peuvent : garantir la bande passante pour les Services haut revenu, r aliser une segmentation du march , assurer un usage ad quat du r seau par les flux de service, bloquer ou d grader les flux de service qui d gradent les performances du r seau, garantir la meilleure exp rience utilisateur possible. Aujourd'hui gr ce aux proc dures PCC, les op rateurs ont la possibilit d'implanter les sc narii suivants : Fair usage : Les op rateurs mobiles peuvent limiter la bande passante disponible aux usagers les plus consommateurs, typiquement ceux qui t l chargent en peer to peer. Par exemple, au del d 'un certain volume mensuel ( , 5 Gbytes), le d bit est limit 40 kbit/s.

2 Freemium : Les op rateurs mobiles peuvent offrir l 'acc s des applications telles que Facebook ou Twitter, afin d 'attirer les usagers souscrire un abonnement data mobile et ainsi acc der d 'autres Services data mobiles. Contr le d 'application : Les op rateurs mobiles peuvent bloquer certains flux d 'application ( , skype, mail) tant que l 'usager n 'a pas souscrit l 'option permettant l 'usage de ces applications. Bill-shock prevention (anti bill shock) : Les op rateurs peuvent alerter leurs clients lorsque ces derniers ont consomm leur forfait et lorsque tout usage suppl mentaire induit des co ts additionnels. Les r seaux de donn es mobiles fonctionnent en mode connect . L'usager tablit un contexte PDP (2G/3G) ou un bearer (4G) pour mettre/recevoir des paquets IP. Le but des op rateurs est d' tre capable sur le contexte PDP : D'identifier les flux IP qui sont transport s sur le contexte PDP.

3 D'autoriser ou bloquer ces flux IP. D offrir chaque flux une QoS. De taxer chaque flux selon diff rents crit res tels que le volume, la dur e, l' v nement, etc. La notion de Policy control est li e aux fonctions d'autorisation/blocage et de QoS des flux IP. La notion de Charging control est relative la taxation des flux IP. Le but de ce tutoriel est de pr senter les principes, les concepts, l'architecture et les interfaces PCC (Policy and Charging Control). 1 PCC : Une architecture ind pendante de tout type d'acc s L'architecture PCC telle que d finie par 3 GPP dans la recommandation TS a pour objectif de s'appliquer n'importe quel r seau d'acc s paquet s'interfa ant au monde IP, tel Copyright EFORT 2011. que xDSL, c ble, WiMax, 2G/3G paquet, 4G. Dans ce contexte, le vocabulaire utilis est le suivant : IP-CAN signifie IP Connectivity Access Network.

4 Il s'agit d'un r seau acc s au monde IP. de fa on g n rique. IP-CAN bearer repr sente un chemin de transmission IP avec une capacit , un d lai, un taux d'erreur, etc. Les default et dedicated bearers EPS et les contextes PDP GPRS sont des exemples d'IP-CAN bearers. IP-CAN session repr sente l'association entre l'UE repr sent par une adresse IPv4 ou IPv6, et un PDN (Packet Data Network)repr sent par un PDN ID ( an APN). Une IP- CAN session inclut un ou plusieurs IP-CAN bearers. La capacit supporter plusieurs IP-CAN bearers par IP-CAN session d pend de l'IP-CAN. Une IP-CAN session existe tant que l'adresse IP de l'UE est maintenue. IP flow repr sente un flux unidirectionnel de paquets IP avec la m me adresse de transport source (adresse IP, num ro de port), la m me adresse de transport destination (adresse IP, num ro de port) et le m me protocole de transport.

5 L'architecture PCC (Policy and Charging Control) sont consiste en une fonction centralis e appel e PCRF (Policy and Charging Rules Function) qui fournit des r gles PCC une fonction PCEF (Policy and Charging Enfoncement Function) appartenant au domaine de transport. Le PCRF a acc s aux donn es de souscription de l'usager afin de pouvoir adapter l'usage des ressources de transport par le service ainsi que la taxation du service en fonction du profil de l'usager. La fonction PCEF peut tre int gr e dans le n ud qui termine l'acc s tel que GGSN, PDN GW, ou peut tre ind pendante. 2 PCC : une d finition Policy control concerne les fonctions de binding, gating control, QoS control, event reporting et IP-CAN bearer establishment: Binding est la mise en place d'une association entre un flux de donn e de service (SDF, Service Data Flow) et un bearer d'acc s (IP-CAN) transportant ce SDF.

6 Gating control est la capacit de bloquer ou autoriser des paquets IP appartenant des flux IP pour un certain service. QoS control permet au PCRF de fournir au PCEF des QoS autoris es pour les flux IP. La QoS autoris e peut inclure par exemple le d bit maximum par flux. Un flux est transport . par un bearer. Un bearer supporte une classe de service ( , Conversationnel, streaming, interactive, background). Le PCEF doit s'assurer qu'un flux de service soit accommod sur le bearer disposant de la classe de service appropri e. Tous les flux empruntant ce bearer disposent de la m me classe de service. Le bearer dispose d'un d bit maximum, et le d bit de chaque flux peut aussi limit un maximum. La somme des d bits maximum des diff rents flux empruntant le m me bearer doit bien sur tre inf rieure au d bit maximum du bearer. Le PCEF doit contr ler le d bit de chaque flux individuellement afin de s'assurer qu'il n'exc de pas sa QoS autoris e.

7 Event reporting permet au PCEF de notifier le PCRF d' v nements li s aux ressources, sollicit s ou non sollicit s. Suite a r ception d' v nements, le PCRF modifie les r gles PCC et donc le comportement du plan usager. IP-CAN bearer establishment permet aux PCRF de solliciter aurp s du PCEF. l' tablissement de bearer par le r seau si le r seau d'acc s (IP-CAN) le supporte. Charging Control inclut la taxation online (online Charging ) et la taxation offline (offfline Charging ). Le PCRF d cide de la m thode de taxation pour un flux de service donn . Cela permet au PCEF soit d 'obtenir un cr dit (online) aupr s de l'OCS (Online Charging System). ou de g n rer un ticket de taxation (offline) qui est soumis l'OFCS (Offline Charging System). Copyright EFORT 2011. Toute l'architecture PCC repose sur l'identification du flux IP par la fonction PCEF.

8 L 'analyse de paquet IP peut s'appliquer trois niveaux : Shallow Packet Inspection (SPI). Deep Packet Inspection (DPI). Heuristic analysis Deep Packet Inspection (H-DPI). SPI utilise les informations d 'en-t te telles que l 'adresse IP source, l 'adresse IP. destination, le port source, le port destination et le type de transport (TCP, UDP) pour l 'analyse de paquets. C 'est la d finition de Gating Control par 3 GPP avec les r gles PCC dynamiques dans les Releases R8, R9, R10. DPI inspecte les en-t te de paquets ainsi que leur contenu en utilisant une analyse protocolaire la couche 7. Un exemple est identifier les sites auquel acc de l 'utilisateur en analysant la request URI du message HTTP GET. H-DPI examine les paquets en fonction de crit res comportementaux. Cela permet m me d 'analyse un trafic qui est chiffr . Les crit res comportementaux (behavioral patterns) sont pr sents dans une base de donn es.

9 Chaque paquet est v rifi selon ces crit res. Parmi ces crit res figurent le d bit du flux montant et descendant, la taille des paquets, la fr quence d 'envoi des paquets, etc. La fonctionnalit DPI du GGSN/PDN GW ou du module DPI ind pendant r alise l 'inspection de paquets aux 3 niveaux (SPI, DPI, H-DPI). L 'architecture PCC permet DPI et H-DPI avec des r gles PCC pr d finies au niveau du GGSN/PDN GW ou du module DPI ind pendant dont le format n 'est pas normalis dans les Release R8, R9, R10. 3 Architecture PCC. L'architecture PCC telle que d finie dans la Release 9 des sp cifications 3 GPP consiste en les entit s PCRF, PCEF, BBERF, SPR, AF, OCS et OFCS (Figure 1). L'entit PCRF (Policy Control and Charging Rules Function) est une entit fonctionnelle qui inclut les fonctionnalit s de policy control et flow based Charging control. Ces 2.

10 Fonctionnalit s sont h rit es des entit s d finies dans la Release 6 du 3 GPP savoir PDF. (Policy Decision Function) et CRF ( Charging Rules Fonction). Le PCRF fournit toutes les informations relatives la d tection des flux de service, au gating, la QoS et la taxation sur la base des flux de service au PCEF ( , GGSN, PDN GW). Le PCRF doit fournir des r gles PCC au PCEF via l'interface Gx. Ces r gles sont produites en utilisant des informations de souscription de l'usager stock es dans une base de donn es appel e SPR (Subscription Profile Repository). Le PCRF dispose de l'interface Sp afin d'. interagir avec l'entit SPR. Cette interface Sp n'est pas encore sp cifi e. L'entit PCEF (Policy and Charging Enforcement Function) inclut les fonctionnalit s de policy enforcement et flow based Charging . Ces 2 fonctionnalit s sont h rit es des entit s d finies dans la Release 6 du 3 GPP savoir PEP (Policy Enforcement Point) et TPF (Traffic Plane Function) respectively.