Triple Play: как в единой IP-среде уживаются телефон, телевизор и интернет?

How-to или Как это делается

Сам термин Triple Play (3P) изначально — чисто маркетинговый, отражавший некое совместное предоставление услуг на базе сетей нового поколения. Опыт показал, что все современные услуги связи (любой сложности) являются для абонента-физлица набором трех базовых услуг:

  • Телефонного сервиса;
  • Доступа в Интернет;
  • Телевидения.

Технологически все три базовые услуги «живут» на разных платформах, но в одной среде, поэтому возникает множество сложностей с биллингом, работой с СОРМ, блокировкой услуг при нулевом балансе (с сохранением возможности экстренного вызова), техподдержкой и борьбой со фродом.


Triple Play-услуги и обслуживающие их ИТ-системы

Платформы:

  • Телефония – на телефонных коммутаторах (Private branch exchange — сокращённо PBX) или -платформах (иногда их называют IP Multimedia Subsystem — IMS);
  • Доступ в Интернет – например на маршрутизаторах широкополосного удалённого доступа (Broadband Remote Access Server — BRAS или BBRAS);
  • Телевидение. Включает в себя головную станцию и систему дистрибуции ТВ-контента. В случае кабельного ТВ распространение контента происходит на физическом уровне (передатчиками), а в случае IP-телевидения используется управляющая IP TV платформа.

Существенным признаком реализации 3P-концепции является некоторая единая среда оператора, на базе которой строятся все три сервиса. На приведенной картинке изображена самая, пожалуй, распространенная на текущий момент, реализация таких услуг: оператор создает на базе волоконно-оптической сети сеть широкополосного доступа и на ее базе создаются подсети для предоставления услуг телефонии и телевидения.

Фактическая реализация

Исторически для создания 3P-сред первыми были сети кабельного телевидения и сети ADSL. И там, и там использовалось аналоговое разделение частот для передачи голоса, интернет-соединений и телевидения. Сейчас такие технологии составляют основную массу всех 3Р-подключений на планете.

Но такие решения активно вытесняются подключениями на базе оптики. Сама волоконно-оптическая сеть, используемая для 3P-услуг, в российских реалиях может иметь как кольцевую, так и звездообразную структуру. Практически все операторы используют одну из разновидностей FTTx-технологии (Fiber to the Х — оптика до точки X):

  • FTTH — Fiber To The Home (доведение волокна до квартиры);
  • FTTB — Fiber To The Building (доведение волокна до здания);

и их разновидности:

  • FTTC — Fiber To The Curb (доведение волокна до кабельного шкафа);
  • FTTCab — Fiber To The Cabinet (аналог FTTC);
  • FTTR — Fiber To The Remote (доведение волокна до удаленного модуля, концентратора);
  • FTTP — Fiber To The Premises (доведение волокна до точки присутствия клиента);
  • FTTO — Fiber To The Office (доведение волокна до офиса);
  • FTTOpt — Fiber To The Optimum (доведение волокна до оптимального пункта).

Довлеющим способом подключения в РФ сейчас является FTTB. Типовая сеть обычно имеет кольцевую структуру по городу (для обеспечения резервирования магистралей) и выносы в кварталы, которые резервируются кольцом только в случае очень большого количества домов/квартир.

Балансировка трафика, разумеется, применяется в масштабах города – на уровне узлов агрегации используются соответствующие решения для балансировки трафика между магистральными линками. Балансировка трафика между кварталами или даже домами тоже применяется, но обычно схема проще – т.е. используется балансировка между полукольцами и, конечно, зависит от объема абонентов на конкретном объекте.

Далее практически у всех российских операторов технический дизайн одинаков: на чердаках или в подвалах стоят металлические шкафы, в которых находится Ethernet-оборудование для подключения конечных пользователей. При этом дизайн по телефонии может отличаться: возможно ставить VoIP-шлюзы в общих металлических шкафах (и тогда абонент получает аналоговую телефонную розетку RJ-11), либо поставить VoIP-адаптор / VoIP-телефон сразу в квартире абонента. Дизайн IP-телевидения также одинаковый – телевизионная приставка (STB, Set Top Box) ставиться всегда в квартире абонента, после Интернет-роутера.

Среди самых существенных организационно-технологических проблем в данной части нужно отметить необходимость настройки отдельных подсетей:

  • Для телефонии. Это необходимо для проигрывания автоответчиков о различных события по телефонии, необходимо для работы вызовов на экстренные службы;
  • Для IP TV выделенная подсеть нужна для показа обязательных федеральных российских 8 каналов даже в случае финансовой блокировки абонента (часто связанной с отсечкой интернет-услуг).

 

Телефония: экстренные звонки и связь с СОРМ

Опишем отдельно реализацию вызовов на экстренные службы (01, 02, 03, 04, 112 в отдельных регионах). Схема реализации IP-телефонии с выполнением требования законодательства предполагает наличие некоторого коммутационного узла в каждом городе предоставления услуги. Именно этому узлу и поручена задача маршрутизации экстренных вызовов на конкретные номера экстренных служб каждого города. На картинке 2 показаны для сравнения прохождение зеленого обычного звонка (телефонная сигнализация идет через ядро системы, звонок устанавливается пограничным устройством) и красного звонка экстренного (управление не используется, звонок сразу пробрасывается на телефонную сеть общего пользования, ТфОП).

Пограничные устройства в телефонии принято называть пограничными контроллерами сессий (SBC, Session Border Controller). Их функции аналогичны межсетевым экранам в среде Интернет, плюс ряд специфических функций по обеспечению нормальной работоспособности VoIP-соединений.


Отличия обычного и экстренного VoIP-вызова

Здесь же отметим интересную российскую особенность реализации телефонных соединений в рамках 3Р: обязанность каждого российского законопослушного оператора отправлять все звонки на СОРМ. И здесь возникает технологическая проблема, т.к. все мультимедиа-платформы настроены на обеспечение прямой связности всех зарегистрированных пользователей между собой. А мы имеем две проблемы:

  • Во-первых, два типа звонка (звонки с набором номера, которые по законодательству РФ являются звонками телефонными, т.к. с нумерацией — и звонки по сети ШПД, которые по законодательству РФ не могут иметь нумерацию ТфОП);
  • А, во-вторых, разные города с разными подразделениями ФСБ, которые контролируют только свою региональную нумерацию.

Для решения этих проблем опять же используются SBC, к которым и подключены пульты ФСБ (ну или SBC подключены к местным телефонным коммутаторам). Все звонки с номерами SBC выводят на такие пульты. Так решается задача телефонного СОРМа. А все звонки с логинами, никнеймами и т.п. (т.е. звонки по сети ШПД, включая видеозвонки) выводятся на телематический СОРМ, который используется для контроля Интернет-соединений.

Требования к полосе пропускания

Требования к полосе пропускания для трафика у сервисов различны. Телефония является нетребовательной к полосе услугой. В основном используются следующие алгоритмы кодирования голоса: G.711 A-law / G.711 u-law c полосой (битрейтом) в 64 кбит/с, варианты G.729 с полосой 8 кбит/с и кодек GSM с битрейтом 13 кбит/с. С учетом общего объема заголовков IP-пакетов получаем необходимую полосу от 30 до 90 кбит/сек.

IP-телевидение требует значительно большей полосы (например, часто используются кодеки MPEG2/MPEG4): так обычные SD-телеканалы требуют от 2 до 4 Мбит/сек, а каналы высокого качества HD – от 8 до 12 Мбит/сек. Понятно, что для таких емкостей требуется умное управление мультикастовым телевизионным трафиком: каждый канал подается на узел и/или жилой квартал только один раз, независимо от количества смотрящих абонентов. Здесь помогает статистика – если абоненты в одном квартале включат все непересекающиеся каналы, то у оператора, предоставляющего 100-120 обычных каналов и 5-20 каналов HD сеть на этом участке откажет. Но в жизни так не происходит – распределение «смотрения» обычно позволяет укладывать требования по IP TV в полосу 1-2 Гбит/сек на район/квартал.

Разделение по типам трафика для обеспечения качества работы всех трех услуг обычно используется в сегменте корпоративных заказчиков и не применяется в услугах для физических лиц. Это обусловлено следующими факторами, поскольку жилые дома достаточно предсказуемы в плане потребления.

Проблемы с биллингом Triple Play услуг

В зависимости от того, какой сервис для оператора важнее, выбирается, скажем так, биллинговая мастер-система. Например, ведение счета организуется в системе, которая обслуживает доступ в Интернет. Соответственно, две другие системы (биллинга телефонии и телевидения) занимают подчиненное положение и должны быть подстроены под требования и особенности мастер-системы. Реализованы эти системы в виде различных модулей одной системы или это вообще системы одного производителя, значения не имеет, и исторически, часто (в российских реалиях) это различные системы от различных ИТ-компаний.

Работа мастер-биллиннга по тарификации доступа в интернет

Посмотрим схематично тарификацию доступа в интернет на примере безлимитного тарифного плана, т.к. в России абонентов, пользующихся лимитными тарифными планами (помегабайтно), осталось не более 5%. Применяются два основных алгоритма: сумма за месяц списывается либо сразу в день Х (и счет абонента уменьшается скачкообразно), либо равными долями каждый день (и счет абонента уменьшается плавно, но постоянно). Ниже показано, как мастер-биллинг прекращает доступ абонента в интернет при достижении нулевого биланса на счете или уходе в минус.


Контроль состояния счета интернет-абонента

Работа телефонного биллинга

Основу работы телефонного биллинга составляют тарифные таблицы, в которых забиты все направления возможной отправки голосового трафика и их стоимость. Когда абонент совершает звонок в каком-либо направлении, система анализирует телефонный префикс (код страны, код города) и списывает средства, по данным тарифных таблиц. При этом алгоритм авторизации звонка даже в препейдном варианте 3P может быть препейдным и постпейдным (это связано с особенностями реализации различных биллинговых систем и телефонных платформ).


Постпейдная авторизация телефонного звонка

Ниже изображен схематично сценарий авторизации звонка в случае постпейдного варианта настройки телефонии. В этом случае абонент совершает звонок, IMS-платформа проверяет, что абонент не заблокирован и пропускает звонок в сеть телефонную сеть общего пользования (ТфОП) или в сеть VoIP. В течении звонка (и после его окончания) IMS-платформа генерирует CDR-файлы (Call Detail Recording), содержащие в себе всю информацию о звонке абонента. Телефонный биллинг обрабатывает данные CDR-файлы, отображая эту информацию сначала на своих внутренних счетах (минусуя счет клиента по результатам поступающих CDR), а потом и на счету абонента в мастер-биллинге. Можно уменьшать счет абонента в мастер-биллинге одновременно с уменьшением в биллинге телефонном, но тут уже встают вопросы производительности при взаимодействии систем, необходимо найти баланс между количеством обслуживаемых абонентов и временными интервалами в описанных цепочках.


Препейдная авторизация телефонного звонка

Здесь видно схему сценария авторизации звонка в случае препейдного варианта настройки телефонии. В этом случае абонент желает совершить звонок, IMS-платформа обращается к серверу авторизации (протоколу RADIUS или DIAMETER), а сервер авторизации обращается к телефонному биллингу. Телефонный биллинг сообщает серверу авторизации о том, что абонент не заблокирован и сообщает лимит возможных минут по выбранному абонентом направлению. Тот разрешает IMS-платформе пропустить звонок в сеть телефонную сеть общего пользования (ТфОП) или в сеть VoIP.

При этом телефонный биллинг блокирует на счете клиента некоторую сумму для оплаты звонка, которая корректируется (увеличивается либо уменьшается) по результатам окончания звонка. Далее, аналогично постпейдному биллингу, происходит корректировка на счету абонента в мастер-биллинге. Здесь важно отметить, что в обоих сценариях возможен уход абонента в минус, только при препейдной схеме он будет меньше.

Работа телевизионного биллинга

Идеологически биллинг телевидения не отличается от биллинга других телевизионных услуг. В случае кабельного ТВ биллинг весьма прост – это просто списания фиксированных сумм за те или иные пакеты ТВ-программ, а в случае IP TV может добавляться сервис «видео по требованию» (Video On Demand, VoD), когда абонент платит дополнительно за какой-то отдельный фильм или передачу.

Для реализации этих функций используется биллинг-посредник, который решает следующие задачи:

  • Блокирует абонентов на ТВ-платформе при их блокировке в мастер-биллинге;
  • Направляет задания в мастер биллинг на списания средств при использовании услуги VoD.

Исходя из вышеописанных алгоритмов, сразу видна одна из основных проблем при запуске Triple Play пакетов — корректное управление балансами абонентов. Так, оператору необходимо решить, будут при исчерпании денег блокироваться все сервисы, или только те, на которые не хватает денег? Блокирование всех сервисов одновременно требует соответствующего договора с абонентом, так как по российскому законодательству услуги телефонии, телевидения и доступа в интернет рассматриваются как независимые услуги с различными правилами по их предоставлению (310-е, 785-е и 575-е правила, соответственно). Биллинговый цикл будет ежемесячным ил подневным? Если ежемесячным, то оператор может корректнее обработать все списания в рамках абонентского счета, но повышается риск ухода в минус; а при ежедневном списании все абоненты в конечном счете «разъедутся» по своим числам начала биллингового месяца, что на порядок повышает требования к мощности и сложности операторской биллинговой системы. Также нужно предусмотреть условия – в какой очередности средства с баланса абонента списываются за услуги (или вообще не списываются, пока их не хватает оплатить сразу все три услуги).

Новые сервисы

Концепция 3Р предполагает, что в рамках единой среды абонентам станут доступны новые услуги. Это действительно так, однако многие из них либо не нужны, либо не привычны для пользователей – например, нет большого смысла принимать телефонный звонок на экране телевизора при просмотре IP TV. Абсолютное большинство пользователей совершенно не утомит взять трубку отдельно от телевизора.

При этом есть услуги, которые начинают входить в пользовательский оборот – видеозвонки, инстант-месседжинг (отправка сообщений) и чат. В нормальной 3Р-среде оператору уже весьма желательно эти услуги поддерживать. И здесь возникает новая проблема – услуги нужны, а денег на них платить никто не будет, т.к. существует огромное количество бесплатных альтернатив. Поэтому оператору важно при расчете бизнес-кейса на 3Р-услуги учитывать такие невозмещаемые затраты.

Создание 3P предложений, даже без учета технических проблем (а их также хватает с избытком) является нетривиальной задачей для оператора. И здесь помогает статистика: анализируется частота звонков и их продолжительность, анализируется сумма списания за телевидение и частота пользования VoD, анализируются типичные балансы пользователей при пользовании услугой доступа в Интернет и темпы списания по ним. Идеала здесь достичь нельзя, но можно так подобрать параметры 3P-предложения, чтобы максимизировать удовлетворенность пользователей и снизить количество критичных состояний, в которые могут попасть пользователи в сложном процессе взаимодействия всех 3P-систем.

Фрод

Еще одна существенная проблема – реализация системы парольной защиты услуг при предоставлении 3Р-предложений. Дело в том, что взлом инернет-аккаунта в настоящее время уже ничего взломщику не дает – при безлимитном интернете абонент ничего не теряет при несанкционированном использовании его счета злоумышленником – просто на его счете отобразиться большее количество трафика и все. Максимум – фродер сможет заказать некоторые допуслуги, предоставляемые оператором, например лицензию на антивирус.

В случае интеграции с паролем парольной системы IPTV злоумышленник сможет скачать фильмы на сумму баланса, что относиться к средним рискам. Дело в том, что он не сможет сам капитализировать эти деньги абонента – такие IP TV фильмы нельзя продать. Но он нанесет ущерб оператору, поскольку в случае доказанности факта взлома оператор возвращает деньги клиенту (хотя это не является обязанностью оператора, а только его работой по повышению лояльности), но сам оператор эти фильмы обязан будет правообладателю оплатить.

А вот унификация с общим паролем сервиса телефонии приведет уже к реальной капитализации взлома аккаунта – злоумышленник может продать этот трафик, т.е. за счет баланса абонента будет оплачены соединения работающих по такой схеме VoIP-операторов.

Для предотвращения таких ситуаций, операторы во-первых могут вводить разные пароли для всех трех сервисов (что, правда, снижает удобство использования пакетом услуг 3Р), а во вторых повышать общее качество парольной защиты всех трех услуг, особенно услуг Интернет-доступа.

Поддержка пользователей

Ещё одну сложность Triple Play создает и при организации службы поддержки абонентов (с точки зрения услуг для массового рынка). Реализация концепции предполагает выделение единого номера для приема всех входящих звонков от абонентов, но при этом наличие трех различных технических и биллинговых подсистем требует создания различных групп квалифицированных инженеров для решения вопросов отдельно по интернету, отдельно по телевидению и телефонии.

Возможное решение данной проблемы состоит в создании различных групп 2-й линии поддержки, которая находиться за общей 1-й линией поддержки, как на картинке:


Многоуровневая служба поддержки для обслуживания Triple Play абонентов

В данном случае 1-я линия поддержки решает самые массовые вопросы абонентов: финансовая блокировка при достижении нулевого баланса, сообщает абонентам о проведенных списаниях, консультирует по общим вопросам подключения-отключения услуг. В случае специализированного вопроса по, например, неработоспособности IP TV, оператор 1-й линии направляет звонок на 2-ю линию поддержки (открывает Trouble Ticket), где техник группы IP TV сможет квалифицированно ответить на звонок. Если же он не может решить проблему – техник открывает инцидент, куда привлекают уже инженеров из общего пула технического блока оператора, где инженеры владеют конкретными системами и технологиями по услугам.

источник: habrahabr.ru

Triple Play: как в единой IP-среде уживаются телефон, телевизор и интернет? by

Возможно, вас также заинтересует:

  • Вова

    Спасибо, Никита. Предельно популярно.

При копировании материалов ссылка обязательна.