Tarification et QoS dans l'Internet

Jim Roberts

BD-CNET/DAC/OAT

Centre National d'Etudes des Télécommunications © France Télécom 1999

Versaillesle 22.02.00

Quel modèle pour la tarification ?

le réseau téléphonique ...– O(109-1010) abonnés

– O(106) employés

– O($ 1012) chiffre d'affaires

... ou l'Internet– O(107) utilisateurs aux US

– O(104 ??) ISP employés

– O($ 109-1010) chiffre d'affaires

– ... mais à croissance ultra rapide !

Tarification et QoS pour le réseau téléphonique

fixer la structure tarifaire – pour rembourser les investissements et les frais

prévoir la demande au tarif annoncé– établir la matrice de trafic ...

– ... à partir de données historiques

dimensionner le réseau pour écouler tout le trafic – formule d'Erlang, etc.

– taux de blocage < 1%

0.00 12.00 24.00

Tarifs optimaux

revenu coût – prix plus faible plus de trafic, plus de capacité, coût plus élevé

– prix plus fort moins de trafic, moins de revenue

en tenant compte :– du profil horaire

– des subventions croisées (longue distance vs local, mobile vs fixe...)

– du "yield management"

$c($)$C($)

Tarifs optimaux

revenu coût – prix plus faible plus de trafic, plus de capacité, coût plus élevé

– prix plus fort moins de trafic, moins de revenue

en tenant compte :– du profil horaire

– des subventions croisées (longue distance vs local, mobile vs fixe...)

– du "yield management"

évaluation du coût– coûts fixe et coûts proportionnels à l'usage

– coûts incrémentaux moyens, ...

$c($)$C($)

Plan

tarification Internet et services différentiésune autre conception du réseau

Tarification au forfait ou en fonction de l'usage ?

prix forfaitaire (e.g., Internet actuel, téléphonie locale aux US)– facile à mettre en oeuvre et factures prévisibles ...

– ... mais injuste et absence de motivation de limiter l'usage

– pas adaptés aux réservations

prix en fonction de l'usage (e.g., réseau téléphonique, RNIS)– paiement en rapport à l'utilisation ...

– ... mais comptabilité complexe

motivations pour une tarification à l'usage – rembourser les frais et les investissements

– optimiser l'utilisation

Optimisation de l'usage : "congestion pricing"

la congestion est "normal" puisque la demande est sans limite– l'usage dépend du prix

– prix optimal = coût de la congestion

– prix nul en absence de congestion

$ $capacité

0 0

Optimisation de l'usage : "congestion pricing"

la congestion est "normal" puisque la demande est sans limite– l'usage dépend du prix

– prix optimal = coût de la congestion

– prix nul en absence de congestion

en cas de congestion, donner la priorité aux demandes les plus utiles – le "smart market" (Mackie-Mason and Varian) ...

– ... ou des classes de service à prix différentiées

$ $capacité

0 0

Optimisation de l'usage : "congestion pricing"

la congestion est "normal" puisque la demande est sans limite– l'usage dépend du prix

– prix optimal = coût de la congestion

– prix nul en absence de congestion

en cas de congestion, donner la priorité aux demandes les plus utiles – le "smart market" (Mackie-Mason and Varian) ...

– ... ou des classes de service à prix différentiées

un optimum économique pour la société – mais quel équilibre pour l'opérateur ?

– quels avantages pour les utilisateurs ?

$ $capacité

0 0

Tarifs optimaux, e.g., le "smart market"

une enchère avec chaque paquet tarif par paquet écoulé = l'enchère la plus élevée des paquets rejetés

– i.e., prix = coût marginal de la congestion

– NB. prix = 0, en l'absence de congestion

forfait pour payer les frais et les investissements

1c

10c

0c

5c

Tarifs optimaux, e.g., le "smart market"

une enchère avec chaque paquet tarif par paquet écoulé = l'enchère la plus élevée des paquets rejetés

– i.e., prix = coût marginal de la congestion

– NB. prix = 0, en l'absence de congestion

forfait pour payer les frais et les investissements problèmes de mise en oeuvre

– valeur d'un paquet ?

– facturation complexe

– mise en oeuvre, ...

1c

10c

0c

5c

Un alternatif : la différentiation de services

classes de service à tarif différentié – réservations vs "best effort"

– "tagging"

– "better effort" vs "best effort"

Un alternatif : la différentiation de services

classes de service à tarif différentié – réservations vs "best effort"

– "tagging"

– "better effort" vs "best effort"

choisir la classe à tarif élevé pour éviter la congestion – à chaque transaction ...

– ou par abonnement (e.g., "tarification olympique" : or, argent, bronze)

Un alternatif : la différentiation de services

classes de service à tarif différentié – réservations vs "best effort"

– "tagging"

– "better effort" vs "best effort"

choisir la classe à tarif élevé pour éviter la congestion – à chaque transaction ...

– ou par abonnement (e.g., "tarification olympique" : or, argent, bronze)

quels tarifs ? quel dimensionnement ? – prévision par classe ?

– coût de la qualité de service ?

– comment assurer la QoS ?

Dimensionnement "optimal"

aucun revenu s'il n'y a pas de congestion le prix est un "signal" qu'il faudrait augmenter la capacité ...

temps

demand

capacity

Dimensionnement "optimal"

aucun revenu s'il n'y a pas de congestion le prix est un "signal" qu'il faudrait augmenter la capacité ...

... mais pourquoi attendre la congestion avant d'investir ?

temps

demand

capacity

Stratégies

usager– payer le prix de la qualité nécessaire

– choisir les options chères en cas de congestion

– choisir les options pas chères en l'absence de congestion

– mais des doutes persistent :• est-ce le réseau qui provoque la congestion ?

• est-ce que je paye plus que nécessaire ?

opérateur ?– plus de capacité moins de revenu

– moins de capacité départ de clients mécontents

– frais et investissements remboursés par les composants forfaitaires de la tarification

Plan

tarification Internet et services différentiésune autre conception du réseau

Tarification pour partager les coûts

tarification en fonction de l'usage– pour couvrir les frais et les investissements

– e.g., téléphone, électricité, transports, ...

dimensionnement pour écouler tout le trafic – au tarif optimal (revenu = coût)

"yield management" pour exploiter au mieux les investissements– tarifs en heures creuses, tarifs "forfaitaires", ...

$c($)$C($)

Traffic on a US backbone link (Thomson et al, 1997)

traffic intensity is predictable ... ... and stationary in the busy hour

Traffic on a French backbone link

traffic intensity is predictable ... ... and stationary in the busy hour

12h 18h 00h 06h

tue wed thu fri sat sun mon

Une qualité différente mais pas meilleure

trafic "stream" – audio, vidéo

– à débit et durée intrinsèques

– QoS intégrité temporelle

Une qualité différente mais pas meilleure

trafic "stream" – audio, vidéo

– à débit et durée intrinsèques

– QoS intégrité temporelle

trafic élastique– pages Web, fichiers, mail

– caractérisé par la taille en octets

– QoS débit, intégrité sémantique

Deux classes de service

deux classes de service– stream, elastique

gestion du trafic par "transaction" – un appel, un transfert, ...

contrôle d'admission pour assurer la transparence des transactions "stream"

contrôle d'admission pour assurer le débit des transactions élastiques

intégration des flots "stream" et élastique "transaction pricing"

élastique

streamstream

"Transaction pricing"

i.e., comme en réseau téléphonique – un prix par transaction (appel, transfert, ...)

– en fonction de l'utilisation des ressources partagées

dimensionnement pour la QoS – transparence et débit assurés par le contrôle d'admission

– dimensionnement pour un taux de blocage négligeable

dans un grand réseau avec un bon niveau de QoS : – capacité nécessaire demande en trafic ...

– ... pour transactions "stream" et élastiques– i.e., un même coût par octet

Stratégies

usager– classe "stream" : pour les applications à intégrité temporelle

– classe élastique : pour le transfert rapide de documents de tout type

opérateur– fixer le prix optimal par octet (avec "yield management", ...)

– estimer la demande à ce tarif en trafic stream et en trafic élastique

– dimensionner le réseau pour un taux de blocage négligeable

Conclusions

tarification pour optimiser l'usage ("congestion pricing") ...– "smart market" ou Diffserv

– mais comment rembourser les frais et les investissements ?

... ou tarification pour partager les coûts ("transaction pricing")– fixer le tarif optimal

– optimiser le réseau écouler tout le trafic au coût minimal

vers un nouveau modèle de service – les classes "stream" et élastique

– tarification à l'octet