Tarification et QoS dans l'Internet

1. Versailles le 22.02.00 Tarification et QoS dans l'Internet Jim Roberts BD-CNET/DAC/OAT © France Télécom 1999 Centre National d'Etudes des Télécommunications

2. 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 !

3. 0.00 24.00 12.00 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%

4. 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($) c($) $ $

5. 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($) c($) $ $

6. Plan • tarification Internet et services différentiés • une autre conception du réseau

7. 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

8. 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

9. 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

10. 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

11. 10c 1c 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

12. 10c 1c 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, ...

13. Un alternatif : la différentiation de services • classes de service à tarif différentié • réservations vs "best effort" • "tagging" • "better effort" vs "best effort"

14. 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)

15. 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 ?

16. demand capacity temps Dimensionnement "optimal" • aucun revenu s'il n'y a pas de congestion • le prix est un "signal" qu'il faudrait augmenter la capacité ...

17. 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 ? demand temps

18. 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

19. Plan • tarification Internet et services différentiés • une autre conception du réseau

20. 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($) c($) $ $

21. Traffic on a US backbone link (Thomson et al, 1997) • traffic intensity is predictable ... • ... and stationary in the busy hour

22. Traffic on a French backbone link • traffic intensity is predictable ... • ... and stationary in the busy hour tue wed thu fri sat sun mon 12h 18h 00h 06h

23. Une qualité différente mais pas meilleure • trafic "stream" • audio, vidéo • à débit et durée intrinsèques • QoS  intégrité temporelle

24. 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

25. Deux classes de service élastique • 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" stream stream

26. "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

27. 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

28. 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