Описание протокола USSD

Права на использования приведенного материала принадлежат компании "Беркут"

USSD в вопросах и ответах

Что представляет собой технология USSD?

      USSD (Unstructured Supplementary Services Data) - это уникальная для сетей мобильной связи услуга двунаправленной сеансовой передачи неструктурированных данных дополнительных услуг, реализованная только в сетях стандарта GSM. Она является встроенной функцией инфраструктуры GSM сетей и позволяет передавать информацию между пользователями и приложениями через сеть сигнализации ОКС№7. Технология USSD определена в стандарте GSM 02.90 (USSD Stage 1) и 03.90 (USSD Stage 2). Эта услуга обеспечивает высокоскоростной обмен информацией между абонентом и сервисным приложением в режиме реального времени. Причем этот обмен идет по каналу сигнализации без создания дополнительной нагрузки на голосовые каналы. Длина USSD сообщения достигает 182 символов. Этого, как правило, оказывается вполне достаточно для большинства абонентских сервисов.
      При разработке протокола USSD решались две главные задачи:
      - во-первых: позволить оператору обеспечить абонента специфическими сервисами, используя транспортные механизмы, сходные со стандартными дополнительными сервисами (Call Barring, Call Forwarding, и т.п.);
      - во-вторых: создать транспортный протокол для сети GSM, способный передавать данные в объемах, достаточных для информационного обмена между абонентом и сетевыми приложениями оператора и между абонентами.
      В сетях GSM фазы 2+ USSD-сервис может использоваться как полноценный транспорт доставки данных, например, для передачи мультимедийных сообщений, которые передаются через сеть по частям и собираются в единое целое в абонентском терминале. USSD работает на всех существующих телефонах стандарта GSM.

В чем отличие USSD от SMS технологически и на пользовательском уровне?

USSD является технологией, органично развивающей спектр дополнительных востребованных услуг оператора сотовой связи. Ее использование расширяет возможности SMS-сообщений. Эти технологии взаимно дополняют друг друга. Технология USSD, как и SMS, изначально заложена в сетях стандарта GSM, то есть является элементом их инфраструктуры. Поэтому сразу можно сказать, что у оператора нет необходимости производить какие-либо изменения в инфраструктуре самой сети, а также в программном обеспечении любых ее элементов.
Технологические отличия USSD от SMS заключаются в следующем:

1. Если не вдаваться в подробности технической реализации, то можно сказать, что при USSD создается прямое соединение «абонентский терминал – приложение в сети оператора сотовой связи».

2. Для USSD характерно более простое аппаратное и программное обеспечение за счет отсутствия базы данных. Такое упрощение ведет к повышению надежности работы системы, а соответственно и обслуживания абонентов.

3. Более легкая и более прозрачная для оператора масштабируемость за счет отсутствия базы данных.

4. Услуги, построенные на базе USSD-технологии, доступны в роуминге для всех категорий абонентов, что позволяет, например, осуществить организацию исходящих соединений для Prepaid абонентов в роуминге.

На пользовательском уровне:

5. При использовании SMSC действие «запрос – ответ» происходит за 2 транзакции, а при USSD – за 1 транзакцию.

6. SMSC наиболее эффективен при доставке информации между абонентскими терминалами, а USSD – между телефоном и информационным приложением. Т.е. USSD сервис используется как транспорт для построения сети услуг, в первую очередь - информационных.

7. Понятность услуги: не надо забивать в телефоне номер центра, не надо набирать короткое сообщение, достаточно набрать команду и выглядит это, как простой звонок, т.е. понятно любому, даже неопытному пользователю

8. Скорость доставки информации при использовании USSD выше, чем скорость при запросе через центр коротких сообщений.

9. USSD обеспечивает возможность организации интерактивного взаимодействия с информационными приложениями в режиме реального времени, причем время ответа составляет всего 2-4 сек.

10. USSD сообщения сразу выводятся на экран. В памяти SIM карты они не сохраняются, но некоторые модели телефонов позволяют записывать эти сообщения на SIM карту.

Таким образом, технологии SMS и USSD не конкурируют, а взаимно дополняют возможности друг друга.

Требуется ли поддержка USSD радиоподсистемой сети (BSC+BTS) и центром коммутации MSC?

Как уже было сказано, технология USSD является элементом инфраструктуры сетей стандарта GSM. USSD услуги могут быть оказаны как в процессе голосового соединения, так и без голосового соединения. При голосовом соединении в контрольном канале USSD сообщения передаются по Fast Associated Control Channel, а без голосового соединения - по Standalone Dedicate Control Channel. Использование USSD транспорта не приводит к перегрузке контрольного канала и оставляет значительные резервы для использования ССН совместно с другими сервисами.

Потенциальные области приложения этой технологии. Возможен ли широковещательный режим оповещения?

      Технология USSD представляет собой GSM-сервис, который позволяет организовать интерактивное взаимодействие между абонентом и сервис–приложением. Поэтому наиболее оптимальными областями приложения этой технологии являются различного рода справочные службы, новостные и информационные сервисы, рекламные рассылки и т. д.
      Возможна также организация доступа транспорта к корпоративным информационным ресурсам, так как аутентификация, которую проходит абонент при обращении к сервисам на основе USSD транспорта, является вполне достаточной. Одно из таких приложений, например, используется полицией города Бостона (США). В случае, если полицейский обнаружит подростка на улице в учебное время, он может получить на мобильный телефон расписание школьника, и узнать таким образом, прогуливает ли тинейджер школу. Новая технология позволяет полицейским получать на мобильный телефон информацию о расписании каждого из 63 тысяч школьников города. Раньше полицейским приходилось иметь при себе толстую книгу с расписаниями и информацией о каждом ученике. Технология позволяет не только идентифицировать прогульщика, но и, получив данные о родителях ученика, отправить им сообщение на мобильный телефон.
      На базе USSD сервиса вполне возможна и организация широковещательного режима оповещения. Однако наиболее оптимальным для такого рода задач является технология Cell Broadcast, то есть сервис сотового широковещания.

Необходима ли специальная поддержка USSD технологии на мобильном терминале?

Технологию USSD, как уже было сказано, поддерживают все мобильные терминалы стандарта GSM.

Каковы необходимые условия доступности USSD услуг в роуминге? Существует ли возможность доступа к USSD услугам из роуминга с использованием тех же номеров, что и дома?

      Вот на этом вопросе хотелось бы остановиться подробнее. Рассмотрим для начала технические основания применения USSD сервиса для предоставления абонентам услуг в роуминге.
      В общем случае USSD шлюз представляет собой компьютер, оснащенный платой контроллера, обрабатывающего подуровень MAP протокола SS7, и включенный в сеть SS7 оператора сотовой связи. USSD шлюз - это маршрутизатор, оснащенный дополнительными интеллектуальными функциями. Таблица маршрутов, хранящаяся в USSD шлюзе, однозначно определяет соответствие посылаемых абонентом запросов приложениям, которые эти запросы должны обрабатывать. Связь между USSD шлюзом и всеми приложениями в сети оператора GSM осуществляется по сети TCP/IP с применением открытых протоколов, например, SMPP. Несмотря на ограниченный диапазон основных команд (от 100 до 149), количество приложений, обрабатывающих запросы, может быть значительно больше. Разным абонентам, в зависимости от их IMSI, могут назначаться разные приложения в ответ на одну и ту же введенную USSD команду. Например, абоненты Prepaid и Postpaid могут использовать один и тот же код доступа к системам автоинформирования и активации платежных карт, в то время как эти запросы будут обрабатываться разными приложениями сети.
      При посылке абонентом USSD сообщения оно приходит на USSD шлюз вместе с дополнительной информацией, идентифицирующей абонента и место его пребывания. IMSI абонентского аппарата и адрес VLR, из которого послано сообщение, уже включены в SS7/MAP пакет. USSD Centre извлекает из MAP пакета нужную информацию и подвергает ее проверке на истинность. Если информация верна – USSD Centre открывает сессию с приложением, которому адресован запрос. SS7/MAP диалог (сеанс) поддерживается все время от начала принятия запроса от абонента до завершения получения информации.

      Все ошибки в процессе работы обрабатываются. Например, если абонент ввел код несуществующего приложения, он получит об этом соответствующее извещение, сформированное USSD шлюзом.
      USSD команды в диапазоне от 100 до 149, отправленные с сотового телефона абонента, всегда доставляются в HLR абонента, который, в свою очередь, отдает их USSD шлюзу. Команды вне этого диапазона обрабатываются в хостовой сети, обслуживающей абонента.
      То, что USSD команды в диапазоне от 100 до 149 будут непременно доставлены в домашнюю сеть абонента, создает для оператора целый ряд интересных прикладных возможностей. При реализации другими способами такие возможности или требуют серьезных первоначальных вложений или просто невыгодны для оператора и для абонента.
      Теперь рассмотрим процесс предоставления услуг в роуминге. USSD доступ дает возможность абоненту, находящемуся в роуминге, получать услуги, как если бы он находился в домашней сети. Для получения сведений о текущем балансе, остатке на счете, справки о стоимости последнего разговора роумер при использовании традиционного IVR доступа должен сделать довольно продолжительный междугородний звонок. При использовании USSD доступа абоненты, пребывающие в роуминге, посылкой последовательности из нескольких цифр легко могут узнать свой текущий баланс или активировать карту предоплаты. При существовании единых карт оплаты внутри мультисетевых операторов абонент может вообще не задумываться о том, сколько ему оставить на счету денег, уезжая в роуминг, или какого номинала карты покупать с собой в дорогу.
      Кроме того, сессия может быть инициирована и приложением, что при отсутствии возможности доставки SMS сообщения – единственный способ доставки информации о необходимости пополнения счета абоненту, находящемуся в роуминге.
      Таким образом, поскольку абонент получает услуги так, как если бы находился в домашней сети, то и использует он те же номера, что и дома.

Какую нагрузку создает USSD трафик на сеть? Какие каналы он занимает?

Для проверки нагрузки на сеть USSD трафика нашей фирмой, ООО НПФ "Беркут", недавно был проведен практический эксперимент. Целью его было определение нагрузки на контрольный канал при использовании USSD доступа к услугам сети оператора сотовой связи. Задачей эксперимента было определение вероятности блокировки вызова при заданном количестве абонентов и технологических параметрах сети при использовании USSD доступа. В качестве генератора трафика использовался Information Server. На основе полученных в ходе эксперимента данных были проведены расчеты для абонентской базы в 100 000 пользователей. Они показали, что нагрузка на контрольный канал при обращениях с использованием USSD доступа для сети с количеством абонентов 100 000 составляет 51%. Вероятность блокировки USSD соединения при одновременном обращении более 30 000 абонентов составляет менее 1%. Более подробно с описанием этого эксперимента можно познакомиться в журнале «Mobile Communication» №5 за 2002 год.
Что касается использования каналов, то, в зависимости от цели, USSD услуги могут быть оказаны как в процессе голосового соединения (Call Related), так и без голосового соединения (Call Independent). В контрольном канале Call Related USSD передаются по Fast Associated Control Channel (FACCH), в то время как Call Independent USSD передаются по Standalone Dedicate Control Channel (SDCCH).

Существует ли возможность замены сервисов, основанных на IVR, на USSD сервисы?

Такая возможность не только существует, она уже активно воплощается в жизнь многими операторами сотовой связи. USSD сервис показал свое преимущество перед SMS и IVR для организации многих абонентских сервисов. Например, активация платежных карт или работа с автоинформатором. И главное среди этих преимуществ – высокая скорость передачи данных.

      Время обработки запросов с использованием USSD транспорта снижается в 8–10 раз по сравнению с IVR и в 5 раз по сравнению с SMS.
      В качестве примера возьмем работу с автоинформатором. Информирование клиентов производится по их обращению, в любое удобное для них время и с любого абонентского аппарата в скоростном автоматическом режиме.
      Абонент набирает на трубке (или посылает из ячейки памяти) строку вида *110#ххх, где *110# - ussd команда, определяющая приложение, на которое сообщение будет с маршрутизировано USSD Сentre (в нашем случае, это автоинформатор), ххх – опциональные параметры, например, 111 – текущий баланс счета, 222 – звонки за последние сутки и т.п.

      При поступлении заявки из USSD Centre подсистема «USSD AutoInformer» обеспечивает online-взаимодействие с биллинговой системой (ИБС) Оператора связи. После анализа команды, пришедшей из USSD Centre, подсистема обращается к процедуре получения баланса данного абонента, запрашивает данные у ИБС. На основании полученных от ИБС данных формирует текстовое сообщение, которое отправляется USSD Centre. USSD Сenter доставляет сообщение абоненту и закрывает транзакцию.
      Таким образом, преимуществом USSD оказывается не только высокая скорость передачи данных, но и снижение нагрузки на сеть.
      В сетях GSM реализованы следующие сервисы, базирующиеся на USSD технологии: автоинформирование, активация платежных карт, исходящие Call Back соединения, интерактивные информационные службы, управление услугами. Одним из примеров Call Independent USSD Сервис является интерактивная информационная служба, реализованная в специальном приложении Information Server. Поскольку сеанс работы с информационным сервером (Information Server) в этом случае представляет собой Call Independent USSD соединение, то и для передачи информации используется SDCCH. Пользователь инициирует соединение, отправляя USSD строку, которая через MSC направляется на USSD Center. Последний устанавливает соединение с сервером информационных услуг. Information Server отвечает входным меню, которое отображается на дисплее абонентского терминала. Пользователь выбирает нужную ему позицию, и все повторяется до получения пользователем необходимой информации.
      В настоящее время USSD является наиболее удобным для абонента и наиболее выгодным для оператора транспортом доставки информации между абонентом и сетевым приложением.

Права на использования приведенного материала принадлежат компании "Беркут"