[논문 리뷰] Pricing Agreement between Service and Content Providers: A Net Neutrality Issue

Alexandre Reiffers-Masson, Yézékaël Hayel외 1명|arXiv (Cornell University)|2015. 05. 13.

ICT Impact and Policies참고 문헌 3인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 인터넷 사용자와 콘텐츠 제공자(CP) 간의 계층적 게임을 모델링하여 ISP와 CP 간의 가격 협정을 분석한다. 이 협정은 사용자에게 느끼는 접근 가격을 낮춤으로써 사용자 비용을 감소시키지만, 역설적으로는 사용자 결과가 향상됨에도 불구하고 CP 수익을 감소시킨다는 점을 보여주며, 사용자는 혈익을 보이나 콘텐츠 제공자는 그렇지 않은 넷 네트럴리티의 상충관계를 드러낸다.

ABSTRACT

The Net Neutrality issue has been at the center of debate worldwide lately. Some countries have established laws so that principles of Net Neutrality are respected, the Netherlands being the latest country in Europe. Among the questions that have been discussed in these debates are whether to allow agreements between service and content providers, i.e. to allow some preferential treatment by an operator to traffic from some subset of providers. Our goal in this paper is to analyze the impact of non neutral pricing and agreements on the Internet users and on the content providers. Each one of several Internet users have to decide in which way to split their demand among several content providers. The cost for an Internet user depends on whether the content providers have an agreement with the Internet Service Provider in which the Internet user is connected to. In addition, the requests coming from users depend on the preference of the consumer in the different CP. We model the choice of how to split the demands and the pricing aspects faced by the content providers as a hierarchical game model composed of a congestion game at the lower level and a noncooperative pricing game at the upper level. We show that agreement between providers have a positive impact on the equilibrium performance of the Internet users. We further show that at equilibrium, the content provider on the contrary, does not benefit from the agreement.

연구 동기 및 목표

• 인터넷 서비스 제공자(ISP)와 콘텐츠 제공자(CP) 간의 가격 협정이 인터넷 사용자와 CP에 미치는 경제적 영향을 검토하기 위해.
• 혼잡도와 비협력적 가격 설정을 고려한 두 수준의 계층적 게임으로서 사용자 수요 분할과 CP 가격 설정을 모델링하기 위해.
• 이러한 협정이 사용자 경험과 CP 수익성에 개선 또는 악화를 초래하는지 평가하기 위해.
• 중립적 및 비중립적 시장 구조 하에서의 균형 결과를 조사하기 위해.

제안 방법

• 혼잡도에 따라 변하는 비용을 갖는 원자적 이기적 라우팅 게임으로서 사용자 수요 분할을 모델링한다.
• 이중 계층 계층적 게임을 도입: 하위 수준은 사용자 라우팅을 위한 혼잡도 게임, 상위 수준은 CP가 가격을 설정하는 비협력적 가격 게임.
• 명시적 비용 및 수익 함수 사용: 사용자 비용 $ C_n(ℓ{x},ℓ{p}) = \phi^2 a N $, CP 수익 $ \Pi_m(ℓ{p},ℓ{x}) = (N-1)\phi^2 a $.
• ISP-CP 협정 유무에 따른 균형 결과를 비교하며, 협정이 존재할 경우 ISP 가입자에게 접근이 무료가 된다.
• 다항식 부등식의 대수적 분석을 통해 사용자 비용 및 CP 수익 비교에서 협정 결과의 지배성을 증명한다.
• 모수적 표현을 사용하여 $ N $, $ a $, 및 $ \phi $ 에서의 두 상황 모두에서 사용자 비용과 CP 수익의 균형 조건을 유도한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 ISP와 CP 간의 가격 협정이 인터넷 사용자가 느끼는 비용을 감소시키는가?
• RQ2 이러한 협정이 관련된 콘텐츠 제공자의 수익을 증가시키는가?
• RQ3 협정이 도입됨에 따라 사용자 및 CP의 균형 행동은 어떻게 변화하는가?
• RQ4 ISP와 CP 모두에게 상호 이익이 되는 협정을 만들 수 있는가, 동시에 사용자 혜택을 유지할 수 있는가?

주요 결과

• ISP와 CP 간의 가격 협정은 인터넷 사용자가 느끼는 비용을 감소시키며, 모든 $ N $, $ a $, 및 $ \phi $ 에 대해 $ C_n^v < C_n $ 이다.
• 사용자 혜택에도 불구하고, 콘텐츠 제공자는 협정 하에서 수익이 감소한다. 모든 $ N $, $ a $, 및 $ \phi $ 에 대해 $ \Pi_m^v < \Pi_m $ 이다.
• 협정 하에서 사용자의 균형 비용은 $ C_n^v = \phi^2 a + 2a\phi^2 \left(\frac{N-1}{3N-1}\right)^2 \left(\frac{N+1}{N}\right) $ 로, 중립적 경우보다 엄격히 낮다.
• 협정 하에서 CP의 수익은 $ \Pi_m^v = 2a\phi^2 \left(\frac{N-1}{3N-1}\right)^2 \left(\frac{N+1}{N}\right) $ 로, 중립적 경우 $ (N-1)\phi^2 a $ 보다 낮다.
• 작은 수수료 $ c $ 를 도입함으로써 CP 수익을 협정 유무에 관계없이 동일하게 만들 수 있으며, 이는 ISP와 CP 모두에게 상호 이익을 가능하게 한다.
• 결과는 $ N $, $ a $, 및 $ \phi $ 의 모든 값에 대해 성립하여, 시스템 파라미터에 걸쳐 강건함을 보여준다.