KR100251753B1 - 멀티서비스 네트워크의 통신 안정화장치 - Google Patents

Abstract

데이타 및 음성을 서비스하는 멀티서비스 네트워크의 통화전원 공급장치가, 멀티 서비스 기능을 수행하는 망들과 연결되어 멀티 서비스 기능을 스위칭하는 스위치장치와, 컴퓨터와 전화기가 단일 라인으로 연결되고 상기 스위치장치와 제1 및 제라인을 통해 연결되고, 네트워크 인터페이스가 내장되어 상기 제1라인을 통해 음성 및 데이타 정보를 송수신하며 상기 제2라인을 통해 교환기에서 공급되는 통화용 전원을 수신하여 통화용 전원으로 사용하는 전화단말장치로 구성된다.

Description

멀티서비스 네트워크의 통신 안정화장치

본 발명은 멀티 서비스 네트워크의 통신 안정화장치에 관한 것으로, 특히 정전시에도 전화기의 통화전원을 공급할 수 있는 장치에 관한 것이다.

일반 기업 환경에서 가장 많이 사용되고 있는 정보 통신 장치는 PC와 전화이다. 그리고 상기 두 장치는 각각 이더넷(Eithernet)의 데이타 망, PBX의 전화망과 같이 서로 다른 망을 통해 서비스를 제공하고 있다. 그러나 디지털 기술이 발전하여 아날로그 방식의 전화 교환 기술이 전자식으로 변환되고 디지탈 전화도 개발되면서 데이타 망과 전화 망의 통합 움직임이 구체화되고 있다. 이때 음성과 데이타의 통합은 멀티 통신 서비스를 가능하게 하고, 케이블링의 단순화를 가능하게 하는 등의 여러가지 이점이 있다.

상기 데이타 망과 전화 망의 통합은 최소한의 기본적인 서비스 기능을 포함할 뿐만 아니라 일반적인 서비스 만족도를 향상시킬 수 있는 방향으로 이루어져야 한다. 일반 데이타와 음성 데이타를 하나의 라인으로 통합하여 단일 망을 이루게되면, 멀티 통신 서비스의 제공으로 서비스의 기능은 강력해지는 반면에, 회선 교환 방식의 PBX 전화망이 가졌던 실시간 성 및 항상 전화를 걸 수 있는 신뢰성을 보장하기 어려움이 있다.특히 상기 PBX 전화망은 전화 단말에 전원을 직접적으로 공급하고 있기 때문에 사무실에 전원이 공급되지 않는 경우에도 DC 전원 백업으로 전화 서비스 제공이 가능하다. 그러나 상기 PBX 전화 망과는 다르게 ATM LAN, 이더넷과 같은 일반 데이타 망은 망에서 전원을 공급하고 있지 않기 때문에 단말에 별도의 전원을 공급하여야 한다. 따라서 상기 데이타 망에 전화 서비스를 추가하는 경우 시스템에 전원이 공급되지 않는 상태에서는 전화 서비스를 받을 수 없는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 데이타 망에 전화 서비스를 추가할 시 시스템 전원에 관계없이 전화기에 별도의 전원을 공급하여 항상 전화 서비스를 수행할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 멀티서비스 기업 망에서 컴퓨터에 연결된 전화기에 별도의 전원 공급장치를 구비하여 컴퓨터의 전원에 관계없이 전화기가 동작할 수 있도록 전원을 공급할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 멀티서비스 기업 망의 통신 안정화장치가, 컴퓨팅 정보를 관리하는 디비서버 및 망내의 전화 서비스를 위한 테이블 등을 관리하는 피비엑스 서버들로 구성되는 서버와, 다수의 공중망 인터페이스들을 구비하며 스위칭 허브들과 상기 공중망 들 사이에 연결되고 상기 서버에 의해 기업 망 내의 음성 및 데이타들을 통합 처리하는 게이트웨이 기능을 수행하는 멀티서비스 스위치와, 상기 멀티서비스 스위치와 연결되며 망 확장 기능을 수행하는 상기 스위칭 허브들과, 컴퓨터와 전화기 단일 라인으로 연결되고 상기 특정 스위칭 허브와 25엠 유티피로 연결되며 네트워크 인터페이스가 내장하여 상기 유티피의 4선을 통해 데이타를 처리하고 나머지 4선을 통해 상기 스위칭 허브의 전원이 공급되어 상기 컴퓨터 전원 오프 및 정전시에도 상기 전화기의 통화 전원을 공급받는 씨티단말들로 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1a 및 도 1b는 멀티 서비스 네트워크의 구조를 도시하는 도면

도 2는 도 1b의 네트워크 인터페이스부 구성을 도시하는 도면

도 3은 도 1b와 같은 멀티서비스 네트워크에서 외부 착신호 발생시 정상적인 전화 호 설정 절차를 도시하는 도면

도 4는 도 3과 같은 착신 호 설정 절차를 나타내는 흐름도

도 5는 도 1b와 같은 멀티서비스 네트워크에서 발신호 발생시 처리하는 호 설정 절차를 도시하는 도면

도 6은 도 5와 같은 발신호 설정 절차를 나타내는 흐름도

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 스위치장치와 전화기 장치 간의 전원 공급 개념을 설명하기 위한 도면

도 8은 본 발명의 실시에에 따라 UTP 25M을 통해 PC와 전화기 간에 데이타와 전원을 공급하는 개념을 설명하기 위한 도면

현재 멀티미디어 전송에 적합한 ATM 기술이 발전하고 멀티미디어 서비스에 대한 요구가 증대되면서 기업 망에서도 음성 데이타와 일반 데이타를 통합하려는 움직임이 일고 있다. 상기 멀티서비스 기업 망은 이런 기술적 흐름과 서비스 요구에 따라 컴퓨터와 전화 기능을 통합하여 CT(Computer Telephony) 환경을 제공한다. 상기와 같이 ATM LAN을 기반으로 데이타 망과 전화 망을 단일 망으로 통합하는 멀티 서비스 기업 망에서 신뢰성있는 전화 서비스를 제공하기 위하여 망에서 전원을 공급한다. 이를 위하여 본 발명의 실시예에서는 멀티서비스 기업 망에서 사용되는 25M UTP의 8개 라인 중 사용되지 않는 라인을 이용하여 전화기의 전원을 공급한다.

본 발명의 실시예에서는 먼저 멀티서비스 기업 망의 구조를 살펴보고, 멀티 서비스 기업 망에서의 전원을 공급하는 구조를 살펴보기로 한다. 또한 본 발명의 실시예에서는 LAN 데이타 망 환경에서의 데이타 스트림을 일반 데이타로 하고, PSTN 망의 전화 서비스를 위한 PCM 데이타를 음성 데이타라 구분하여 사용한다.

먼저 멀티 서비스 기업 망의 구조를 살펴본다. 상기 멀티서비스 기업 망(multi-service enterprise network)은 데이타 서비스와 전화 서비스를 통합적으로 제공하기 위한 사설 기업 망으로써 도 1a와 같은 구조를 갖는다. 상기 도 1a과 같은 멀티서비스 기업 망은 상기 전화 망과 데이타 망의 통합 서비스를 목표로 하는데, LAN 스위치와 PBX 스위치를 ATM 멀티서비스 스위치로 통합하고, 컴퓨터와 전화기가 통합된 데스크 탑 CT 개념을 도입한다. 상기 ATM 기술은 데스크 탑 까지 적용되며, PSTN, 인터넷, ATM 등 공중 망은 ATM 멀티서비스 스위치를 통해 망 이용자에게 서비스된다.

상기 일반데이타는 패킷의 형태를 가지며 실 시간 형이므로 ATM 셀로 변환하여 서비스하는데 용이하지만, 전화 서비스인 경우에는 음성 PCM 데이타를 ATM 셀로 변환할 시 여러가지 사항을 고려하여야 한다. 상기 PSTN 전화 서비스를 인터페이스하기 위해서는 데이타 서비스와 달리 실시간 서비스가 이루어져야 하고, 전화 연결을 위한 호 설정, 연결을 해제하는 호 해제 등 시그날링을 처리할 수 있어야 한다. 이에 대하여 ATM 포럼에서도 VTOA(Voice & Telephony Over ATM)라는 독립 분야에서 ATM에서 상기 PSTN 망과 연동하여 전화 서비스를 제공하는 방법이 연구되고 있지만, 시간 지연 문제와 반향(echo) 등의 문제가 남아있다.

상기 도 1a에서 PBX 서버31은 ATM 멀티서비스 스위치21과 상호 작용하며 상기 PBX에서 제공하던 다양한 서비스를 소프트웨어적으로 처리하기 위한 것이며, DB 서버32는 발신 정보 및 전화 내역등 다양한 컴퓨팅 정보를 서비스하기 위한 것이다. 상기 PSTN에서 들어오는 전화의 음성 데이타는 ATM 멀티 서비스 스위치21에서 목적지 전화가 연결된 CT단말의 VPI/VCI 변환된 후 ATM 스위칭 허브22를 통해서 목적지 CT단말로 전송된다. 전화 서비스를 위해서 음성 데이타가 아날로그 신호로 변환되는 과정이 필요한데, 이 기능은 각각의 PC에 장착된 ATM 멀티서비스 어댑터 카드(network interface card)에서 이루어진다.

상기 도 1a에서 ATM 멀티서비스 스위치21과 ATM 스위칭 허브22 사이는 155M의 광 케이블로 연결하고, ATM 스위칭 허브22와 각 CT 단말10 사이에는 25M UTP(Unshielded Twisted Pair)로 연결되는데, 상기 UTP 라인은 ATM 셀 뿐만 아니라 전원 공급의 통로로도 사용될 수 있다.

상기 도 1a와 같은 멀티서비스 기업 망의 구조를 살펴보면, 데이타 망과 전화 망이 통합되어 서비스가 이루어지므로써, 전원 공급 문제나 PC의 오동작 등 여러가지 문제가 발생할 수 있으며, 이런 문제들이 어느 정도 해결되어야만 두 망의 통합이 의미를 가질 수 있다. 상기 데이타 전송의 관점에서 데이타 망의 비 실시간 성과 전화망의 실시간 성이라는 차이점이 있다. 예를들어 전자 우편은 실시간이 요구되지 않은 반면, 전화 서비스의 경우는 시간 지연이 심하면 서비스의 품질을 충족시키지 못한다. 그래서 상기 VTOA에서는 실사간을 고려한 CBR(Constant Bit Rate) 서비스인 AAL1(ATM Adaptation Layer) 타입으로 음성 데이타를 처리한다. 그리고 최근에는 실시간에 대역폭 까지 고려하여 VBR(Variable Bit Rate) 서비스 까지 지원되는 AAL2(Real Time VBR) 서비스 타입에 관한 연구를 진행하고 있다.

도 1b는 상기와 멀티서비스 기업망에서 스위치장치20과 전화단말장치20 간의 관계를 설명하기 위한 도면이다.

도 1b에 도시된 바와 같이 사설 ATM 망에서 전화 서비스를 제공하기 위한 스위치장치(multi-service switching equipment)20과 인터페이스부(ATM adaptor card)11을 구비하는 전화단말장치10 사이에 음성 데이타를 송수신하기 위한 음성 채널31과 상기 음성 채널31을 제어하기 위한 음성 제어 채널32 등의 가상 채널을 구비한다. 그리고 전화기12는 상기 전화단말장치10의 네트워크 인터페이스부11에 연결한다. 이때 상기 음성 제어 채널32로는 훅크온/오프 상태(hook status), DTMF 신호(Dual Tone Multi-Frequency signal), 링 정보(ring information), 음성 채널 ID(voice stream channel ID) 등을 전송한다.

상기 도 1b에서 스위치장치20은 스위치 PSTN, ISDN(Integrated Service Digital Network), 인터넷 등과 연결될 수 있는 스위치 장비를 의미하는 것으로, ATM 멀티서비스 스위치21 또는(및) ATM 스위칭 허브22가 될 수 있다. 또한 상기 전화단말장치10은 전화 기능을 갖는 단말로써 텔레포티 허브(telephony hub), 전화기와 연결된 PC, 전화 애플리케이션을 포함하고 있는 PC 등이 될 수 있다. 상기 도 1에 도시된 바와 같이 스위치장치20과 전화 단말 장치10 사이에서는 음성 채널31과 음성 제어 채널32가 설정되어 전화 서비스를 제공하게 된다.

상기 스위치장치20과 전화단말장치10 사이에는 필요에 따라 여러 개의 음성 채널31이 생성될 수 있다. 이런 복수 개의 음성 채널을 위한 시그날링 정보는 모두 하나의 음성 제어 채널32 통해 전송된다. 상기 전화기12에서 생성된 톤 정보는 네트워크 인터페이스부11에서 해석되어 디지탈 정보로 변환된 후 상기 음성 제어 채널32를 통해 스위치장치20에 전송된다. 상기 톤 정보는 생성되는 즉시 상기 스위치장치20에 전달되고 스위치장치20은 이런 정보들을 모아 의미를 갖는 정보(예를들면 착신지 주소 등)을 생성한다.

상기 음성 채널31과 음성 제어 채널32는 스위치드 가상 채널(Switched Virtual Channel: 이하 SVC라 칭함)과 퍼머넌트 가상 채널(Permanent Virtual Channel: 이하 PVC라 칭함)로 설정될 수 있다. 이때 상기 음성 제어 채널은 전화단말장치10이 수신 대기 상태일 때 항상 동작되고 있어야 하므로 PVC로 설정하는 것이 바람직하다. 상기 스위치장치20에서 ATM 주소, 전화번호, IP 주소 등을 링크시키는 데이타 베이스를 운용한다. 상기 전화번호가 있는 ATM 주소의 단말은 전화 서비스를 위한 장치가 구비되어 있음을 의미한다. 이런 단말장치로는 PC, 전화기와 연결된 PC, 텔레포니 허브 등이 있다. 상기 IP 주소도 링크되어 있으므로 인터넷을 통한 전화도 가능하다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 인터페이스부(Network Interface Card)의 구성을 도시하는 도면으로, 상기한 바와 같이 전화단말장치10 내에서 장착되어 ATM 셀을 패킷과 음성 스트림(packet & voice stream)으로 변환하여 각각 CT 단말장치에 전송하는 기능을 수행한다. 여기서 상기 CT단말은 PC와 전화기로 구성된다고 가정하고, 스위치장치20은 ATM 멀티-서비스 스위치21 또는 ATM 스위칭 허브22가 될 수 있다.

상기 도 2를 참조하면, 스위치장치20에서 데이타가 입력되면 상기 ATM 계층을 통해 수신된 정보가 시그날링 채널 설정 정보인가 검사하며, 데이타이면 데스크 탑(desk top)에 있는 패킷 메모리에 데이타를 저장하고 PC의 제어부가 이를 처리한다. 도 2에서는 음성 채널과 음성 제어 채널을 구분한다. 음성 제어 채널을 통해서 메세지가 만들어져 송신되거나 또는 스위칭장치20으로부터 메세지를 수신한다. 상기 음성 제어 채널을 통해 상기 스위치장치20으로부터 호 리퀘스트(call request) 메시지가 수신되면 상기 전화기12에 링을 울려 착신호가 발생되었음을 알린다. 이때 상기 전화기장치12가 훅크 오프되지 않으면 메세지 수신을 해제하고 종료한다. 그러나 상기 전화기12가 훅크오프하면 음성 채널31을 상기 전화기12에 연결하여 음성 데이터를 수신한다. 상기 도 2에서 빗금친 부분이 전화 인터페이스부(tel-line interface)이며, AAL1처리부77은 상기 ATM 계층과 전화인터페이스부 간의 데이타를 변환하는 기능을 수행한다.

상기와 같은 구성을 갖는 네트워크 인터페이스부11의 동작을 살펴보면, 전화기12가 훅크오프되어 훅크오프 상태가 도2의 중앙처리장치51로 입력되면 스위치장치20과 음성제어채널32를 세트업한 후 스위치 장치20에 상기 도7의 메세지 200(Switch_Ready)을 송신한 다음 응답을 기다린다. 상기 스위치장치20으로부터 도 7의 응답 메세지 201(Res_Ready)가 송신되면, 음성 채널31을 세트업하고 음성 채널 정보를 구비한 도7의 202(Vchannel_Setup) 메세지를 스위치 장치20에 송신한다. 이러한 절차로 전화기12와 스위치장치20 사이에 음성채널31 및 음성제어채널32가 세트업되면 도2의 톤생성기83을 통해서 전화기12에 다이얼 톤을 생성하고 착신자 전화번호가 입력되기를 기다린다. 발신자가 입력하는 착신지 전화 번호는 도2의 DTMF 검출기85를 통하여 번역되어 중앙처리장치51로 입력된다. 중앙처리장치51은 이러한 전화번호 정보를를 도7의 메세지 204(Digit_Transmit)에 구비하여 음성제어채널32를 통하여 스위치장치20으로 송신한다.

전화 통화 서비스 과정을 살펴보면, 음성 제어 채널32와 음성 채널31을 통하여 도 3 및 도 5와 같은 호 설정 절차와 도 4 및 도 6의 알고리듬과 같은 전화 연결 설정 방법을 제공한다. 여기서 전화를 위한 음성 데이타는 음성 채널31을 통해서 전달되고, 그 밖의 모든 신호, 제어 정보는 음성 제어 채널32을 통해서 전달된다. 상기 도 3 및 도 5에 도시된 메세지들은 음성 제어 채널32를 통해 전달되며, 상기 음성 채널31과 음성 제어 채널32은 ATM UNI 또는 Q.2931 등 일반적인 연결 설정 방법에 따라 SVC 또는 PVC로 설정된다.

상기 도 3 및 도 4와 같은 전화용 프로토콜(Voice Telephony Protocol Over ATM: VTPOA)에서는 전화단말장치10 확인 절차와 전화번호 확인 절차를 수행하므로써 컴퓨팅 처리 능력을 갖는 전화단말장치에서의 전화 서비스 처리가 용이하게가능하도록 한다. 또한 상기 도 5 및 도 6과 같이 전화 단말에서 발생되는 톤 정보를 하나씩 스위치장치20에 전송하므로써 일반 사설 교환망에서 제공되던 착신전환, 3자 통화, 회의 통화 등과 같은 전화 서비스 사용법을 그대로 유지시킨다.

상기 도 3 및 도 5와 같은 과정으로 수행되는 호 설정 절차에서 교환되는 메세지의 포맷은 도 7과 같으며, 이런 메세지들은 음성 제어 채널32를 통해 통신된다. 상기 도 7을 참조하면, 공통부분(Common Part: CP)는 각 메세지의 앞 부분에 공통적으로 포함되는 부분이며, 메세지의 종류에 따라 일부 내용만 채워질 수도 있다. 상기 공통부분 CP의 프로토콜 디스크리미네이터(protocol discriminator)는 프로토콜을 구분하기 위한 정보로써 도 8의 모든 메세지는 동일한 코드 값을 갖는다. 음성 채널 ID는 메세지의 내용이 특정 음성 채널과 관련되었을 경우 해당 음성 채널의 ID 값을 기록하는 부분이다 공통 ID(common ID)는 각 메세지의 번호를 기록하는 부분이며, 도 7의 각 메세지 왼쪽에 도시되어 있다. 호 레퍼런스(call reference)는 발진자에서 착신자로 이어지는 하나의 완전한 호를 구분하기 위한 것이며, 이와 같은 호는 호 상태(call state)를 통해 그 상태가 나타난다. 상기 스위치장치20에 호가 착신되면 호 레퍼런스를 부여한다. 메세지 길이(message length)는 각 메세지에서 공통부분 CP 이후에 오는 유효 메세지 길이를 나타낸다. 상기 도 7에서 참조부호100-206의 메세지 포맷은 도 3 및 도 5에서의 메세지 포맷으로서 참조 부호도 동일하다.

먼저 도 3 및 도 4를 참조하여 스위차장치20에 착신되는 전화를 전화단말장치10에 연결하여 전화 서비스하는 과정을 살펴본다. 상기 스위치장치20에 착신되는 전화는 동일한 스위치장치20에 연결된 전화단말장치에서 발신한 전화이거나 또는 공중 전화망을 통해 입력되는 전화이다. 상기 스위치장치20에서 전화의 연결 설정을 맡고 있는 프로세서는 텔레포니 프로세서이다. 상기 전화가 착신되면, 텔레포니 프로세서는 311단계에서 호 레퍼런스를 부여하고 착신지의 전화번호를 검출한다. 상기 스위치장치20 내에서는 도 8과 같이 전화번호, ATM 주소, 음성 제어 채널 ID, 음성 채널 ID 등이 링크로 연결된 테이블을 구비하여 텔레포니 프로세서가 착신지 전화번호를 이용해 연결을 설정하고자 하는 목적지의 ATM 주소를 찾는다. 상기 도 8에서 음성 제어 채널 ID 항목은 동적으로 생성 및 소멸한다.

상기 착신지 전화번호를 이용하여 연결하고자 하는 목적지 ATM 주소를 찾은 텔레포니 프로세서는 313단계에서 도 7의 테이블을 이용하여 음성 제어 채널이 존재하는가를 확인한다. 상기 음성 제어 채널이 존재하면, 해당 음성 제어 채널을 통해 도 3에 도시된 바와 같은 메세지 100(Device_Ready)을 전화단말장치10에 전송한다. 상기 음성 제어 채널이 링크로 연결된 테이블에 존재하지 않으면, 상기 텔레포니 프로세서는 315단계에서 ATM UNI 또는 Q.2931을 통해 목적지 ATM 주소로 음성 제어 채널을 설정한 후 메세지 100(Device_Ready)를 전송한다. 이때 상기 메세지의 종류 및 포맷은 상기한 바와 같이 도 7과 같다. 여기서 상기 메세지 100(Device-Ready)에서 서비스 ID는 서비스의 종류를 나타내는 것으로, 이미 약정된 코드를 사용한다. 예를들어 서비스 ID가 1이면 전화 서비스이므로 전화기 또는 그 기능을 수행할 수 있는 장치가 준비되어야 함을 의미한다. 또한 상기 메세지 100(Device-Ready)는 전화 번호 항목을 구비하는데, 전화단말장치10 측에서는 전화번호를 확인하고 이를 수신할 것인지 여부를 결정할 수도 있다. 이후 상기 텔레포니 프로세서는 317단계에서 음성 제어 채널의 연결 성공 여부를 검사하며, 음성 제어 채널 연결에 성공한 경우에는 상기 메세지 100(Device_Ready)를 상기 전화단말장치10에 전송한다.

상기 메세지 100(Device-Ready)를 수신하는 전화단말장치10의 프로세서는 서비스 ID와 전화번호를 확인하며, 확인 결과에 따라 서비스 수용 가능 여부에 대하여 메세지 101(Res_Ready)를 출력하여 응답한다. 2개 이상의 전화번호가 부여된 전화단말장치10의 경우, 상기 메세지 100(Device-Ready)를 통해 수신된 전화번호와 다른 전화 번호를 통해 전화 서비스를 제공받고자 할 때는 상기 메세지 101(Res_Ready)에 변경하고자 하는 전화번호를 기입한다. 상기 메세지 101(Res-Ready)의 리턴 값(return value)은 서비스 수용 가능일 때 0의 값을 나타내며 그 위에는 미리 약속된 불가능 원인 코드 값을 나타낸다.

상기 메세지 101(Res-Ready)을 수신한 스위치장치20의 텔레포니 프로세서20은 319단계에서 VCC를 통해 수신되는 메세지 101(Res_Ready)를 분석하며, 리턴 값이 서비스 가능을 의미하는 값일 때 상기 스위치장치20의 텔레포니 프로세서는 321단계에서 음성 데이타가 전달될 수 있는 음성 채널을 설정한다. 이때 상기 도 8의 테이블을 검색하여 이미 설정된 음성 채널이 있으면, 설정된 음성 채널을 이용할 수도 있다. 상기 음성 채널이 성공적으로 설정되었을 경우에는 음성 채널의 VPI/VCI 값과 함께 음성 채널 ID를 도 8의 테이블에 링크시켜 등록한다.

상기 음성 채널의 설정이 종료되면, 상기 스위치장치20은 메세지 102(Call_Request)에 음성 채널 ID와 VPI/VCI 값, 서비스 ID, 착신지 전화번호를 채워 전화단말장치10에 전송한다. 그러면 상기 전화단말장치10는 음성 채널 ID와 VPI/VCI 값 등을 기록하고 전화번호에 해당하는 장치로 전화가 왔음을 알려주는 신호를 출력한다. 예를들면, 아날로그 전화기가 연결되어 있을 경우, 링 전압(AC ring voltage)를 걸어주며, PC에 전화 애플리케이션이 동작하는 경우 애플리케이션 프로세서에 이벤트를 출력한다. 상기와 같은 과정이 종료되면, 상기 전화단말장치10은 메세지 103(Rsp_Request)을 상기 스위치장치20에 전송하여 응답하며, 이 응답 메세지에는 전화단말장치10의 현재 상태가 기록되어 있다. 예를들어 전화의 벨이 울리고 있으면 단말장치의 상태가 링잉(ringing)으로 나타난다.

한편 스위치장치20의 텔레포니 프로세서는 323단계-325단계를 수행하여 전화단말장치에 전화가 왔음을 알리고 전화단말장치가 연결되기를 기다린다. 즉, 상기 텔레포니 프로세서는 상기 메세지 102(Call_Request)를 전송하고 타이머를 동작시킨 후, 타이머 종료 이전에 상기 메세지 103(Res_Request)가 수신되기를 대기한다. 이때 상기 텔레포니 프로세서는 필요한 경우 메세지 109(Query_State)를 전송하여 전화단말장치10의 상태를 검사할 수 있다. 이때 상기 전화단말장치10의 상태가 훅크오프 상태로 천이되면, 상기 전화단말장치10은 메세지 105(Call_Connected)를 전송하여 호가 연결되었음을 알린다. 이때 상기 메세지 105(Call_Connected)에는 해당 전화번호의 음성 채널 ID가 기록되어야 한다. 상기 메세지 105(Call_Connected)를 수신하는 스위치장치20의 텔레포니 프로세서는 수신되는 전화 음성 스트림을 음성 채널 ID의 가상 채널로 연결하고, 메세지 106(Conn_Complete)을 전화단말장치10에 전송하여 전화 호가 완전하게 설정되었음을 알려준다.

이후 상기 스위치장치20은 327단계 및 329단계를 수행하여 상기 메세지 106(Conn_Complete)이 발생된 이후로 모든 음성 데이타는 음성 채널을 통해 전화단말장치10에 전달된다. 그러나 대화 도중에라도 전화단말장치에서 플래시, DTMF 톤 등이 발생하면, 이런 제어신호는 음성 제어 채널을 통해 스위치장치20의 텔레포니 프로세서에 즉시 전달된다. 상기 텔레포니 프로세서는 자신이 요구한 신호가 아닐 경우 이런 신호를 발신자 측으로 보내며, 자신이 요구한 신호라면, 그에 해당하는 처리를 수행한다.

상기와 같이 통화 기능을 수행하는 상태에서 통화가 종료되면 훅크온 기능을 수행하여 절단 동작을 수행한다. 도 3에 도시된 통화 종료 절차는 전화단말장치10에서 훅크온하여 통화를 종료하는 예를들고 있다. 상기 통화가 끊어지면, 상기 전화단말장치10은 메세지 107(Disconnected)을 발생하여 스위치장치20에 전송하며, 이에 응답하여 상기 스위치장치20은 메세지 108(Res_Disconnected)을 전화단말장치10에 전송한다. 즉, 통화가 끊어지면 그 즉시 메세지 107(Disconnected)을 스위치장치20에 전송하는데, 이 메세지 안에는 통화가 끊어진 이유(cause value)와 통화가 끊긴 이후에 음성 채널의 해제 여부(mode)를 결정하는 내용이 기록되어 있다. 이때 상기 음성 채널을 해제하지 않는 경우 다음에 그 음성 채널을 다시 사용할 수 있다.

두번째로 도 5 및 도 6은 전화단말장치10에서 상기 스위치장치20에 전화를 거는 발신 통화 절차를 도시하고 있다. 여기서 상기 전화단말장치10은 전화기 외에 전화 호를 설정할 수 있는 PC의 애플리케이션 등도 포함된다.

발신 통화를 위하여, 상기 전화단말장치10은 412단계의 훅크오프 상태에서 상기 스위치장치20이 전화 서비스를 지원할 수 있는가 확인하여야 한다. 이를 위하여 상기 전화단말장치10은 414단계에서 메세지 200(Switch_Ready)를 전송하며, 상기 메세지 200(Switch_Ready) 내부에는 서비스의 종류를 나타내는 서비스 ID와 전화단말장치10의 전화번호가 기록된다. 그러면 상기 메세지 200(Switch_Ready)을 수신하는 스위치장치20의 텔레포니 프로세서는 해당 전화번호로 전화 서비스의 허용 여부에 대하여 결정한 후, 상기 전화단말장치10에 메세지 201(Res_Ready)를 전송하여 응답한다. 이때 상기 메세지 201(Res_Ready)에는 전화 서비스 제공 가능 여부가 리턴 값(return value)로 기록되어 있다. 이때 상기 리턴 값이 0이면 전화 서비스 이용이 가능한 것이며, 그 밖에 0이 아닌 수는 에러 코드 값을 나타내는 것이다.

상기 메세지 201(Rsp_Ready)를 수신하면, 상기 전화단말장치10은 시그날링 정보를 전송하기 위한 음성 채널을 설정한다. 이때 이미 음성 채널이 설정된 경우에는 416단계에서 이를 감지하고 새롭게 설정하지 않는다. 그러나 상기 음성 채널이 설정되지 않은 경우에는 새로 설정하며, 상기 음성 채널의 연결이 성공적으로 이루어지면 418단계에서 이를 감지한다. 상기와 같이 음성 채널이 성공적으로 이루어지면, 상기 전화단말장치10은 메세지 202(Vchannel_Setup)를 스위치장치20에 전송하여 음성 채널에 정보를 알린다. 그러면 상기 스위치장치20은 음성 채널 ID 및 VPI/VCI 값과 전화번호 등을 도 8과 같은 링크 테이블에 추가하여 호를 관리한다.

상기 스위치장치10은 메세지 202(Vchannel_Setup)에 응답 메세지로 메세지 203(Rsp_Setup)을 생성하여 상기 전화단말장치10에 전송한다. 이때 상기 메세지 203(Rsp_Setup)을 수신하면, 상기 전화단말장치10은 상기 스위치장치20과 연결되고 착신지 전화번호을 수신할 수 있음을 알리기 위하여 420단계에서 다이알 톤(dial tone)을 발생한다. 이후 상기 전화단말장치10은 422단계에서 DTMF 톤 신호가 입력되면, 이들 디지탈 데이타로 변환한 후 메세지 204(Digit_Transmit)를 생성하여 상기 스위치장치20에 전송한다. 상기 메세지 204(Digit_Transmit)에서 CP 다음의 두 바이트는 유효한 숫자의 개수를 나타내며, 각 숫자는 2개의 바이트에 실려 전달된다. 상기 메세지 204(Digit_Transmit)에 대한 스위치장치20의 응답 메세지는 메세지 205(Rsp_Receive)가 된다.

상기와 같은 동작을 반복하여 전화단말장치10은 DTMF 톤 신호 검출시 이를 디지탈 데이타로 변환하여 상기 스위치장치20에 전송하며, 스위치장치20은 착신되는 디지탈 데이타들을 도착 즉시 모아서 의미있는 전화번호가 되었을 때 착신지로 호 설정을 시작한다. 상기 착신지를 찾아 호를 설정하는 과정에서 그 상태가 변경될 때 마다 발신지로 변경된 상태를 리포트한다. 예를들어 상대방의 전화 링이 울리고 있으면, 그 상태를 전화단말장치10에 메세지 206(State_Report)를 통해서 전달한다.

이때 상기 전화단말장치10은 상기 422단계에서 DTMF 정보를 송출한 후, 424단계에서 상기 스위치장치20으로 부터 수신되는 신호를 대기한다. 이때 상기 메세지 206(state_Report)가 수신되면, 상기 전화단말장치10은 426단계에서 링백톤(ring back tone)을 발생시키고 상기 스위치장치20으로 부터 연결신호의 수신을 대기한다.

이때 착신 측에서 전화 수화기를 들어 연결이 되면, 상기 스위치장치20은 메세지 105(Call connected)를 생성하여 상기 전화단말장치10에 전송하며, 상기 전화단말장치10은 428단계에서 메세지 106(Conn_Complete)을 응답하여 연결되었음을 감지하고, 430단계 및 432단계를 수행하여 전화 호의 설정을 종료하고 전화 통화를 서비스한다.

상기와 같이 전화 통화를 서비스하는 상태에서 전화 통화가 종료되면, 음성 채널을 해제하는 과정은 상기 도 3 및 도 4에서 설명한 바와 동일한 과정으로 수행된다.

상기와 같이 전화 서비스 기능을 수행하는 같은 멀티 서비스 기업망에서 상기 전화단말장치10에서 통화 전원을 공급하는 방법을 살펴본다.

일반적으로 전화의 경우, 항상 PBX로부터 전원을 공급받기 때문에 사무실이 정전되는 경우에도 전화 서비스가 가능하다. 그러나 데이타 망을 기반으로 전화 서비스를 제공할 때에는 전화기에 별도의 전원을 공급해야 하기 때문에 정전되었을 경우 전화 서비스가 불가능해진다. 따라서 전화망과 데이타 망을 통합한 멀티서비스 기업망에서는 다른 방법으로 전원을 공급해야 한다. 두번째로 PC와 전화기가 통합되는 경우, 데이타 망은 패킷 단위의 일반 데이타만 전송하면 되지만, 전화 망을 이용한 음성 데이타의 경우 호의 설정이나 해제와 같은 제어 과정도 고려해야 하므로, 두 서비스의 통합은 PC 상에서 오 동작을 유발시켜 소프트웨어 상의 충돌이 발생될 수 있다. 그 밖에 PC가 다른 작업을 수행하는 동안 전화 서비스를 인식하지 못하는 발생될 수 있다. 그리고 시그날링 정보와 데이타 정보의 추출 과정에서 발생할 수 있는 문제점도 간과할 수 없다.

상기와 같은 구조를 갖는 멀티서비스 기업 망의 신뢰성을 향상시키기 위하여, 전화 서비스의 경우 항상 전화기는 PBX로 부터 -48V의 전압을 공급 받을 수 있어야 한다. 그러나 PC와 결합된 구조에서 전화기는 PC에서 전원이 공급 받게된다. 그러나 상기 PC의 전원이 오프되거나 정전이 되는 경우에도 전화기에는 통화전원이 안정되게 공급될 수 있어야 한다. 본 발명의 실시예에 따른 멀티서비스 기업 망에서는 먼저 PC 내에 장착되어 ATM 셀을 패킷이나 음성 데이타로 처리하는 NIC(Network Interface Card)를 이용하여 전화기에 전원을 공급하거나, PC에 어댑터를 두어 전화기에 전원을 공급하는 방법을 살펴본다.

본 발명의 실시예에서는 정전 등과 같은 비상 상태에서도 전화 통화용 전원을 안정되게 공급한다.

상기 네트워크 인터페이스부11은 ATM 멀티서비스 어댑터 카드로써 전화기 인터페이스와 ATM 인터페이스 카드를 구비한다. 일반적으로 상기 네트워크 인터페이스부11은 이더넷 환경이나 ATM 환경에서 사용하는 장치이다. 상기 ATM 네트워크 인터페이스부11은 PC에 입력되는 일반 데이타나 음성 데이타를 수신하여 처리하는데, 일반 데이타의 경우 ATM 셀로 수신된 정보를 AAL3/4.5를 이용하여 헤더(header)를 제거하고 유효 데이타(payload) 부분만을 추출하여 패킷 단위로 조립한 후 PC의 버퍼로 출력한다. 그리고 음성 데이타에 대해서는 ATM 셀 형태를 AAL1을 이용하여 헤더를 제거한 후 아날로그 시그날 형태로 전화기에 전송한다. 도 2는 상기와 같은 ATM 네트워크 인터페이스부11의 구조를 도시하고 있다.

먼저 어댑터를 이용한 전원 공급을 살펴본다. 상기 PC의 전원이 오프되는 경우를 대비하여 PC에 어댑터를 장착시켜 전화기와 네트워크 인터페이스부11에 전원을 공급하는 빙법이다. 상기와 같은 전원 공급장치는 도 7에 도시된 바와 같이 110V-220V(AC)/-48V(DC), 110V-220V(AC)/5V(DC) 어댑터는 PC의 전원 공급 여부에 관계없이 전화기에 전원을 공급하는 방법을 도시하고 있다.

상기 도 7을 참조하면, 어댑터71은 AC전원과 연결되며, 전원부72에서 전화단말장치20의 전원을 공급하기 위한 전원을 인가한다. 전원부72는 전화단말장치10에 필요한 동작전원을 발생한다. 전원공급부74는 상기 전원부72에서 발생한 동작 전원은 네트워크 인터페이스부11 등 각각 해당하는 파트에 전송한다. 버스전원제어부73은 상기 전원부72에서 출력되는 전원을 버스에 PC 버스 상에 공급한다.

상기 도 7을 참조하면, 스위치장치20을 통하여 전화단말장치10에 입력되는 모든 데이타의 형태는 ATM 셀이기 때문에 상기 네트워크 인터페이스부11에서 상기 ATM 셀을 다시 아날로그 시그날로 변환하는 동작이 이루어져야 한다. 따라서 상기 네트워크 인터페이스부11의 기능은 PC의 기능과 관계없이 항상 동작하여야 하고, 어댑터71은 전화기에 공급되는 -48V와 구별되는 5V의 Vcc를 상기 네트워크 인터페이스부11에 공급하여야 한다. 상기 어댑터71을 이용한 전원 문제의 해결 방법은 PC 전원이 오프된 경우에만 효과적인 방법이 될 수 있다. 그러나 정전이 되는 경우, 즉 전원 자체가 공급이 되지않는 경우에는 전화기의 사용이 불가능하다. 현재의 전화기는 정전일 때에도 PBX의 UPS(Uniterruptible Power Supply)로 부터 -48V의 전원을 받아 전화 통화 기능을 수행하므로, 어댑터를 이용하는 방법은 정전시에 한계를 갖게 된다.

두번째로 도 8을 참조하여 망의 전원을 이용한 전원 공급을 살펴본다.

상기 전화기12는 정전시에도 통화 기능을 수행할 수 있어야 한다. 상기와 같은 전화 서비스를 보장하는 방법으로 ATM 멀티서비스 스위치21이나 ATM 스위칭 허브22에 UPS를 장착하고, 정전시 25M UTP 라인을 통해서 네트워크 인터페이스부11 및 전화기12에 전원을 공급한다. 여기서 상기 UPS를 ATM 멀티서비스 스위치21에 둘 경우 여러 개의 ATM 스위칭 허브22와 각각의 ATM 스위칭 허브22에 연결된 PC의 전력 소모량 까지 생각한다면 용량이 매우 커야한다. 그리고 ATM 멀티서비스 스위치21과 각 ATM 스위칭 허브22 사이에 별도로 전원 공급선을 설치해야 한다. 그러나 상기 각 ATM 스위칭 허브22에 UPS를 설치할 경우 용량이 분산된다. 본 발명의 실시예에서는 후자의 방법을 고려한다.

상기 도 8에서 ATM 스위칭 허브22와 PC 10사이의 25M UTP 케이블은 카테고리(category) 3, 4, 5로써 IEEE 802.3, 10 Base-T의 규격을 따른다. 상기 UTP 케이블의 특성을 살펴보면, 도체 저항이 9.38Ω/100m이고 정전 용량이 74pF/m이다. 상기 케이블의 심선은 4 pairs로 구성되어 있고, 현재 LAN에서는 사용하므로 나머지 4선은 전원 공급용으로 활용한다. N-ISDN의 경우 TE(Terminal Equipment)와 NT(Network Termination) 사이의 거리가 최대 1km 까지 가능하도록 ISO 8877 (International Standards Organization)에서 규정하고 있다. 또한 외형이 모듈러 잭(modular jack)과 유사한 콘센트를 사용하고 있으므로, 여기서도 이와 같은 배선을 이용할 수 있다. N-ISDN 기본 인터페이스 커넥터의 각 핀 배치는 하기 <표 1>과 같이 적용할 수 있다.

핀번호	TE측	NT측	극
1	급전원 3	부하 3	+
2	급전원 3	부하 3	-
3	송신	수신	+
4	수신	송신	+
5	수신	송신	-
6	송신	수신	-
7	부하 2	급전원	-
8	부하 2	급전원	+

상기 도 8에서 ATM 스위칭 허브와 PC 사이의 데이타 전송을 위하여 Tx, Rx로 각각 2개의 선이 할당되고, 나머지 4개의 선을 이용하여 전원을 공급한다. 이때의 동작을 상세히 살펴보면, PC에 전원이 정상적으로 공급되는 경우, ATM 스위칭 허브에서 UTP 라인을 거쳐서 전송되는 데이타는 ATM 물리 계층을 통해서 PC의 패킷 메모리에 저장한다. 이 후 상기 PC의 어플리케이션이 패킷 데이타를 입력하여 일반 데이타인지 시그날링 데이타인지를 확인하고 해당 프로그램을 구동시킨다. 이때 전원이 차단되는 이벤트가 발생되면, ATM 멀티서비스 스위치에서는 해당 PC의 전원이 오프되었음을 감지한다. 그리고 ATM 멀티서비스 스위치21과 PC 사이에 음성 제어채널32를 통해 음성 정보에 대해서만 서비스를 제공하는 채널을 열어놓고 발신자의 요구가 발생되면, 즉 전화가 걸려오면 호 설정 정보를 인식하여 링신호를 공급한 후, 상기 음성채널31을 통해 통화 서비스가 수행되도록 한다. 상기 음성 데이타는 ATM 멀티서비스 스위칭에서 변환된 VPI/VCI 값을 가지고 정해진 채널을 통해서 전송된다. 결국 상기 PC의 전원이 오프되어도 전화 통화 서비스를 안정되게 수행된다.

본 발명의 실시예에서는 UTP 라인을 이용하여 전화기와 PC의 네트워크 인터페이스부11에 전원을 공급하는 경우에도 PC 내에는 어댑터가 필요한데, 이는 상기 네트워크 인터페이스부11에서 -48V가 아닌 5V를 공급해주어야 하기 때문이다. 그리고 전원이 데이타에 미치는 영향도 고려해야 하므로, 데이타를 보호하는 방법도 강구되어야한다. 전원 두 선이 단락될 경우, 전류 궤환 소자를 이용하면 임피던스를 크게 증가시켜 마치 전원선을 개방시키는 효과를 얻을 수 있다.

상술한 바와 같이 PC와 전화가 통합된 CT 환경에서 현재의 일반 데이타와 전화의 음성 데이타를 분리해서 서비스하는 환경과 비교하여 사용자의 입장에서 신뢰성을 보장할 수 있다. 이 중에서 가장 중요시되는 전원 신뢰성 향상시키기 위하여, PC와 전화가 통합되는 환경이 사무실의 복잡한 배선을 줄이고 PBX의 기능을 소프트웨어적으로 구현하여 시스템을 구현하므로써유지 관리 비용이 줄어드는 등 여러가지 이점이 있다. 이와 같은 이점을 갖는 멀티서비스 기업 망에서 NIC는 데이타 전송 뿐만 아니라 정전과 관계없이 전화기의 음성 데이타를 처리할 수 있도록 보장하여야 한다. 이를 위하여 PC 전원 오프시 어댑터를 이용하여 전화기의 통화 전원을 공급하는 방법과, 정전시에도 ATM 스위칭 허브에 UPS를 추가하여 UTP 라인을 이용하여 전원을 공급하는 방법을 사용한다. 특히 상기 UTP 라인을 이용하여 전원을 공급하는 방법은 PC의 전원 및 정전에 관계없이 전화기의 통화 서비스를 보장할 수 있으며, 이로인해 PC와 전화의 완전한 통합을 이룰 수 있는 근거를 제공하는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 멀티서비스 네트워크의 통신 안정화장치에 있어서,

   컴퓨팅 정보를 관리하는 디비서버와, 망내의 전화 서비스를 위한 테이블 등을 관리하는 피비엑스 서버들로 구성되는 서버들과,

   다수의 공중망 인터페이스들을 구비하며, 스위칭 허브들과 상기 공중망 들 사이에 연결되고, 상기 서버에 의해 기업 망 내의 음성 및 데이타들을 통합 처리하는 게이트웨이 기능을 수행하는 멀티서비스 스위치와,

   상기 멀티서비스 스위치와 연결되며 망 확장 기능을 수행하는 상기 스위칭 허브들과,

   컴퓨터와 전화기가 단일 라인으로 연결되고 상기 특정 스위칭 허브와 케이블로 연결되며, 네트워크 인터페이스가 내장되어 상기 케이블의 제1라인을 통해 데이타를 송수신하고, 제2라인을 통해 상기 스위칭 허브에서 출력되는 통화 전원이 공급되어 상기 컴퓨터 전원 오프 및 정전시에도 상기 전화기의 통화 전원을 공급받는 전화단말장치들로 구성된 것을 특징으로 하는 멀티서비스 네트워크의 통신안정화장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 스위칭허브와 전화단말장치를 연결하는 케이블이 25엠 유티피이며, 상기 제1라인이 상기 유티피의 4선이 되어 데이타 송신 경로를 형성하고 상기 제2라인이 상기 유티피의 나머지 4선이 되어 상기 스위칭 허브에서 출력되는 전원 경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 멀티서비스 네트워크의 통신안정화장치.
3. 데이타 및 음성을 서비스하는 멀티서비스 네트워크의 통화전원 공급장치에 있어서,

   멀티 서비스 기능을 수행하는 망들과 연결되어 멀티 서비스 기능을 스위칭하는 스위치장치와,

   컴퓨터와 전화기가 단일 라인으로 연결되고 상기 스위치장치와 제1 및 제라인을 통해 연결되고, 네트워크 인터페이스가 내장되어 상기 제1라인을 통해 음성 및 데이타 정보를 송수신하며 상기 제2라인을 통해 교환기에서 공급되는 통화용 전원을 수신하여 통화용 전원으로 사용하는 전화단말장치로 구성된 것을 특징으로 하는 멀티서비스 네트워크의 통화전원 공급장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 스위치장치와 전화단말장치를 연결하는 케이블이 25엠 유티피이며, 상기 제1라인이 상기 유티피의 4선이 되어 데이타 송신 경로를 형성하고 상기 제2라인이 상기 유티피의 나머지 4선이 되어 상기 교환기에서 출력되는 통화용 전원의 경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 멀티서비스 네트워크의 통신안정화장치.

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