KR100251963B1 - 종합정보통신망과 연동 가능한 비동기전송모드 망 접속영상전화 단말장치 - Google Patents

종합정보통신망과 연동 가능한 비동기전송모드 망 접속영상전화 단말장치 Download PDF

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Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
ISDN과 연동 가능한 ATM 망 접속 영상전화 단말장치에 관한 것이다.
나. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제
AAL-5상에서 영상전화 회선 교환망 에뮬레이션을 구현할 수 있는 ISDN과 연동 가능한 ATM 영상전화 단말장치를 제공한다.
다. 발명의 해결방법의 요지
회선 교환망 에뮬레이션부가 NIC와 PC PCI 버스를 통해 연결되고 영상전화 미디어부와 연결되며 NIC와 영상전화 미디어부간에 송,수신되는 영상전화 데이터를 셀 클럭에 의해 버퍼링하는 ATM 송,수신 셀 버퍼와, ATM 수신 셀 버퍼에 수신 셀이 채워진 수준에 대한 하프 필 여부를 검출하는 하프 필 검출기와, 셀 클럭 발생을 위한 기준 클럭을 외부에서 조절 가능하게 설정되는 카운트 구간값까지 주기적으로 반복 카운트하는 카운터와, 카운터에서 카운트 구간값까지 카운트 완료될때마다 셀 클럭을 발생하여 ATM 송,수신 셀 버퍼에 제공하며 하프 필 검출기의 하프 필 검출 여부에 따라 카운터의 카운트 구간값을 조절하는 셀 클럭 발생부를 구비한다.
라. 발명의 중요한 용도
ATM 망 접속 영상전화 단말장치에서 ISDN과 연동 가능하게 하는데 이용한다.

Description

종합정보통신망과 연동 가능한 비동기전송모드 망 접속 영상전화 단말장치
본 발명은 비동기전송모드(Asynchronous Transfer Mode: 이하 "ATM"이라 함) 망(network) 접속 영상전화 단말장치에 관한 것으로, 특히 종합정보통신망(Integrated Services Digital Network: 이하 "ISDN"이라 함)과 연동 가능한 영상전화 단말장치에 관한 것이다.
영상전화가 새로운 전화 단말 서비스로 ISDN에서부터 H.320 단말 표준에 따라 보급되기 시작하였으며, 최근 몇 년 사이에 기존의 POTS(Plain Old Telephone System) 라인상에서 모뎀(MODEM: Modulator-Demodulator)을 이용한 영상전화 서비스와 LAN(Local Area Network)상에서의 영상전화 서비스가 이루어지고 있다. POTS 라인상에서 모뎀을 이용한 영상전화 서비스를 위해서는 H.324 단말 표준이 권고되어 있고 LAN상에서의 영상전화 서비스는 H.323 단말 표준이 권고되어 있다. 이뿐만 아니라 B-ISDN(Broadband-ISDN)상에서도 이들 단말과의 연동을 위해 H.321 단말 표준을 권고하고 있다.
1980년대부터 ISDN상에서 영상전화 서비스를 하기 위한 많은 솔루션(solution)들이 제시되었지만 시장에서 많은 보급이 이루어지지 않고 있다. 그러나 최근들어 미디어 프로세서(media processor)의 기술이 발전하여 하나의 IC(Integrated Circuit) 칩(chip)에서 H.261 비디오 코덱(video CODEC)을 수행하는 것이 가능하여 졌다. 이뿐만 아니라 일부 부품은 H.261 비디오 코덱과 G.728 오디오 코덱(audio CODEC) 및 다중화/역다중화(multiplex/demultiplex)를 하나의 칩에서 구현하는 것이 가능하여졌다. 그리고 전화망에서의 아날로그 모뎀을 통한 영상전화도 가능하여 PC(Personal Computer)상에서 소프트웨어(software)만으로 구현이 되고 있다. 또한 마이크로소프트(Microsoft) 사에서는 LAN상에서 영상회의를 하는 H.323 표준을 만족하는 네트미팅(netmeeting)이라는 소프트웨어를 제공하고 있다. 지금까지 전화망에서 모뎀을 통하여 PPP(Point-to-Point Protocol)를 이용하여 영상전화를 서비스하고 있으므로 망에서의 전송 속도의 제한으로 인하여 아직까지 화질이 그다지 좋지 못하지만, 향후 망의 고도화, 즉 초고속 정보통신망 구축이 이루어지면 서비스가 늘어 날 것으로 생각된다.
이러한 전망을 바탕으로 영상전화의 보급이 늘어날 경우 ISDN 등 회선 교환망(circuit switching network)에서의 영상전화 플랫폼(platform)과 LAN에서의 영상전화 플랫폼이 공존할 것으로 생각된다. 이에따라 ATM 망과 같은 초고속 통신망에서는 이러한 두가지 망에서의 다른 서비스 플랫폼을 수용하여야 하며 이를 서로 쉽게 변환하거나 단말에서 쉽게 선택하는 것이 가능하여야 한다고 생각된다. 회선교환 망에서의 플랫폼은 H.320이고 LAN에서의 영상전화 플랫폼은 H.323이다.
이미 ITU(International Telecommunication Union)에서는 ATM 망에서 기존의 ISDN에서의 영상전화 플랫폼과 쉽게 연동할 수 있는 영상전화 단말 규격을 H.321로 권고하고 있다. 상기 H.321에서 차이나는 점은 ATM 망에서 ISDN과 같은 회선 교환망 에뮬레이션하는 방안들이 추가로 권고되어 있을 뿐이다. 그리고 ATM 망에서 기존의 LAN 망을 수용하기 위한 방안들로 LAN 에뮬레이션 혹은 IP(Internet Protocol) 오버(over) ATM 등의 방안들이 제시되어 있으며, 최근에 이들을 개선한 MPOA(Multi Protocol Over ATM)에 대한 표준이 권고되어 있다. 이런 방법들은 망 계층(network layer)이하에서 수행되는 것들이므로 단말 표준을 새로 권고할 필요없이 망 접속부에서 사용자-망 인터페이스(UNI: User to Network Interface)만 수정하면 ATM 망에서도 H.323 영상전화 플랫폼을 구현할 수 있다. 따라서 이러한 것은 망 인터페이스 카드(Network Interface Card: 이하 "NIC"라 함)와 디바이스 드라이버(device driver)만 바꾸면 기존 LAN과 같은 환경을 제공한다.
그런데 H.321을 구현하기 위해서는 상기한 사용자-망 인터페이스 프로토콜 뿐만아니라 사용자간(user to user) 프로토콜에서 회선 교환망 에뮬레이션을 수행하는 것이 필요하다. 이 사용자 데이터를 회선 교환망 에뮬레이션하기 위해서는 영상과 음성의 발생지의 클럭을 복원하여야 수신단이나 중계장치에서 데이터 버퍼상에서 데이터 유실을 막을 수 있다. 따라서 이러한 회선 교환망 에뮬레이션을 위해 ITU에서는 AAL(ATM Adaptation Layer) 타입(type 1), 즉 AAL-1을 권고하고 있다.
그런데 이와 같이 구현하기에는 현실적인 어려움이 있다. 왜냐하면 ATM상에서 사용자-망 인터페이스를 위한 시그널링(signalling) 프로토콜과 거의 모든 서비스가 AAL-5를 이용하고 있으므로 단말에서 AAL-5와 AAL-1을 동시에 수용하여야 H.321의 구현이 가능하기 때문이다. 그러나 시스템 구현상 AAL-5와 AAL-1을 동시에 수용하기 위해서는 단말의 재료비 상승을 초래하고 있으며 데이터의 통계특성 및 요구사양이 다르기 때문에 아직까지 이들을 한 칩에서 수용하는 칩 솔루션이 없었다. 상기 AAL-5는 단순히 패킷(packet)데이터를 ATM 셀(cell)로 맵핑(mapping)하는데 비해 AAL-1은 음성 및 영상등 리얼 타임 비트 스트림(real time bit stream data)를 ATM 셀로 맵핑하기 위해 소스 클럭 주파수를 PLL(Phase Locked Loop)방법에 의해 복구하여야 한다.
상술한 바와 같이 시스템 구현상 AAL-5와 AAL-1을 동시에 수용하기 위해서는 단말의 재료비 상승을 초래하고 있으며 데이터의 통계특성 및 요구사양이 다르기 때문에 아직까지 이들을 한 칩에서 수용하는 칩 솔루션이 없었다.
따라서 본 발명의 목적은 AAL-5상에서 영상전화 회선 교환망 에뮬레이션을 구현할 수 있는 ISDN과 연동 가능한 ATM 영상전화 단말장치를 제공함에 있다.
도 1은 AAL-1을 이용한 회선교환망 에뮬레이션에 의한 H.321 영상전화 단말장치의 통상적인 블록구성도,
도 2는 H.320 영상전화 통신 규격을 보인 도면,
도 3은 H.321 영상전화 통신 규격을 보인 도면,
도 4a 및 도 4b는 ATM 포럼에서 권고하는 AAL-5상에서 음성 데이터 신호의 ATM 맵핑방법을 보인 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 AAL-5를 이용한 회선교환망 에뮬레이션에 의한 H.321 영상전화 단말장치의 블록구성도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 도 5의 셀 클럭 발생부의 처리 흐름도.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 NIC와 PC PCI(Peripheral Component Interconnect) 버스를 통해 연결되고 영상전화 미디어(media)부와 연결되며 NIC와 영상전화 미디어부간에 송,수신되는 영상전화 데이터를 셀 클럭에 의해 버퍼링하는 ATM 송,수신 셀 버퍼와, ATM 수신 셀 버퍼에 수신 셀이 채워진 수준에 대한 하프 필(half fill) 여부를 검출하는 하프 필 검출기와, 셀 클럭 발생을 위한 기준 클럭을 외부에서 조절 가능하게 설정되는 카운트 구간값까지 주기적으로 반복 카운트하는 카운터와, 카운터에서 카운트 구간값까지 카운트 완료될때마다 셀 클럭을 발생하여 ATM 송,수신 셀 버퍼에 제공하며 하프 필 검출기의 하프 필 검출 여부에 따라 카운터의 카운트 구간값을 조절하는 셀 클럭 발생부를 구비하는 회선 교환망 에뮬레이션부를 구비함을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 구체적인 통신 규격이나 포맷, 처리 흐름과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 AAL-1을 이용한 회선교환망 에뮬레이션에 의한 H.321 영상전화 단말장치의 통상적인 블록구성도를 보인 것으로, NIC(100)와 ATM 수신 셀 버퍼(116)와 ATM 송신 셀 버퍼(118)와 H.221 클럭 발생부(120)와 영상전화 미디어부(122)와 PC 시스템 메모리(124)로 구성된다. NIC(100)는 ATM 망접속부(102)와 AAL-1 SAR(Segmentation And Reassembly sublayer)(108)와 AAL-5 SAR부(114)로 구성하며, STM-1(Synchronous Transport Module-1)에 의한 망 접속을 위한 인터페이스를 제공한다. 이들 ATM 망접속부(102)와 AAL-1 SAR부(108)와 AAL-5 SAR부(114)는 각각 전용 칩으로 제공된다. ATM 송,수신 셀 버퍼(118,116)는 NIC(100)와 영상전화 미디어부(122)간에 송,수신되는 영상전화 데이터를 H.221 클럭 발생부(120)에서 발생되는 셀 클럭에 의해 버퍼링한다. H.221 클럭 발생부(120)는 PLL를 구비하며 셀 클럭을 발생한다. 영상전화 미디어부(122)는 영상전화의 오디오 및 비디오 코덱과 H.221 다중화/역다중화를 수행하며 영상 및 음성 입출력장치를 포함한다. 여기서 NIC(100)의 ATM 망 접속부(102)와 AAL-1 SAR부(108) 및 AAL-5 SAR부(114)간에는 UTOPIA(Universal Test & Operations PHY Interface for ATM)-2 버스로 연결된다. 그리고 NIC(100)의 AAL-1 SAR부(108)와 ATM 송,수신 셀 버퍼(118,116)간에는 직렬(serial) 버스로 연결되며, NIC(100)의 AAL-5 SAR부(114)와 PC(도시하지 않았음)의 시스템 메모리인 PC 시스템 메모리(124)간에는 PC PCI 버스로 연결된다.
상기한 ATM 망접속부(102)인 ATM 물리층 수신부(104)와 ATM 물리층 송신부(106)는 통상적인 ATM 관련 PMD(Physical Media Dependent sublayer)기능과 TC(Transmission Convergence)기능을 수행한다. 즉 전송할 셀들이 없을때는 아이들(idle) 셀을 전송하고 이와 반대로 수신한 셀에서 아이들 셀은 버리는 작업과 ATM 셀을 일련의 데이터 스트림에서 분리해내고 발생시키는 작업을 한다. 그리고 ATM 망접속부(102)은 수신되는 셀들을 AAL-5에 해당하는 셀들과 AAL-1에 해당하는 셀들을 분리하여 각각 다른 경로(path)로 데이터가 전달되게 하여야 하며 이와 반대로 각각 다른 경로로부터 ATM 셀을 받을수 있어야 한다. 그리고 AAL-5 SAR부(114)는 통상적으로 PC(도시하지 않았음)의 PCI 버스상에서 마스터(master) 기능을 갖고 있으며 바로 PC의 시스템 메모리인 PC 시스템 메모리(124)에 바로 데이터를 액세스(access) 가능하다. 이렇게 하여 PC의 NDIS(Network Drive Interface Specification) 드라이버에 의해 NIC(100)를 구동한다. 그리고 영상전화 경로는 별도의 경로에 의해 영상전화 미디어부(122)에 연결되며 AAL-1의 SAR기능을 하는 칩이 필요하다. 그런데 이 AAL-1 SAR부(108)는 영상전화의 H.221의 프레임 시작(frame start)점을 AAL 헤더(header)에 표시하여야 하는 부담이 생긴다. 이러한 원인으로하여 아직까지 H.321을 지원하는 단말이 상용화되지 못하고 있다. 그리고 영상전화 미디어부(122)에서는 AAL-1부의 ATM 송, 수신 셀 버퍼(118,116)의 오버플로우(overflow)나 언더플로우(underflow)를 방지하기 위해 PLL에 의해 영상전화 소스(source)의 클럭을 추출하여야 한다. 이에 따라 ATM 셀을 ATM 송,수신 셀 버퍼(118,116)로부터 읽고 써야 한다.
상기한 바와 같이 사용자-망 시그널링과 기존 IP 베이스에 의한 데이터 통신서비스, 예를 들어 HTTP를 위해 AAL-5 SAR 칩과 영상전화를 위한 AAL-1 데이터 채널을 위한 별도의 직렬 버스가 필요하며 또한 영상 및 음성의 발생지 클럭을 복구하기 위한 수단들이 필요하다는 것을 알 수 있다.
이와 같이 ATM 망속부(102)에서 AAL-1과 AAL-5의 2가지 경로를 가지고 있으며 또한 AAL-1 SAR부(108)는 각종 애플리케이션(application)에 따라 달라야 하기 때문에 목적으로하는 응용 제품에 맞는 칩을 구하기 어렵다. 이런 이유로 아직까지 영상전화에 맞는 별도의 칩이 상용으로 나와 있지 않아서 시스템의 코스트(cost)를 상승시키는 원인이 되며 아직까지 PC에서 이를 지원하지 않고 있다. 따라서 이에 대한 각자의 솔루션은 OS(Operating System)의 지원없이 각자의 하드웨어 로직(hardware logic)으로 구현하고 있는 수준이다. 또한 PC의 메인 프로세서와 영상전화 데이터를 액세스하기가 쉽지 않으므로 PC의 메인 프로세서의 고 성능을 이용하기 어려운 구조가 된다. 이러한 이유로 H.321을 만족하는 시스템이 상용화 되기는 아직 요원하다고 생각되며 이에 대한 다른 방안이 마련되어야 한다고 생각된다.
따라서 본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 AAL-5를 이용하여 영상전화를 구현하는 방안을 제시하여 쉽게 구현 가능하며 기존의 ISDN과의 연동이 쉬운 영상전화 단말장치의 구조를 제시하고자 한다.
먼저 본 발명의 이해를 돕기 위해 기존의 ISDN의 H.320 영상전화의 규격과 ATM 망에서의 H.321 영상전화 규격을 도 2 및 도 3을 참조하여 상호 비교해 보면 다음과 같다. 먼저 H.320 영상전화 통신 규격은 도 2에 보인 바와 같은 프로토콜을 규정하고 있으며, H.321 영상전화 통신 규격은 도 3에 보인 바와 같은 프로토콜로 구성되어 있다. 그리고 도 2에서 참조부호 200은 영상전화 단말장치를 구성하는 프로토콜들이고, 202는 ISDN을 나타낸다. 도 3에서 참조부호 300은 영상전화 단말장치를 구성하는 프로토콜들이고, 302는 ATM 망을 사용하는 B-ISDN(Broadband-ISDN)을 나타낸다.
이들 도 2와 도 3을 서로 비교해 보면 사용자간 프로토콜측에서 망접속부의 규격이 ISDN과 ATM으로 차이가 나며 H.321의 경우 ATM 레이어와 AAL 레이어에 대해 더 규정되어 있다. 이 부분에 대한 ATM 레이어과 AAL-1 레이어에 의한 회선 교환망 에뮬레이션을 수행하도록 규정하고 있다. 따라서 ATM 망에서 기존의 ISDN을 흉내내기 위해 회로의 추가가 필요하다. 그리고 사용자-망측에서는 시그널링 프로토콜과 데이터 링크 레이어 프로토콜에 차이가 난다. 따라서 이러한 사용자-망 프로토콜의 변환이 망접속 게이트웨이(gateway)에서 필요하다. 따라서 위와 같은 프로토콜 비교에서 볼 때 회선 교환망 에뮬레이션만 수행하면 ATM 망에서의 영상전화를 ISDN상의 영상전화와 망접속 게이트웨이를 통하여 통화할 수 있음을 알 수 있다.
그러나 이러한 회선 교환망 에뮬레이션을 수행하기 위해서는 사용자간 프로토콜을 수행하기 위해 AAL-1을 수행하여야 하며 사용자-망프로토콜을 수행하기 위해서는 AAL-5의 SAAL(Signalling AAL)를 수행하여야 한다. 이런 솔루션을 제공하기 위해서는 회로가 복잡해지며 제품의 코스트가 상승하는 요인이 되고 있다. 이런 이유로 아직까지 H.321프로토콜을 따르는 제품이 시장에 나타나지 않고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명에서는 사용자간 프로토콜을 AAL-5상에서 제공하는 영상전화 단말장치를 제시하고자 한다.
다음에 ATM 단말에서 AAL-5를 이용한 전화 서비스를 살펴보면 다음과 같다. ATM 망에서 영상전화와 같이 AAL-1을 이용하는 것은 기존의 ISDN과 연동을 하는 서비스들로 ATM 이전에 이미 회선 교환망에서 서비스가 되고 있던 PSTN(Public Switched Telephone Network)에서의 전화, ISDN에서의 영상전화이 있었다. 본 발명에서 해결하고자 하는 문제와 같은 이유로 어려움을 갖고 있는 전화 서비스에 대해 검토해 보는 것이 본 발명의 과제를 해결하는데 좋은 참고가 될 것으로 생각한다.
현재 ATM 포럼(forum)에서는 AAL-5상에서 전화서비스를 제공하는 방안을 제시하고 있다. 이는 1997년 3월 ATM 포럼에서 발행한 "af-vtoa-0083.000"에 제시하고 있으며, 이러한 ATM 포럼에서 권고하는 AAL-5상에서 음성 데이터 신호의 ATM 맵핑(mapping)방법을 도 4a로서 보였으며 CPCS(Common Part Convergence Sublayer)-PDU(Protocol Data Unit)를 도 4b로서 보였다. 이 문헌에 의하면 AAL-5의 SAR-PDU 하나와 CPCS-PDU 하나를 일대일 대응시키도록하면 CPCS-PDU 페이로드(payload)는 8옥텟(octet)에서부터 40옥텟까지 될 수 있으며 ATM 헤더의 페이로드 타입의 AAL 인디케이터(indicator) 비트는 항상 "1"이 되게 하여 항상 SAR-PDU의 끝임을 나타낸다. 그리고 CPCS-UU(User to User indication)는 "0"이 되게 한다. 그리고 CPCS 트레일러(trailer)의 길이(length) 피일드(field)는 8에서 40으로 부호화될 수 있다. 여기서 CPCS-PDU 페이로드가 40 옥텟인 경우 셀 레이트(rate)는 80000÷40이 되며 이는 200셀/초가 된다. 이에따라 이때의 셀 컨스트럭션(construction) 지연은 5㎳가 되고, 송신단과 수신단 모두 셀 지연이 생기며 중간에 ISDN 및 ATM 망 연동(network interworking)장치, 즉 게이트웨이장치와 ATM 교환기등에서 약간의 지연이 추가된다. 그러므로 최소 지연시간은 10㎳를 초과하게 된다.
그런데 보통사람들의 음성 지연을 인식하는 임계치는 100㎳이상임으로 이에 대한 지연시간은 무시할 정도이다. 또한 음성에서는 송신단과 수신단의 클럭의 차이에 의한 망에서의 데이터유실이 사람들의 귀에 많이 거슬리지 않으므로 반드시 소스 클럭을 복구할 필요를 강하게 느끼지 못한다. 이 경우 데이터 손실은 클럭 발진기의 크리스탈(X-tal)의 오차를 최악의 경우를 고려하여 100ppm(parts for million)의 차이를 갖는 경우라 하더라도 10초마다 한 바이트의 오류를 발생시킨다. 따라서 음성에서의 잡음을 사람이 느낄 수 없을 정도이다. 다만 팩시밀리 서비스 등에는 화질에 영향을 줄 수 있으므로 별도의 소스 클럭 복구 방안을 마련하는 것이 바람직할 것이다.
위에서 살펴본 바와 같이 사용자간 측면에서 H.321 통신 프로토콜에서 추구하는 목표를 생각해 보면, 첫째 기존의 ISDN에서의 영상전화 프로토콜인 H.320을 그대로 수용하면서 ATM 망에서의 회선 교환망 에뮬레이션을 수행하여 망 연동장치에서의 프로토콜의 복잡성을 줄여 사용자-망 프로토콜만 변환하면 망 연동이 가능하도록 하였다는 것을 알 수 있다. 그런데 위에서는 굳이 AAL-1을 구현하지 않고 사용자-망 프로토콜의 수행을 위해 반드시 필요한 AAL-5를 이용하고서도 가능하게 하는 방안이 제시되어 있다. 따라서 H.321 영상전화도 상기의 목표를 달성하면서 ATM AAL-5를 이용하여 구현하는 것이 가능함을 알 수 있다.
다만 영상전화 데이터는 잡음의 예민함으로 소스 클럭을 복구하여 반드시 데이터의 손실은 방지하여야 한다. 그런데 소스 클럭정보는 망에서의 유실이 없었다면 수신된 데이터의 양으로 알 수 있다. 즉 적당한 양의 수신 버퍼를 이용하면 소스 클럭을 복구할 수 있다는 것을 알 수 있다.
도 5는 이에 대한 방안으로 제시하는 본 발명의 실시예에 따른 AAL-5를 이용한 회선교환망 에뮬레이션에 의한 H.321 영상전화 단말장치의 블록구성도를 보인 것으로, ATM 단말에서 AAL-5를 이용한 영상전화 서비스를 제공한다. 상기 도 5에 보인 영상전화 단말장치는 NIC(500)와 회선 교환망 에뮬레이션부(514)와 영상전화 미디어부(526)로 구성한다. STM-1에 의한 망 접속을 위한 인터페이스를 제공하는 NIC(500)는 ATM 물리층 접속부(502)와 ATM SAR부(510)로 구성한다. 상기 ATM 망접속부(502)인 ATM 물리층 수신부(504)와 ATM 물리층 송신부(506)는 전술한 도 1의 ATM 망접속부(102)와 마찬가지로 통상적인 ATM 관련 PMD기능과 TC기능을 수행한다. ATM SAR부(508)는 ATM AAL-5계층의 SAR 기능을 수행하는 AAL 송,수신부(512,510)를 구성한다. 여기서 ATM 망접속부(502)와 ATM SAR부(508)는 UTOPIA-1 버스로 연결된다. 영상전화 미디어부(526)는 전술한 도 1의 영상전화 미디어부(122)와 동일하게 영상전화의 오디오 및 비디오 코덱과 H.221 다중화/역다중화를 수행하며 영상 및 음성 입출력장치를 포함한다.
그리고 회선 교환망 에뮬레이션부(514)는 ISDN에서의 H.320을 그대로 수용하면서 ATM 망에서의 회선 교환망 에뮬레이션을 수행한다. 이러한 회선 교환망 에뮬레이션부(514)는 ATM 송,수신 셀 버퍼(518,516)와 하프 필 검출기(520)와 카운터(522)와 셀 클럭 발생부(524)로 구성한다. ATM 송,수신 셀 버퍼(518,516)는 NIC(500)와 PC PCI 버스를 통해 연결되고 영상전화 미디어부(526)와 연결되며 NIC(500)와 영상전화 미디어부(526)간에 송,수신되는 영상전화 데이터를 셀 클럭에 의해 버퍼링한다. 하프 필 검출기(520)는 ATM 수신 셀 버퍼(516)에 수신 셀이 채워진 수준에 대한 하프 필 여부를 검출하여 셀 클럭 발생부(524)에 알린다. 이러한 하프 필 검출기(520)는 통상적인 하프 필 검출기를 그대로 사용한다. 카운터(522)는 일정 카운트 구간값까지 주기적으로 반복 카운트함과 아울러 카운트 구간값을 외부에서 조절 가능한 카운터를 사용한다. 그러면 카운터(522)는 셀 클럭 발생을 위한 기준 클럭을 외부에서 조절 가능하게 설정되는 카운트 구간값까지 주기적으로 반복 카운트한다. 셀 클럭 발생부(524)는 카운터(522)에서 카운트 구간값까지 카운트 완료될때마다 셀 클럭을 발생하여 ATM 송,수신 셀 버퍼(518,516)에 제공하며 하프 필 검출기(520)의 하프 필 검출 여부에 따라 카운터(522)의 카운트 구간값을 조절한다.
한편 상술한 바와 같이 소스 클럭정보는 망에서의 유실이 없었다면 수신된 데이터의 양으로 알 수 있으므로 적당한 양의 수신 버퍼를 이용하면 소스 클럭을 복구할 수 있다는 점에 착안하여, 상기한 도 5와 같은 회선 교환망 에뮬레이션부(514)를 구성할 경우, 카운터(522)의 기준 클럭으로는 음성신호의 64KHz 기본 채널의 전송 레이트를 이용하여 H.221 다중화의 채널 수 N을 곱한 값의 주파수를 가지는 클럭신호를 사용한다. 이러한 상태에서 만일 CPCS-PDU 페이로드가 40 옥텟인 경우라면 카운터의 카운트 구간값의 초기값은 40×8=320으로 설정한다. 그러면 셀 클럭 발생부(524)는 카운터(522)의 카운트값이 320이 되는 경우에 셀 클럭을 발생시키고, 하프 필 검출기(520)의 하프 필 검출 여부에 따라 카운터(522)의 카운트 구간값을 조절한다.
도 6은 이러한 셀 클럭 발생부(524)가 카운터(522)를 제어하는 처리 흐름도를 보인 것이다. 먼저 셀 클럭 발생부(524)는 카운터(522)의 카운트값이 상기와 같이 카운트 구간값까지 카운트 완료할 때, (600)단계에서 ATM 수신 셀 버퍼(516)의 하프 필 여부를 하프 필 검출기(520)에 의해 점검한다. 그리고 (602)∼(604)단계에서 3회이상 연속하여 하프 필을 나타내는지 아니면 3회이상 연속하여 하프 필이 아님을 나타내는지 여부를 확인한다. 이때 만일 3회이상 연속하여 하프 필을 나타내는 경우라면 (606)단계에서 카운터(522)의 카운트 구간값을 하나 줄여 조절한다. 예를 들어 이전의 카운트 구간값이 320이었다면 319로 줄이는 것이다. 그러므로 이러한 경우 셀 클럭 발생부(524)는 카운터(522)가 319까지 카운트 완료할때마다 셀 클럭을 발생시키게 된다. 이와달리 상기 (602)단계에서 3회이상 연속하여 하프 필이 아님을 나타내는 경우라면, (608)단계에서 카운터(522)의 카운트 구간값을 하나 늘려 조절한다. 예를 들어 이전의 카운트 구간값이 320이었다면 321로 늘리는 것이다. 그러므로 이러한 경우 셀 클럭 발생부(524)는 카운터(522)가 321까지 카운트 완료할때마다 셀 클럭을 발생시키게 된다. 그리고 3회이상 연속하여 하프 필을 나타내지도 않고 3회이상 연속하여 하프 필이 아님을 나타내지도 않는 경우라면, 카운트 구간값을 조절하지 않는다.
이렇게 함으로써 소스 클럭을 복구할 수 있게 된다. 즉, 상기한 ±(1/320)의 오차는 상기한 바와 같은 최악의 경우를 고려한 크리스탈 발진기의 오차인 100ppm의 허용범위를 훨씬 벗어남으로 자연스러운 디지털 PLL 효과를 볼 수 있게 된다.
참고적으로 ATM망에서의 트래픽(traffic) 지연에 대한 버퍼를 위해서는 CBR(Constant Bit Rate)의 경우 3 셀정도면 충분할 것으로 생각된다. 그러므로 전체적인 지연시간은 송신단에서 1 셀 지연, 수신단에서 3 셀 지연을 포함하여 4 셀 지연, 즉 20㎳의 지연이 필요하게 된다. 또한 통상적으로 비디오 코덱을 위하여 디코더 버퍼를 사용하고 있으며 영상과 음성의 립 싱크(lip-sync)를 고려하여 음성에도 같은 크기의 지연을 추가하고 있다. 이러한 모든 지연 시간을 전체적으로 고려하면 더욱 늘어날 것으로 예상되며 망 게이트웨이에서의 지연 시간 등을 고려하여 약 60㎳정도 발생하도록 시스템을 구현할 수 있다.
그리고 AAL-5상에서 영상전화 데이터신호의 ATM 맵핑방법은 음성 데이터신호의 ATM 맵핑방법과 동일한 방식으로 구현할 수 있다. 다만 음성 데이터 대신에 H.221 권고에 따른 음성 및 영상신호가 다중화된 신호를 사용하고 영상전화 채널이 H.242 사용자간 시그널링에 따라 채널의 수가 결정된다. 따라서 채널의 전송 비트 레이트(bit rate)는 사용자-망 프로토콜과 사용자간 프로토콜을 모두 판단하여야 한다. 이런 정보를 이용하여 카운터(522)의 카운트 구간값을 결정하여야 한다.
향후 B-ISDN의 보급이 늘어나고 망에서의 전송속도가 빨라지면 많은 서비스들을 PC단말에서 구현될 것으로 생각된다. 그중에서 영상전화 서비스는 사람이 직접 대면하는 것과 같은 대화형(interactive) 서비스를 제공함으로 대다수의 사람들의 호응을 얻을 것으로 생각된다. 그런데 지금까지 영상전화가 ISDN과 LAN등에서 각자 다른 플랫폼으로 서비스되고 있으므로 ATM 망의 영상전화 단말장치는 여러 플랫폼을 동시에 구현하여 상대방의 망에 따라 서비스 플랫폼을 다르게 서비스하는 것이 필요할 것으로 생각되며 ATM AAL 레이어는 AAL-5로 통일될 것으로 예상된다. 본 발명은 이러한 현실적인 제한 조건을 수용하면서 기존의 권고안 H.321의 목표를 만족하는 영상전화 단말장치를 구현할 수 있으며 영상전화에 필요한 리얼 타임 서비스 품질을 동시에 만족할 수 있다.
한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 특히 본 발명의 실시예에서 나타낸 기준 클럭의 주파수, 카운터(522)의 카운트 구간값이나 조절 기준 등에 대해 본 발명이 적용되는 경우에 따라 얼마든지 달라질 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정하여져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 AAL-5상에서 영상전화 회선 교환망 에뮬레이션을 구현할 수 있는 ISDN과 연동 가능한 ATM 영상전화 단말장치를 제공할 수 있는 하는 잇점이 있다.

Claims (4)

  1. ISDN과 연동 가능한 ATM 망 접속 영상전화 단말장치에 있어서,
    ATM 관련 PMD 기능과 TC 기능을 수행하는 ATM 물리층 접속부와, 상기 ATM AAL-5계층의 SAR 기능을 수행하는 ATM SAR부를 구비하여 망 접속을 위한 인터페이스를 제공하는 망 인터페이스 카드와,
    영상전화의 오디오 및 비디오 코덱과 H.221 다중화/역다중화를 수행하며 영상 및 음성 입출력장치를 포함하는 영상전화 미디어부와,
    상기 ISDN에서의 H.320을 그대로 수용하면서 상기 ATM 망에서의 회선 교환망 에뮬레이션을 수행하기 위한 회선 교환망 에뮬레이션부를 구비하며,
    상기 회선 교환망 에뮬레이션부가,
    상기 망 인터페이스 카드와 PC PCI 버스를 통해 연결되고 상기 영상전화 미디어부와 연결되며 상기 망 인터페이스 카드와 영상전화 미디어부간에 송,수신되는 영상전화 데이터를 셀 클럭에 의해 버퍼링하는 ATM 송,수신 셀 버퍼와,
    상기 ATM 수신 셀 버퍼에 수신 셀이 채워진 수준에 대한 하프 필 여부를 검출하는 하프 필 검출기와,
    상기 셀 클럭 발생을 위한 기준 클럭을 외부에서 조절 가능하게 설정되는 카운트 구간값까지 주기적으로 반복 카운트하는 카운터와,
    상기 카운터에서 상기 카운트 구간값까지 카운트 완료될때마다 상기 셀 클럭을 발생하여 상기 ATM 송,수신 셀 버퍼에 제공하며 상기 하프 필 검출기의 하프 필 검출 여부에 따라 상기 카운터의 카운트 구간값을 조절하는 셀 클럭 발생부를 구비함을 특징으로 하는 ATM 망 접속 영상전화 단말장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기준 클럭이, 음성신호의 기본 채널의 전송 레이트와 H.221 다중화 채널 수를 곱한 값의 주파수를 가짐을 특징으로 하는 ATM 망 접속 영상전화 단말장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 셀 클럭 발생부가, 상기 하프 필 검출기를 통해 상기 ATM 수신 셀 버퍼의 하프 필 여부를 점검하여 일정 횟수 이상 연속하여 하프 필을 나타내면 상기 카운트 구간값을 하나 줄이고, 상기 일정 횟수 이상 연속하여 하프 필이 아님을 나타내면 상기 카운트 구간값을 하나 늘려 조절함을 특징으로 하는 ATM 망 접속 영상전화 단말장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 일정 횟수가, 3회임을 특징으로 하는 ATM 망 접속 영상전화 단말장치.
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