KR100406114B1

KR100406114B1 - 일반 공중 전화망을 이용한 디지털 유선 전화기

Info

Publication number: KR100406114B1
Application number: KR10-2001-0054829A
Authority: KR
Inventors: 이진구; 채연식; 신재호
Original assignee: 학교법인 동국학원; 이진구; 신재호; 채연식
Priority date: 2001-09-06
Filing date: 2001-09-06
Publication date: 2003-11-14
Also published as: KR20030021530A

Abstract

본 발명은 기존의 일반 공중 교환 전화망(public switched telephone network: 이하 PSTN이라 칭함)을 이용하여 디지털 음성으로 전화 통화를 가능하도록하며, 전화기의 고유번호를 식별하여 전화기의 소유자에게 통화 요금이 부과될 수 있는 것을 특징으로 하는 PSTN망을 이용한 디지털 유선 전화기에 관한것으로, 특히 본 발명은 송수화기(1), 음성 정합회로(2), PCM코덱(3), 제어 프로세서(4), 음성 압축소자(5), 스크램블링 소자(6), 메모리 버퍼(7), 전화기 버튼(9)으로 구성된 디지털 음성 처리부와 직렬 입출력부(10), 모뎀 제어 프로세서(11), 모뎀(12), 전화망 정합회로(13)로 구성된 모뎀부분을 구비하는 PSTN(public switched telep hone network)망을 이용하는 디지털 전화기에 있어서, 상기 디지털 음성 처리부의 제어 프로세서(4)에 전화기 제조시나 전화 가설시에 부여되는 전화기마다의 고유 코드를 입력할 수 있는 EEPROM(8)이 연결되어, 송신되는 음성 신호에 상기 EEPROM (8)에 저장된 고유 코드를 삽입시켜 전송함으로써 전화기 자체마다에 전화 요금이 부과될 수 있도록 함을 그 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 장치를 이용하면 한 가정 내에서 여러 대의 디지털 전화기를 구비하여 사용하여도 서로간의 간섭이 없고, 전화 요금이 전화기 자체로 부과되므로 전화선의 도용을 방지하는데 효과적이다.

Description

일반 공중 전화망을 이용한 디지털 유선 전화기{digital wire telephone for using public switched telephone network}

본 발명은 기존의 일반 공중 교환 전화망(public switched telephone network: 이하 PSTN이라 칭함)을 이용하여 디지털 음성으로 전화 통화를 가능하도록하며, 전화기의 고유번호를 식별하여 전화기의 소유자에게 통화 요금이 부과될 수 있도록 하기 위한 PSTN망을 이용한 디지털 유선 전화기에 관한것이다.

종래의 디지털 음성 통화 방법으로는 콜서버의 백본망을 이용한 인터넷 텔레포니(VOIP:voice over internet protocol)가 대표적으로 알려져 있으며, 이러한 방법을 이용하여 개인용 컴퓨터에 연결하여 사용하는 인터넷 폰 등이 널리 알려져 사용되고 있었다.

그러나, 상기와 같은 방법으로는 음성 데이터를 전송함에 있어 비정규 길이 단위를 가진 패킷으로 전송이 이루어짐으로써, 음성 데이터의 지연문제가 발생하는 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위하여 일반 공중 전화망(public switched telephone network:이하 PSTN이라 칭함.)을 이용하여 수신측의 IP 어드레스(internet protocal address)에 직접 접속한 후 통화가 이루어지도록 하는 방법이 있었으나, 이러한 방법은 송신 측에서 상대방 전화기의 IP 어드레스를 알아낸 후 전화기의 숫자 버튼과 특수 단추인 "#", "*"버튼을 이용하여 IP 어드레스를 입력하여야 하는 불편이 있었으며, 또한 전화 요금이 전화국에서 설치한 전화선에 부과 됨으로써 전화선 도용의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 창출한 것으로서, 디지털 신호를 전송함에 있어 일정한 길이를 갖는 패킷, 즉 셀(cell) 단위로 쪼개어 전송하여주며, 디지털 신호의 전송시 전화기 자체의 고유 코드가 함께 전송되어 요금 정산시 전화기 코드별로 요금이 합산되어 정산되는 PSTN망을 이용한 디지털 전화기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 디지털 전화기의 일실시예의 구성도,

도 2는 본 발명의 ATM 교환기를 통한 음성 정보 흐름도,

도 3은 본 발명의 디지털 전화 통신의 일실시예의 순서도.

※도면의 주요 부분에 대한 부호설명

1 : 송수화기 2 : 음성 정합회로

3 : PCM(pulse coded modulation)코덱 4 : 제어 프로세서

5 : 음성 압축소자 6 : 스크램블링소자

7 : 메모리 버퍼 8 : EEPROM

9 : 전화기 버튼 10 : 직렬 입출력장치

11 : 모뎀 제어 프로세서 12 : 모뎀

13 : 전화망 정합회로

20 : ATM(asynchronous transfer mode)교환기

21 : 헤더컨버터(header converter:HCV)

22 : ATM스위치

30 : 셀 31 : 헤더(header)부

32 : 페이로더(payload)부

33 : 가상채널식별자(virtual channel identifier:VCI)

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 디지털 전화기는 송수화기(1), 음성 정합회로(2), PCM코덱(3), 제어 프로세서(4), 음성 압축소자(5), 스크램블링 소자(6), 메모리 버퍼(7), 전화기 버튼(9)으로 구성된 디지털 음성 처리부와 직렬 입출력부(10), 모뎀 제어 프로세서(11), 모뎀(12), 전화망 정합회로(13)로 구성된 모뎀부분을 구비하는 PSTN(public switched telephone network)망을 이용하는 디지털 전화기에 있어서, 상기 디지털 음성 처리부의 제어 프로세서(4)에 전화기 제조시나 전화 가설시에 부여되는 전화기마다의 고유 코드를 입력할 수 있는 EEPROM(8)이 연결되어, 송신되는 음성 신호에 상기 EEPROM(8)에 저장된 고유 코드를 삽입시켜 전송함으로써 전화기 자체마다에 전화 요금이 부과될 수 있도록 함을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 구성을 보다 상세히 설명하기 위하여 첨부된 도면을 참조한다.

도 1은 본 발명에 따른 디지털 전화기의 일실시예의 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 ATM 교환기를 통한 음성 정보의 흐름을 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명의 디지털 유선 전화기를 사용하여 전화 통신할 경우의 요금 정산 방법의 일실시예의 순서도를 나타낸 것이다.

도 1에서와 같이 본 발명을 위한 디지털 전화기 본체는 크게 아날로그 음성을 디지털 신호로 전환시켜주거나 디지털 신호를 아날로그 음성으로 전환시켜주는 역할을 담당하는 디지털 음성 처리부와, 상기 디지털 신호를 전화국과 전화기 본체간에 송신 및 수신하는 모뎀부로 구분 지을 수 있다.

상기의 디지털 음성 처리부의 송수화기(1)는 마이크와 스피커로 구성된 일반 전화기에서와 동일한 구성이며, 송수화기(1)와 연결된 음성 정합회로(2)를 통해 아날로그 음성의 송수신이 이루어진다.

상기 음성 정합회로(2)는 다시 PCM코덱(3)과 연결되어 있으며, PCM코덱(3)에서는 디지털로 변환되기 전이나 아날로그 신호로 변환된 음성 신호를 전처리 및 후처리하는 역할을 담당한다.

PCM코덱(3)은 아날로그 음성 신호를 제어 프로세서(4)의 제어를 받아 디지털 신호로 변환하는 장치이며, 변환시킬 음성 신호 데이터의 양이 많아 한번에 처리가 불가할 경우에는 상기 제어 프로세서(4)와 연결된 메모리 버퍼(7)에 임시로 저장한 뒤 순서대로 처리하게 된다.

음성 압축소자(5)는 PCM코덱(3)으로부터의 디지털 음성 신호를 음성의 음원특징을 이용하여 압축 부호화 하는 장치이다.

상기에 음원 특징이라는 것은 음성의 경우 50%이상이 공백을 가지고 있음을 일컫는 것으로, 이러한 공백 부분을 압축함으로써 송신되는 음성 신호의 데이터 크기를 감소시킬 수 있게된다.

스크램블링소자(6)는 상기 압축된 디지털 음성 신호를 제어 프로세서(4)의 제어를 받아 일정한 크기를 갖는 패킷, 즉 셀(30) 단위로 음성 신호를 인코딩하는 역할과 수신된 압축 음성 데이터를 디코딩하는 역할을 수행하는 장치로, 인코딩시 전송될 셀(30)에 제어 데이터를 포함한 헤더부(31)를 삽입하며, 디코딩시 헤더부 (31)를 삭제하며 압축을 해제하는 역할을 담당한다.

또한, 상기 스크램블링소자(6)는 인코딩시 EEPROM(8)에 저장된 전화기 고유 코드를 셀(30)내에 삽입하는 역할도 겸한다.

본 발명에 따른 상기의 EEPROM(8)은 전화기 고유 코드를 저장하는 장치로서, 전기적으로 소거가능하고 프로그램 가능한 읽기 전용 메모리 장치여서 최초 전화기 제조시에 전화기마다에 할당된 고유번호를 미리 입력하여두거나 전화기 설치시에 전화국으로부터 할당된 고유번호를 전송 받아 재 입력시킬 수 있는 장치이다.

상기 EEPROM(8)에 저장된 전화기 고유 코드는 스크램블링소자(6)의 인코딩시 제어 프로세서(4)로 읽어 들여 전송될 셀(30)에 포함된다.

메모리 버퍼(7)는 상기 PCM코덱(3)에서 디지털 신호로 변환되기 전의 아날로그 음성신호의 대기 장소 역할뿐 아니라, 스크램블링소자(6)로부터 셀(30)을 디코딩 혹은 인코딩하기 전의 데이터의 임시 저장소로도 활용된다.

제어 프로세서(4)는 상기의 모든 장치를 제어하도록 프로그램 되어져 있으며, 모뎀부의 직렬 입출력 장치(10)와 직접 연결되어 신호를 송수신 한다..

본 발명의 디지털 전화기의 모뎀부는 모뎀 제어 프로세서(11)에 의해 제어가 이뤄지며, 상기 제어 프로세서(4)로부터 모뎀 작동 명령과 모뎀 중단 명령 및 ATM 교환기로부터의 통신 중단 명령에 따른 모뎀부 제어를 시행하고, 상기 제어 프로세서(4)와 모뎀(12)을 경유하여 연결되어 각종 제어 정보를 처리한다.

상기 모뎀 제어 프로세서(11)와 직접 연결되는 장치로는 모뎀(12) 및 전화망 정합회로(13)가 있다.

상기 모뎀(12)은 디지털 신호를 PSTN망으로 직접 송수신하는 통상의 디지털 통신 모뎀이다.

전화망 정합회로(13)는 2선 및 4선 변환소자, 링검출기 등으로 구성되어 모뎀(12)이 전화망에 접속할 수 있도록 하는 인터페이스를 제공한다. 2선 및 4선 변환소자는 2선의 신호를 4선의 송수신 신호로 변환하여 모뎀(12)에 이를 연결하고, 링검출기는 상대방으로부터 전화가 걸려올 경우 이를 모뎀 제어 프로세서(11)에 알려 전화 접속 절차를 수행할 수 있도록 한다.

본 발명에 있어서 송수신되는 신호는 일정한 크기의 셀(30) 단위 전송이 이뤄진다. 이러한 셀(30)은 제어 신호를 포함한 헤더부(31)와 디지털 압축 음성 신호 정보를 포함한 페이로더부(32)로 구성된다.

상기 헤더부(31)의 제어 데이터에는 디지털 신호가 PSTN망의 ATM장치를 거칠 때 음성 정보임을 알려주기 위한 가상 채널 식별자(33:virtual channel identifier:이하 VCI라 칭함.)를 가진다.

이렇게 셀(30)을 헤더(31)에 VCI(33)를 넣어 음성 신호임을 표시하는 것은 PSTN망을 이용한 디지털 데이터와 확연히 구분하여 음성 신호의 빠른 전송을 위함이다.

통상적으로 PSTN망은 음성 신호뿐 아니라 데이터 신호의 전송라인으로도 이용되고 있는데, 이때 데이터 신호는 오류 검출을 위한 임시 저장단계와 오류 검사 단계를 거쳐야 하므로 시간 지체가 발생할 수 있는데 반해 음성 신호는 이렇게 시간을 지체하게 되면 쓸모 없는 데이터가 되므로 이를 방지하기 위하여 음성 데이터 송수신라인은 상기의 오류 검색 단계 없이 직접 송수신이 가능한 별도의 음성 데이터 송수신라인을 이용하는 것이 상례이다.

이를 위해 본 발명에서는 ATM 교환기(20)는 헤더 컨버터(header converter:이하 HCV라 칭함.)와 ATM스위치(22)를 구비하고 있도록 하여, 전송된 셀(30)의 헤더부(31)중 VCI(33)를 인식하여 음성 데이터가 확인될 경우 음성 데이터 라인으로 길을 터주는 역할을 담당한다.

상기의 ATM 교환기(20)를 통한 음성 데이터의 흐름을 도 3을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 송신측 디지털 전화기로부터 디지털 음성 신호가 ATM 교환기(20)로 입력되면 셀(30)의 헤더부(31) 중 VCI(33)의 정보가 ATM 교환기(20)의 음성 신호로 인식될 경우 ATM 교환기(20)의 아웃풋(output) 채널중 음성 채널을 통과하도록 VCI (33) 정보를 HCV(21)에서 바꿔주고, HCV(21)에서 바뀌어진 음성 데이터는 ATM스위치(22)의 음성 채널을 통해 전송되어진다.

상기와 같이 HCV(21)를 거치는 것은 ATM 교환기(20)와 연결된 전화국마다 음성 채널 인식 신호가 바뀔 수 있기 때문이다.

수신측 ATM 교환기(20')에서는 상기의 송신측 ATM 교환기(20)와 마찬가지로 데이터 신호와 음성 신호를 구분하여 해당 장치로 신호를 전송해준다.

상기한 ATM 교환기(20)는 가정내 혹은 일정 주거 단위 또는 전화국 단위로 설치될 수 있다.

본 발명에 따른 디지털 유선 전화기에서의 전화 접속 절차와 요금 부과 방법을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

상기 본 발명의 전화기에 있어서, 그 요금 정산 방법은 송신 측에서 송수화기(1)를 들어 후크 오프(hook-off)하여 상대방 번호를 입력하는 단계(101)와; 송신 측이 ATM 교환기로 보내는 데이터 셀(30)중 헤더부(31)에 디지털 전화기 자체의 고유코드를 삽입하여 ATM 교환기로 전송하는 단계(102)와; ATM 교환기(20)에서 전송 정보중 셀(30) 시작 정보를 인지한 후 시작 정보를 ATM의 메모리 버퍼(7)에 임시 저장한 후 특정 위치에 삽입된 고유코드를 인식하여 가입자 정보인지를 매칭하는 단계(103)와; 매칭된 가입자일 경우 송신 측에 인증을 위한 비밀번호를 요청하여 송신 측의 가입자가 자신의 비밀번호를 입력하여 전송하면 전송된 비밀번호가 일치여부를 확인하는 단계(104)와; 비밀번호가 일치하면 시작 정보중 상대방 번호를 연결해주는 단계(105)와; 상대방의 전화 상태를 감지하여 상대방의 전화가 통화중일 경우 송신측에 통화중 신호음을 전송하고 연결중일 경우 링백(ring-back)하는 단계(106)와; 상대방의 전화기가 후크 오프되어 전화 연결(107)이 되면 ATM 교환기내의 고객 데이터베이스에 통화 개시가 기록되며 요금 정산이 시작되는 단계(108)와; 상대방 혹은 송신측 전화기가 후크 온(hook-on) 되어 통화가 종료되면 해당 통화의 요금 정산을 끝마치는 단계로 이루어진다.

Claims

송수화기(1), 음성 정합회로(2), PCM코덱(3), 제어 프로세서(4), 음성 압축소자(5), 스크램블링 소자(6), 메모리 버퍼(7), 전화기 버튼(9)으로 구성된 디지털 음성 처리부와 직렬 입출력부(10), 모뎀 제어 프로세서(11), 모뎀(12), 전화망 정합회로(13)로 구성된 모뎀부분을 구비하는 PSTN(public switched telephone network)망을 이용하는 디지털 전화기에 있어서,

상기 디지털 음성 처리부의 제어 프로세서(4)에 전화기 제조시나 전화 가설시에 부여되는 전화기마다의 고유 코드를 입력할 수 있는 EEPROM(8)이 연결되어, 송신되는 음성 신호에 상기 EEPROM(8)에 저장된 고유 코드를 삽입시켜 전송함으로써 전화기 자체마다에 전화 요금이 부과될 수 있도록 함을 특징으로 하는 디지털 유선 전화기.