KR100552519B1 - 브이오아이피를 이용한 유엠에스 서비스 제공 시스템 및그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 VoIP(voice over Internet protocol)를 이용한 UMS 서비스 제공시스템에서는 VoIP 인터페이스를 갖는 VoIP-UMS에서 VoIP 게이트웨이로 음성 데이타를 보낼 때, 미리 녹음된 음성 데이터를 보내주는 UMS의 특성을 이용하여 음성 데이타를 버스트하게 보내고, VoIP 게이트웨이에서는 사용자에게 들려줄 음성 데이터를 수신하여 버퍼에 미리 저장해두었다가 일정한 간격으로 재생하여 들려줄 수 있게 되어 지연과 지터에 의한 잡음을 제거할 수 있다.
UMS, VoIP 게이트웨이, 버퍼, 버스트, 실시간, PCM, PSTN

Description

브이오아이피를 이용한 유엠에스 서비스 제공 시스템 및 그 방법{system and method for unified messaging system service using voice over Internet protocol}
도 1은 종래의 UMS 서비스 제공 시스템의 구성 블록도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 VoIP를 이용한 UMS 서비스 제공 시스템의 구성 블록도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 VoIP 게이트웨이의 구성 블록도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 VoIP-UMS의 구성 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 VoIP-UMS 서비스 제공 시스템에서 가입자가 VoIP-UMS에 접속하여 자신의 음성사서함 메시지를 청취하는 흐름도.
도 6은 본 발명에 따른 VoIP 게이트웨이와 VoIP-UMS사이에 호가 설정된 상태에서 VoIP-UMS와 VoIP 게이트웨이에서 음성 데이터 처리하는 흐름도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 전화기 20 : 팩스
30 : 키폰/PBX 40 : VoIP 게이트웨이
41 : PSTN 인터페이스 모듈 42 : 메인 프로세서
43 : IP 인터페이스 모듈 44 : 버퍼
45 : DSP 50 : VoIP-UMS
51 : 메인 프로세서 52 : 사용자 등록/관리 모듈
53 : 매체 서버 모듈 54 : 매체 변환 모듈
55 : 데이터 베이스
본 발명은 VoIP(voice over Internet protocol)를 이용한 UMS 서비스 제공 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
통합 메시징 시스템(Unified Messaging System, 이하 UMS라 함)는 기존의 E-mail, VMS기술을 바탕으로 한 보다 진보한 기술로, 통신에 사용되는 모든 매체를 수용하고 통합적으로 관리할 수 있도록 고안된 시스템이며, 하나의 시스템에서 ARS서비스, VMS서비스, E-mail, Fax 등을 통합하여 관리, 운영할 수 있는 시스템이다.
따라서, UMS는 ARS(Automatic Response System), VMS(Voice Messaging System), Fax 등의 전화망 서비스를 위하여 PSTN(public switched telephone network)인터페이스를 내장하고 있어야 하며, Email 등의 인터넷 메시징 서비스를 위하여 패킷망에 연결되기 위한 IP 인터페이스를 내장하고 있다.
도 1은 종래의 UMS 서비스 제공 시스템의 구성 블록도이다. 도 1을 참조하 면, 종래의 UMS 서비스 제공 시스템은 전화기(1)와, 팩스(2)와, 키폰 또는 PBX(3)(private branch exchange)와, UMS(4)와, 이메일 서버(6)등으로 구성된다.
전화기(1)와 팩스(2)는 키폰 또는 PBX(3)의 아날로그 인터페이스 장치에 연결되어 UMS 서비스를 이용하기 위한 사용자 단말기이다.
키폰 또는 PBX(3)는 특정한 영역내에서 교환기능을 수행하는 사설 교환장치로서, UMS(4)와 E1/T1 과 같은 디지탈 라인이나 FXS/FXO와 같은 아날로그 라인으로 연결될 수 있다.
UMS(4)는 PSTN 인터페이스를 구비하여 키폰 또는 PBX(3)와 연결되어 전화기(1)와 팩스(2)에게 다양한 UMS 서비스를 제공하고, IP 망(5)을 통해 인터넷에 연결되어 패킷 데이타를 전송할 수 있다.
이메일 서버(6)는 인터넷 망을 통해 일반 사용자들이 전자메일을 보내거나 받을 수 있도록 한다.
여기에서, UMS(4)는 크게 PSTN 인터페이스를 통한 음성 서비스와 IP 인터페이스를 통한 이메일 서비스를 제공하고 있음을 볼 수 있다.
일반적으로 전화망으로 알려진 PSTN(Public Switched Telephone Network)망에서는 64kbps로 샘플링된 PCM 데이타를 이용하여 음성을 전달한다.
일반적으로 음성 통신에서의 데이타는 실시간으로 발생하며, 따라서 데이타를 전송하는 방법도 실시간으로 전송해야만 해당 음성을 청취하는 상대방과의 통화가 원활하게 이루어질 수 있다.
전화망에서는 고정된 대역폭을 할당 받아서 사용하는 회선망의 특성상, 이러 한 실시간성이 항상 보장되며, 대역폭의 제한으로 발생하는 지연이나 음질의 손실은 항상 일정하여, 사용자는 64Kbps PCM 데이타에 해당하는 음질로 통화가 가능하다.
한편, 인터넷 기술의 발전과 급속한 보급은 통신 서비스 기반을 인터넷 기반으로 변화시켜가고 있다.
VoIP(Voice over Internet Protocol)는 인터넷 데이타 망을 이용해서 음성을 전달하는 일련의 설비들을 위한 기술이다. 따라서, VoIP 기술을 사용하여 UMS를 구현하면, 인터넷망에 연결된 모든 사용자들에게 UMS의 다양한 서비스를 제공할 수 있는 장점이 있다.
일반적으로, VoIP는 PSTN처럼 회선에 근거한 전통적인 프로토콜들이 아니라, 불연속적인 패킷들 내에 디지털 형태로 음성정보를 내보낸다. 따라서, 음성을 패킷망으로 전송하는 기술인 VoIP 기술을 도입하게 되면, 패킷망의 특성상 지연, 지터(Jitter), 손실에 의한 음질의 손실이 발생하게 된다.
즉, 음성 데이타는 그 특성상 실시간으로 목적지까지 전송되어야 하는데, 패킷 망의 특성으로 인하여 PCM데이타를 그대로 전송하게 되면 지연(delay) 라든가 손실(loss)에 의한 음성 왜곡이 심각한 문제점으로 나타나게 된다.
따라서 VoIP에서는 음성데이타를 코덱의 종류에 따라서 6.3kbps 또는 8kbps 정도의 레이트로 압축하여 전송함으로써 패킷의 지연과 손실에 어느정도 둔감하도록 하고 있다.
그러나, 음성 데이타를 제한된 대역폭을 가지는 패킷망에 전송하기 위하여, 데이타를 압축하는 과정에서 발생하는 음질의 손실에 플러스되어 음질이 더욱 나빠지는 원인이 되는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, VoIP 기술을 이용하여 UMS 서비스를 수행할때, VoIP 기술에 따른 지연, 지터, 손실에 의해 생기는 음질의 손실없이 음성 서비스를 제공할 수 있는 VoIP를 이용한 UMS 서비스 제공 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하는 본 발명에 따른 VoIP를 이용한 UMS 서비스 제공시스템에서는 VoIP 인터페이스를 갖는 VoIP-UMS에서 VoIP 게이트웨이로 음성 데이타를 보낼 때, 미리 녹음된 음성 데이터를 보내주는 UMS의 특성을 이용하여 음성 데이타를 버스트하게 보내고, VoIP 게이트웨이에서는 사용자에게 들려줄 음성 데이터를 수신하여, 버퍼에 미리 저장해두었다가 일정한 간격으로 재생하여 들려줄 수 있게 되어 지연과 지터에 의한 잡음을 제거할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 VoIP를 이용한 UMS 서비스 제공 시스템의 구성 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 VoIP를 이용한 UMS 서비스 제공 시스템은 전화기(10)와, 팩스(20)와, 키폰 또는 PBX(30)와, VoIP 게이트웨이(40)와, VoIP-UMS(50)와, 이메일 서버(70)를 포함하여 구성된다.
전화기(10)와 팩스(20)는 키폰 또는 PBX(30)의 아날로그 인터페이스 장치에 연결되어 UMS 서비스를 이용하기 위한 사용자 단말기이다.
키폰 또는 PBX(30)는 특정한 영역내에서 교환기능을 수행하는 사설 교환장치로서, VoIP 게이트웨이(40)와 E1/T1 과 같은 디지탈 라인이나 FXS/FXO 와 같은 아날로그 라인으로 연결될 수 있다.
VoIP 게이트웨이(40)는 VoIP망과 PSTN망을 서로 연동할 수 있도록 하는 장비로써, 압축 코덱을 내장하고 있어서 키폰 또는 PBX(30)으로부터 전달되는 PCM 데이타를 VoIP 패킷으로 변환하여 패킷망으로 전송할 수도 있고, 반대로 VoIP-UMS(50)로부터 수신되는 VoIP 음성 패킷을 PCM으로 변환하여 회선망(Circuit network, PSTN 망)으로 전송할 수도 있다.
이때, VoIP 게이트웨이(40)는 VoIP-UMS(50)로부터 VoIP 음성 패킷을 수신하여 처리할 때, 일반 VoIP 서비스에서처럼 일정시간마다 일정량의 음성 패킷을 수신하여 처리하는 것이 아니라, 버퍼를 이용하여 일단 충분한 양의 음성 패킷을 버스트하게 수신하여 저장한 다음 일정량만큼씩 PCM 변환처리를 수행하여 PSTN망에 전송함으로써 음성을 실시간으로 제공한다.
물론 회선망과 연동하기 위해 VoIP 게이트웨이(40)는 FXS,FXO,E1,T1,PRI 등의 PSTN 인터페이스를 내장하고 있어야 하며, 인터넷 패킷망과 연동하기 위해서 인터넷과 같은 IP망(60)에 연결할 수 있는 IP 인터페이스도 내장한다.
VoIP-UMS(50)는 종래의 UMS에서 전화망과 연동하기 위한 PSTN 인터페이스를 제거하고, VoIP 기술을 사용하여 VoIP 게이트웨이(40)와 연동함으로써 PSTN에 연결되도록 한 것으로, 인터넷망에만 연결되어 있으면 모든 서비스를 제공할 수 있다.
한편, VoIP-UMS(50)에서 처리하는 음성 통화의 특징은 인터렉티브한 일반적인 음성통화와는 다르게, 음원이 실시간으로 발생하는 것이 아니라, 이미 녹음된 데이타를 사용자에게 들려준다는 점이다.
따라서, VoIP-UMS(50)에서 발생하는 음성 데이타는 이미 VoIP-UMS(50)내에 저장되어 있는 것이므로, 일반 음성통화와 같이 데이타를 실시간으로 보낼 필요가 없이 버스트(Burst)하게 VoIP 게이트웨이(40)로 전송할 수 있다. 이렇게 버스트하게 음성 데이타를 보냄으로써 VoIP 게이트웨이(40)는 충분한 양의 음성 패킷을 수신하여 버퍼에 저장한 다음 일정량만큼씩 PCM 변환을 수행하여 PSTN망으로 전송하면 지연이나 지터 없이 사용자에게 음성 데이타를 들려줄 수 있게 된다. 또한 여기에 패킷의 흐름 제어를 수행함으로써 패킷 손실에 대한 음성데이타의 손실도 막을 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 VoIP 게이트웨이의 구성 블록도이다. 도 3을 참조하면, VoIP 게이트웨이(40)는 PSTN망과 정합하기 위한 PSTN 인터페이스 모듈(41)과, IP망과 정합하기 위한 IP 인터페이스 모듈(43)과, PSTN 인터페이스 모듈(41)과 IP 인터페이스 모듈(43)의 호처리를 수행하는 메인 프로세서(42)와, VoIP UMS(50)로부터 버스트하게 전송되는 음성 VoIP 패킷을 IP 인터페이스 모듈(43)을 통해 수신하여 저장하는 버퍼(44)와, 버퍼(44)로부터 공급되는 음성 VoIP 패킷을 음성 코덱을 이용한 디지털 신호 처리를 수행하여 음성 PCM으로 복원 하여 PSTN 인터페이스 모듈(41)을 통해 PSTN망으로 출력하는 DSP(45)로 구성된다.
PSTN 정합부(41)는 E1/T1 과 같은 디지탈 라인이나 FXS/FXO와 같은 아날로그 라인 인터페이스로 이루어질 수 있다. E1라인을 사용할 경우 최대 30채널까지 사용이 가능하다. FXS(Foreign Exchange Station)은 PBX나 키폰의 아날로그 국선과 연동되며, FXO(Foreign Exchange Office)는 PBX나 키폰의 내선과 연동될 수 있다.
IP 인터페이스 모듈(43)은 메인 프로세서(42)의 제어를 받아 DSP(45)를 통해서 압축된 데이터를 IP망을 통해 VoIP-UMS(50)로 전송하기 위해 IP 패킷으로 패킷화를 수행하고, IP망을 통해 VoIP-UMS(50)로부터 전송된 VoIP 음성 패킷 데이터를 재조립하여 버퍼(44)에 저장한다.
메인 프로세서(42)는 PSTN망으로부터 가입자의 호접속 요청이 있는 경우, 해당 가입자에게 채널을 할당하고, VoIP-UMS(50)와 호를 설정한후 VoIP-UMS(50)로부터 버스트하게 수신되는 VoIP 음성 데이터를 버퍼(44)에 저장하고, 버퍼(44)에 저장된 데이터를 DSP(45)를 통하여 PCM 데이터로 복원하는 VoIP 게이트웨이(40)의 전체적인 제어를 수행한다.
메인 프로세서(42)는 VoIP-UMS(50)와 VoIP 통신을 수행할 때 H.323 또는 SIP 프로토콜을 사용할 수 있다. 여기서는 SIP 프로토콜을 사용하는 경우를 들어 설명하도록 한다.
메인 프로세서(42)는 SIP 프로토콜에 의하여 VoIP-UMS(50)에 접속하는 경우 호 설정을 하기 위해서 초대(INVITE)메시지와, 콜 타입(call type)과 RTP 채널 정보와 버퍼 크기를 포함하는 인포 메시지를 VoPI-UMS(50)에 전송한다.
RTP 채널 정보는 호 설정에 필요한 것으로, RTP 채널 정보에는 RTP 음성 패킷 압축을 하기 위한 코덱 종류, 그리고 RTP를 연결하기 위한 IP 주소와 UDP 포트 정보와, RTP 음성 패킷의 전송방식 정보가 포함된다. 여기에서, RTP 음성 패킷의 전송방식이란 실시간 전송방식으로 전송할 것인지 버스트 전송 방식으로 전송할 것인지를 선택하는 것이다.
인포 메시지에 실리는 버퍼 크기 정보는 VoIP 게이트웨이(40)에서 할당된 채널에 해당하는 버퍼의 크기를 나타낸다. 버퍼의 크기는 VoIP-UMS(50)에서 VoIP 게이트웨이(40)로 음성 정보를 버스트하게 전송할 때, 그 전송되는 패킷의 크기를 결정하게 된다. VoIP-UMS(50)는 VoIP 게이트웨이(40)로부터 전송된 인포 메시지에 실린 버퍼 크기 정보에 따라 VoIP 게이트웨이(40)에 한번 전송시에 전송할 패킷의 크기를 결정한다.
따라서 VoIP-UMS(50)는 VoIP 게이트웨이(40)로부터 초대 메시지와 인포 메시지가 도착하면 콜 타입이 자기 사서함에 접속하는 경우인 다이렉트(direct)인지, 아니면 상대방 사서함에 접속하는 경우인 포워드(forward)인지 여부를 판단한 다음, 콜 타입이 다이렉트인 경우 해당 가입자의 사서함에 저장된 음성 메시지를 읽어들여 버퍼의 크기에 대응하는 크기의 음성 패킷을 VoIP 게이트웨이(40)에 버스트하게 전송한다.
VoIP 게이트웨이(40)는 VoIP-UMS(50)로부터 음성데이타를 일정 크기 만큼씩 미리 수신하여 버퍼(44)에 저장함으로써, 버퍼(44)에는 항상 음성 데이타가 일정량 이상 버퍼링 되어 있게 되고, DSP(45)에서는 그 버퍼(44)로부터 지연없이 음성 데 이타를 받아서 VoIP 패킷을 복원처리하여 실시간으로 사용자의 전화기(10)에 PCM 데이터를 전송할 수 있다.
버스트 전송 방식을 이용하여 음성 데이터를 전송할 때 음성이 끊이지 않고 재생될 수 있도록 하기 위하여, 최초에는 버퍼(44) 크기만큼 풀(Full)로 전송되는 음성 패킷을 수신하여 저장하고, 그 다음부터는 버퍼의 절반 크기 만큼씩 전송되는 패킷을 수신하여 저장함으로써 음성 재생중간에 버퍼(44)내에서 Under-Run 이 발생하지 않고, 항상 버퍼 크기의 절반 이상의 데이타가 버퍼에 존재하도록 할 수 있다.
버퍼(44)는 메인 프로세서(42)를 제어를 받아 VoIP-UMS(50)로부터 버스트하게 수신되는 VoIP 음성 패킷을 IP 인터페이스 모듈(43)를 통해 수신하여 저장했다가, DSP(45)에 일정 간격으로 저장된 데이터를 전송하여 DSP(45)에서 실시간으로 PCM 데이터로의 변환이 이루어지게 한다. 버퍼(44)의 크기는 VoIP-UMS(50)로부터 버스트하게 전송되는 패킷의 량을 결정하는 인자(factor)가 된다.
버퍼(44)에 저장되는 VoIP 패킷 데이터의 양은 메인 프로세서(42)의 제어를 통해 이루어진다. 예를 들면, 버퍼(44)가 DSP(45)로 일정간격으로 자신이 저장하고 있는 VoIP 패킷 데이터를 보내주다가, 자신이 저장하고 있는 VoIP 패킷 데이터의 양이 임의의 기준치 이하로 내려갈때는 트리거 신호를 메인 프로세서(42)에 전송하여 메인 프로세서(42)가 VoIP-UMS(50)에 VoIP 음성 패킷을 요청하게 할 수 도 있다.
또는, 메인 프로세서(42)가 일정 간격으로 버퍼(44)에 저장된 VoIP 음성 패 킷의 양을 모니터링하다가 부족한 경우 VoIP-UMS(50)에 VoIP 음성 패킷을 요청하여 버퍼(44)에 저장되는 VoIP 음성 패킷의 양을 일정량 이상이 되게 유지할 수 도 있다.
DSP( Digital Signal Processor)(45)는 VoIP 게이트웨이(40)내에서 PSTN 인터페이스 모듈(41)로부터 수신된 PCM 데이타를 예를 들어 G.723.1 또는 G.729로 코딩하여 압축하거나, IP 인터페이스 모듈(43)를 통해 수신되어 버퍼(44)에 저장되어 있다가 전달되는 예를 들어 G.723.1 또는 G.729로 압축된 음성 패킷을 PCM 데이터로 복원하는 변환을 수행한다. 이에 따라, DSP(45)에 입력된 VoIP 패킷은 64Kbps의 PCM으로 복원되어 PSTN 인터페이스 모듈(41)를 통해 PBX 또는 키폰(30)으로 전송된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 VoIP-UMS의 구성 블록도이다.
도 4를 참조하면, VoIP-UMS(50)는 UMS 서비스 사용자로부터 사용자 등록 정보 및 각종 서비스 요청 정보를 입력받아 관리하는 사용자 등록/관리 모듈(52)과, 이메일, 팩스, 이동통신, 유선 통신망 등의 서비스를 위한 다수의 서버들이 서브 모듈형태로 구성된 매체 서버 모듈(53)과, 매체서버 모듈(53)의 각 서버에 의하여 입력되는 음성, 팩스, 텍스트 등의 데이터를 상호 변환시키는 매체 변환 모듈(54)와, 각종 서비스 데이터 및 사용자 정보를 저장하는 데이터 베이스(55)와, VoIP 게이트웨이(40)에 연결하기 위해 IP망과 정합하는 IP 인터페이스 모듈(56)과, VoIP 게이트웨이(40)와 호연결 및 해제를 수행하며, VoIP 게이트웨이(40)의 요청에 따라 데이터 베이스(55)에 저장된 음성 VoIP 패킷을 VoIP 게이트웨이(40)에 버스트하게 전송하는 메인 프로세서(51)로 구성된다.
메인 프로세서(51)는 IP 인터페이스 모듈(56)을 통해 H.323 또는 SIP를 통하여 VoIP 게이트웨이(40)와 VoIP 통신을 수행하여 호를 설정하고, 데이터 베이스(55)에 VoIP 패킷 형태로 저장된 음성 데이터를 VoIP 게이트웨이(40)에 전송한다. 메인 프로세서(51)는 데이터 베이스(55)에 VoIP 패킷 형태로 압축되어 저장된 음성 데이터를 읽어서 VoIP 게이트웨이쪽으로 전송할때, 실시간 전송방식으로 전송할 수 도 있고, 버스트 전송방식으로도 전송할 수 있다.
실시간 전송방식은 음성데이타를 사용자가 말하는 것과 동시에 샘플링해서 보내는 것으로, 일정한 시간마다 정해진 크기의 데이타 패킷을 보내는 전송 방식을 의미한다. 즉, RTP를 통해 일정시간 간격마다 패킷단위로 전송하게 된다. 예를 들면 G729의 방식을 보면 20msec 마다 20바이트씩의 데이타를 주기적으로 전송하여 1초에 1000 바이트(=8000 비트) 즉 8Kbps 의 속도로 데이타를 내보낸다.
이것은 실시간으로 데이타가 발생해서 전송하는 개념으로, 네트워크 상태에 따라서 멀티 프레임(Multi-frame) 전송같은 개념을 사용하여 2,3개의 패킷을 묶어서 한꺼번에 전송하는 방법도 있다. 이것은 네트워크 전체의 트래픽을 줄이는 효과는 있으나, 그 값이 커질 경우에 지연(Delay), 손실(Loss)에 의한 영향이 더욱 커지게 된다.
버스트 전송방식은 일정 시간 간격마다 패킷 단위로 전송하는 것이 아니라, VoIP 게이트웨이의 버퍼(43)에서 저장할 수 있는 용량을 감안하여 일시에 버스트하게 VoIP 패킷을 전송하는 전송방식이다. 즉, RTP 음성 데이타를 지연없이 일정한 블록 크기만큼 버스트하게 보내는 것으로, VoIP 게이트웨이(40)에 구비된 버퍼의 크기 이내에서 데이타를 한꺼번에 보내는 것이다.
이것은 VoIP-UMS(50)에서 VoIP 게이트웨이(40)로 전송하는 음성 데이터는 항상 이미 녹음되어있는 음성데이타를 보낸다는 UMS(60)의 특성 때문에 가능한 것으로, VoIP 게이트웨이(40)를 통하여 사용자의 전화기(10)에 제공되어 실시간으로 재생될 음성 데이타를 VoIP 게이트웨이(40)로 미리 전송하는 것이다.
이렇게 VoIP-UMS(50)에서 VoIP 게이트웨이(40)로 음성데이타를 일정 크기 만큼씩 미리 보냄으로써 VoIP 게이트웨이(40)의 버퍼(44)에는 항상 음성 데이타가 일정량 이상 버퍼링 되어 있게 되고, VoIP 게이트웨이(40)의 DSP(45)에서는 그 버퍼(44)로부터 지연없이 음성 데이타를 받아서 VoIP 패킷을 복원처리하여 실시간으로 사용자의 전화기(10)에 PCM 데이터를 전송할 수 있다.
버스트 전송 방식을 이용하여 음성 데이터를 전송할 때 음성이 끊이지 않고 재생될 수 있도록 하기 위하여, 최초에는 VoIP 게이트웨이(40)의 버퍼(44) 크기만큼 풀(Full)로 음성 패킷을 보내고, 그 다음부터는 버퍼의 절반 크기 만큼씩 보냄으로써, 음성 재생중간에 VoIP 게이트웨이(40)의 버퍼(44)에 Under-Run이 발생하지 않고, 항상 버퍼 크기의 절반 이상의 데이타가 버퍼에 존재하도록 할 수 있다.
또한, 실시간 전송 방식에서는 패킷 손실(Loss)이 발생하는 경우에 이것을 복구할 수 있는 방법이 없다. 패킷 손실을 복구하기 위하여 흐름 제어(Flow Control)을 하는 순간 이미 시간적으로 해당 부분의 재생이 끝나기 때문에 패킷을 재전송하더라도 의미가 없기 때문이다. 따라서 패킷 손실이 발생하는 경우에 사용 자는 해당 패킷의 손실 분 만큼, 왜곡된 음성을 들을 수 밖에 없다.
그러나 버스트 전송방식을 사용하면, 음성이 재생되기 이전에 충분히 음성데이타를 미리 버피링 할 수 있으므로 패킷이 손실되는 경우, 흐름 제어를 통하여 해당 패킷을 재전송 할 수 있는 시간적 여유가 생긴다.
따라서, 버스트 전송방식에서 패킷 손실이 발생하는 경우에, VoIP 게이트웨이(40)에서 VoIP-UMS(50)에게 손실된 패킷을 요청하여 재전송하도록 하는 흐름 제어를 구현할 수 있게 된다.
사용자 등록/관리 모듈(52)는 VoIP UMS 서비스 사용자로부터 사용자 등록 정보 및 각종 서비스 요청 정보를 입력받아 데이터 베이스(55)에 저장하고, 임의의 사용자로부터 UMS 서비스 요청이 있는 경우, 인증을 수행하여 합당한 사용자에게 서비스를 제공한다.
아울러, 사용자의 서비스 등급에 따라 사용자가 사용할 수 있는 음성 사서함이나 이메일등의 용량을 관리하여, 설정된 용량을 초과하는 경우 사용자에게 통보하는 등의 제반 사용자 관리를 수행한다.
매체 서버 모듈(53)은 VoIP UMS의 다양한 서비스를 수행하기 위해, 예를 들어 이메일 서비스, 팩스 서비스, 음성 사서함 서비스, 이동 통신망 서비스, 유선 통신망 서비스 수행을 위한 다수의 서버들이 서브 모듈 형태로 구성된 것이다.
물론, 도 2에 도시된 바와 같이 IP망을 통해 연결된 별도의 이메일 서버를 통해 이메일 서비스를 전적으로 제공할 수 도 있고, IP망을 통해 연결된 별도의 이메일 서버는 VoIP-UMS(50)내에서 제공하는 이메일 서비스와 별도로 제공되는 부가 적인 외부의 이메일 서비스를 제공하도록 구현할 수 도 있다.
매체 변환 모듈(54)는 매체서버 모듈(53)의 각 서버에 의하여 입력되는 음성, 팩스, 텍스트 등의 데이터를 상호 변환시켜 사용자가 요청하는 경우, 해당 서비스 서버(53)을 구동하여 데이터 베이스(55)에 저장된 데이터를 사용자가 요청하는 형태로 변환하여 사용자에게 제공한다.
데이터 베이스(55)는 VoIP-UMS 서비스를 수행하기 위한 각종 서비스 데이터 및 사용자 정보를 저장하고 있다. 사용자의 정보에는 사용자 등록/관리 모듈(52)에 의해 VoIP UMS 서비스 사용자로부터 등록받은 사용자 등록 정보 및 각종 서비스 요청 정보들이 포함된다. 아울러, 사용자의 인증을 위한 인증정보들이 포함된다. 인증정보에는 사용자가 설정한 비밀번호들이 한예가 될 수 있다.
IP 인터페이스 모듈(56)는 메인 프로세서(51)의 제어를 받아 VoIP 게이트웨이(40)와 IP망을 통해 연결되는 인터넷상의 수 많은 장비들과의 인터페이스를 수행한다. 또한, 데이터베이스(55)에 저장된 VoIP 음성 데이터를 패킷화하여 VoIP 게이트웨이(40)로 전송하고, VoIP 게이트웨이(40)로부터 전송되어 오는 VoIP 음성 패킷 데이터를 재조립하여 메인 프로세서(51)에 전송하는 기능을 수행한다.
도 5는 이와 같이 구성된 VoIP-UMS 서비스 제공 시스템에서 가입자가 VoIP-UMS에 접속하여 자신의 음성사서함 메시지를 청취하는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 가입자는 VoIP-UMS(50)에 내장된 자신의 음성사서함에 연결하기 위해 전화기(10)를 들고 음성 사서함 이용을 위해 미리 설정된 번호(가령 3681)를 눌러 PBX(30)를 통해 VoIP 게이트웨이(40)에 접속한다(S1).
VoIP 게이트웨이(40)는 VoIP-UMS(50)의 음성사서함에 연결하기 위해서, VoIP-UMS(50)로 초대 메시지와 인포 메시지를 보낸다(S2).
VoIP-UMS(50)는 초대 메시지에 대한 응답으로 트라잉 메시지(TRYING)와 링잉 메시지(RINGING)를 VoIP 게이트웨이(40)로 보낸다(S3). 아울러, VoIP-UMS(50)는 가입자 정보를 검색 후, 통화연결이 성공하였음을 알리는 신호로 200 OK 를 보낸다(S4).
통화로가 연결되면, VoIP-UMS(50)는 "비밀번호를 입력해주세요" 라는 멘트를 VoIP 게이트웨이(40)로 보낸다(S5). VoIP-UMS(50)는 이 멘트를 PBX 또는 키폰을 통해 가입자의 전화기(10)로 전달한다. VoIP-UMS(50)는 가입자로부터 비밀번호가 입력되면 비밀번호의 인증을 수행하여(S6) 기설정된 비밀번호가 일치하는 경우, 해당 가입자의 음성 사서함에 저장된 음성 데이터를 VoIP 게이트웨이(40)로 버스트하게 전송한다(S7). VoIP 게이트웨이(40)는 VoIP 음성 패킷을 PCM 데이터로 변환하여 PBX 또는 키폰을 통해 가입자에게 전송한다(S8). 가입자는 VoIP 게이트웨이(40)를 통해 VoIP 음성 패킷에서 PCM 데이터로 변환되어 실시간으로 PBX 또는 키폰을 통해 전달되는 음성 데이터를 전화기(10)를 통해서 듣게 된다.
도 6은 VoIP 게이트웨이와 VoIP-UMS사이에 호가 설정된 상태에서 VoIP-UMS와 VoIP 게이트웨이에서 음성 데이터 처리하는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 메인 프로세서(51)는 IP 인터페이스 모듈(56)을 통해 H.323 또는 SIP를 통하여 VoIP 게이트웨이(40)와 설정된 호를 통하여 음성 데이터를 전송하기 위하여 데이터 베이스(55)에서 해당 가입자의 음성 사서함에 저장된 음성 데이터를 읽어들인다(S11).
이때, 데이터 베이스(55)에 저장된 음성 데이터는 VoIP 음성 패킷형태로 저장되어 있으므로, 메인 프로세서(51)는 데이터 베이스(55)에서 읽어들인 음성 데이터를 IP 인터페이스 모듈(56)로 전송한다. IP 인터페이스 모듈(56)은 데이터 베이스(56)로부터 전달되는 VoIP 음성 데이터를 패킷화하여 IP망을 통해 VoIP 게이트웨이(40)로 버스트하게 전송한다(S12).
이때, 버스트하게 전송한다는 것은 VoIP 게이트웨이(40)와 설정된 호를 통하여 메인 프로세서(51)에서 별도의 차단신호가 있기까지 계속적으로 데이터 베이스(56)에 저장된 음성 데이터를 패킷화하여 VoIP 게이트웨이(40)로 전송하는 것을 의미한다.
한편, VoIP 게이트웨이(40)에서는 IP망을 통하여 VoIP-UMS(50)로부터 버스트하게 전송되어 오는 VoIP 패킷을 IP 인터페이스 모듈(43)을 통해 수신한다. IP 인터페이스 모듈(43)는 IP망을 통하여 수신되는 VoIP 음성 패킷을 재조립하여 버퍼(44)로 내부 버스를 통해 전달한다(S13). 버퍼(44)는 IP 인터페이스 모듈(43)로부터 전달되는 VoIP 음성 패킷을 저장한다. 버퍼(44)는 DSP(45)의 요청에 따라 저장되어 있는 VoIP 음성 패킷 데이터를 일정한 간격으로 DSP(45)으로 출력한다. 이때, 버퍼(44)로 수신되는 VoIP 음성 패킷의 양은 VoIP-UMS(50)로부터 버퍼(44)의 크기를 감안하여 전달되므로, 버퍼(44)는 IP 인터페이스 모듈(43)를 통하여 VoIP 음성 패킷이 수신될 때마다 저장하면 된다. 아울러, 버퍼(44)에 IP 인터페이스 모듈(43)를 통하여 수신되는 VoIP 음성 패킷을 저장하는 동작은 일정한 간격으로 수 행되는 것이 아니라, VoIP-UMS(50)로부터 버스트하게 전송될 때마다 저장동작이 수행되는 것이다.
DSP(45)는 버퍼(44)에 저장된 VoIP 음성 패킷을 읽어들여 음성 코덱을 통하여 디지털 처리를 수행하여 PCM 데이터로 복원한다(S14). DSP(45)는 음성 코덱을 통하여 디지털 처리를 수행하여 PCM 데이터로 복원하는 속도에 맞추어 버퍼(44)로부터 일정한 속도로 VoIP 음성 패킷을 읽어들인다. 이에 따라 DSP(45)는 버퍼(44)로부터 일정한 간격으로 음성 데이터를 읽어들여 처리함으로써 음성에 대한 실시간 처리를 수행하여 음성이 끊어지지 않고 재생되게 할 수 있다.
DSP(45)는 버퍼(44)로부터 VoIP 음성 패킷을 일정한 간격으로 읽어 들여 PCM 음성 데이터로 복원한 후 PSTN 인터페이스 모듈(41)로 내부 버스를 통해 전달한다. PSTN 인터페이스 모듈(41)은 PSTN망을 통하여 PBX 또는 키폰(30)에 해당 PCM 음성 데이터를 전달하고, PBX 또는 키폰(30)는 해당 가입자의 전화기(10)에 해당 음성 데이터를 전송한다(S15).
한편, 메인 프로세서(42)은 버퍼(44)에 저장된 VoIP 음성 패킷의 양을 모니터링하여 버퍼(44)에 저장된 VoIP 음성 패킷의 양이 일정 기준치 예를 들어 절반이하로 되는 경우에는 VoIP-UMS(50)로 버퍼(44)에 새롭게 저장될 VoIP 음성 패킷을 더 전송해줄 것을 요청한다(S16, S17). 이에 따라, VoIP-UMS(50)의 메인 프로세서(51)은 데이터 베이스(55)로부터 해당 VoIP 음성 패킷을 읽어서 IP 인터페이스 모듈(56)로 보내고, IP 인터페이스 모듈(56)은 데이터 베이스(55)로부터 전달된 VoIP 음성 패킷을 패킷화하여 IP망을 통해 VoIP 게이트웨이(40)로 전송한다(S18).
상술한 바와 같이 일실시예에서는 VoIP 게이트웨이(40)의 메인 프로세서(42)에서 버퍼(44)에 저장되어 있는 VoIP 음성 패킷의 양을 모니터링하여 VoIP-UMS(50)에 VoIP 음성 패킷을 요청함으로써 DSP(45)에서 음성 재생중간에 버퍼(44)내에서 Under-Run 이 발생하지 않고, 항상 버퍼 크기의 절반 이상의 데이타가 버퍼에 존재하도록 하고 있다.
그러나, VoIP 게이트웨이(40)의 메인 프로세서(42)에서 버퍼(44)에 저장되어 있는 VoIP 음성 패킷의 양을 모니터링하여 VoIP-UMS(50)에 VoIP 음성 패킷을 요청하는 동작과 독립적으로, VoIP-UMS(50)의 메인 프로세서(51)가 VoIP 음성 패킷의 전송을 제어할 수 있다. 즉, VoIP-UMS(50)의 메인 프로세서(51)가 VoIP 게이트웨이(40)에 최초로 VoIP 음성 패킷을 전송할 때는 VoIP 게이트웨이(40)의 버퍼(44) 크기만큼 풀(Full)로 음성 패킷을 보내고, 그 VoIP 음성 패킷이 재생되는 시간을 추정하여, 그 재생시간이 경과한 후에 VoIP 음성 패킷을 일정한 크기로 버스트하게 전송하는 것이다. 예를 들어, 최초 전송후에는 그 다음부터 버퍼의 절반 크기 만큼씩 보냄으로써, 음성 재생중간에 VoIP 게이트웨이(40)의 버퍼(44)가 Under-Run 이 발생하지 않고, 항상 버퍼 크기의 절반 이상의 데이타가 버퍼에 존재하도록 할 수 있다.
이렇게 VoIP-UMS(50)에서 VoIP 게이트웨이(40)로 음성데이타를 일정 크기 만큼씩 미리 보냄으로써 VoIP 게이트웨이(40)의 버퍼(44)에는 항상 음성 데이타가 일정량 이상 버퍼링 되어 있게 되고, VoIP 게이트웨이(40)의 DSP(45)에서는 그 버퍼(44)로부터 지연없이 음성 데이타를 받아서 VoIP 패킷을 복원처리하여 실시간으로 사용자의 전화기(10)에 PCM 데이터를 전송할 수 있다.
또한, VoIP 게이트웨이(40)의 IP 인터페이스 모듈(43)는 VoIP-UMS(50)로부터 버스트하게 전송되는 VoIP 음성 패킷에 대하여 각 음성 패킷의 FCS를 체크하여 어떠한 패킷 손실이 발견되는 경우, VoIP-UMS(50)에게 손실된 패킷을 요청하여 재전송할 수 있다. VoIP 게이트웨이(40)의 IP 인터페이스 모듈(43)이 손실된 패킷에 대하여 VoIP-UMS(50)에 재전송을 요구하더라도, DSP(45)에서는 IP 인터페이스 모듈(43)의 재전송 요청 동작과 독립적으로 버퍼(44)로부터 일정한 간격으로 VoIP 음성 패킷을 읽어 음성으로 재생함으로써 실시간 음성 재생을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에서는 VoIP 인터페이스를 갖는 VoIP-UMS에서 VoIP 게이트웨이로 음성 데이타를 보낼 때, 미리 녹음된 음성 데이터를 보내주는 UMS의 특성을 이용하여 음성 데이타를 버스트하게 보내고 있다.
이렇게 함으로써 VoIP 게이트웨이에서는 사용자에게 들려줄 음성 데이터를 실시간으로 수신하여 처리하지 않고, 미리 버퍼링 해두었다가 일정 간격으로 재생하여 들려줄 수 있게 되어 지연과 지터에 의한 잡음을 제거할 수 있다.
또한 UMS에서 VoIP 게이트웨이로 음성 데이터를 실시간으로 전송할 경우에는 패킷 손실(Loss)에 의한 잡음을 제거할 수 없으나, 음성 데이타를 미리 전송함으로써 데이타 수신 시간과 해당 데이터를 재현하는 시간 사이에 어느 정도의 마진을 갖게 되고, 손실된 음성 패킷을 재전송을 할 수 있게 되어 패킷 손실에 대한 잡음도 효과적으로 제거할 수 있다.

Claims (18)

  1. 녹음 저장된 VoIP(Voice over Internet Protocol) 음성 패킷 데이터를 제 1 네트워크를 통해 버스트(burst)하게 전송하여 음성 서비스를 제공하는 VoIP-UMS와,
    상기 제 1 네트워크를 통해 상기 VoIP-UMS로부터 VoIP 음성 패킷 데이터를 버스트(burst)하게 수신하여 버퍼에 저장한 후 일정량씩 데이터 변환을 수행하여 제 2 네트워크를 통해 가입자에게 전송하는 VoIP 게이트웨이를 포함하는 VoIP를 이용한 UMS 서비스 제공 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 VoIP 게이트웨이는,
    상기 제 1 네트워크와 정합하기 위한 제 1 네트워크 인터페이스 모듈과,
    상기 제 2 네트워크와 정합하기 위한 제 2 네트워크 인터페이스 모듈과,
    상기 제 1 네트워크 인터페이스 모듈과 상기 제 2 네트워크 인터페이스 모듈의 호처리를 수행하는 메인 프로세서와,
    상기 VoIP UMS로부터 버스트하게 전송되는 음성 VoIP 패킷을 상기 제 1 네트워크 모듈을 통해 수신하여 저장하는 버퍼와,
    상기 버퍼로부터 공급되는 음성 VoIP 패킷을 음성 코덱을 이용한 디지털 신호 처리를 수행하여 상기 제 2 네트워크 인터페이스 모듈을 통해 가입자에게 출력하는 DSP를 포함하여 구성된 VoIP를 이용한 UMS 서비스 제공 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 메인 프로세서는,
    일정 간격으로 상기 버퍼에 저장된 VoIP 음성 패킷의 양을 모니터링하다가음성 패킷의 양이 기준치 이하가 되는 경우 상기 VoIP-UMS에 VoIP 음성 패킷을 요청하여 상기 버퍼에 저장되는 VoIP 음성 패킷의 양을 일정량 이상이 되게 유지하는 VoIP를 이용한 UMS 서비스 제공 시스템.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 버퍼는,
    자신이 저장하고 있는 VoIP 패킷 데이터의 양이 임의의 기준치 이하로 내려가는 경우, 트리거 신호를 상기 메인 프로세서에 전송하여 상기 메인 프로세서가 상기 VoIP-UMS에 VoIP 음성 패킷을 요청하도록 하는 VoIP를 이용한 UMS 서비스 제공 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 VoIP-UMS는,
    임의의 VoIP 게이트웨이와 호설정을 수행할때, 해당 VoIP 게이트웨이에 자신이 저장하고 있는 VoIP 음성 패킷을 전송하기 위해 VoIP 음성 패킷을 일정 간격으로 전송하는 실시간 전송방식을 사용할 것인지, 버스트하게 전송하는 버스트 전송 방식을 사용할 것인지를 판단하는 VoIP를 이용한 UMS 서비스 제공 시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 VoIP-UMS는,
    상기 VoIP 음성 패킷 데이터를 상기 VoIP 게이트웨이에 버스트하게 전송할때, 최초 전송시에는 상기 VoIP 게이트웨이의 버퍼 크기만큼의 VoIP 음성 패킷 데이터를 전송하고, 그 다음의 전송시부터는 버퍼 크기의 반에 해당하는 양만큼 VoIP 음성 패킷 데이터를 전송하는 VoIP를 이용한 UMS 서비스 제공 시스템.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 VoIP-UMS는,
    UMS 서비스를 위한 VoIP 음성 데이터 및 사용자 정보를 저장하는 데이터 베이스와,
    상기 VoIP 게이트웨이에 연결하기 위해 상기 제 1 네트워크와 정합하는 제 1 네트워크 인터페이스 모듈과,
    VoIP 게이트웨이와 호연결 및 해제를 수행하며, 상기 VoIP 게이트웨이의 요청에 따라 데이터 베이스에 저장된 VoIP 음성 패킷을 상기 VoIP 게이트웨이에 버스트하게 전송하는 메인 프로세서를 포함하는 VoIP를 이용한 UMS 서비스 제공 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    UMS 서비스 사용자로부터 사용자 등록 정보 및 각종 서비스 요청 정보를 입력받아 관리하는 사용자 등록/관리 모듈과,
    UMS 서비스를 위한 적어도 하나 이상의 서버들이 서브 모듈형태로 구성된 매체 서버 모듈과,
    상기 매체서버 모듈의 각 서버에 의하여 입력되는 데이터를 상호 변환시키는 매체 변환 모듈을 더 포함하는 VoIP를 이용한 UMS 서비스 제공 시스템.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 매체 서버 모듈은,
    이메일, 팩스, 이동통신, 유선 통신망 서비스 중 적어도 하나의 서비스를 수행하기 위한 서버 모듈을 포함하는 VoIP를 이용한 UMS 서비스 제공 시스템.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 네트워크는 인터넷망이고, 제 2 네트워크는 전화망인 VoIP를 이용한 UMS 서비스 제공 시스템.
  11. VoIP-UMS에서 녹음 저장된 VoIP 음성 패킷 데이터를 제 1 네트워크를 통해 버스트하게 전송하여 음성 서비스를 제공하는 단계와,
    VoIP 게이트웨이에서 상기 VoIP-UMS로부터 전송된 VoIP 음성 패킷 데이터를 수신하여 버퍼에 저장한 후 일정량씩 데이터 변환처리를 수행하여 제 2 네트워크를 통해 가입자에게 전송하는 단계를 수행하는 VoIP를 이용한 UMS 서비스 제공 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 VoIP-UMS에서 임의의 VoIP 게이트웨이와 호설정을 수행할때, 해당 VoIP 게이트웨이에 자신이 저장하고 있는 VoIP 음성 패킷을 전송하기 위해 VoIP 음성 패킷을 일정 간격으로 전송하는 실시간 전송방식을 사용할 것인지, 버스트하게 전송하는 버스트 전송 방식을 사용할 것인지를 판단하는 단계를 더 포함하는 VoIP를 이용한 UMS 서비스 제공 방법.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 VoIP-UMS에서 음성 서비스를 제공하는 단계는,
    상기 VoIP 음성 패킷 데이터를 상기 VoIP 게이트웨이에 버스트하게 전송하는 전송 간격과 데이터 크기는 상기 VoIP 게이트웨이의 버퍼에 저장된 VoIP 음성 패킷 데이터가 기준치 이하로 고갈되지 않도록 하는 범위에서 결정되는 VoIP를 이용한 UMS 서비스 제공 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 VoIP 음성 패킷 데이터를 상기 VoIP 게이트웨이에 버스트하게 전송할때, 최초 전송시에는 상기 VoIP 게이트웨이의 버퍼 크기만큼의 VoIP 음성 패킷 데이터를 전송하고, 그 다음의 전송시부터는 그 VoIP 음성 패킷이 상기 VoIP 게이트웨이에서 처리되는 시간을 추정하여, 그 처리 시간이 경과한 후에 VoIP 음성 패킷을 일정한 크기로 버스트하게 전송하는 VoIP를 이용한 UMS 서비스 제공 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 일정한 크기는, 상기 버퍼 크기의 절반 크기인 VoIP를 이용한 UMS 서비스 제공 방법.
  16. 제 11항에 있어서,
    VoIP 게이트웨이에서 제 2 네트워크를 통해 가입자에게 전송하는 단계는,
    상기 VoIP UMS로부터 수신되는 VoIP 음성 패킷을 재조립하여 버퍼에 저장하는 단계와,
    상기 버퍼에 저장된 VoIP 음성 패킷을 일정한 간격으로 읽어들여 음성 코덱을 이용한 디지털 신호 처리를 수행하여 제 2 네트워크를 통해 가입자에게 출력하는 단계를 수행하는 VoIP를 이용한 UMS 서비스 제공 방법.
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 VoIP 게이트웨이에서, 상기 버퍼에 저장된 VoIP 음성 패킷의 양을 모니터링하다가 음성 패킷의 양이 기준치 이하가 되는 경우 상기 VoIP-UMS에 VoIP 음성 패킷을 요청하여 상기 버퍼에 저장되는 VoIP 음성 패킷의 양을 일정량 이상이 되게 유지하는 단계를 더 포함하는 VoIP를 이용한 UMS 서비스 제공 방법.
  18. 제 11항에 있어서, 상기 제 1 네트워크는 인터넷망이고, 제 2 네트워크는 전화망인 VoIP를 이용한 UMS 서비스 제공 방법.
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