KR100708543B1

KR100708543B1 - 사설 교환기용 음성 암호 단말기 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR100708543B1
Application number: KR1020050010765A
Authority: KR
Inventors: 유병욱; 김연수
Original assignee: 주식회사 유비와이브로
Priority date: 2005-02-04
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2007-04-18
Also published as: KR20060089503A

Abstract

본 발명은 사설 교환기용 음성 암호 단말기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 전화기와, 전화기에 연결되는 전화기용 음성 암호 단말기와, 사설 교환기로 이루어지는 시스템에 있어서, 특정 전화 번호가 부여된 발신 라인과; 상기 발신 라인과 연결되는 수신 라인과; 상기 발신 라인에 설치되어 외부의 제어에 따라 스위칭되는 제 1릴레이와; 상기 수신 라인에 설치되어 외부의 제어에 따라 스위칭되는 제 2릴레이와; 상기 발신 라인과, 수신 라인으로부터 입력되는 링 신호를 검출하는 링 디텍터와; 상기 발신 라인과, 수신 라인으로부터 입력되는 DTMF 신호를 검출하는 DTMF 디텍터와; 상기 발신 라인 및 수신 라인으로부터 상기 제 1릴레이와 제 2릴레이를 통해 입력되는 음성 신호의 잡음 제거 및 증폭하여 양방향으로 입출력하는 듀얼 오디오 신호 프로세서와; 상기 발신 라인 및 수신 라인으로부터 상기 제 1릴레이와 제 2릴레이를 통해 입력되는 음성 신호를 암호화 또는 복호화하는 암호 프로세서와; 파워, 사용 여부, 동기 상태, 암호 통신 여부, 전송 속도 등을 디스플레이하는 LED부; 및 각 구성부를 전반적으로 제어하여 일반 전화 통신 및 암호 전화 통신을 수행하고, 시스템의 상황을 상기 LED부를 통해 디스플레이하는 마이크로 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면 사설 교환기에서 음성을 암호화할 수 있도록 함으로써 포인트-투-멀티포인트 방식으로 전화기에 암호 단말기를 구비하지 않아도 암호 통신이 가능할 수 있다.

전화기, 휴대폰, 사설 교환기, 암호, 포인트-투-멀티포인트

Description

사설 교환기용 음성 암호 단말기 및 그 제어방법{Telephone encryptor for connecting switch board and control method thereof}

도 1은 본 발명에 따른 사설 교환기용 음성 암호 단말기의 구성을 나타낸 블록도,

도 2는 본 발명에 따른 사설 교환기용 음성 암호 단말기의 구성을 나타낸 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 사설 교환기용 음성 암호 단말기의 제어방법을 설명하기 위한 동작 흐름도,

도 4a~4d는 본 발명에 따른 사설 교환기용 음성 암호 단말기를 적용한 보안 서비스의 예를 설명하기 위한 설명도.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

100 : 사설 교환기용 음성 암호 단말기

110, 120 : 제 1, 2릴레이 130: 링 디텍터

140 : DTMF 디텍터 150 : 듀얼 오디오 신호 프로세서

160 : 암호 프로세서 161 : 라인 인터페이스부

162 : 모뎀 163 : 보레이트부

164 : 딥 스위치 165 : 프레임 분할부

166 : 암호/복호화부 167 : 보코더

168 : 코덱 170 : LED부

180 : 마이크로 컨트롤러 200 : 전화기용 음성 암호 단말기

TEL1 : 발신 라인 TEL2 : 수신 라인

본 발명은 사설 교환기용 음성 암호 단말기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 상세하게는 교환기를 이용하여 암호 통신이 가능한 사설 교환기용 음성 암호 단말기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

전화기에 부착되어 음성을 암호화하여 전송할 수 있는 암호키 교환 방식의 음성통신용 암호단말기(국내공개특허 2002-0057884호)가 본 출원인에 의해 개발되었다.

이러한 음성통신용 암호단말기는 PSTN과 전화기사이에 부착되어 사용의 평문에 의한 일반 전화 통신과 암호문에 의한 암호 전화 통신을 수행할 수 있다.

그러나, 이러한 종래의 음성통신용 암호단말기는 각각 전화기에 부착되기 때문에 음성통신용 암호단말기가 부착되지 않은 전화기를 이용해서는 암호 전화 통신이 불가능한 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사설 교환 기에서 음성을 암호화할 수 있도록 함으로써 포인트-투-멀티포인트 방식으로 전화기에 암호 단말기를 구비하지 않아도 암호 통신이 가능하도록 하는 사설 교환기용 음성 암호 단말기 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,

전화기와, 전화기에 연결되는 전화기용 음성 암호 단말기와, 사설 교환기로 이루어지는 시스템에 있어서, 특정 전화 번호가 부여된 발신 라인과; 상기 발신 라인과 연결되는 수신 라인과; 상기 발신 라인에 설치되어 외부의 제어에 따라 스위칭되는 제 1릴레이와; 상기 수신 라인에 설치되어 외부의 제어에 따라 스위칭되는 제 2릴레이와; 상기 발신 라인과, 수신 라인으로부터 입력되는 링 신호를 검출하는 링 디텍터와; 상기 발신 라인과, 수신 라인으로부터 입력되는 DTMF 신호를 검출하는 DTMF 디텍터와; 상기 발신 라인 및 수신 라인으로부터 상기 제 1릴레이와 제 2릴레이를 통해 입력되는 음성 신호의 잡음 제거 및 증폭하여 양방향으로 입출력하는 듀얼 오디오 신호 프로세서와; 상기 발신 라인 및 수신 라인으로부터 상기 제 1릴레이와 제 2릴레이를 통해 입력되는 음성 신호를 암호화 또는 복호화하는 암호 프로세서와; 파워, 사용 여부, 동기 상태, 암호 통신 여부, 전송 속도 등을 디스플레이하는 LED부; 및 각 구성부를 전반적으로 제어하여 일반 전화 통신 및 암호 전화 통신을 수행하고, 시스템의 상황을 상기 LED부를 통해 디스플레이하는 마이크로 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 암호 프로세서는 상기 발신 라인 및 수신 라인의 임피던스를 정합시키고, 신호 레벨을 일정하게 유지시키는 라인 인터페이스부와; 상기 발신 라인 및 상기 수신 라인으로부터 입력되는 상기 아날로그 음성 신호와 디지털 음성 신호를 상호 변복조시켜 전송하고, 상기 마이크로 컨트롤러의 제어에 따라 발신자가 암호 모드로 전환시키면 대기톤을 발생하여 상기 전화기용 음성 암호 단말기의 모뎀으로 전송하고, 상기 수신 라인을 통해 대기톤이 입력되면 응답톤을 발생하여 상기 전화기용 음성 암호 단말기의 모뎀으로 전송하며, 상기 전화기용 음성 암호 단말기의 모뎀으로부터 응답톤이 입력되면 핸드쉐이킹(Handshaking) 신호를 교환하여 상기 전화기용 음성 암호 단말기의 모뎀과 동기를 맞추고, 오퍼레이션 보레이트를 맞추어 동기가 완료되면 동기 완료 신호를 상기 마이크로 컨트롤러로 출력하는 모뎀과; 상기 모뎀의 전송 속도를 설정하는 보레이트부와; 상기 모뎀의 전송 속도를 사용자에 의해 설정이 가능한 딥 스위치와; 상기 모뎀으로부터 입력되는 디지털 음성 신호를 프레임 단위로 분할시켜 상기 듀얼 오디오 신호 프로세서측으로 출력하거나 또는 상기 듀얼 오디오 신호 프로세서측으로부터 입력되는 디지털 음성 신호를 프레임 단위로 분할시켜 상기 모뎀으로 출력하는 프레임 분할부와; 상기 프레임 분할부로부터 입력되는 프레임 단위의 디지털 음성 신호를 복호화하여 상기 듀얼 오디오 신호 프로세서측으로 출력하거나 또는 상기 듀얼 오디오 신호 프로세서측으로부터 입력되는 디지털 음성 신호를 암호화하여 상기 프레임 분할부로 출력하는 암호/복호화부와; 상기 암호/복호화부로부터 입력되는 복호화된 디지털 신호를 일정 크기의 정보 비트로 압축하여 패킷 데이터를 생성하여 상기 듀얼 오디오 신호 프로세서측으로 출력하거나 또는 상기 듀얼 오디오 신호 프로세서측으로부터 입력 되는 디지털 음성 신호를 일정 크기의 정보 비트로 압축하여 패킷 데이터를 생성하여 상기 암호/복호화부로 출력하는 보코더; 및 상기 딥 스위치의 전송 속도에 따라 음성압축 데이터비를 설정하여 상기 듀얼 오디오 신호 프로세서로부터 입력되는 아날로그 음성 신호를 PCM 디지털 신호로 변환시켜 상기 보코더로 출력하거나 또는 상기 보코더로부터 입력되는 디지털 음성 신호를 아날로그 음성 신호로 변환시키는 상기 듀얼 오디오 신호 프로세서로 출력하는 코덱으로 구성된다.

여기에서 또한, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 발신 라인 및 수신 라인으로부터 링 신호가 입력되고, 발신자 또는 수신자가 비밀 번호를 입력하여 상기 DTMF 디텍터로부터 입력되는 비밀 번호에 해당되는 DTMF 신호를 확인하여 비밀 번호가 일치되면 상기 제 1릴레이와 제 2릴레이를 절환시켜 통화로를 연결하고, 추후 입력되는 전화 번호에 해당되는 DTMF 신호를 이용하여 전화 번호를 인식하여 상기 사설 교환기로 해당 회선의 접속 명령을 출력하고, 호가 연결되면 상기 듀얼 오디오 신호 프로세서를 통해 일반 전화 통신이 이루어지도록 하고, 통화중 발신자 또는 수신자가 암호 모드로 전환시키기 위해 상기 전화기용 음성 암호 단말기의 암호 버튼을 조작하거나 전화기를 통해 특정 번호를 입력시켜 상기 DTMF 디텍터 또는 상기 수신 라인으로부터 특정 번호에 해당되는 DTMF가 입력되면 암호 모드로 전환시키면 암호 모드로 전환되어 상기 제 1릴레이와 제 2릴레이를 절환시켜 상기 발신 라인과 수신 라인이 상기 암호 프로세서로 연결되도록 하고, 상기 암호 프로세서의 모뎀을 제어하여 상기 전화기용 음성 암호 단말기의 모뎀과 동기화되도록 하고, 상기 암호 프로세서의 모뎀으로부터 상기 동기 완료 신호가 입력되면 상기 LED부를 제어하여 동기화와 전송 속도를 알리는 LED를 디스플레이시키고, 상기 암호 프로세서의 모뎀과, 프레임 분할부와, 암호/복호화부와, 보코더와, 코덱을 제어하여 암호 통신을 수행한다.

여기에서 또한, 상기 특정 번호는 *8이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징은,

전화기에 연결되는 전화기용 음성 암호 단말기와, 사설 교환기에 연결되는 교환기용 음성 암호 단말기로 이루어지는 시스템의 제어 방법에 있어서, 전화기 또는 휴대폰을 통해 상기 교환기용 음성 암호 단말기에 부여된 특정 번호로 전화를 거는 단계와; 링 신호가 검출되면 비밀 번호를 요구하여 비밀 번호를 입력받는 단계와; 입력된 비밀 번호가 일치하면 통화로를 연결시키는 단계와; 통화로가 연결되면 상기 전화기용 음성 암호 단말기가 연결된 전화기의 전화 번호를 입력하여 호를 연결시켜 일반 전화 통화를 수행하는 단계와; 일반 전화 통화중 상기 전화기용 음성 암호 단말기의 암호 버튼이 조작되거나 전화기 또는 휴대폰의 키패드를 통해 특정 번호가 입력되면 암호 모드로 변환시켜 암호 전화 통신을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 특정 번호는 *8이다.

이하, 본 발명에 따른 사설 교환기용 음성 암호 단말기의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 사설 교환기용 음성 암호 단말기의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 사설 교환기용 음성 암호 단말기의 구성을 나타 낸 사시도이다.

먼저, 본 발명을 설명하기 앞서 전화기에는 암호 프로세서가 구비된 음성 암호 단말기가 부착되고, 사설 교환기에는 본 발명에 따른 사설 교환기용 음성 암호 단말기가 부착된다.

도 1은 본 발명에 따른 설 교환기용 음성 암호 단말기(100)는, 발신 라인(TEL1)과, 수신 라인(TEL2)과, 제 1릴레이(110)와, 제 2릴레이(120)와, 링 디텍터(130)와, DTMF 디텍터(140)와, 듀얼 오디오 신호 프로세서(150)와, 암호 프로세서(160)와, LED부(170)와, 마이크로 컨트롤러(180)로 구성된다.

먼저, 발신 라인(TEL1)은 특정 전화 번호가 부여된다. 예를 들면, 한국통신에서 서비스하는 1588-****와 같은 번호 형태이다.

그리고, 수신 라인(TEL2)은 발신 라인(TEL1)과 연결된다.

또한, 제 1릴레이(110)는 발신 라인(TEL1)에 설치되어 마이크로 컨트롤러(180)의 제어에 따라 절환되어 발신 라인(TEL1)과 듀얼 오디오 신호 프로세서(150) 또는 암호 프로세서(160)와 듀얼 오디오 신호 프로세서(150)를 수신 라인과 연결시킨다.

또, 제 2릴레이(120)는 수신 라인(TEL2)에 설치되어 마이크로 컨트롤러(180)의 제어에 따라 절환되어 수신 라인(TEL2)과 듀얼 오디오 신호 프로세서(150) 또는 암호 프로세서(160)와 듀얼 오디오 신호 프로세서(150)를 발신 라인(TEL1)과 연결시킨다.

한편, 링 디텍터(130)는 발신 라인(TEL1)과, 수신 라인(TEL2)으로부터 입력 되는 링 신호를 검출하여 마이크로 컨트롤러(180)로 출력한다.

그리고, DTMF 디텍터(140)는 발신 라인(TEL1)과, 수신 라인(TEL2)으로부터 입력되는 DTMF 신호를 검출하여 마이크로 컨트롤러(180)로 출력한다.

또한, 듀얼 오디오 신호 프로세서(150)는 발신 라인(TEL1) 및 수신 라인(TEL2)으로부터 제 1릴레이(110)와 제 2릴레이(120)를 통해 입력되는 음성 신호의 잡음 제거 및 증폭하여 양방향으로 입출력한다. 여기에서, 듀얼 오디오 신호 프로세서(150)는 발신 라인(TEL1)(또는 수신 라인(TEL2))에서 입력하는 DTMF를 수신 라인(TEL2)(또는 발신 라인(TEL1))으로 전달하는 것이 가능하다.

또, 암호 프로세서(160)는 라인 인터페이스부(161)와, 모뎀(162)과, 보레이트부(163)와, 딥 스위치(164)와, 프레임 분할부(165)와, 암호/복호화부(166)와, 보코더(167)와, 코덱(168)으로 구성된다.

라인 인터페이스부(161)는 발신 라인(TEL1) 및 수신 라인(TEL2)의 임피던스를 정합시키고, 신호 레벨을 일정하게 유지시킨다. 여기에서, 라인 인터페이스부(161)는 양방향 전화 라인은 단방향 전화 라인으로 변환시켜 준다.

모뎀(162)은 발신 라인(TEL1) 및 수신 라인(TEL2)으로부터 입력되는 아날로그 음성 신호와 디지털 음성 신호를 상호 변복조시켜 전송하고, 마이크로 컨트롤러(180)의 제어에 따라 발신자가 암호 모드로 전환시키면 대기톤을 발생하여 전화기용 음성 암호 단말기(200)의 모뎀(미도시)으로 전송하고, 수신 라인(TEL2)을 통해 대기톤이 입력되면 응답톤을 발생하여 전화기용 음성 암호 단말기(200)의 모뎀으로 전송하며, 전화기용 음성 암호 단말기(200)의 모뎀으로부터 응답톤이 입력되면 핸 드쉐이킹(Handshaking) 신호를 교환하여 전화기용 음성 암호 단말기(200)의 모뎀과 동기를 맞추고, 오퍼레이션 보레이트를 맞추어 동기가 완료되면 동기 완료 신호를 마이크로 컨트롤러(180)로 출력한다. 여기에서 또한, 모뎀(162)은 암호통신중에 통화 질이 떨어지게 되면 Auto fallback feature가 시작된다. 이 경우, Auto retrain sequences가 시작되고 낮은 데이터 전송비에 맞추게 구성된다. 이때, LED부(170)의 표시는 Auto fallback feature가 작동하는데 따라 변화하는 데이터 전송비에 따라 변한다. 통신선로의 품질이 시간에 따라 개선되면, Auto forward function을 수행하고, 더 높은 data rate로 돌아갈 수 있다. 다시 전송속도 변화를 일치시키면 LED부(170)를 통해 그 전송비가 보여지도록 구성된다.

보레이트부(163)는 모뎀(162)의 전송 속도를 설정한다.

딥 스위치(164)는 모뎀(162)의 전송 속도를 사용자에 의해 설정이 가능하다.

프레임 분할부(165)는 모뎀(162)으로부터 입력되는 디지털 음성 신호를 프레임 단위로 분할시켜 하기에서 설명할 암호/복호화부(166)로부터 입력되는 디지털 음성 신호를 프레임 단위로 분할시켜 모뎀(162)으로 출력한다.

암호/복호화부(166)는 프레임 분할부(165)로부터 입력되는 프레임 단위의 디지털 음성 신호를 복호화하여 하기에서 설명할 보코더(167)로 출력하거나 또는 보코더(167)로부터 입력되는 디지털 음성 신호를 암호화하여 프레임 분할부(165)로 출력한다. 여기에서, 암호/복호화부(166)는 개량형 Diffie-hellman 키교환방식을 사용한다.

보코더(167)는 암호/복호화부(166)로부터 입력되는 복호화된 디지털 신호를 일정 크기의 정보 비트로 압축하여 패킷 데이터를 생성하여 하기에서 설명할 코덱(168)으로 출력하거나 또는 코덱(168)으로부터 입력되는 디지털 음성 신호를 일정 크기의 정보 비트로 압축하여 패킷 데이터를 생성하여 암호/복호화부(166)로 출력한다. 여기에서, 보코더(167)는 선형시스템으로 구성되고, 입력된 디지털 음성 신호는 음성압축되어 LPC계수 12차로 출력된다. 즉, 초당 64000bit가 최소 12계수×2byte×8bit로 압축됨을 의미한다. LPC계수 또는 JCMB알고리즘으로 압축되어 2400-9600bps로 압축되기 때문에 낮은 비트로 압축하는 것이 가능하여 암호화를 위한 계산시에 연산량을 대폭적으로 감소시킬 수 있다.

코덱(168)은 딥 스위치(164)의 전송 속도에 따라 음성압축 데이터비를 설정하여 듀얼 오디오 신호 프로세서(150)로부터 입력되는 아날로그 음성 신호를 PCM 디지털 신호로 변환시켜 보코더(167)로 출력하거나 또는 보코더(167)로부터 입력되는 디지털 음성 신호를 아날로그 음성 신호로 변환시키는 듀얼 오디오 신호 프로세서(150)로 출력한다. 여기에서, PCM 디지털 신호는 초당64kbps의 데이터양을 가지므로 모뎀(162)을 이용하여 음성통신을 하려면 64kbps이상의 모뎀통신속도가 보장되어야 한다. PSTN에서 통신속도가 9600kpbs이하에서도 이뤄져야 하므로 본 발명에서는 상기의 보코더(167)를 설치한다.

한편, LED부(170)는 마이크로 컨트롤러(180)의 제어에 따라 파워, 사용 여부, 동기 상태, 암호 통신 여부, 전송 속도 등을 표시하는 LED로 구성되어 동작 상태를 디스플레이한다.

그리고, 마이크로 컨트롤러(180)는 각 구성부를 전반적으로 제어하여 일반 전화 통신 및 암호 전화 통신을 수행하고, 시스템의 상황을 LED부(170)를 통해 디스플레이한다. 또한, 마이크로 컨트롤러(180)는 발신 라인(TEL1) 및 수신 라인(TEL2)으로부터 링 신호가 입력되고, 발신자 또는 수신자가 비밀 번호를 입력하여 DTMF 디텍터(140)로부터 입력되는 비밀 번호에 해당되는 DTMF 신호를 확인하여 비밀 번호가 일치되면 제 1릴레이(110)와 제 2릴레이(120)를 절환시켜 통화로를 연결하고, 추후 입력되는 전화 번호에 해당되는 DTMF 신호를 이용하여 전화 번호를 인식하여 사설 교환기로 해당 회선의 접속 명령을 출력하고, 호가 연결되면 듀얼 오디오 신호 프로세서(150)를 통해 일반 전화 통신이 이루어지도록 한다. 또, 마이크로 컨트롤러(180)는 통화중 발신자 또는 수신자가 암호 전화 통신 모드로 전환시키기 위해 전화기용 음성 암호 단말기(200)의 암호 버튼(미도시)을 조작하거나 전화기를 통해 특정 번호를 입력시켜 DTMF 디텍터(140) 또는 수신 라인(TEL2)으로부터 특정 번호에 해당되는 DTMF가 입력되면 암호 전화 통신 모드로 전환시키면 암호 전화 통신 모드로 전환되어 제 1릴레이(110)와 제 2릴레이(120)를 절환시켜 발신 라인(TEL1)과 수신 라인(TEL2)이 암호 프로세서(160)로 연결되도록 하고, 암호 프로세서(160)의 모뎀(162)을 제어하여 전화기용 음성 암호 단말기(200)의 모뎀과 동기화되도록 하고, 암호 프로세서(160)의 모뎀(162)으로부터 동기 완료 신호가 입력되면 LED부(170)를 제어하여 동기화와 전송 속도를 알리는 LED를 디스플레이시키고, 암호 프로세서(160)의 모뎀(162)과, 프레임 분할부(165)와, 암호/복호화부(166)와, 보코더(167)와, 코덱(168)을 제어하여 암호 통신을 수행한다. 여기에서, 특정 번호는 *8이다.

한편, 본 발명에 따른 사설 교환기용 음성 암호 단말기는 도 2에 도시된 바와 같이 사설 교환기의 슬롯(미도시)에 접속이 가능한 형태인 카드 형태로 형성된다. 즉, PCB에 각 구성부가 실장되고, PCB 저면에 슬롯이 형성되며, PCB 상면에 발신 라인, 수신 라인, LED부, 딥 스위치 등이 배치된다. 또한, PCB에 실장되는 듀얼 오디오 신호 프로세서(150)와 암호 프로세서(160)가 착탈이 가능하도록 형성되어 듀얼 오디오 신호 프로세서(150)와 암호 프로세서(160)가 변경되어도 각각 독립적으로 존재하여 암호 변경 등이 자유롭기 때문에 경쟁력을 갖는다.

이하, 본 발명에 따른 사설 교환기용 음성 암호 단말기의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 사설 교환기용 음성 암호 단말기의 제어방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이고, 도 4a~4d는 본 발명에 따른 사설 교환기용 음성 암호 단말기를 적용한 보안 서비스의 예를 설명하기 위한 설명도이다.

<일반 전화 통신 모드>

일반 전화 통신 모드에서는 일반 전화로 동작된다. 일반 전화 통신 모드에서는 암호 전화 통신 모드의 동작을 목적으로 하지 않기 때문에 전화기에 설치된 전화기용 음성 암호 단말기(200)가 있는 곳에서 전화를 거는 것과 암호 단말기가 없는 곳에서 전화를 거는 것이 동일하다.

이때, 사설 교환기용 음성 암호 단말기(100)의 동작을 살펴보면, 수신 라인(TEL2)으로 20Hz의 1:2 단속비(Duty rate)를 가지는 링 신호가 들어오면 링 디텍터 (130)가 이를 감지하여 마이크로 컨트롤러(180)로 전달하여 마이크로 컨트롤러(180)에서 인식하도록 한다.

그러면, 마이크로 컨트롤러(180)는 제 1릴레이(110)와 제 2릴레이(120)를 제어하여 발신 라인(TEL1)과 수신 라인(TEL2)을 듀얼 오디오 신호 프로세서(150)로 연결시킨다.

그리고, 마이크로 컨트롤러(180)는 비밀 번호를 요구하고, 발신자 또는 수신자가 비밀 번호를 입력하여 DTMF 디텍터(140)로부터 입력되는 비밀 번호에 해당되는 DTMF 신호를 확인하여 비밀 번호가 일치되면 통화로를 연결하고, 추후 DTMF 디텍터(140)로부터 DTMF(Dual Tone Multi Frequency)를 입력받아 번호를 인식하는 데, 이때 10초 동안 DTMF의 입력이 없고 다이얼 톤(350+440Hz)만 계속 유지될 경우 시스템을 자동 리셋시킨다.

한편, 발신자가 수신자의 DTMF를 입력(즉, 통화 상대자의 번호를 누르면)하면 마이크로 컨트롤러(180)는 이를 사설 교환기로 전달하고, 사설 교환기는 DTMF 신호로 번호를 인식하여 번호분석을 한 후 해당 회선의 접속명령을 지시한다. 이때, 발신자가 다이얼한 전화번호가 발신자와 같은 전화국 교환기내의 전화번호라면 직접 해당 수신자회선을 찾아 회선연결을 수행하고, 다른 전화국 교환기내의 수신자 전화번호라면 국간 중계선을 통하여 해당 수신자의 전화번호를 보내주게 되는데, 그 교환기에서는 이를 받아서 번호분석을 한 후에 해당 수신자 회선을 찾아 회선을 연결하게 된다.

회선연결이 완료되면 마이크로 컨트롤러(180)는 발신 라인(TEL1)을 통해 발 신자에게는 호출음을 들려주고, 수신자에게는 호출신호(전화벨소리)를 들려주며 수신자가 전화기의 송수화기를 들면 통화가 이루어지게 된다. 통화가 끝나서 송수화기를 내려놓으면 마이크로 컨트롤러(180)는 감지하여 제 1릴레이(110)와, 제 2릴레이(120)를 절환시켜 회선연결을 원래 상태로 복구시키게 된다.

통화 회선이 연결되어 있는 동안 듀얼 오디오 신호 프로세서(150)를 통해 발신자와 수신자와 통화가 이루어진다. 듀얼 오디오 신호 프로세서(150)는 양방향으로 신호를 입력 및 출력 할 수 있는 부분으로서, 음성 신호가 입력되면, 10KHz의 차단 주파수를 가지는 저역통과필터를 거쳐 노이즈를 제거하고, 2단으로 구성된 증폭기를 통해 5배로 증폭시켜 음성 신호를 출력한다.

반대로, 발신 라인(TEL1)을 통해 링 신호가 입력되는 경우에도 마이크로 컨트롤러(180)는 상기와 같은 동작을 수행한다.

<암호 전화 통신 모드>

먼저, 전화기용 음성 암호 단말기가 없는 전화기나 휴대폰으로 전화기용 음성 암호 단말기가 있는 전화기로 전화를 걸때의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

전화기용 암호 단말기가 없는 곳에서 전화를 걸어 암호 통신 모드로 통화하고자 할 때는 통화하고자 하는 상대가 전화기용 음성 암호 단말기를 필수적으로 구비하여야만 한다.

발신자가 도 4a 내지 도 4d에 도시된 바와 같이 휴대폰이나 전화기를 통해 발신 라인(TEL1)에 지정된 번호로 전화를 걸면(S100), 발신 라인(TEL1)으로 20Hz의 1:2 단속비(Duty rate)를 가지는 링 신호가 들어오면 링 디텍터(130)를 이를 감지하여 마이크로 컨트롤러(180)로 전달하여 마이크로 컨트롤러(180)에서 인식하도록 한다(S110).

그러면, 마이크로 컨트롤러(180)는 제 1릴레이(110)와 제 2릴레이(120)를 제어하여 발신 라인(TEL1)과 수신 라인(TEL2)을 듀얼 오디오 신호 프로세서(150)로 연결시킨다(S120).

그리고, 마이크로 컨트롤러(180)는 비밀 번호를 요구하고(S130), 발신자 또는 수신자가 비밀 번호를 입력하여(S140), DTMF 디텍터(140)로부터 입력되는 비밀 번호에 해당되는 DTMF 신호를 확인하여 비밀 번호가 등록된 비밀 번호와 일치되면 통화로를 연결하고(S150), 추후 DTMF 디텍터(140)로부터 DTMF(Dual Tone Multi Frequency)를 입력받아 번호를 인식하는 데(S160), 이때 10초 동안 DTMF의 입력이 없고 다이얼 톤(350+440Hz)만 계속 유지될 경우 시스템을 자동 리셋시키고, 비밀 번호가 일치하지 않는 경우 통화 연결을 종료시킨다(S151).

한편, 발신자가 수신자의 DTMF를 입력(즉, 통화 상대자의 번호를 누르면)하면 마이크로 컨트롤러(180)는 이를 사설 교환기측으로 전달하고, 사설 교환기는 DTMF 신호로 번호를 인식하여 번호분석을 한 후 해당 회선의 접속명령을 지시한다(S170). 이때, 발신자가 다이얼한 전화번호가 발신자와 같은 전화국 교환기내의 전화번호라면 직접 해당 수신자회선을 찾아 회선연결을 수행하고, 다른 전화국 교환기내의 수신자 전화번호라면 국간 중계선을 통하여 해당 수신자의 전화번호를 보내주게 되는데, 그 교환기에서는 이를 받아서 번호분석을 한 후에 해당 수신자 회선 을 찾아 회선을 연결하게 된다.

회선연결이 완료되면(S180), 마이크로 컨트롤러(180)는 발신 라인을 통해 발신자에게는 호출음을 들려주고, 수신자에게는 호출신호(전화벨소리)를 들려주며 수신자가 전화기의 송수화기를 들면 통화가 이루어지게 된다. 통화가 끝나서 송수화기를 내려놓으면 마이크로 컨트롤러(180)는 감지하여 제 1릴레이(110)와, 제 2릴레이(120)를 절환시켜 회선연결을 원래 상태로 복구시키게 된다.

통화 회선이 연결되어 있는 동안 듀얼 오디오 신호 프로세서(150)를 통해 발신자와 수신자와 통화가 이루어진다.

이러한 상태에서 이때 발신자가 암호 전화 통신 모드로 전환시키기 위해 전화기 키패드의 '*8'을 누르면(S190), 이는 DTMF 디텍터(140)를 통해 마이크로 컨트롤러(180)로 입력된다. 이때, 전화기용 음성 암호 단말기와 연결된 전화기는 키패드의 '*8'를 누르거나 또는 전화기용 음성 암호 단말기에 구비된 암호 버튼을 조작한다.

그러면, 마이크로 컨트롤러(180)는 암호 전화 통신 모드로 동작을 수행하여 제 1릴레이(110)와, 제 2릴레이(120)를 제어하여 발신 라인(TEL1)과 수신 라인(TEL2)을 암호 프로세서(160) 및 듀얼 오디오 신호 프로세서(150)를 통해 연결시키고, LED부(170)를 제어하여 암호 통신 여부를 알리는 LED를 점등시켜 외부로 이를 알린다(S200).

암호 전화 통신 모드로 진입하면, 모뎀(162)은 대기톤을 수신 라인을 통해 전송하고, 대기톤을 전송받은 전화기용 음성 암호 단말기(200)에서는 오프훅(OH) 신호를 발생하고, 대기톤이 성공적으로 감지하면 대기톤을 발생한다. 이때, 발신자가 사설 교환기용 음성 암호 단말기(100)를 통해 전화를 거는 경우에는 사설 교환기용 음성 암호 단말기(100)가 발생(Originate) 모드가 되고, 전화기용 음성 암호 단말기(200)는 응답(Answer) 모드가 되며, 반대의 경우 전화기용 음성 암호 단말기(200)가 발생(Originate) 모드가 되고, 사설 교환기용 음성 암호 단말기(100)는 응답(Answer) 모드가 된다.

한편, 전화기용 음성 암호 단말기(200)는 응답톤을 모뎀으로 전송한다. 반대로 전화기용 음성 암호 단말기가 발생 모드인 경우 사설 교환기용 음성 암호 단말기(100)가 응답톤을 발생하여 전송한다.

그리고, 이 시간 동안 발신자와 수신자는 세 번의 연속적으로 발생하는 신호인 대기톤을 듣게 된다.

암호 전화 통신 모드가 이루어지면, 암호 프로세서(160)의 모뎀(162)은 전화기용 음성 암호 단말기(200)으로부터 응답톤을 감지하면, 전화기용 음성 암호 단말기(200)의 모뎀과 핸드쉐이킹(Handshaking) 신호를 교환하여 전화기용 음성 암호 단말기(200)의 모뎀과 동기를 맞추고, 오퍼레이션 보레이트를 맞추어 동기가 완료되면 동기 완료 신호를 마이크로 컨트롤러(180)로 출력한다.

그러면, 마이크로 컨트롤러(180)는 LED부(170)를 제어하여 전송 속도와 동기화가 완료되었음을 디스플레이한다. 이때, 전화기용 음성 암호 단말기(200)도 상기와 같은 동작을 수행한다.

그리고, 수신 라인(TEL2)으로부터 입력된 아날로그 음성 신호는 제 2릴레이 (120)를 통해 라인 인터페이스부(161)로 입력되어 라인 인터페이스부(161)에서 임피던스를 정합시키고, 신호 레벨을 일정하게 유지시켜 모뎀(162)으로 입력된다.

모뎀(162)은 수신 라인(TEL2)으로부터 입력되는 아날로그 음성 신호를 디지털 음성 신호를 복조시켜 프레임 분할부(165)로 출력하면, 프레임 분할부(165)는 모뎀(162)으로부터 입력되는 디지털 음성 신호를 프레임 단위로 분할시켜 암호/복호화부(166)로 출력한다.

그러면, 암호/복호화부(166)는 프레임 분할부(165)로부터 입력되는 프레임 단위의 디지털 음성 신호를 복호화하여 보코더(167)로 출력하고, 보코더(167)는 암호/복호화부(166)로부터 입력되는 복호화된 디지털 신호를 일정 크기의 정보 비트로 압축하여 패킷 데이터를 생성하여 코덱(168)으로 출력한다.

그러면, 코덱(168)은 딥 스위치(164)의 전송 속도에 따라 음성압축 데이터비를 설정하여 보코더(167)로부터 입력되는 디지털 음성 신호를 아날로그 음성 신호로 변환시키는 듀얼 오디오 신호 프로세서(150)로 출력하고, 듀얼 오디오 신호 프로세서(150)는 아날로그 음성 신호의 노이즈를 제거하고, 증폭하여 제 1릴레이(110)를 통해 발신 라인(TEL1)으로 전송한다.

반대로, 발신 라인(TEL1)으로부터 제 1릴레이(110)를 통해 입력된 아날로그 음성 신호는 듀얼 오디오 신호 프로세서(150)를 통해 노이즈가 제거되고, 증폭되어 코덱(168)으로 입력된다.

그러면, 코덱(168)은 딥 스위치(164)의 전송 속도에 따라 음성압축 데이터비를 설정하여 듀얼 오디오 신호 프로세서(150)로부터 입력되는 아날로그 음성 신호 를 PCM 디지털 신호로 변환시켜 보코더(167)로 출력하고, 보코더(167)는 코덱(168)으로부터 입력되는 PCM 디지털 음성 신호를 일정 크기의 정보 비트로 압축하여 패킷 데이터를 생성하여 암호/복호화부(166)로 출력한다.

보코더(167)로부터 패킷 데이터가 입력되면 암호/복호화부(166)는 패킷 데이터인 디지털 음성 신호를 암호화하여 프레임 분할부(165)로 출력하면, 프레임 분할부(165)는 암호/복호화부(166)로부터 입력되는 디지털 음성 신호를 프레임 단위로 분할시켜 모뎀(162)으로 출력한다.

그리고, 모뎀(162)은 프레임 분할부(165)로부터 입력되는 디지털 음성 신호를 아날로그 음성 신호로 변조하여 라인 인터페이스부(161)를 통해 제 1릴레이(110)로 전송하여 수신 라인(TEL2)을 아날로그 음성 신호를 전송한다(S210).

한편, 전화기용 음성 암호 단말기(200)에서 전화를 거는 경우도 상기와 같은 동작을 수행한다.

또한, 마이크로 컨트롤러(180)는 온후크 신호의 발생 여부를 감지하여 온후크 신호가 검출되면 제 1릴레이(110)와 제 2릴레이(120)를 절환시켜 통화를 종료한다(S220).

따라서, 음성 암호 단말기가 구비되지 않은 전화기에서 음성 암호 단말기가 구비된 전화기로 전화를 걸거나 받은 다음 암호 전화 통신을 수행할 수 있다.

이에 따라 본 발명에서와 같은 도청지역에 전화기용 음성 암호 단말기를 설치하고, 음성 암호 단말기를 구비하지 않는 지역에서 사설 교환기의 음성 암호 단말기를 통해 도청지역에 설치된 전화기와 암호 전화 통신을 수행할 수 있어 도청이 불가능하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명인 사설 교환기용 음성 암호 단말기에 따르면, 사설 교환기에서 음성을 암호화할 수 있도록 함으로써 포인트-투-멀티포인트 방식으로 전화기에 암호 단말기를 구비하지 않아도 암호 통신이 가능할 수 있다.

Claims

전화기와, 전화기에 연결되는 전화기용 음성 암호 단말기와, 사설 교환기로 이루어지는 시스템에 있어서,

특정 전화 번호가 부여된 발신 라인과;

상기 발신 라인과 연결되는 수신 라인과;

상기 발신 라인에 설치되어 외부의 제어에 따라 스위칭되는 제 1릴레이와;

상기 수신 라인에 설치되어 외부의 제어에 따라 스위칭되는 제 2릴레이와;

상기 발신 라인과, 수신 라인으로부터 입력되는 링 신호를 검출하는 링 디텍터와;

상기 발신 라인과, 수신 라인으로부터 입력되는 DTMF 신호를 검출하는 DTMF 디텍터와;

상기 발신 라인 및 수신 라인으로부터 상기 제 1릴레이와 제 2릴레이를 통해 입력되는 음성 신호의 잡음 제거 및 증폭하여 양방향으로 입출력하는 듀얼 오디오 신호 프로세서와;

상기 발신 라인 및 수신 라인으로부터 상기 제 1릴레이와 제 2릴레이를 통해 입력되는 음성 신호를 암호화 또는 복호화하는 암호 프로세서와;

파워, 사용 여부, 동기 상태, 암호 통신 여부, 전송 속도 등을 디스플레이하는 LED부; 및

각 구성부를 전반적으로 제어하여 일반 전화 통신 및 암호 전화 통신을 수행 하고, 시스템의 상황을 상기 LED부를 통해 디스플레이하는 마이크로 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 사설 교환기용 음성 암호 단말기.
제 1 항에 있어서,

상기 암호 프로세서는,

상기 발신 라인 및 수신 라인의 임피던스를 정합시키고, 신호 레벨을 일정하게 유지시키는 라인 인터페이스부와;

상기 발신 라인 및 상기 수신 라인으로부터 입력되는 상기 아날로그 음성 신호와 디지털 음성 신호를 상호 변복조시켜 전송하고, 상기 마이크로 컨트롤러의 제어에 따라 발신자가 암호 전화 통신 모드로 전환시키면 대기톤을 발생하여 상기 전화기용 음성 암호 단말기의 모뎀으로 전송하고, 상기 수신 라인을 통해 대기톤이 입력되면 응답톤을 발생하여 상기 전화기용 음성 암호 단말기의 모뎀으로 전송하며, 상기 전화기용 음성 암호 단말기의 모뎀으로부터 응답톤이 입력되면 핸드쉐이킹(Handshaking) 신호를 교환하여 상기 전화기용 음성 암호 단말기의 모뎀과 동기를 맞추고, 오퍼레이션 보레이트를 맞추어 동기가 완료되면 동기 완료 신호를 상기 마이크로 컨트롤러로 출력하는 모뎀과;

상기 모뎀의 전송 속도를 설정하는 보레이트부와;

상기 모뎀의 전송 속도를 사용자에 의해 설정이 가능한 딥 스위치와;

상기 모뎀으로부터 입력되는 디지털 음성 신호를 프레임 단위로 분할시켜 상기 듀얼 오디오 신호 프로세서측으로 출력하거나 또는 상기 듀얼 오디오 신호 프로 세서측으로부터 입력되는 디지털 음성 신호를 프레임 단위로 분할시켜 상기 모뎀으로 출력하는 프레임 분할부와;

상기 프레임 분할부로부터 입력되는 프레임 단위의 디지털 음성 신호를 복호화하여 상기 듀얼 오디오 신호 프로세서측으로 출력하거나 또는 상기 듀얼 오디오 신호 프로세서측으로부터 입력되는 디지털 음성 신호를 암호화하여 상기 프레임 분할부로 출력하는 암호/복호화부와;

상기 암호/복호화부로부터 입력되는 복호화된 디지털 신호를 일정 크기의 정보 비트로 압축하여 패킷 데이터를 생성하여 상기 듀얼 오디오 신호 프로세서측으로 출력하거나 또는 상기 듀얼 오디오 신호 프로세서측으로부터 입력되는 디지털 음성 신호를 일정 크기의 정보 비트로 압축하여 패킷 데이터를 생성하여 상기 암호/복호화부로 출력하는 보코더; 및

상기 딥 스위치의 전송 속도에 따라 음성압축 데이터비를 설정하여 상기 듀얼 오디오 신호 프로세서로부터 입력되는 아날로그 음성 신호를 PCM 디지털 신호로 변환시켜 상기 보코더로 출력하거나 또는 상기 보코더로부터 입력되는 디지털 음성 신호를 아날로그 음성 신호로 변환시키는 상기 듀얼 오디오 신호 프로세서로 출력하는 코덱으로 구성되는 것을 특징으로 하는 사설 교환기용 음성 암호 단말기.
제 2 항에 있어서,

상기 마이크로 컨트롤러는,

상기 발신 라인 및 수신 라인으로부터 링 신호가 입력되고, 발신자 또는 수 신자가 비밀 번호를 입력하여 상기 DTMF 디텍터로부터 입력되는 비밀 번호에 해당되는 DTMF 신호를 확인하여 비밀 번호가 일치되면 상기 제 1릴레이와 제 2릴레이를 절환시켜 통화로를 연결하고, 추후 입력되는 전화 번호에 해당되는 DTMF 신호를 이용하여 전화 번호를 인식하여 상기 사설 교환기로 해당 회선의 접속 명령을 출력하고, 호가 연결되면 상기 듀얼 오디오 신호 프로세서를 통해 일반 전화 통신이 이루어지도록 하고, 통화중 발신자 또는 수신자가 암호 전화 통신 모드로 전환시키기 위해 상기 전화기용 음성 암호 단말기의 암호 버튼을 조작하거나 전화기를 통해 특정 번호를 입력시켜 상기 DTMF 디텍터 또는 상기 수신 라인으로부터 특정 번호에 해당되는 DTMF가 입력되면 암호 전화 통신 모드로 전환시키면 암호 전화 통신 모드로 전환되어 상기 제 1릴레이와 제 2릴레이를 절환시켜 상기 발신 라인과 수신 라인이 상기 암호 프로세서로 연결되도록 하고, 상기 암호 프로세서의 모뎀을 제어하여 상기 전화기용 음성 암호 단말기의 모뎀과 동기화되도록 하고, 상기 암호 프로세서의 모뎀으로부터 상기 동기 완료 신호가 입력되면 상기 LED부를 제어하여 동기화와 전송 속도를 알리는 LED를 디스플레이시키고, 상기 암호 프로세서의 모뎀과, 프레임 분할부와, 암호/복호화부와, 보코더와, 코덱을 제어하여 암호 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 사설 교환기용 음성 암호 단말기.
제 3 항에 있어서,

상기 특정 번호는,

*8인 것을 특징으로 하는 사설 교환기용 음성 암호 단말기.
전화기에 연결되는 전화기용 음성 암호 단말기와, 사설 교환기에 연결되는 교환기용 음성 암호 단말기로 이루어지는 시스템의 제어 방법에 있어서,

전화기 또는 휴대폰을 통해 상기 교환기용 음성 암호 단말기에 부여된 특정 번호로 전화를 거는 단계와;

링 신호가 검출되면 비밀 번호를 요구하여 비밀 번호를 입력받는 단계와;

입력된 비밀 번호가 일치하면 통화로를 연결시키는 단계와;

통화로가 연결되면 상기 전화기용 음성 암호 단말기가 연결된 전화기의 전화 번호를 입력하여 호를 연결시켜 일반 전화 통화를 수행하는 단계와;

일반 전화 통화중 상기 전화기용 음성 암호 단말기의 암호 버튼이 조작되거나 전화기 또는 휴대폰의 키패드를 통해 특정 번호가 입력되면 암호 전화 통신 모드로 변환시켜 암호 전화 통신을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 사설 교환기용 음성 암호 단말기의 제어방법.
제 5 항에 있어서,

상기 특정 번호는,

*8인 것을 특징으로 하는 사설 교환기용 음성 암호 단말기의 제어방법.