KR101398630B1 - ＩＰ ｃｏｎｖｅｒｇｅｄ 시스템 및 상기 시스템에서의 호처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 IP converged 시스템에서의 호 처리 방법은, 호가 유입되는 경우 IP 네트워크로의 라우팅을 요청하는 단계와 상기 요청이 있는 경우 트래픽 매니지먼트부의 데이터 트래픽 처리 상태를 확인하는 단계 및 확인한 데이터 트래픽 처리 상태에 따라 호를 IP 네트워크로 라우팅하거나 PSTN 네트워크로 리라우팅하는 단계를 포함한다.

Description

ＩＰ ｃｏｎｖｅｒｇｅｄ 시스템 및 상기 시스템에서의 호 처리 방법{IP CONVERGED SYSTEM AND METHOD OF CALL PROCESSING IN IP CONVERGED SYSTEM}
본 발명은 IP converged 시스템 및 상기 시스템에서의 호 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음성(Voice)과 데이터(Data)를 모두 처리하는 IP Converged 시스템에서 데이터 트래픽 처리 상태에 따라 호의 라우팅을 처리하는 IP converged 시스템 및 상기 시스템에서의 호 처리 방법에 관한 것이다.
현재 네트워크 상에는 기존의 Public Switched Telephone Network(PSTN)와 최근 그 수요가 폭발적으로 증가하고 있는 Internet Protocol(IP) 네트워크가 공존한다. 따라서 기존의 PSTN 망에서 서비스되고 있는 음성 트래픽(voice traffic)을 IP 네트워크로 통합하는 통합 IP 네트워크(converged IP network)가 차세대 네트워크로서 주목받고 있다. 즉, 통합 IP 네트워크는 IP 네트워크 상에서 데이터와 음성 및 멀티미디어 트래픽을 통합한다. 이 경우 IP Converged 시스템은 데이터와 음성 및 멀티미디어 트래픽을 처리하여, 상기 트래픽들을 IP 네트워크 상에서 통합한다.
도 1은 통합 IP 네트워크의 구성을 도시한 도면이다.
통합 IP 네트워크는 PSTN 네트워크(110), IP 네트워크(120) 및 IP Converged 시스템(130a, 130b)을 포함하여 구성된다.
PSTN 네트워크(110)는 음성 트래픽을 처리하여, 다수의 가입자에게 호를 라우팅한다.
IP 네트워크(120)는 VoIP 데이터와 일반 데이터 트래픽을 처리한다.
IP Converged 시스템(130a, 130b)은 음성 트래픽과 일반 데이터 트래픽을 모두 처리하며, PSTN 네트워크(110)와 IP 네트워크(120)에 동시에 연동될 수 있다. IP Converged 시스템(130a, 130b)에는 IP-Private Branch eXchange(IP-PBX), Integrated Access Device(IAD), Home Gateway, WiBro CPE 등이 있다.
네트워크의 혼잡을 제어하기 위한 방법인 RED(Random Early Drop)는 혼잡이 발생하기 전에, 랜덤하게 패킷을 폐기한다. 이를 위해 RED는 큐에 두 개의 임계값, 즉 최소 임계값(Minimum Threshold)과 최대 임계값(Maximum Threshold)을 설정하고, 세 구간에 서로 다른 패킷 폐기 확률을 적용하여 패킷을 폐기한다. 구체적으로 RED는 다음과 같이 동작한다.
평균 큐 사이즈가 최소 임계값보다 작은 경우에는, 패킷을 폐기시키지 않고 모두 통과시킨다(No drop 단계).
큐 사이즈가 최소 임계값 보다 크지만 최대 임계값보다 작은 경우에는, 큐 사이즈에 따라 패킷 폐기 확률에 따라 랜덤하게 패킷을 폐기시킨다(Random drop 단계).
큐 사이즈가 최대 임계값보다 큰 경우에는, 입력되는 모든 패킷을 폐기시킨다(Tail drop 단계).
RED에서는 큐에 쌓이는 패킷이 많아질수록, 보다 많은 패킷을 폐기함으로써 입력되는 트래픽의 양을 줄인다. 이 경우 최대 임계값을 너무 작게 설정하면, 패킷 폐기가 빈번히 발생하여 전체 성능에 심각한 영향을 줄 수 있다. 나아가 최대 임계값 이상에서 유입되는 모든 패킷을 폐기하는 동작은 버퍼 오버 플로우에 의한 결과와 동일하다. 따라서 RED는 일반적으로 최대 임계값을 큐의 최대 크기와 같거나 가까운 값으로 설정한다.
한편 패킷 폐기 확률이 너무 낮으면, 패킷이 폐기되는 빈도가 낮아져 혼잡 제어가 제대로 되지 않는다. 따라서 RED에서는 최소 임계값, 최대 임계값 및 패킷 폐기 확률을 적절하게 설정하는 것이 무엇보다 중요하다.
그렇지만 RED는 기본적으로 랜덤하게 패킷을 폐기시키기 때문에, 큐가 꽉 차 있는 경우에는 중요도가 높은 패킷도 폐기한다. 이러한 RED의 단점을 보완하기 위한 것이 WRED이다.
WRED(Weighted Random Early Drop)는 중요한 패킷의 손실을 줄이기 위하여, 버려질 수 있는 확률에 대한 가중치를 부여한다. 즉, WRED는 각각의 클래스에 속하는 트래픽별로, 최소 임계값, 최대 임계값 및 최대 패킷 폐기 확률을 다르게 설정한다.
앞서 보았지만, IP Converged 시스템(130a, 130b)은 PSTN 네트워크(110)와 IP 네트워크(120)에 동시에 연동될 수 있다. 따라서 IP Converged 시스템(130a, 130b)은 호를 PSTN 네트워크(110) 또는 IP 네트워크(120)로 라우팅한다.
한편 네트워크에서는 Least Cost Routing(LSR)에 의하여, 최소의 비용이 소요되도록 호를 라우팅한다. 일반적으로 PSTN 네트워크(110)보다 IP 네트워크(120)가 비용면에서 저렴하다. 따라서 IP Converged 시스템(130a, 130b)은 기본적으로 IP 네트워크(120)로 호를 라우팅하되, 예외적인 경우 PSTN 네트워크(110)로 호를 리라우팅한다.
IP Converged 시스템(130a, 130b)은 일정 기준에 근거하여 호를 PSTN 네트워크(110)로 리라우팅한다. 상기 기준은 연결 중인 VoIP 호의 개수, IP 네트워크(120)의 링크가 다운되었는지 여부 등이 될 수 있다. 예를 들어, 호를 PSTN 네트워크(110)로 리라우팅 하는 기준을 연결 중인 VoIP 호의 개수가 100개인 경우로 설정한다고 가정하자. IP Converged 시스템(130a, 130b)은 IP 네트워크(120)에 연결 중인 호가 100개인 경우, 그 이외의 호는 PSTN 네트워크(120)로 라우팅한다.
기존에는 IP 네트워크의 링크 다운시 또는 VoIP 호의 동시 호 수에 따라 PSTN 으로 호를 리라우팅하였다. 이 경우 IP Converged 시스템(130a, 130b)은 일반 데이터 트래픽 처리 상태가 idle 상태인지 또는 Congestion(혼잡) 상태인지 여부와 무관하게 호를 라우팅한다. 즉, IP Converged 시스템(130a, 130b)은 음질에 직접적인 영향을 주는 데이터 트래픽 처리 상태와 무관하게 호 라우팅을 처리하게 된다. 결국, 호의 음질이 떨어져 호의 QoS를 보장하지 못하며, 이는 나아가 IP Converged 시스템의 효율적인 자원(Resource) 사용을 제약하게 된다.
본 발명의 목적은 라우팅 시 VoIP 호 처리부와 버퍼 매니지먼트부 간 연동에 의하여 데이터 처리 상태를 확인하고, 그 결과에 따라 호 라우팅을 효율적으로 처리하여, 호의 QoS를 보장하는 IP converged 시스템 및 상기 시스템에서의 호 처리 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 IP Converged 시스템의 자원을 효율적으로 활용함으로써, 사용자에게 IP 데이터 트래픽의 혼잡 여부와 관계없이 끊김없는(seamless) 호 라우팅을 제공하는 IP converged 시스템 및 상기 시스템에서의 호 처리 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 IP Converged 시스템은, VoIP 호 처리부와 연동되며, 패킷을 통과시키거나 폐기시켜 데이터 트래픽을 처리하는 트래픽 매니지먼트부와 호 라우팅 시 상기 트래픽 매니지먼트부의 데이터 트래픽 처리 상태를 확인하고, 이에 따라 유입된 호를 IP 네트워크로 라우팅하거나 PSTN 네트워크로 리라우팅하는 VoIP 호 처리부를 포함한다.
상기 IP Converged 시스템에 있어서, 상기 트래픽 매니지먼트부는 WRED 알고리즘에 따라 데이터 트래픽을 처리한다.
상기 IP Converged 시스템에 있어서, 상기 트래픽 매니지먼트부는 트래픽별 로 최소 임계값, 최대 임계값 및 최대 패킷 폐기 확률을 다르게 설정한다.
상기 IP Converged 시스템에 있어서, 상기 VoIP 호 처리부는, 트래픽 매니지먼트부에 존재하는 버퍼의 큐 사이즈와 트래픽별로 설정된 최소 임계값을 비교하여, 버퍼의 큐 사이즈가 최소 임계값보다 큰 경우 데이터 트래픽 처리 상태가 idle 상태라고 판단하고, 버퍼의 큐 사이즈가 최소 임계값보다 작거나 같은 경우 데이터 트래픽 처리 상태가 혼잡 상태라고 판단한다.
상기 IP Converged 시스템에 있어서, 상기 VoIP 호 처리부는, 데이터 트래픽 처리 상태가 혼잡 상태인 경우 호를 PSTN 네트워크로 리라우팅한다.
상기 IP Converged 시스템에 있어서, 상기 VoIP 호 처리부는, 데이터 트래픽 처리 상태가 idle 상태인 경우 호를 IP 네트워크로 라우팅한다.
상기 IP Converged 시스템은, VoIP 호 처리부가 호를 PSTN 네트워크로 리라우팅하는 경우, 해당 호를 PSTN 네트워크로 라우팅하는 내선/국선 호 처리부와 호의 처리를 위한 매체간 트랜스코딩을 처리하는 미디어 게이트웨이부를 더 포함한다.
한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 IP converged 시스템에서의 호 처리 방법은, 호가 유입되는 경우 IP 네트워크로의 라우팅을 요청하는 단계와 상기 요청이 있는 경우 트래픽 매니지먼트부의 데이터 트래픽 처리 상태를 확인하는 단계 및 확인한 데이터 트래픽 처리 상태에 따라 호를 IP 네트워크로 라우팅하거나 PSTN 네트워크로 리라우팅하는 단계를 포함한다.
상기 IP converged 시스템에서의 호 처리 방법은 WRED 알고리즘을 사용하여 데이터 트래픽을 처리한다.
상기 IP converged 시스템에서의 호 처리 방법은, 트래픽별로 최소 임계값, 최대 임계값 및 최대 패킷 폐기 확률을 다르게 설정하여, 트래픽별로 폐기 우선순위를 설정한다.
상기 IP converged 시스템에서의 호 처리 방법에 있어서, 중요도가 낮은 패킷일수록 폐기 우선순위를 낮게 설정하여 먼저 폐기하기 시작하고, 중요도가 높은 패킷일수록 폐기 우선순위를 높게 설정하여 나중에 폐기하기 시작한다.
상기 IP converged 시스템에서의 호 처리 방법에 있어서, 트래픽 매니지먼트부에 존재하는 버퍼의 큐 사이즈와 트래픽별로 설정된 최소 임계값을 비교하여, 버퍼의 큐 사이즈가 최소 임계값보다 큰 경우 데이터 트래픽 처리 상태가 idle 상태라고 판단하고, 버퍼의 큐 사이즈가 최소 임계값보다 작거나 같은 경우 데이터 트래픽 처리 상태가 혼잡 상태라고 판단한다.
상기 IP converged 시스템에서의 호 처리 방법에 있어서, 데이터 트래픽 처리 상태가 혼잡 상태인 경우 호를 PSTN 네트워크로 리라우팅한다.
상기 IP converged 시스템에서의 호 처리 방법에 있어서, 데이터 트래픽 처리 상태가 idle 상태인 경우 호를 IP 네트워크로 라우팅한다.
본 발명에 따르면 버퍼 매니지먼트부의 데이터 트래픽 처리 상태에 따라 VoIP 호의 예상 음질을 예측하고, 이에 따라 효율적인 라우팅을 제공함으로써 음질의 QoS를 보장할 수 있으며, 나아가 상기 최적 라우팅에 의하여 IP Converged 시스템의 자원을 효율적으로 활용함으로써 사용자에게 IP 데이터 트래픽의 혼잡 여부와 관계없이 끊김없는 호 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명에 따른 IP converged 시스템 및 상기 시스템에서의 호 처리 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 IP converged 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
IP Converged 시스템(200)은 PSTN 네트워크와 IP 네트워크에 동시에 연동될 수 있으며, 접근 게이트웨이(Access Gateway) 역할을 담당한다. 이 경우 상기 IP converged 시스템(200)은 VoIP 호 처리부(210), 트래픽 매니지먼트부(220), 내선/국선 호 처리부(230) 및 미디어 게이트웨이부(240)를 포함하여 구성된다.
VoIP 호 처리부(210)는 데이터 트래픽 처리 상태에 따라, 유입된 호를 IP 네트워크로 라우팅하거나 PSTN 네트워크로 리라우팅한다. 이를 위해 본원 발명에서 VoIP 호 처리부(210)는 후술하는 트래픽 매니지먼트부(220)와 연동된다.
이 경우 VoIP 호 처리부(210)는 호 라우팅시 트래픽 매니지먼트부(220)의 상태를 확인하여, 데이터 트래픽 처리 상태가 congestion 상태인지 아니면 idle 상태인지 판단한다. 구체적으로 VoIP 호 처리부(210)는 후술하는 버퍼 매니지먼트 부(233)에 존재하는 버퍼의 큐 사이즈와 트래픽별로 설정된 최소 임계값을 비교하여,데이터 트래픽 처리 상태가 congestion 상태인지 아니면 idle 상태인지 판단할 수 있다.
데이터 트래픽 처리 상태가 congestion 상태라면, 폭주하는 데이터 트래픽으로 인하여 VoIP 호의 QoS가 보장되지 않는다. 따라서 congestion 상태인 경우, VoIP 호 처리부(210)는 호를 PSTN 네트워크로 리라우팅한다.
그러나 만일 idle 상태라면, VoIP 호 처리부(210)는 IP 네트워크로 호를 라우팅한다. 이 경우 VoIP 호 처리부(210)는 VoIP 호의 설정 및 해제를 위한 신호를 처리한다.
트래픽 매니지먼트부(220)는 분류부(221), 마커(222), 버퍼 매니지먼트부(223), 큐 스케줄러(224)를 포함하여 구성된다. 트래픽 매니지먼트부(220)의 상세한 구성에 대해서는 도 3에 대한 설명에서 후술한다. 이 경우 VoIP 호 처리부(210)와 연동되는 것은, 버퍼 매니지먼트부(223)이다.
트래픽 매니지먼트부(220)는 데이터 트래픽을 관리하며, 네트워크의 혼잡을 제어하기 위하여 WRED 알고리즘을 사용하여 데이터 트래픽을 처리한다. 트래픽 매니지먼트부(220)가 WRED 알고리즘을 사용하여 데이터 트래픽을 처리하는 과정에 대해서는 도 4a와 도 4b에 대한 설명에서 후술한다.
내선/국선 호 처리부(230)는 VoIP 호 처리부(210)가 호를 PSTN 네트워크로 리라우팅하는 경우, 해당하는 호를 PSTN 네트워크로 라우팅한다. 한편 내선에 연결되는 호의 경우에는, 사설 교환기를 통하여 호를 내선 단말에 분배한다.
미디어 게이트웨이부(240)는 호의 처리를 위한 매체간 트랜스코딩(transcoding)을 처리한다. 예를 들어 호를 라우팅 하는 경우, 미디어 게이트웨이부(240)는 네트워크에 따라 압축 알고리즘(예를 들어, G.711A/μ,G.723 등)을 변환한다.
도 3은 본 발명에 따른 IP converged 시스템을 구성하는 트래픽 매니지먼트부의 상세 구성을 도시한 도면이다.
트래픽 매니지먼트부(220)는 분류부(221), 마커(222), 버퍼 매니지먼트부(223) 및 큐 스케줄러(224)를 포함하여 구성된다.
분류부(221)는 수신한 패킷을 클래스별로 분류한다. 예를 들어, 분류부(221)는 각각의 클래스를 VoIP 음성 패킷, VoIP FAX 패킷 및 RT(Real Time) streaming 패킷으로 설정할 수 있다. 분류부(221)는 설정된 클래스에 따라 분류된 패킷을 마커(222)에 송신한다.
마커(222)는 클래스별로 분류된 패킷에 IP Precedence(우선순위) 또는 Differentiated Services Code Point(DSCP)를 마킹하여, 패킷 폐기에 대한 우선순위를 정한다. 이 경우 마커(222)는 DSCP로 트래픽을 구분하는 방법을 가장 많이 사용한다.
버퍼 매니지먼트부(223)는 데이터 트래픽 처리 상태에 따라, 패킷을 폐기(drop)시키거나 통과(pass)시킨다.
버퍼 매니지먼트부(223)의 상태는 혼잡(congestion) 상태와 idle 상태로 분 류된다. 혼잡 상태는 네트워크의 패킷 처리 능력을 넘어, 네트워크에 존재하는 패킷의 수가 과도하게 증가되는 경우이다. idle 상태는 혼잡 상태가 아닌 상태, 즉 네트워크가 처리 가능한 정도로 패킷이 유입되는 경우이다.
한편 버퍼 매니지먼트부(223)는 네트워크의 혼잡 제어를 위해, WRED 알고리즘을 사용한다. WRED 알고리즘에서는 혼잡이 발생하기 전에 랜덤하게 패킷을 폐기시킨다. 따라서 버퍼 매니지먼트부(223)는 네트워크가 혼잡 상태에 이르지 않은 경우라도, 패킷을 폐기하기 시작한다.
WRED 알고리즘에 따라 혼잡이 발생하기 전에 패킷을 폐기하더라도, 네트워크에 패킷이 폭주하는 경우 네트워크는 혼잡 상태가 된다. 이 경우, VoIP 호 처리부(210)는 PSTN 네트워크로 호를 리라우팅한다. 이를 위해 버퍼 매니지먼트부(223)는 VoIP 호 처리부(210)와 연동되어, 버퍼 매니지먼트부(223)의 데이터 트래픽 처리 상태에 대한 정보를 제공한다. 따라서 본원 발명에서는 데이터 트래픽 처리 상태(congestion/idle)에 따라 호 라우팅을 처리하여, 음질의 QoS를 보장한다.
큐 스케줄러(224)는 패킷을 큐에 대기시키고, 일정한 스케줄링 규칙에 따라 패킷을 포워딩한다. 이 경우 큐 스케줄러(224)는 트래픽 별로 포워딩 우선순위를 설정함으로써, QoS를 보장할 수 있다.
도 4a는 WRED 알고리즘에 의하여 클래스별로 설정된 최소 임계값과 최대 임계값을 도시한 도면이며, 도 4b는 도 4a에서 설정된 임계값에 따른 패킷 폐기 확률을 도시한 도면이다.
버퍼 매니지먼트부(223)는 WRED 알고리즘을 사용하여 데이터 트래픽을 관리한다. 이 경우, 여러 종류의 트래픽을 처리하는 버퍼 매니지먼트부(223)는 트래픽별로 폐기 우선순위를 다르게 설정한다. 이하 트래픽별로 다르게 설정되는 폐기 우선순위를 Drop Precedence Level 이라 칭한다.
Drop Precedence Level은 최소 임계값(THmin), 최대 임계값(THmax) 및 최대 패킷 폐기 확률(Pmax)로 구성된다. 따라서 본원 발명에서는 각각의 클래스에 속하는 트래픽별로 최소 임계값(THmin), 최대 임계값(THmax) 및 최대 패킷 폐기 확률(Pmax)이 다르게 설정된다. 이를 위해 WRED 알고리즘에서는 하나의 큐에 THmin/THmax/Pmax를 여러 개 설정한다. 도 4a에서는 하나의 큐에 THmin/THmax/Pmax를 3개 설정한다고 가정하였다. 한편 이 경우 Drop Precedence Level에 따라 패킷을 폐기하기 시작하는 시기 및 패킷 폐기 정도가 달라진다.
버퍼 매니지먼트부(223)는 트래픽별로 폐기 우선순위를 설정하되, 중요도가 높은 패킷(즉, 폐기되어서는 안 되는 패킷)일수록 폐기 우선순위를 높게 설정한다. 폐기 우선순위가 낮은 클래스(ex: Drop Precedence Level 1)의 경우, 최소 임계값을 낮게 설정하여 패킷을 먼저 폐기하기 시작한다. 반면 폐기 우선순위가 높은 클래스(ex: Drop Precedence Level 3)의 경우, 최소 임계값을 높게 설정하여 가장 나중에 패킷을 폐기하기 시작한다.
예를 들어, VoIP Fax 데이터 패킷, RT streaming 패킷 및 VoIP 음성 데이터패킷으로 클래스를 분류한다고 가정하자.
VoIP 음성 데이터 패킷이 손실되는 경우, 음질의 QoS가 급격히 떨어진다. 즉 VoIP 호의 경우, 다른 클래스에 속하는 트래픽에 비하여 패킷 손실에 더 민감하다. 따라서 VoIP 음성 데이터 패킷의 경우, 폐기 우선순위를 가장 높게 설정한다. 버퍼 매니지먼트부(223)는 VoIP 음성 데이터 패킷에 Drop Precedence Level 3을 설정한다.
실시간 데이터 서비스는 서비스의 특성상, 서비스가 제공되는 동안 지연이나 끊김이 없어야 한다. 그렇지만 VoIP 음성 데이터 패킷보다는 패킷 손실에 덜 민감하다. 따라서 버퍼 매니지먼트부(223)는 RT streamning 패킷에 Drop Precedence Level 2를 설정한다.
VoIP Fax 데이터 패킷의 경우, 지연이나 손실에 민감하지 않은 비실시간 데이터에 속한다. 따라서 버퍼 매니지먼트부(223)는 VoIP Fax 데이터 패킷에 Drop Precedence Level 1을 설정한다.
한편 WRED에서 폐기 우선순위가 높은 패킷이라도 폐기될 수 있다. 단지, 폐기 시기가 늦을 뿐이다. 이와 같은 단점을 보완하기 위하여, 버퍼 매니지먼트부(223)는 최소 임계값을 크게 하여 패킷 폐기로 인한 패킷 손실을 최소화한다.
이와 같이 폐기 우선순위를 설정한 결과가 도 4a에 도시되어 있다. 도 4a를 보면 Drop Precedence Level 3의 최소 임계값 3(415)이 Drop Precedence Level 1의 최소 임계값 1(411)보다 크다는 것을 알 수 있다. 즉, 폐기 우선순위가 높은 클래스일수록, 최소 임계값이 높게 설정되어 있음을 알 수 있다. 이는 상대적으로 패킷을 가장 나중에 폐기하기 시작한다는 것을 의미한다.
한편 도 4a에는 폐기 우선순위(Drop Precedence Level 1)가 낮은 최대 임계값 1(412)이 폐기 우선순위(Drop Precedence Level 2)가 높은 최소 임계값 2(413)보다 낮게 설정되는 경우가 도시되어 있으나, 폐기 우선순위(Drop Precedence Level 2)가 낮은 최대 임계값 2(414)가 폐기 우선순위(Drop Precedence Level 3)가 높은 최소 임계값 3(415)보다 같거나 크도록 설정되는 경우도 있을 수 있다.
도 4b는 도 4a에서 설정된 임계값에 따른 패킷 폐기 확률을 도시한 도면이다.
버퍼 매니지먼트부(223)는 트래픽별로 설정된 Drop Precedence Level에 따라, 도달하는 단계별로 패킷을 폐기한다. Drop Precedence Level 1이 설정된 VoIP Fax 데이터 패킷의 경우를 예로 들어보면, 다음과 같다.
큐 사이즈가 최소 임계값 1(411)보다 작은 구간에서는, 패킷을 폐기하지 않으므로, 패킷 폐기 확률이 0이다(S421).
큐 사이즈가 최소 임계값 1(411)을 넘어서는 경우, Drop Precedence 1이 설정된 클래스에 속하는 패킷은 랜덤하게 폐기되기 시작한다. 따라서 패킷 폐기 확률은 최대 패킷 폐기 확률(P1max)에 도달할 때까지 계속 증가한다(S422). 이 경우 큐 사이즈가 최대 임계값 1(412)과 같게 되면, 패킷 폐기 확률은 최대 패킷 폐기 확률(P1max)값을 갖는다.
큐 사이즈가 최대 임계값 1(412)을 넘어서기 시작하면, 입력되는 모든 패킷은 폐기된다. 따라서 이후부터 패킷 폐기 확률값은 1을 계속 유지한다(S423).
반면, Drop Precedence Level 2 또는 Drop Precedence Level 3이 설정된 패킷의 경우, 상대적으로 Drop Precedence Level 1 이 설정된 클래스의 패킷보다 늦게 폐기되기 시작한다. 나아가 최대 패킷 폐기 확률(P2max, P3max)도 Drop Precedence Level 1 이 설정된 클래스의 최대 패킷 폐기 확률(P1max)보다 더 낮다. 이는 폐기 우선순위가 낮은 클래스에 대해서는 더욱 공격적으로 패킷을 폐기하며, 폐기 우선순위가 높은 클래스에 대해서는 패킷을 덜 폐기한다는 것을 의미한다. 이에 따라 혼잡 발생시, 데이터 트래픽 특성에 따라 패킷을 효율적으로 처리할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 호 처리를 위한 VoIP 호 처리부와 버퍼 매니지먼트부 및 내선/국선 호 처리부간 연동 동작을 도시한 도면이다.
IP 네트워크는 VoIP 데이터와 일반 데이터 트래픽을 모두 처리한다. 따라서 버퍼 매니지먼트부(233)의 데이터 트래픽 처리 상태는 VoIP 호의 QoS에 영향을 미친다. 즉, 데이터 트래픽 처리 상태가 혼잡 상태인 경우, VoIP 호의 음질은 떨어진다. 따라서 본원 발명에서는 버퍼 매니지먼트부(233)의 상태에 따라 VoIP 호의 예상 음질을 예측하고, 이에 따라 호를 라우팅한다. 이를 위해 VoIP 호 처리부(210)는 기본적으로 IP 네트워크로 호를 라우팅하되, IP 네트워크에서의 데이터 트래픽 처리 상태가 혼잡 상태인 경우에만 호를 PSTN 네트워크로 리라우팅한다.
내선/국선 호 처리부(230)는 호가 유입되는 경우, VoIP 호 처리부(210)에 VoIP outgoing 호를 요청한다(S501). VoIP outgoing 호란 IP 네트워크를 통하여 라 우팅되는 호를 일컫는다.
VoIP 호 처리부(210)는 버퍼 매니지먼트부(233)의 데이터 트래픽 처리 상태를 확인한다(S502). 구체적으로 VoIP 호 처리부(210)는 IP 네트워크 상에서의 클래스별 WRED 상태(Idle 상태/Congestion 상태)를 확인한다.
예를 들어 도 4b에서 Drop Precedence Level 3에 속하는 VoIP 음성 데이터 패킷의 경우, 큐 사이즈가 최소 임계값 3(415)보다 작으면 Idle 상태이고, 큐 사이즈가 최소 임계값 3(415)보다 크면 Congestion 상태이다.
이 경우 VoIP 호 처리부(210)는 데이터 트래픽 처리 상태에 따라 VoIP 호의 진행 여부를 판단한다.
버퍼 매니지먼트부(233)의 데이터 트래픽 처리 상태가 혼잡 상태인 경우, VoIP 호 처리부(210)는 PSTN 네트워크로 호를 리라우팅한다(S504). 구체적으로 VoIP 호 처리부(210)는 처리하고자 하는 호를 내선/국선 호 처리부(230)로 라우팅하며, 내선 국선 호 처리부(230)는 PSTN 호로 처리하기 위하여 라우팅된 호를 PSTN 네트워크로 라우팅한다.
반면 버퍼 매니지먼트부(233)의 데이터 트래픽 처리 상태가 idle 상태인 경우, VoIP 호 처리부(210)는 VoIP 호로 처리하기 위하여 호를 IP 네트워크로 라우팅한다(S505).
상기와 같은 VoIP 호 처리부(210)와 버퍼 매니지먼트부(233)간 연동에 의하여, 본원 발명에서는 데이터 트래픽 처리 상태(congestion/idle)에 따라 호를 라우팅한다. 기존에는 VoIP 호 처리부(210)와 버퍼 매니지먼트부(233)가 연동되지 않았 으므로, 음질에 직접적인 영향을 주는 데이터 트래픽 처리 상태와 무관하게 호 라우팅을 처리하게 되어 음질의 QoS를 보장할 수 없었다.
도 6은 본 발명에 따른 IP converged 시스템에서의 호 처리 과정을 도시한 도면이다.
IP Converged 시스템(200)으로 호가 유입되는 경우(S601), 내선/국선 호 처리부(230)는 VoIP 호 처리부(210)에 VoIP outgoing 호를 요청한다(S602).
상기 요청을 받은 VoIP 호 처리부(210)는 버퍼 매니지먼트부(233)의 데이터 트래픽 처리 상태를 확인한다(S603).
이 경우 VoIP 호 처리부(210)는 버퍼 매니지먼트부(233)에 존재하는 버퍼의 큐 사이즈와 트래픽별로 설정된 최소 임계값을 비교한다(S604). 본원 발명에서는 하나의 큐에 THmin/THmax/Pmax를 여러 개 설정하며, 트래픽별로 최소 임계값을 다르게 설정한다는 것을 앞서 살펴보았다. 따라서 상기 S604 단계에서 버퍼의 큐 사이즈를 어떤 트래픽의 최소 임계값과 비교해야 하는지 문제된다.
기본적으로 버퍼 매니지먼트부(233)에서 현재 처리하고 있는 트래픽의 최소 임계값과 버퍼의 큐 사이즈를 비교한다. 만일 버퍼 매니지먼트부(233)에서 여러 트래픽을 처리하고 있는 경우에는, 처리되고 있는 트래픽들의 최소 임계값의 평균값을 계산하고, 이를 버퍼의 큐 사이즈와 비교한다.
VoIP 호 처리부(210)는 버퍼의 큐 사이즈가 최소 임계값보다 큰지 판단한다(S605). 버퍼의 큐 사이즈가 최소 임계값보다 큰 경우, VoIP 호 처리부(210)는 버퍼 매니지먼트부(233)의 데이터 트래픽 처리 상태가 idle 상태라고 판단한다(S606). 이 경우, VoIP 호 처리부(210)는 VoIP 호로 처리하기 위하여, 호를 IP 네트워크로 라우팅한다(S607).
한편, S605 단계에서 버퍼의 큐 사이즈가 최소 임계값보다 작거나 같은 경우, VoIP 호 처리부(210)는 버퍼 매니지먼트부(233)의 데이터 트래픽 처리 상태가 혼잡 상태라고 판단한다(S608). 이 경우, VoIP 호 처리부(210)는 PSTN 호로 처리하기 위하여, 호를 PSTN 네트워크로 리라우팅한다(S609).
이로써 본 발명에 따른 IP converged 시스템에서의 호 처리 과정은 모두 종료한다.
도 1은 통합 IP 네트워크의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 IP converged 시스템의 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 IP converged 시스템을 구성하는 트래픽 매니지먼트부의 상세 구성을 도시한 도면.
도 4a는 WRED 알고리즘에 의하여 클래스별로 설정된 최소 임계값과 최대 임계값을 도시한 도면.
도 4b는 도 4a에서 설정된 임계값에 따른 패킷 폐기 확률을 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 호 처리를 위한 VoIP 호 처리부와 버퍼 매니지먼트부 및 내선/국선 호 처리부간 연동 동작을 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 IP converged 시스템에서의 호 처리 과정을 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
200: IP Converged 시스템 210: VoIP 호 처리부
220: 트래픽 매니지먼트부 221: 분류부:
222: 마커 223: 버퍼 매니지먼트부
224: 큐 스케줄러 230: 내선/국선 호 처리부
240: 미디어 게이트웨이부

Claims (14)

  1. VoIP 호 처리부와 연동되며, 패킷을 통과시키거나 폐기시켜 데이터 트래픽을 처리하는 트래픽 매니지먼트부; 와
    호 라우팅 시 상기 트래픽 매니지먼트부의 데이터 트래픽 처리 상태를 확인하고, 이에 따라 유입된 호를 IP 네트워크로 라우팅하거나 PSTN 네트워크로 리라우팅하는 VoIP 호 처리부를 포함하고,
    상기 VoIP 호 처리부는,
    트래픽 매니지먼트부에 존재하는 버퍼의 큐 사이즈와 트래픽별로 설정된 최소 임계값을 비교하여, 버퍼의 큐 사이즈가 최소 임계값보다 큰 경우 데이터 트래픽 처리 상태가 idle 상태라고 판단하고, 버퍼의 큐 사이즈가 최소 임계값보다 작거나 같은 경우 데이터 트래픽 처리 상태가 혼잡 상태라고 판단하는 IP Converged 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 트래픽 매니지먼트부는,
    WRED 알고리즘에 따라 데이터 트래픽을 처리하는 IP Converged 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 트래픽 매니지먼트부는,
    트래픽별로 최소 임계값, 최대 임계값 및 최대 패킷 폐기 확률을 다르게 설정하는 IP Converged 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 VoIP 호 처리부는,
    데이터 트래픽 처리 상태가 혼잡 상태인 경우 호를 PSTN 네트워크로 리라우팅하는 IP Converged 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 VoIP 호 처리부는,
    데이터 트래픽 처리 상태가 idle 상태인 경우 호를 IP 네트워크로 라우팅하는 IP Converged 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 VoIP 호 처리부가 호를 PSTN 네트워크로 리라우팅하는 경우, 해당 호를 PSTN 네트워크로 라우팅하는 내선/국선 호 처리부; 와
    호의 처리를 위한 매체간 트랜스코딩을 처리하는 미디어 게이트웨이부를 더 포함하는 IP Converged 시스템.
  8. 호가 유입되는 경우, IP 네트워크로의 라우팅을 요청하는 단계;
    상기 요청이 있는 경우, 트래픽 매니지먼트부의 데이터 트래픽 처리 상태를 확인하는 단계; 및
    확인한 데이터 트래픽 처리 상태에 따라, 호를 IP 네트워크로 라우팅하거나 PSTN 네트워크로 리라우팅하는 단계를 포함하고,
    상기 트래픽 매니지먼트부에 존재하는 버퍼의 큐 사이즈와 트래픽별로 설정된 최소 임계값을 비교하여, 버퍼의 큐 사이즈가 최소 임계값보다 큰 경우 데이터 트래픽 처리 상태가 idle 상태라고 판단하고, 버퍼의 큐 사이즈가 최소 임계값보다 작거나 같은 경우 데이터 트래픽 처리 상태가 혼잡 상태라고 판단하는 IP converged 시스템에서의 호 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    WRED 알고리즘을 사용하여 데이터 트래픽을 처리하는 IP converged 시스템에서의 호 처리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    트래픽별로 최소 임계값, 최대 임계값 및 최대 패킷 폐기 확률을 다르게 설정하여, 트래픽별로 폐기 우선순위를 설정하는 IP converged 시스템에서의 호 처리 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제8항에 있어서,
    데이터 트래픽 처리 상태가 혼잡 상태인 경우 호를 PSTN 네트워크로 리라우팅하는 IP converged 시스템에서의 호 처리 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    데이터 트래픽 처리 상태가 idle 상태인 경우 호를 IP 네트워크로 라우팅하는 IP converged 시스템에서의 호 처리 방법.
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