KR19990030124A - 네트워크 단말기 및 데이터 통신 네트워크 유지 방법 - Google Patents

네트워크 단말기 및 데이터 통신 네트워크 유지 방법 Download PDF

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KR19990030124A
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Abstract

본 발명은 패킷 전화 시스템과 관련된 통신 신호들을 수신하고, 패킷 전화 시스템과 관련된 데이터 네트워크의 서비스 질을 데이터 네트워크의 트래픽 부하에 관계없이 서비스 질을 일정한 레벨 이하로 레벨로 유지하기 위하여 상기 수신된 신호를 수정하도록 구성된 네트워크 단말기를 제공한다.

Description

네트워크 단말기 및 데이터 통신 네트워크 유지 방법
본 발명은 데이터 통신 네트워크의 서비스 질을 제어하는 장치 및 방법에 관하며, 특히 네트워크 트래픽(network traffic)에 관계없는 레벨 이하로 데이터 통신 네트워크의 서비스 질을 유지하는 네트워크 단말기에 관한다.
기존의 전화 서비스 및 개선된 전화 서비스(예를 들어, 음성 통화, FAX, 및 음성 우편)를 잘 알려진 공중 교환 전화 네트워크(Public Switched Telephone Network)(PSTN)를 통해 제공하는 통신 네트워크 오퍼레이터들은 통신 신호들을 전송하기 위해 데이터 네트워크를 보다 많이 사용하는 추세이다. 인터넷은 일반적으로 잘 알려진 그리고 많이 통용되는 데이터 네트워크이다. 데이터 통신 네트워크는 통신 신호들이 네트워크에서 통신 장치들(예를 들어, 유선 전화, 무선 전화, 컴퓨터, 모뎀, 팩시밀리 기계, 비디오 전송기 및 수신기, 단자 어댑터)에 의해 디지털 형태로 전송되는 통신 네트워크이다.
데이터 통신 네트워크(또는 어떤 다른 통신 네트워크)와 관련된 통신 신호들은 프로토콜에 따라 전송된다. 프로토콜은 특정한 일련의 규칙을 나타내며 이 규칙에 의해 데이터 네트워크(및 다른 형태의 통신 네트워크) 내의 모든 또는 일부의 통신 장치들이 통신을 개시하고, 정보를 전송하며 통신을 종료한다. 그래서, 데이터 통신 네트워크의 일부를 구성하는 모든 또는 일부의 통신 장치들은 프로토콜에 따라 통신 신호들을 송수신한다. 많은 데이터 네트워크에 있어서, 몇 가지 형태의 정보(예를 들어, 디지털 데이터, 디지트화된 음성, 디지트화된 비디오, 팩시밀리 데이터, 프로토콜 정보)를 나타내는 이들 통신 신호들은 패킷들로 구성된다. 패킷은 일반적으로 헤더 및/또는 트레일러 비트(trailer bit)와 전송할 사용자 데이터로 이루어져 있다. 각각의 패킷에 있는 헤더 및/또는 트레일러 비트는 소스 및 목적지 어드레스, 제어 정보, 에러 검사 및/또는 정정 비트 등과 같은 데이터 네트워크 프로토콜이 필요로 하는 정보를 포함한다. 패킷에 있는 사용자 정보를 종종 페이로드(payload)라 불린다. 패킷들은 패킷 전환(packet switching)이라 칭하는 잘 알려진 기술에 의해 패킷 네트워크를 통해 전송된다.
프레임 또는 셀 네트워크라 알려진 변형들, 예를 들어 프레임 릴레이 네트워크, 비동기 전송 모드(ATM) 네트워크 등을 포함하는 다양한 종류의 패킷 네트워크가 존재한다. 패킷 네트워크란 용어는 분리된 유닛(discrete units), 즉 패킷, 프레임, 셀 등과 같은 종료점들(endpoints) 사이에 정보를 전송하고 수신하고 전환하며 처리하는 모든 형태의 데이터 통신 네트워크를 말한다.
패킷 전환 데이터 네트워크에 있어서, 각각의 패킷은 데이터 통신 네트워크 내의 지점에서 지점으로 루트 된다. 통신 신호의 일부를 나타내는 하나의 패킷이 통과하는 경로는 그 동일한 통신 신호의 다른 패킷이 통과하는 경로와 다를 수 있다. 그래서, 적어도 하나의 패킷을 구성하는 통신 신호에 의해 정보를 나타낼 수 있다. 그 통신 신호를 전송하는데 데이터 네트워크를 사용하는 특정한 한 형태의 통신 시스템이 패킷 전화(Packet Telephony)로 공지되어 있다.
패킷 전화란 PSTN 또는 몇몇 다른 전화 시스템과는 다른 패킷 전환 데이터 네트워크에 대해 기존 및 개선된 전환 서비스(traditional and enhanced switched services)를 제공하기 위해 음성 압축 기술과 데이터 네트워킹 기술(speech compression and data networking technologies)을 통합한 것이다. 그래서, 패킷 전화 시스템은 적어도 하나의 잠재적 데이터 네트워크(underlying data network)를 포함하며, 이를 통해 패킷 전화 시스템과 관련 있는 통신 신호들이 전송된다. 예를 들어, PSTN으로 두 사람(사람 A 및 사람 B)이 전화로 대화한다고 할 때, 사람 A 의 마이크로폰으로부터의 아날로그 음성 신호가 A/D 변환기에 의해 통상적으로 8000 샘플/초, 8 비트/샘플, 즉 전체 64K비트/초로 디지트화 된다. 그런 다음 디지털 음성 샘플은 압축되어 음성 샘플을 나타내는데 필요한 비트 수로 감소된다. 압축 비는 통상적으로 6400 비트/초 내지 8000 비트/초 범위의 비트 레이트를 생성하는 8:1 내지 10:1 의 범위이다. 그런 다음 압축기의 출력은 패킷들로 형성되고 이 패킷들은 패킷 전환 데이터 통신 네트워크를 통해 사람 B에게 서비스하는 패킷 전화 시스템으로 전송된다. 사람 B의 시스템이 패킷들을 수신하면, 패킷들은 패킷 해제되는데, 즉 헤더 및 트레일러 비트가 제거되고 남아 있는 압축된 정보 비트(즉, 압축된 디지트화된 음성)이 압축 해제기(decompressor)에 전송된다. 압축 해제기 출력은 사람 B의 스피커를 구동하는 D/A 콘버터에 접속되어 있다. 통상적으로 2 사람의 전화 통화에 있어서는, 각자에 있는 패킷 전화 단말기가 송신 기능과 수신 기능을 동시에 행한다.
도 1은 패킷 전화 통신 시스템의 구성을 도시한다. 명확화를 위해, 패킷 전화 단말기(104 및 112)를 통해 잠재적 데이터 네트워크(108)에 접속되어 있는 두 대의 전화(100, 116)만을 도시한다. 실제의 패킷 전화 통신 시스템에 있어서는 수백 내지 수천 대가 있을 수 있으며 다른 통신 장치들이 패킷 전화 단말기(예를 들어, 104, 102)를 통해 데이터 통신 네트워크에 접속된다. 또한, 실제의 패킷 전화 통신 시스템은 하나 이상의 데이터 통신 네트워크를 사용하여 그 통신 신호들을 전송할 수 있다.
다시 도 1을 참조해서, 전화(100, 116)는 통신 링크(102 및 114)를 통해 패킷 전화 단말기(104, 112)에 접속된다. 통신 링크(102 및 104) 뿐만 아니라 통신 링크(106 및 110)는 임의의 매체(예를 들어, 트위스트된 전선 쌍, 동축 케이블, 광섬유 케이블 등)가 될 수 있으며 이를 통해 통신 신호들이 통상적으로 전송된다. 게이트웨이(gateways) 및 라우터(routers)와 같은 공지된 표준 통신 장비와 함께 실행될 수 있는 패킷 전화 단말기(104 및 112)는 표준 아날로그 또는 일정한 비트 레이트 디지털 음성 신호( 및 다른 신호)를 수신하고, 이들 신호를 음성 압축 기술을 이용해서 인코드 하고 그 결과적인 비트 스트림으로부터 패킷들을 생성한다. 패킷들은 데이터 통신 네트워크(108)로 보내지고 이 데이터 통신 네트워크는 상기 패킷들을 다른 패킷 전화 단말기로 루트하며, 상기 다른 패킷 전화 단말기는 패킷들로부터 정보 비트들을 추출하고, 그 정보 비트들을 압축 해제하고, 상기 비트들을 아날로그 신호로 변환하며, 그런 다음 상기 아날로그 신호들은 전화기(예를 들어 100, 116) 또는 다른 통신 장치들로 보내진다. 그래서, 도 1에 도시된 2 사람의 패킷 전화 통화에 있어서는, 각자의 통화 끝에서 패킷 전화 네트워크 단말기(104, 112)가 음성 신호 및 패킷 전화 시스템으로 전송된 다른 형태의 통신 신호들에 대한 압축, 패킷화, 압축 해제, 및 패킷 해제를 동시에 행한다. 패킷 전화 통화는 패킷 전화 시스템을 사용하는 적어도 두 사람 사이의 전화 통화로서 한정되며 이에 의해 통화는 패킷 전화 시스템에 수행되는 프로토콜에 따라 이루어지며, 패킷 전화 통화 시스템에는 음성 통화, 팩시밀리, 통신, 음성 우편, 및 다른 서비스가 포함되어 있다.
통신 네트워크에서의 패킷 전환을 사용하기 이전에는, 많은 통신 네트워크가 회로 전환(circuit switching)이라고 알려진 다른 방식을 사용하였다. 패킷 전환과 비교해 보면, 회로 전환은 특정한 통신 경로를 한정하거나 네트워크 내의 두 점 사이에 통신 신호들이 전송되는 채널을 한정하기 위해 네트워크 리소스를 할당한다. 회로 전환은 잘 알려진 POTS(Plain Old Telephone Service) 네트워크나 또는 서로 통신하기를 바라는 특정한 사용자들을 위해 특정한 통신 경로, 또는 채널이나 회로가 특별히 할당된 PSTN과 같은 전화 시스템의 설계에 폭넓게 적용되었다. 회로 전환 네트워크는 리소스를 할당하는 방식이기 때문에, PSTN과 같은 회로 전환 네트워크는 산발적인 통신이나 집중적인 통신을 위한 패킷 전환 네트워크에 비해 일반적으로 비효율적으로 보인다.
회로 전환 네트워크와는 달리, 패킷 전환 방식을 사용하는 데이터 통신 네트워크는 통상적으로 각각의 실제의 사용자를 위해 리소스를 예약해 두지 않는데, 이것은 집중적인 트래픽을 갖는 데이터 통신 네트워크 인프라스트럭처를 활용하는 효율성이 높아지기는 하지만 단말-단말 성능(end-to-end performance)이 데이터 통신 네트워크의 모든 사용자들의 트래픽 패턴(일반적으로 제어 불가능한)에 크게 의존하게 된다.
(패킷 전화 시스템의 사용자들이나 오퍼레이터들이 인지하는 바와 같이) 패킷 전화 시스템이 제공하는 서비스의 질은 패킷 전화 통화의 질에 악영향을 미치는 패킷 손실, 비트 에러, 지연, 지연 변동(종종 지터라 칭함)과 같은 잠재적 데이터 통신 네트워크의 몇몇 잘 알려진 네트워크 파라미터의 값들에 의존한다. 그러한 바와 같이 많은 데이터 통신 네트워크는 서비스 질의 레벨을 변화시킬 수 있다. 패킷 전화 통화가 데이터 트래픽이 변하면서 데이터 통신 네트워크를 통해 전송될 때 파라미터 값들이 수용할 수 있는 범위를 벗어날 정도로 변하게 되면 대화에 있어서 브레이크업(breakups), 드롭아웃(dropouts) 또는 다른 수용할 수 없는 인터럽션으로 영향을 받는다. 데이터 통신 네트워크는 최악의 부하 상황하에서 패킷 전화 통화에 대한 수용할 수 있는(사용자 및/또는 네트워크 오퍼레이터에 의해 규정된) 서비스 질을 제공하도록 설계될 수 있다. 그러한 설계 접근은 예를 들어, PSTN의 서비스 질에 근접하도록 의도된 패킷 전화 시스템에 사용될 수 있다.
패킷 전화 시스템을 포함하는 통신 시스템의 서비스 질은 하나 이상의 네트워크 파라미터에 대한 일련의 값들에 의해 규정된다. 예를 들어, 임의의 1초 간격에 대한 평균화된 10 %의 비트 에러 율을 갖는 것과 같이, 즉 전송된 매 10,000 패킷에 대한 1 패킷의 패킷 에러 손실 율 및 임의의 패킷에 대한 25 msec 의 전파 지연을 갖는 것과 같이 특정한 패킷 전화 시스템에 대한 수용할 수 있는 서비스 질을 규정할 수 있다. 각각의 파라미터는 또한 값의 범위에 의해 특징지어질 수 있다. 예를 들어, 수용할 수 있는 패킷 에러 손실 율은 전송된 매 10,000 패킷에 대한 1-5 패킷 손실이 될 수 있으며, 수용할 수 있는 패킷 전파 지연은 25 - 30 msec 가 될 수 있다. 그래서, 마지막 예에 있어서, 1 또는 2 또는 3 또는 4 패킷의 패킷 손실 율을 수용할 수 있다. 다른 네트워크에 대한 수용할 수 있는 서비스 질은 몇 개의 네트워크 파라미터나 단지 하나의 네트워크 파라미터에 의해서 규정될 수 있다. (패킷 전화 시스템을 포함해서) 임의의 특정한 통신 시스템에 대한 수용할 수 있는 서비스 질을 규정하는데 사용되는 일련의 네트워크 파라미터 및 그 값들(또는 값들의 범위)은 네트워크 오퍼레이터나 시스템의 사용자 또는 둘 모두에 의해 고안될 수 있다.
많은 네트워크 오퍼레이터들은 서비스 질 및 가격이 PSTN 보다 낮게 규정된 '오프-브랜드(off-brand)' 및 '세컨드 타이어(second tier)'를 제공하기 위해 패킷 전화 시스템을 사용하는 것이 유용하며, 이들 오퍼레이터들은 서비스 질이 유사한 새로운 서비스를 제공받음으로써 자신들이 사용하던 기존의 이익이 될 만한 PSTN 서비스를 사용하지 않기를 바라는 것이 아니라 낮은 가격을 원할 수 있다. 세컨드 타이어 또는 오프-브랜드 서비스는 수용할 수 있는 레벨들을 행할 수 있어야 하는데 즉, 네트워크 오퍼레이터들 및/또는 사용자들에 의해 규정된 수용할 수 있는 서비스 질을 제공해야 한다. 그렇지만, 잠재적 데이터 통신 네트워크 내의 예측할 수 없는 트래픽 부하(즉 네트워크 부하)의 영향으로 인해 패킷 전화 통화의 단말-단말 질(end-to-end quality)을 제어하는 것이 어려우면, 오퍼레이터들은 이 세컨드 타이어가 제공하는 서비스 질을 낮은 네트워크 부하 기간 동안 (사용자들 및/또는 네트워크 오퍼레이터들이) 받아들일 수 있는 지와 부하가 증가함에 따라 예상되는 낮은 질 레벨로 저하하는 것을 염려하게 된다. 대안적으로, 패킷 전화 시스템이 트래픽이 별로 없는 기간 동안 PSTN 서비스 질보다 낮은 서비스 질을 제공하도록 설계되었다면, 다량의 부하는 서비스를 전체적으로 쓸모 없게 만들어 버린다. 네트워크 부하는 패킷 전화 시스템을 통해 한 번에 전송되는 사용자들의 트래픽의 양에 따라 규정될 수 있다. 네트워크 부하는 또한 한 번에 사용되는 패킷 전화 시스템 내에 포함된 리소스의 백분율에 따라 규정될 수 있다. 그래서 네트워크 부하는 접속될 가능성이 있는 사용자들(potential connected users)에게 유용할 수 있는 패킷 전화 시스템의 용량을 반영해야만 한다. 네트워크 부하를 갖는 패킷 전화 통화의 질에서의 변동으로 인해 가입자가 인지하는 바와 같이 패킷 전화 시스템에서의 성능이 임의로 변화하게 되어, 소비자는 불만을 가지게 되고 사용자와 오퍼레이터의 기대는 무너지게 된다.
그러므로, 네트워크 오퍼레이터들은 수용할 수 있는 서비스 질을 가지며 네트워크 부하에 관계없는 패킷 전화 시스템을 제공할 필요가 있다. 또한, 네트워크 오퍼레이터들은 네트워크 부하에 관계없는 기존의 전화 시스템(예를 들어, PSTN)의 서비스 질의 레벨 이하로 패킷 전화 시스템의 서비스 질을 유지할 필요가 있다. 또한, 네트워크 오퍼레이터들은 잠재적 데이터 네트워크의 파라미터들을 네트워크 부하에 관계없이 어떤 값으로 또는 값들의 범위로 유지할 수 있는 패킷 전화 시스템을 제공할 필요가 있다.
본 발명은 서비스 질을 변화시킬 수 있는 데이터 통신 네트워크와 관련된 통신 신호들을 수신하도록 구성된 네트워크 단말기를 제공한다. 네트워크 단말기는 네트워크 부하에 관계없는 임계 레벨 이하로 데이터 통신 네트워크의 서비스 질을 유지하기 위해 수신된 통신 신호들을 수정할 수 있는 적어도 하나의 모듈을 포함한다.
도 1은 패킷 전화 시스템의 구성에 대한 예시도.
도 2는 도 1에 도시된 것과 같은 패킷 전화 시스템의 일단에 있는 본 발명의 네트워크 단말기 도시도.
* 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명
100, 116 : 전화기
104, 112 : 패킷 전화 단말기
102, 106, 114, 110 : 통신 링크
108 : 데이터 통신 네트워크
이제, 유사한 참조 부호는 유사한 또는 동일한 소자를 나타내는 도면을 참조해 보면, 도 2는 잠재적 데이터 통신 네트워크(underlying data communication network)(108)와 패킷 전화 네트워크 단말기(Packet Telephony Network terminating equipment)(104)에 접속되어 패킷 전화 시스템의 일단의 일부를 형성하는 본 발명의 실시예(네트워크 단말기(Network Terminating Unit)(200))를 도시한다.
네트워크 단말 모듈(200)은 데이터 통신 네트워크의 서비스 질이 네트워크 부하에 관계없이 임계 레벨 이하로 유지될 수 있도록 서비스 질의 레벨을 변화시킬 수 있는 데이터 통신 네트워크(108)와 관련된 통신 신호들을 수정하도록 구성된다. 데이터 통신 네트워크(108)의 서비스 질 레벨은 적어도 하나의 측정된 네트워크 파라미터 값이나 네트워크 오퍼레이터나 사용자들 또는 양자 모두에 의해 확인된 다양한 네트워크 파라미터의 일련의 값에 의해 규정되며 그래서 적어도 하나의 측정된 네트워크 파라미터 값이나 네트워크 오퍼레이터나 사용자들 또는 양자 모두에 의해 확인된 다양한 네트워크 파라미터의 일련의 값의 함수가 된다. 서비스 질의 레벨은 적어도 하나의 수 또는 수들의 범위에 의해 나타내어질 수 있도록 네트워크 오퍼레이터 또는 사용자들 또는 양자 모두에 의해 고안된 임의 방식에 의해 양적으로 규정될 수 있다. 네트워크 오퍼레이터 또는 사용자들 또는 양자 모두는 패킷 전화 시스템에 대한 서비스 질의 임계 레벨을 임의로 또는 의도적으로 설정할 수 있다. (측정된 파라미터 값들로부터 유도된) 서비스 질의 레벨이 네트워크 오퍼레이터 또는 사용자들 또는 양자 모두에 의해 설정된 임계 레벨보다 높을 때마다 본 발명은, 즉 네트워크 단말기(200)는 서비스 질의 측정된 레벨이 임계 레벨로 또는 그 이하로 유지되도록 수신된 통신 신호들을 수정하며, 이것은 네트워크 부하와는 관계없이 행해진다. 그래서, 예를 들면, 네트워크 부하가 적을 때는 어떤 네트워크 파라미터가 수용할 수 있는 값의 범위를 벗어날 수 있게 되어 서비스 질의 측정된 레벨이 임계 레벨보다 높아지게 된다. 그러한 경우에, 네트워크 단말기(200)는 측정된 레벨이 임계 레벨로 또는 그 이하가 되도록 수신된 통신 신호들을 수정한다. 네트워크 제공자 및/또는 사용자가 설정한 임계 레벨이 기존의 전화 시스템(예를 들어, PSTN)보다 낮은 서비스 질에 해당될 때는 데이터 통신 네트워크(108)와 관련된 패킷 전화 시스템은 그래서 세컨드 타이어 또는 오프 브랜드 전화 시스템으로서 특징지어질 수 있다.
통신 신호들(예를 들어, 패킷)은 통신 링크(110)를 통해 다른 패킷 전화기(도시되지 않음)로부터 데이터 통신 네트워크(108)로 인입된다. 수신된 통신 신호들은 특정한 패킷 전환 방식에 따라 데이터 네트워크(108)를 통해 루트 되어 통신 링크(106)를 통해 네트워크 단말기(200)에 의해 수신된다. 패킷들은 특정한 파라미터들이 측정되는 방식에 따라 특정 필드나 헤더 및/또는 트레일러 부를 추출하는 패킷 수신기(202)에 의해 제일 먼저 수신된다. 패킷 수신기(202)는 경로(214 및 216)를 통해 패킷 페이로드(packet payloads)를 합성 에러 주입기 모듈(204) 및 파라미터 측정 모듈(206)로 각각 전송한다. 많은 데이터 통신 네트워크에서, 다양한 네트워크 파라미터들의 측정 데이터에 필요한 데이터가 패킷들의 헤더 및/또는 트레일러 부에 위치될 수 있다. 그러한 경우에 있어서, 패킷 수신기 모듈(202)은 인입하는 측정 데이터를 파라미터 측정 모듈(206)로 전송하도록 구성될 수 있다.
파라미터 측정 모듈(206)은 패킷 페이로드들을 검사하고 각각의 패킷 페이로드와 관련 있는 다양한 파라미터들(예를 들어, 패킷 손실 율, 패킷 지연, 지터)의 순간 값(instantaneous value)들을 결정한다. 파라미터 측정 모듈(206)은 또한 오랜 기간 동안의 특정 파라미터들의 측정, 예를 들어 몇몇 기간 동안의 패킷 손실 율의 평균을 유지할 수 있다. 파라미터 측정 모듈(206)은 또한 목표 파라미터 값 모듈(208)에 저장된 원하는 값들과 측정된 파라미터 값들을 비교하도록 구성된다. 파라미터 측정 모듈(206)은 경로(210)를 통해 목표 파라미터 값 모듈(208)로부터의 원하는 값들을 검색함으로써 원하는 값들과 측정된 파라미터 값들을 비교할 수 있다. 모듈(208)에 저장되어 있는 원하는 파라미터 값들은 통상적으로 네트워크 오퍼레이터(또는 사용자들)에 의해 설정되어 패킷 전화 시스템에 대한 임계 레벨을 유도하는데 사용될 수 있다. 파라미터 측정 모듈(206)은 측정된 파라미터 값들과 원하는 파라미터 값들을 비교한 결과에 기초해서 제어 신호들을 발생한다. 제어 신호들은 에러 주입기 모듈(204)에 전송되고 수신된 패킷들을 어떻게 수정해야 하는지를 모듈(204)에 명령을 내림으로써 데이터 통신 네트워크(108)의 서비스 질의 레벨이 네트워크 부하(예를 들어, 데이터 통신 네트워크(108)의 트래픽 부하)에 관계없이 임계 레벨 이하로 유지될 수 있도록 한다.
합성 에러 주입기 모듈(204)은 파라미터 측정기(206)로부터의 제어 신호들에 따라 패킷 페이로드들의 스트림에 적절한 에러들을 부가함으로써 수신된 패킷 페이로드들을 수정한다. 에러들은 데이터 통신 네트워크(108) 상의 파라미터들의 영향을 시뮬레이트 하고 잘 알려진 다양한 기술에 의해 실시될 수 있다. 예를 들어, 패킷 손실 율은 지정된 속도로 임의로 버리는 패킷들에 의해 상승될 수 있다. 네트워크 지연 및 지터는 임의로 지연되어 수신된 패킷들이 패킷 전화 네트워크 단말기(104)로 전달되기 전에 임의로 지연되어 수신된 패킷들에 의해 현실화될 수 있다. 수용할 수 있는 값들에 또는 값들 내에 이미 존재하는 파라미터들을 어떤 수신된 패킷들이 구비하는 예가 있을 수 있다. 따라서 그러한 예에 있어서는, 파라미터 측정 모듈(206)에 의해 발생된 제어 신호들이 패킷 스트림을 수정하지 말도록 합성 에러 주입기 모듈(204)에게 명령을 내린다.
다시 도 2를 참조하면, 네트워크 단말 모듈(200)은 패킷 수신기 장치(202)가 수신한 각각의 패킷을 비교함으로써 측정된 네트워크 파라미터를 모니터하고 필요하다면 에러 주입기 모듈(204)로 하여금 파라미터 측정 모듈(206)이 발생하는 제어 신호들에 따라 상기 수신된 패킷들을 수정하도록 한다. 측정된 네트워크 파라미터의 모니터링은 연속적으로, 주기적으로, 또는 불규칙적으로 행해진다. 네트워크 파라미터는 잘 알려진 패킷 에러 측정 기술을 사용하여 파라미터 측정에 의해 측정될 수 있다. 예를 들어, 패킷 손실, 패킷 지연 및 패킷 지연 변동(지터)과 같은 파라미터들은 패킷 시퀀스 넘버링(packet sequence numbering) 및 시간 스태핑(time stamping)을 사용해서 측정될 수 있다. 패킷 시퀀스 넘버링 및 시간 스태핑은 잘 알려진 기술이며, 이에 의해 각각의 패킷은 데이터 통신 네트워크(108)를 통해 루트 되기 전에 시간 값(예를 들어 실제의 시간 날짜) 및 시퀀스 번호에 따라 레이블(label)이 붙여지며 레이블이 붙은 패킷이 그 목적지까지 도착하는데 걸리는 시간 주기가 측정된다. 레이블은 패킷의 헤더 또는 트레일러 부에 저장된 일군의 비트에 의해 나타내어 질 수 있다. 또한 통상적으로 데이터 통신 네트워크( 및 다른 통신 네트워크)는 네트워크 파라미터들을 측정하는 네트워크 도처에 위치한 다양한 모니터링 장치(도시되지 않음)를 포함하여 그러한 데이터가 네트워크 다른 장치에서 유용하게 되도록 한다. 그래서, 파라미터 측정 모듈(206)은 (패킷의 헤더 또는 트레일러 내에 저장될 수 있는) 그러한 데이터를 사용하여 적절한 제어 신호를 합성 에러 주입기 모듈(204)로 발생할 수 있다.
패킷 페이로드들이 합성 에러 주입기 모듈(204)에 의해 수정된 후, 패킷 페이로드들은 링크(106)를 통해 패킷 전화 단말기(104)로 전송되어 프로토콜 처리(모듈 118)되고 패킷 전화 처리(예를 들어 모듈(120)에 의해 실시되는 압축 해제 및 D/A 변환)된다. 모듈(104)의 출력은 통신 링크(102)를 통해 사용자(100)에게 전송된다.
이와 같이, 본 발명은 PSTN 과 같은 기존의 전화 시스템의 서비스 질 레벨보다 낮은, 네트워크 오퍼레이터나 사용자가 규정한 서비스 질의 임계 레벨 이하로 패킷 전화 통화의 질을 유지될 수 있다. 패킷 전화 통화는 하나 또는 몇 개의 네트워크 파라미터에 의존하며 그래서 다양한 서비스 질 레벨을 갖는다.
예를 들어, 서비스 질이 모듈(208)에 저장된 다음과 같은 네트워크 파라미터 값의 범위의 함수인 패킷 전화 시스템에서,
(a) 패킷 손실 율 = 매 10,000 패킷에 대해 25 - 100 패킷 손실;
(b) 패킷 전파 지연 = 100 - 200 msec;
(c) 비트 에러 = 1 초 간격에 대해 평균 15 - 17 %;
(d) 패킷 지연 변동(지터) = 50 - 100 msec.
서비스 질의 레벨이 이들 값들에 의해 규정된 임계 레벨보다 상승할 수 있다면, 측정된 패킷 손실 율은 전송된 매 10,000 패킷에 대해 1 패킷 손실이고, 측정된 패킷 전파 지연은 25 msec 이며, 비트 에러 율은 임의의 1 초 간격에 대해 12 %, 지터는 2 msec 라고 말할 수 있다. 임계 레벨은 PSTN의 서비스 질 또는 몇몇 다른 기존의 전화 시스템의 서비스 질 보다 낮은 서비스 질을 나타내도록 선택된다.
데이터 네트워크(108)의 트래픽 부하에 관계없이, 합성 에러 주입기 모듈(204)은, 수신된 매 10,000 패킷에 대해 적어도 2 패킷을 버리고, 측정된 전파 지연에 적어도 10 msec를 부가하고, 인입하는 페이로드들을 오염시켜 비트 에러를 임의의 1 초 간격에 대해 적어도 15 %까지 증가시키고 수신된 페이로드들에 적어도 2 msec 의 지터를 부가하라는 명령을 내리는 제어 신호들을 파라미터 측정 모듈(206)로부터 수신할 수 있다. 주입된 합성 에러의 중대도(severity)는 네트워크 파라미터들의 측정에 응답해서 저장된 목표 값들과 비교되어 계속해서 변하게 된다.
패킷 전화 통화의 서비스 질의 레벨이 규정된 임계 레벨보다 높아지게 될 때를 결정하기 위해 다양한 방법론이 생성될 수 있다. (네트워크 오퍼레이터 및/또는 사용자들에 의해) 고안될 수 있는 한 방법론으로는 예를 들어, 측정된 네트워크 파라미터 값의 네 가지 모두가 저장된 목표 값들 내에 있을 때, 그에 따라서 파라미터 측정 모듈(206)이 합성 에러 주입기 모듈(204)로 하여금 에러를 부가하는 것을 중단하라는 명령을 내리는 제어 신호들을 발생하게 되는 것이 있다. 다른 방법론으로는 목표 값들의 현저한 백분율(예를 들어, 4개 중에서 3개)이 도달했다면 파라미터 측정 모듈(206)은 모듈로 하여금 에러를 부가하는 것을 중단하라는 명령을 내리도록 설계되는 것이 있을 수 있다. 다른 적절한 방법론들이 고안되어 실행될 수 있다는 것은 본 발명에 속하는 당 분야에 익숙한 기술인들에게는 자명하다. 사용된 특정한 방법론은 특정한 네트워크 오퍼레이터 및/또는 사용자들에게 의존하게 된다.
본 발명의 모듈(202, 204, 206, 및 208)은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및 이것들의 조합으로 실행될 수 있다는 것을 유념해야 한다. 본 발명의 모듈은 함께 위치할 필요가 없으며, 이들 모듈은 데이터 통신 네트워크 및 전화 시스템의 도처에 있는 다양한 장치 내에 위치할 수 있다. 경로(210, 212, 214, 및 216)는 전선, 통신 링크, 또는 전자 회로 또는 전기 회로에서 사용된 잘 알려진 접속 경로가 될 수 있다. 모듈의 특정한 실행에 따라, 모듈 사이에 전송되는 데이터, 정보 및 제어 신호들은 디지털 신호, 아날로그 신호, 광학 신호, 메모리 회로 내의 내용 또는 메모리 위치, 펌웨어 또는 소프트웨어 프로그램의 일부를 구성하는 레지스터의 내용으로서 나타내어 질 수 있다.
또한, 당 분야의 기술인은 본 발명이 데이터 통신 네트워크(108)의 어느 곳에나 위치될 수 있으며 또한 패킷 전화 네트워크 단말기(104) 또는 사용자 장치(100)에도 병합될 수 있음을 쉽게 이해할 수 있다.

Claims (12)

  1. 네트워크 단말기(200)에 있어서,
    서비스 질의 레벨들을 변화시킬 수 있는 데이터 통신 네트워크와 관련된 통신 신호들을 수신하도록 구성되고, 상기 통신 신호들을 수정하여 상기 데이터 통신 네트워크의 서비스 질이 네트워크 부하에 관계없이, 규정된 임계 레벨 이하로 유지될 수 있도록 구성된 적어도 하나의 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 단말기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈은 패킷 수신기 모듈(202)을 포함하는 네트워크 단말기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈은 합성 에러 주입기 모듈(synthetic error injector module)(204)을 포함하는 네트워크 단말기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈은 파라미터 측정 모듈(206)을 포함하는 네트워크 단말기.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈은 목표 파라미터 모듈(208)을 포함하는 네트워크 단말기.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 모듈은 상기 통신 신호들에 에러를 부가함으로써 상기 통신 신호들을 수정하도록 구성된 네트워크 단말기.
  7. 네트워크 단말기에 있어서,
    서비스 질의 레벨들을 변화시킬 수 있는 데이터 통신 네트워크와 관련된 패킷들을 수신하도록 구성되고, 상기 수신된 패킷들로부터 페이로드 정보(pay load information)를 추출하도록 구성된 패킷 수신기 모듈(200);
    원하는 네트워크 파라미터 값들을 저장하도록 구성된 목표 파라미터 모듈(208);
    상기 패킷 수신기 모듈로부터 상기 페이로드들을 수신하고, 각각의 페이로드와 관련된 네트워크 파라미터 값들을 결정하고, 상기 네트워크 파라미터 값들을 목표 파라미터 모듈에 저장된 원하는 네트워크 파라미터 값들과 비교하여, 그 비교에 기초해서 제어 신호들을 발생하는 파라미터 측정 모듈(206); 및
    상기 패킷 수신기 모듈로부터 상기 패킷 페이로드들을 수신하고 상기 파라미터 측정 모듈로부터의 상기 제어 신호들에 따라 상기 패킷 페이로드들을 수정하여, 상기 데이터 통신 네트워크의 서비스 질이 네트워크 부하에 관계없이 임계 레벨 이하로 유지되도록 구성된 합성 에러 주입기 모듈(204)을 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 단말기.
  8. 네트워크 단말기(200)에 있어서,
    서비스 질의 레벨들을 변화시킬 수 있는 패킷 전화 통화들(packet telephone calls)과 관련된 패킷들을 수신하도록 구성되고, 상기 수신된 패킷들로부터 페이로드 정보를 추출하도록 구성된 패킷 수신기 모듈(202);
    원하는 네트워크 파라미터 값들을 저장하도록 구성된 목표 파라미터 모듈;
    상기 패킷 수신기 모듈로부터 상기 패킷 페이로드들을 수신하고, 각각의 페이로드와 관련된 네트워크 파라미터 값들을 결정하며, 상기 네트워크 파라미터 값들을 상기 목표 파라미터 모듈에 저장된 상기 원하는 파라미터 값들과 비교하여, 그 비교에 기초해서 제어 신호들을 발생하는 파라미터 측정 모듈(206); 및
    상기 패킷 수신기 모듈로부터 상기 페이로드들을 수신하고, 상기 파라미터 측정 모듈로부터 상기 제어 신호들을 수신하도록 구성되고, 상기 제어 신호들에 따라 상기 패킷 페이로드들을 수정하여 상기 패킷 전화 통화들의 서비스 질이 네트워크 부하에 관계없이 임계 레벨 이하로 유지되도록 구성된 합성 에러 주입기 모듈(204)을 포함하는 네트워크 단말기.
  9. 네트워크 부하에 관계없이 서비스 질 레벨의 규정된 임계 레벨 이하로 데이터 통신 네트워크를 유지하는 방법에 있어서,
    상기 데이터 통신 네트워크로부터 패킷들을 수신하는 단계;
    수신된 패킷들로부터 정보 및 네트워크 측정 데이터를 추출하는 단계;
    상기 네트워크 측정 데이터를 저장된 데이터 값들과 비교하는 단계;
    상기 비교에 기초해서 제어 신호들을 발생하는 단계; 및
    상기 제어 신호들에 따라 상기 정보를 수정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 네트워크 유지 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 네트워크 측정 데이터를 비교하는 단계는 저장된 측정 데이터를 검색하는 단계를 포함하는 데이터 통신 네트워크 유지 방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 제어 신호에 따라 상기 정보를 수정하는 단계는 상기 정보에 에러를 부가하는 단계를 포함하는 데이터 통신 네트워크 유지 방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 정보 및 네트워크 측정 데이터를 추출하는 단계는 상기 데이터 통신 네트워크로부터 네트워크 측정 데이터를 수신하는 단계를 포함하는 데이터 통신 네트워크 유지 방법.
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