KR20020043287A

KR20020043287A - 범용 게이트웨이

Info

Publication number: KR20020043287A
Application number: KR1020000072461A
Authority: KR
Inventors: 최문규; 조정범
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2000-12-01
Publication date: 2002-06-10
Also published as: KR100449082B1

Abstract

본 발명은 범용 게이트웨이에 관한 것으로, 종래의 기술에 있어서는 비동기 전송 모드(ATM) 망과 공중 교환 전화망(PSTN), 아이피(IP) 망과 PSTN과의 음성통화를 위해서는 각각 VoDSL 게이트웨이와 VoIP 게이트웨이를 설치하여 사용하여야 함으로, 설치 및 요소관리시스템(EMS)과의 연동에 효율성이 없으며, 또한 ATM 망과 IP 망 사이의 연동이 항상 PSTN을 거쳐야 함으로써, 자원의 낭비가 큰 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, ATM 망과 PSTN 사이의 음성통화는 뷔오디에스엘(Voice over digital subscriber line, VoDSL) 게이트웨이 기능 즉, ATM 처리 → 보코더 처리 → V5.2 처리 과정으로 지원되고, IP 망과 PSTN 사이의 음성통화는 뷔오아이피(Voice over Internet Protocol, VoIP) 게이트웨이 기능 즉, IP 처리 → 보코더 처리 → R2(No.7 신호링크) 처리 과정으로 지원되며, 특히 상기 ATM 망과 IP 망 사이의 음성통화는 IP 처리(또는 ATM 처리) → 보코더 처리 →ATM 처리(또는 IP 처리) 과정으로 지원(만일, ATM 트래픽과 IP 트래픽이 동일 음성 압축과정을 사용한다면 보코더 처리 과정은 생략한다)하는 장치를 제공하여, VoDSL 게이트웨이와 VoIP 게이트웨이를 각각 설치하지 않고 ATM 망과 IP 망 사이의 음성통화를 PSTN 자원의 점유 없이 함으로써, 설치 및 EMS 연동을 효율적이고, 자원의 낭비를 방지하는 등의 효과가 있다.

Description

범용 게이트웨이{UNIVERSAL GATEWAY}

본 발명은 범용 게이트웨이에 관한 것으로, 특히 망접합부의 공통화, 후면(backplane) 버스 표준화 및 범용 슬롯 할당 등을 통하여 통합 접속 장치(IAD)와 연동하는 뷔오디에스엘(Voice over digital subscriber line, VoDSL) 게이트웨이와 인터넷 프로토콜(IP) 단말기와 연동하는 뷔오아이피(VoIP) 게이트웨이를 혼합구성하여 사용자의 선택에 따라 비동기 전송 모드(ATM) 망과 IP 망 및 공중 교환 전화망(PSTN)을 동시에 사용할 수 있도록 하는 범용 게이트웨이에 관한 것이다.

종래에 있어서 게이트웨이는 서로 구조가 다른 두 개의 통신 네트워크를 연결하는 데 쓰이는 장치로, 예를 들면 티씨피/아이피(TCP/IP), 딕넷(DECnet), 시스템 망 체계(SNA), 그리고 개방형 시스템간 상호접속(OSI) 네트워크는 서로 구조가 다르므로 곧바로 연결될 수 없기 때문에 게이트웨이가 중간에 삽입되어 프로토콜 변환을 실시하여 연결을 담당하게 된다. 게이트웨이는 네트워크의 최상위 계층인 응용 프로그램 계층에서 두 네트워크를 연결한다.

도 1은 종래 VoDSL 게이트웨이 망의 구성을 간략하게 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 VoDSL 게이트웨이는 기본적으로 PSTN과 ATM 망 사이의 정합을 수행하며, 트래픽 측면에서 볼 때 IAD에서 발생하는 음성 트래픽을 디지털 가입자 회선 액세스 및 다중화(DSLAM)를 경유해서 정합된다. 즉 액세스 네트워크(AN) 기능을 수용하는 것으로, 마치 광 가입자 전송장치(FLC) 기능을 한다고 할 수 있는데,PSTN의 가입자 교환기(LE)와 정합할 때 아이티유티(ITU-T)의 V5.x AN 기능으로 정합된다.

도 2는 종래 VoIP 게이트웨이 망의 구성을 간략하게 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 VoIP 게이트웨이는 IP 망의 VoIP 단말기와 PSTN 가입자 사이의 음성 통화를 실현시키는 장치로, VoDSL 게이트웨이와는 달리 패킷 망 정합부는 ATM 망 정합 대신 IP 망 정합부가 필요하며, PSTN 정합은 V5.2 정합 대신 일반 중계선 정합을 이용한다. 일반 중계선 정합은 R2 또는 No.7 신호 링크를 이용한 정합을 사용한다.

즉, VoDSL 및 VoIP 게이트웨이의 외부 망 정합 방법은 VoDSL 게이트웨이(패킷방향)는 ATM 망 정합, VoIP 게이트웨이(패킷방향)는 IP 망 정합, VoDSL 게이트웨이(회선방향)는 V5.x, VoIP 게이트웨이(회선방향)는 R2 또는 No.7 신호 링크 방법을 사용한다.

상기와 같이 구성된 종래 장치의 동작 과정을 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 종래 VoDSL 게이트웨이의 내부 구성을 간략하게 보인 예시도로서, 이에 도시한 바와 같이 ATM 망과 정합하며 물리적으로 디지털 신호 레벨-3(DS-3), 동기 전송 방식 레벨 N(STM-1/4)등의 정합방식을 따르는 ATM 정합부(10)와; ATM 망의 셀 처리를 수행하며, AAL1/2/5 셀을 분배/결합하는 ATM 셀처리부(11)와; AAL1/2 셀 처리를 수행하며, 한 쪽으로는 상기 ATM 셀처리부(11)를 정합하고, 다른 쪽으로는 보코더 음성처리부(13)와 정합하는 ATM 음성처리부(12)와; ATM 망에서 발생하는 음성 트랙픽과 PSTN에서 요구되는 음성 트래픽의 음성 압축 변환과정을 수행하며, 반향제거(EC) 과정을 포함하고 있는 보코더 음성처리부(13)와; V5.2 기능을 수행하며 PSTN과 신호 정합을 수행하는 V5.2 처리부(14)와; PSTN 정합을 수행하며 T1/E1, DS-3, STM-1 등의 정합 방식을 따르는 PSTN 정합부(15)와; 시스템 전제의 제어를 수행하며 관리장치 연동은 요소관리시스템(EMS, 미도시)를 통해 하는 주제어부(16)로 구성되는데, ATM 망으로부터 입력된 ATM 셀은 크게 AAL5 제어셀과 AAL1/2 음성셀로 구분되며, ATM 제어셀은 주제어부(16)에서 종단되고, ATM 음성셀은 ATM 음성처리부(12)와 보코더 음성처리부(13)에서 음성 압축처리되어 V5.2 처리부(14)와 PSTN 정합부(15)를 거쳐 LE와 정합된다.

또한, 도 4는 종래 VoIP 게이트웨이의 내부 구성을 간략하게 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 IP 정합과 IP 프로토콜을 처리하고, 물리적으로는 텐 베이스 티(10BaseT), 헌드리드 베이스 티(100BaseT)의 랜(LAN) 정합으로 이루어지며, TCP/UDP/IP 및 RTP/RTCP 등의 프로토콜을 제공하는 IP처리부(20)와; R2/No.7 처리부(22)와 보코더 음성처리부(21)와 PSTN 정합부(23) 및 주제어부(24)로 구성되는데, IP 망으로부터 입력된 IP 패킷은 상기 IP 처리부(20)에서 TCP/UDP/IP 처리가 된 후, 콤팩트 주변소자 상호연결(cPCI) 정합으로 보코더 음성처리부(21)와 연동하고, R2/No.7 과정을 거긴 후 PSTN 정합부(23)를 통해 PSTN과 정합된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 기술에 있어서는 VoDSL 게이트웨이와 VoIP 게이트웨이를 각각 설치하여 사용하여야 함으로, 설치 및 EMS 연동에 효율성이 없으며,또한 ATM 망과 IP 망 사이의 연동이 항상 PSTN을 거쳐야 함으로써, 자원의 낭비가 큰 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, VoDSL 게이트웨이와 VoIP 게이트웨이를 혼합 구성하여 사용자의 선택에 따라 비동기 전송 모드(ATM) 망과 공중 교환 전화망(PSTN) 및 아이피(IP) 망을 동시에 사용할 수 있도록 하는 범용적인 게이트웨이를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 VoDSL 게이트웨이 망의 구성을 간략하게 보인 예시도.

도 2는 종래 VoIP 게이트웨이 망의 구성을 간략하게 보인 예시도.

도 3은 종래 VoDSL 게이트웨이의 내부 구성을 간략하게 보인 예시도.

도 4는 종래 VoIP 게이트웨이의 내부 구성을 간략하게 보인 예시도.

도 5는 본 발명 범용 게이트웨이의 망 구성을 간략하게 보인 예시도.

도 6은 본 발명 범용 게이트웨이의 내부 구성을 간략하게 보인 예시도.

도 7은 본 발명 범용 게이트웨이에서 게이트웨이의 트래픽 경로를 보인 예시도.

********** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **********

10 : ATM 정합부 11 : ATM 셀처리부

12 : ATM 음성처리부 14 : V5.2 처리부

22 : R2/No.7 처리부 13,21,30 : 보코더 음성처리부

15,23,31 : PSTN 정합부 20,32 : IP 처리부

16,24,33 : 주제어부

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 범용 게이트웨이의 구성은, 비동기 전송 모드(ATM) 망과 정합하며 물리적으로 디지털 신호 레벨-3(DS-3), 동기 전송 방식 레벨 N(STM-1/4)등의 정합방식을 따르는 ATM 정합부와; ATM 망의 셀 처리를 수행하며, AAL1/2/5 셀을 분배/결합하는 ATM 셀처리부와; AAL1/2 셀 처리를 수행하며, 한 쪽으로는 상기 ATM 셀처리부를 정합하고, 다른 쪽으로는 보코더 음성처리부와 정합하는 ATM 음성처리부와; 인터넷 프로토콜(IP) 정합과 IP 프로토콜을 처리하고, 물리적으로는 텐 베이스 티(10BaseT), 헌드리드 베이스 티(100BaseT)의 랜(LAN) 정합으로 이루어지며, TCP/UDP/IP 및 RTP/RTCP 등의 프로토콜을 제공하는 IP 처리부와; ATM 망, IP 망 및 공중 교환 전화망(PSTN)에서 각각 요구되는 음성 트래픽의 음성 압축 변환과정을 수행하며, 반향제거(EC) 과정을 포함하고 있는 보코더 음성처리부와; 가입자 교환기(LE)와 정합하기 위한 V5.2 기능을 수행하며, PSTN 정합부와 신호 정합을 하는 V5.2 처리부와; PSTN과 중계선 정합을 하기 위한 프로토콜 처리를 하며, PSTN 정합부와 신호정합을 하는 R2/No.7 처리부와; PSTN과정합을 수행하며 T1/E1, DS-3, STM-1 등의 정합 방식을 따르는 PSTN 정합부와; 게이트웨이 전제의 제어를 수행하며, 요소관리시스템(EMS)과의 연동 및 차세대 망(NGN) 구성 시 호출 에이전트(CA)와의 연동 기능을 내장하는 주제어부로 구성한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 일실시예의 동작 과정을 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명 범용 게이트웨이의 망 구성을 간략하게 보인 예시도로로서, 이에 도시한 바와 같이 ATM 망과 PSTN 사이의 음성통화는 VoDSL 게이트웨이 기능 즉, ATM 처리 → 보코더 처리 → V5.2 처리 과정으로 지원되고, IP 망과 PSTN 사이의 음성통화는 VoIP 게이트웨이 기능 즉, IP 처리 → 보코더 처리 → R2(No.7 신호링크) 처리 과정으로 지원되며, 특히 상기 ATM 망과 IP 망 사이의 음성통화는 IP 처리(또는 ATM 처리) → 보코더 처리 →ATM 처리(또는 IP 처리) 과정으로 지원한다(만일, ATM 트래픽과 IP 트래픽이 동일 음성 압축과정을 사용한다면 보코더 처리 과정은 생략한다).

도 6은 본 발명 범용 게이트웨이의 내부 구성을 간략하게 보인 예시도로서, 이에 도시한 바와 같이 ATM 망과 정합하며 물리적으로 디지털 신호 레벨-3(DS-3), 동기 전송 방식 레벨 N(STM-1/4)등의 정합방식을 따르는 ATM 정합부(10)와; ATM 망의 셀 처리를 수행하며, AAL1/2/5 셀을 분배/결합하는 ATM 셀처리부(11)와; AAL1/2 셀 처리를 수행하며, 한 쪽으로는 상기 ATM 셀처리부(11)를 정합하고, 다른 쪽으로는 보코더 음성처리부(30)와 정합하는 ATM 음성처리부(12)와; IP 정합과 IP 프로토콜을 처리하고, 물리적으로는 텐 베이스 티(10BaseT), 헌드리드 베이스 티(100BaseT)의 랜(LAN) 정합으로 이루어지며, TCP/UDP/IP 및 RTP/RTCP 등의 프로토콜을 제공하는 IP 처리부(32)와; ATM 망, IP 망 및 PSTN에서 각각 요구되는 음성 트래픽의 음성 압축 변환과정을 수행하며, 반향제거(EC) 과정을 포함하고 있는 보코더 음성처리부(30)와; LE와 정합하기 위한 V5.2 기능을 수행하며, PSTN 정합부(31)와 신호 정합을 하는 V5.2 처리부(14)와; PSTN과 중계선 정합을 하기 위한 프로토콜 처리를 하며, PSTN 정합부(31)와 신호정합을 하는 R2/No.7 처리부(22)와; PSTN과 정합을 수행하며 T1/E1, DS-3, STM-1 등의 정합 방식을 따르는 PSTN 정합부(31)와; 게이트웨이 전제의 제어를 수행하며, 요소관리시스템(EMS)과의 연동 및 차세대 망(NGN) 구성 시 호출 에이전트(CA)와의 연동 기능을 내장하는 주제어부(33)로 구성한다.

이와 같이 구성한 본 발명에 따른 일실시예의 동작 과정을 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 7은 본 발명 범용 게이트웨이에서 게이트웨이의 트래픽 경로를 보인 예시도로서, 이에 도시한 바와 같이 본 발명의 동작을 크게 ATM 망과 PSTN 사이의 음성통화, IP 망과 PSTN 사이의 음성통화 및 ATM 망과 IP 망 사이의 음성통화의 3가지로 분류한다,

이하, 상기 분류에 따른 각각의 동작 설명을 하면 다음과 같다.

먼저, 첫 번째로 ATM 망과 PSTN 사이의 음성통화 시 ATM 망으로부터 PSTN으로 신호가 들어오는 경우를 설명하면 AAL1/2/5 셀 형식으로 ATM 망과 정합하는 ATM정합부(10)는 ATM 셀처리부(11)에서 AAL5 셀은 주제어부(33)로 전송하고, AAL1/2 셀은 ATM 음성처리부(12)로 전송한다. 상기 ATM 정합부(10)는 ATM 망과 STM-1/4 또는 DS-3을 이용하여 정합하며, 상기 ATM 셀처리부(11)는 유토피아 버스를 이용하여 정합한다. ATM 음성처리부(12)에서 ATM 트래픽은 AAL1/2 트렁킹 기능을 수행하여 음성데이터를 추출한 후, cPCI 버스를 통해 보코더 음성처리부(30)로 전송하며, 보코더 음성처리부(30)는 압축된 음성과 펄스부호변조(PCM) 사이의 보코딩 처리를 수행한다(이때 반향제거(EC) 과정이 적용될 수 있다). 상기 보코더 음성처리부(30)는 V5.2 처리부(14)와 PCM 트랙픽의 최적 전달방법인 시분할 다중화(TDM) 버스를 통해 정합하며, 상기 V5.2 처리부(14)는 LE와 정합하기 위한 V5.2 AN 기능을 수행한 후, TDM 버스를 통해 PSTN 정합부(31)로 전송하며, 상기 PSTN 정합부(31)는 PSTN과 T1/E1 또는 DS-3 등의 정합방법으로 정합한다(역과정도 동일하다).

두 번째로, IP 망과 PSTN 사이의 음성통화 시 IP 망으로부터 PSTN으로 신호가 들어오는 경우를 설명하면 VoIP 음성패킷을 형성하기 위해서 IP 처리부(32)는 먼저 RTP/RTCP 과정을 통해서 IP 망으로 전송될 수 있도록 프로토콜 처리과정을 거쳐 음성패킷을 생성(G.723.1와 G.729a를 사용하는 음성패킷을 생성한다고 가정한다)한 후, IP 망 전송을 위한 프로토콜인 TCP/UDP/IP 처리과정을 거쳐 보코더 음성처리부(30)와 통신하기 위해 cPCI로 정합한다. 상기 보코더 음성처리부(30)는 G.723.1/G.729a과 G.711 PCM 사이의 음성압축 과정을 통해서 64Kbps PCM 음성 트래픽을 생성시킨 후, TDM 버스를 통해서 R2/No.7 처리부(22)로 라우팅하며, 이 R2/No.7 처리부(22)는 PSTN과 중계선 정합을 위한 프로토콜 처리과정을 거친 후PSTN 정합부(31)와 TDM 버스로 정합한다. 상기 PSTN 정합부(31)는 PSTN과 T1/E1 또는 DS-3 등의 정합방법으로 정합한다(역과정도 동일하다).

세 번째로, ATM 망과 IP망 사이의 음성통화 시 ATM 망으로부터 IP 망으로 신호가 들어오는 경우를 설명하면 AAL1/2/5 셀 형식으로 ATM 망과 정합하는 ATM 정합부(10)는 ATM 셀처리부(11)에서 AAL5 셀은 주제어부(33)로 전송하고, AAL1/2 셀은 ATM 음성처리부(12)로 전송한다. 상기 ATM 정합부(10)는 ATM 망과 STM-1/4 또는 DS-3을 이용하여 정합하며, 상기 ATM 셀처리부(11)는 유토피아 버스를 이용하여 정합한다. ATM 음성처리부(12)와 보코더 음성처리부(30)는 cPCI 버스로 연결되며, 보코더 음성처리부(30)는 해당 보코딩 처리를 수행한 후, 다시 cPCI 버스를 통해서 IP 처리부(32)로 라우팅한다. 이때 상기 보코더 음성처리부(30)는 ATM 망에서 사용하는 음성압축 과정(예를 들어 G.726 ADPCM)과 IP 망에서 사용하는 음성압축 과정(예를 들어 G.729 CS-ACELP)에 대한 보코딩 기능을 한다. 이후 IP 처리부(32)는 전송받은 음성패킷을 IP 음성전송을 위한 RTP/RTCP, 그리고 IP 망정합을 위한 TCP/UDP/IP 프로토콜 처리과정을 거친 후 10BaseT 또는 100BaseT를 통해 IP 망과 정합한다(역과정도 동일하다).

상기 3 가지의 분류에 의한 동작 수행 과정에서 주제어부(33)는 제어버스를 통해서 시스템 장치들을 제어하는데, ATM 망 정합에 관해서는 ATM 사용자 망 인터페이스(UNI3.1 또는 4.0) 처리, 가상채널 식별자/가상경로 식별자(VCI/VPI) 관리, ATM 트래픽 관리(TM4.0) 지원 등의 역할을 하며, IP 망 정합에 관해서는 IP 주소 관리, 번호번역 관리 등이 역할을 수행하고, PSTN 정합에 관해서는 PSTN 링크/채널관리, V5.2/R2/No.7 기능, 시스템 내부 자원관리 등의 역할을 하며, 시스템 내부의 경보, 장애, 성능,형상, 구성, 연결 및 이중화 등의 관리 기능을 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 범용 게이트웨이는 VoDSL 게이트웨이와 VoIP 게이트웨이를 각각 설치하지 않고, ATM 망과 IP 망 사이의 음성통화를 PSTN 자원의 점유 없이 함으로써, 설치 및 EMS 연동을 효율적으로 하고, 자원의 낭비를 방지하는 등의 효과가 있다.

Claims

비동기 전송 모드(ATM) 망과 정합하며 물리적으로 디지털 신호 레벨-3(DS-3), 동기 전송 방식 레벨 N(STM-1/4)등의 정합방식을 따르는 ATM 정합부와; ATM 망의 셀 처리를 수행하며, AAL1/2/5 셀을 분배/결합하는 ATM 셀처리부와; AAL1/2 셀 처리를 수행하며, 한 쪽으로는 상기 ATM 셀처리부를 정합하고, 다른 쪽으로는 보코더 음성처리부와 정합하는 ATM 음성처리부와; 인터넷 프로토콜(IP) 정합과 IP 프로토콜을 처리하고, 물리적으로는 텐 베이스 티(10BaseT), 헌드리드 베이스 티(100BaseT)의 랜(LAN) 정합으로 이루어지며, TCP/UDP/IP 및 RTP/RTCP 등의 프로토콜을 제공하는 IP 처리부와; ATM 망, IP 망 및 공중 교환 전화망(PSTN)에서 각각 요구되는 음성 트래픽의 음성 압축 변환과정을 수행하며, 반향제거(EC) 과정을 포함하고 있는 보코더 음성처리부와; 가입자 교환기(LE)와 정합하기 위한 V5.2 기능을 수행하며, PSTN 정합부와 신호 정합을 하는 V5.2 처리부와; PSTN과 중계선 정합을 하기 위한 프로토콜 처리를 하며, PSTN 정합부와 신호정합을 하는 R2/No.7 처리부와; PSTN과 정합을 수행하며 T1/E1, DS-3, STM-1 등의 정합 방식을 따르는 PSTN 정합부와; 게이트웨이 전제의 제어를 수행하며, 요소관리시스템(EMS)과의 연동 및 차세대 망(NGN) 구성 시 호출 에이전트(CA)와의 연동 기능을 내장하는 주제어부로 구성한 것을 특징으로 하는 범용 게이트웨이.
제1항에 있어서, 상기 ATM 망과 IP 망 사이의 음성통화 시에는 PSTN의 관여없이 IP 처리(또는 ATM 처리) 과정, 보코더 처리 과정 및 ATM 처리(또는 IP 처리) 과정으로 지원하는 것을 특징으로 하는 범용 게이트웨이.
제1항에 있어서, 상기 보코더 음성처리부, R2/No.7 처리부, ATM 정합부 및 IP 정합부를 공용 슬롯(slot)으로 할당하는 것을 특징으로 하는 범용 게이트웨이.
제1항에 있어서, 상기 ATM 밍과 IP 망 사이의 음성통화를 위해 패킷 전송에 적합한 내부 버스(표준화된 cPCI 버스)를 공용으로 사용하는 것을 특징으로 하는 범용 게이트웨이.