KR20030012240A - 차별화된 서비스 모델을 이용한 인터넷 전화 서비스 음성패킷 다중화 및 전송 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인터넷 전화 서비스의 전송효율과 서비스 품질을 높일 수 있는 음성 패킷 다중화 및 전송 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면, 인터넷 전화 액세스 라우터에 들어오는 음성 패킷을 같은 목적지 라우터 인터넷 주소를 가진 패킷끼리 다중화하고, 차별화된 서비스 모델을 이용해 같은 서비스 등급끼리 한번 더 다중화한 다음, 우선순위에 기반한 스케쥴링 알고리즘을 사용하여 서비스 등급에 따라 원하는 목적지 라우터까지 전송한 후, 목적지 라우터에 도착한 다중화 패킷들을 역다중화하여 원하는 목적지에 전송한다. 서비스 등급별 및 목적지 라우터별로 패킷을 분류한 후에 이를 미리 정해진 프로파일과 비교하여 정해진 프로파일을 만족하지 않는 경우에는 음성 패킷을 재등급화하는 과정을 거침으로써 더욱 높은 효율과 서비스 품질을 얻을 수 있다.

Description

차별화된 서비스 모델을 이용한 인터넷 전화 서비스 음성 패킷 다중화 및 전송 방법{multiplexing and transmitting method of internet phone service voice packet using differentiated service model}
본 발명은 기존 유선망 수준의 통화 서비스 품질을 인터넷 전화 서비스에서 제공하기 위하여 차별화된 서비스 모델을 이용하는 음성 패킷 다중화 방법에 관한것이다.
인터넷 전화 서비스에서 음성 패킷을 전송하는 종래의 방법은, 음성 패킷을 인터넷 망을 통해 전송할 수 있는 구조로 변형하기 위해 인터넷 전화 액세스 라우터에서 각각의 패킷마다 부가적으로 헤더를 덧붙여서 전송하는 것이다. 도 1에 종래 기술에 따른 음성 패킷 전송 방법에서 전송되는 패킷의 예를 나타내었다. 도 1에 나타난 바와 같이, 종래의 방식에 따르면 각 음성 패킷을 단위로 IP, UDP, RTP 헤더가 부착되어 인터넷망을 통해 전송된다.
그런데, 인터넷 전화 서비스에서 사용되는 음성 패킷 코덱 방식은 기존 유선 전화에서 사용되는 음성 패킷 코덱 방식에 비해 6∼10배 정도의 고압축률을 가진 코덱 방식을 사용함으로써 실제 음성 패킷이 전달되는 유료부하에 비해 상대적으로 각종 제어 정보가 실리는 헤더 부분이 차지하는 비율이 상당히 커 음성 패킷을 한 개씩 전송하는 방법은 전송효율이 매우 낮다. 즉, 현재 주로 사용되는 G.723.1이나 G.729 등의 방식의 경우 20 바이트의 실제 데이터를 전송할 수 있는 유료부하를 가진 패킷에 40 바이트의 헤더가 부착된다.
또한, 지금까지의 인터넷 전화 서비스는 저렴한 가격에 중점을 두어 기존의 유선 전화 서비스와 비교할 때 통화 품질면에서 현격한 차이를 보이고 있다.
즉, 상기와 같은 종래의 기술은, 기존 유선 전화 서비스와 비교할 때 음성 패킷 전송시의 전송효율이나 통화 서비스 품질 면에서 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인터넷 전화 서비스에서 전달되는 음성 패킷의 전송효율을 향상할 수 있는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 인터넷 전화 서비스에서 유선 전화 서비스 수준의 통화 품질을 제공할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
도 1 은 종래 기술에 따른 인터넷 전화 서비스에서 전달되는 음성 패킷의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 인터넷 전화 서비스를 제공하는 전체 네트워크의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 인터넷 전화 서비스에서 전달되는 음성 패킷의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 음성 패킷 다중화 및 전송 방법의 흐름도이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 인터넷 전화 액세스 라우터에 들어오는 음성 패킷을 같은 목적지 라우터 인터넷 주소를 가진 패킷끼리 다중화하고, 차별화된 서비스 모델을 이용해 같은 서비스 등급끼리 한번 더 다중화한 다음, 우선순위에 기반한 스케쥴링 알고리즘을 사용하여 서비스 등급에 따라 원하는 목적지 라우터까지 전송한 후, 목적지 라우터에 도착한 다중화 패킷들을 역다중화하여 원하는 목적지에 전송한다.
즉, 본 발명에 따른 차별화된 서비스 모델을 이용한 인터넷 전화 음성 패킷 다중화 방법은, 인터넷 전화 엣지(edge) 액세스 라우터에 들어오는 음성 패킷을 목적지 라우터와 서비스 등급에 의해 분류하는 단계와, 음성 패킷들을 목적지 라우터 및 서비스 등급별로 다중화하는 단계를 포함하여 이루어진다.
여기에서, 분류 단계 이후에 분류된 음성 패킷들을 미리 정의된 프로파일과 비교하는 단계를 더 포함하고, 다중화 단계에서는 비교 단계에서 정의된 프로파일을 만족하는 음성 패킷들을 목적지 라우터 및 서비스 등급별로 다중화할 수 있으며, 비교 단계 이후에 비교 단계에서 정의된 프로파일을 만족하지 않는 음성 패킷들을 재등급화하는 단계를 더 포함하고, 다중화 단계에서는 재등급화 단계에서 재등급화된 음성 패킷들을 목적지 라우터 및 서비스 등급별로 다중화할 수도 있다.
또한, 다중화 단계에서는 음성 패킷의 관련 프로토콜 헤더의 변경 없이 하나의 IP 헤더와 UDP 헤더 뒤에 다수의 RTP 헤더와 다수의 RTP 헤더에 대응하는 다수의 페이로드를 부가하는 방식으로 음성 패킷을 다중화하는 것이 바람직하며, 비교 단계에서는 Leaky Bucket 모델을 사용하여 미터링 과정을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 차별화된 서비스 모델을 이용한 인터넷 전화 서비스 음성 패킷 전송 방법은, 인터넷 전화 엣지(edge) 액세스 라우터에 들어오는 음성 패킷을 목적지 라우터와 서비스 등급에 의해 분류하는 단계, 음성 패킷을 목적지 라우터 및 서비스 등급별로 다중화하는 단계, 다중화된 서비스 등급별 패킷을 관련 스케쥴링 알고리즘을 사용하여 큐잉하고 쉐이핑하는 단계, 다중화된 서비스 등급별 패킷을 정해진 PHB에 따라 목적지 인터넷 전화 엣지 액세스 라우터로 전송하는 단계, 목적지 인터넷 전화 엣지 액세스 라우터로 들어오는 다중화된 음성 패킷을 역다중화하는 단계를 포함한다.
이제 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 인터넷 전화 서비스를 제공하는 전체 네트워크의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2에 나타난 바와 같이, 인터넷 전화 서비스를 이용하는 고객(210)은 인터넷 전화 단말기(220)를 이용하여 인터넷 전화 액세스 라우터(230)와 접속될 수 있다. 인터넷 전화 액세스 라우터(230)는 고객(210)으로부터 입력되어 인터넷 전화 단말기(220)를 통해 전달된 음성을 인터넷(240)을 통해 전달할 수 있도록 패킷 형태로 변형하는 역할을 수행한다. 즉, 인터넷 전화 액세스 라우터(230)는 음성을 패킷 망에 전송하기 위해서 필요한 관련 프로토콜 헤더를 개개의 음성 패킷에 덧붙이는 과정을 수행하게 된다. 본 발명의 인터넷 전화 액세스 라우터(230)는 또한 고객의 각 음성 패킷에 대하여 목적지별 및 서비스 등급별로 다중화하여 다중화된 패킷을 인터넷으로 전송함으로써 높은 전송효율과 서비스 품질을 갖는 인터넷 전화 서비스가 가능하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 인터넷 전화 서비스에서 전달되는 음성 패킷의 구성을 나타내는 도면이다. 도 3에 나타난 패킷 형태는 본 발명에 따른 차별화된 서비스 모델을 사용하여 인터넷 전화 서비스를 제공하기 위한 도 2 의 전체 시스템에서 인터넷 전화 액세스 라우터들 사이에 서비스 품질을 보장하기 위하여 본 발명에서 새롭게 정의된 전송링크의 패킷 포맷이다.
먼저, L_Packet(300)은 여러 입력 음성 패킷 중에서 목적지 라우터가 같은 패킷들을 부가적인 헤더의 첨가 없이 다중화한 패킷을 의미한다. 도 3에 나타난 바와 같이, L_Packet(300)은 관련 프로토콜 헤더의 변경 없이, 하나의 IP 헤더와 UDP 헤더 뒤에 다수의 RTP 헤더(RTP 1, .., RTP n)와 이에 대응하는 페이로드(Payload 1, .., Payload n)를 다중화하여 부가한 것으로서 그 길이는 가변적이다.
이러한 L_Packet(300)들은 다시 서비스 등급별로 나뉘는데, 이 중 EF_L_Packet(310)은 입력 음성 패킷 가운데서 가장 우선적으로 서비스를 제공해주면서 가장 고품질의 서비스 제공을 원하는 패킷들을 다중화한 구조이며, AF_L_Packet(320)은 더 이상 서비스 해줄 EF_L_Packet(310)이 없을 경우 다음 순위로 서비스를 제공해주는 패킷의 다중화 구조이며, BE_L_Packet(330)은 서비스해 줄 EF_L_Packet(310)과 AF_L_Packet(320)이 없을 경우 다음 순위로 서비스해 줄 음성 패킷들을 다중화한 것이다.
이제 본 발명에 따른 음성 패킷 다중화 및 전송 방법을 설명한다. 도 4는 본 발명에 따라 음성 패킷을 다중화하여 전송하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
발신지로부터 인터넷 전화 액세스 라우터로 전달된 소스 음성 패킷은 먼저, 인터넷 전화 엣지(edge) 액세스 라우터에 의해 음성 패킷이 인터넷과 같은 패킷 망을 통해 전송되기 위해 8 바이트의 User Datagram Protocol (UDP) 헤더와 12 바이트의 Realtime Transport Protocol (RTP) 헤더가 부착된다(S410).
다음, 본 발명에서는 인터넷 프로토콜 헤더의 Type Of Service (TOS) 필드를 변형한 6 비트의 Differentiated Services Code Point (DSCP) 필드를 이용하여 들어오는 음성 패킷을 분류하는 음성 패킷 등급화 단계를 거친다(S412). 이제 각각의 DSCP 값을 참조하여 서비스 등급별로 패킷을 분류하고(S414), 분류된 음성 패킷을 동일한 목적지 라우터를 갖는 패킷들로 다시 분류한다(S416). 이와 같이, DSCP 값을 참조하여 서비스 등급별로 패킷을 분류하고, 분류된 서비스 등급별 패킷을 같은 목적지 라우터별로 한번 더 패킷을 분류하는 과정을 수행함으로써 기존의 방식에서고려되지 않았던 통화 서비스의 품질을 고려할 수 있다.
다음, 위의 S414와 S416단계를 거쳐 같은 서비스 등급과 같은 목적지 라우터별로 분류된 패킷들을, 각 등급별로 사용자와 사업자 사이에서 미리 정해진 프로파일과 비교한다(S418). 미리 정해진 프로파일을 만족하는지의 여부를 검사하는 단계에서는 Leaky Bucket 모델 등을 사용할 수 있다.
분류된 패킷이 미리 정해진 프로파일을 만족하는 경우에는 해당 음성 패킷을 동일 목적지 라우터 및 동일 서비스 등급을 같는 패킷끼리 다중화(S422)하면 되지만, 그렇지 않은 경우에는 해당 음성 패킷을 재등급화하여야 한다(S420). 이와 같이 재등급화를 통해 패킷을 다시 한 번 분류함으로써 서비스 등급별로 통화 품질이 더욱 잘 유지될 수 있다. 재등급화된 패킷은 동일 목적지 라우터 및 동일 서비스 등급을 같는 패킷끼리 다중화된다(S422).
같은 서비스 등급과 목적지 라우터를 가진 다중화된 패킷들은 적합한 스케쥴링 알고리즘을 사용한 큐잉(queueing) 및 쉐이핑(shaping) 과정(S424)을 거친 후 인터넷망의 코아 라우터로 전송되고, 여기서는 정해진 PHB(Per-Hop Behavior)에 따라서 다음 라우터로 전송된다(S426). 코아 라우터에서는 정해진 PHB에 따라 다음 라우터로 전송만 시킬 뿐 부가적인 다른 작업은 수행할 필요가 없다.
코아 라우터들을 통해 최종적으로 원하는 목적지 라우터에 도착한 패킷들은 인터넷 전화 엣지 액세스 라우터에 의한 역다중화 과정을 거쳐(S428) 원하는 목적지의 사용자에게 전달된다.
본 발명의 방법에 따라 행하는 다중화 과정은 기존 패킷의 헤더 구조는 변형하지 않고 그대로 사용하면서도 들어오는 패킷들을 다중화함으로써 부가적인 과정없이 다중화를 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 차별화된 서비스 등급을 사용함으로써 통화 서비스 품질 또한 만족시킬 수 있다는 장점을 가지고 있다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 구체적으로 설명하였으나, 이 실시예는 본 발명을 이해하기 위한 설명을 위해 제시된 것이며, 본 발명의 범위가 이 실시예에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 기술이 속하는 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않고도 다양한 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이며, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 따르면, 차별화된 서비스 모델을 사용함으로써 기존의 가격 경쟁력에만 초점을 맞추던 인터넷 전화 서비스에서 유선망 수준의 고품질의 전화 서비스를 제공할 수 있다. 뿐만 아니라 음성 패킷을 다중화해서 보냄으로써 개개 음성 패킷을 전송할 경우에 발생하는 엄청난 전송효율 낭비를 해결함으로써 망 자원을 효과적으로 사용할 수 있게 되었다. 또한 본 발명에서 사용된 결과는 무선망을 사용한 인터넷 전화망에도 쉽게 확장할 수 있다.

Claims (10)

  1. 인터넷 전화 엣지(edge) 액세스 라우터에 들어오는 음성 패킷을 목적지 라우터와 서비스 등급에 의해 분류하는 단계,
    음성 패킷들을 목적지 라우터 및 서비스 등급별로 다중화하는 단계를 포함하는 차별화된 서비스 모델을 이용한 인터넷 전화 서비스 음성 패킷 다중화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 분류 단계 이후에,
    분류된 상기 음성 패킷들을 미리 정의된 프로파일과 비교하는 단계를 더 포함하며,
    상기 다중화 단계에서는,
    상기 비교 단계에서 정의된 프로파일을 만족하는 음성 패킷들을 목적지 라우터 및 서비스 등급별로 다중화하는 차별화된 서비스 모델을 이용한 인터넷 전화 서비스 음성 패킷 다중화 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 비교 단계 이후에,
    상기 비교 단계에서 정의된 프로파일을 만족하지 않는 음성 패킷들을 재등급화하는 단계를 더 포함하며,
    상기 다중화 단계에서는,
    상기 재등급화 단계에서 재등급화된 음성 패킷들을 목적지 라우터 및 서비스 등급별로 다중화하는 차별화된 서비스 모델을 이용한 인터넷 전화 서비스 음성 패킷 다중화 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다중화 단계에서는,
    음성 패킷의 관련 프로토콜 헤더의 변경 없이 하나의 IP 헤더와 UDP 헤더 뒤에 다수의 RTP 헤더와 상기 다수의 RTP 헤더에 대응하는 다수의 페이로드를 부가하는 방식으로 음성 패킷을 다중화하는 차별화된 서비스 모델을 이용한 인터넷 전화 서비스 음성 패킷 다중화 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 비교 단계에서는,
    Leaky Bucket 모델을 사용하여 미터링 과정을 수행함으로써 상기 음성 패킷을 미리 정의된 프로파일과 비교하는 차별화된 서비스 모델을 이용한 인터넷 전화 서비스 음성 패킷 다중화 방법.
  6. 인터넷 전화 엣지(edge) 액세스 라우터에 들어오는 음성 패킷을 목적지 라우터와 서비스 등급에 의해 분류하는 단계,
    음성 패킷을 목적지 라우터 및 서비스 등급별로 다중화하는 단계,
    다중화된 서비스 등급별 패킷을 관련 스케쥴링 알고리즘을 사용하여 큐잉하고 쉐이핑하는 단계,
    다중화된 서비스 등급별 패킷을 정해진 PHB에 따라 목적지 인터넷 전화 엣지 액세스 라우터로 전송하는 단계,
    목적지 인터넷 전화 엣지 액세스 라우터로 들어오는 다중화된 상기 음성 패킷을 역다중화하는 단계를 포함하는 차별화된 서비스 모델을 이용한 인터넷 전화 서비스 음성 패킷 전송 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 분류 단계 이후에,
    분류된 상기 음성 패킷들을 미리 정의된 프로파일과 비교하는 단계를 더 포함하며,
    상기 다중화 단계에서는,
    상기 비교 단계에서 정의된 프로파일을 만족하는 음성 패킷들을 목적지 라우터 및 서비스 등급별로 다중화하는 차별화된 서비스 모델을 이용한 인터넷 전화 서비스 음성 패킷 전송 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 비교 단계 이후에,
    상기 비교 단계에서 정의된 프로파일을 만족하지 않는 음성 패킷들을 재등급화하는 단계를 더 포함하며,
    상기 다중화 단계에서는,
    상기 재등급화 단계에서 재등급화된 음성 패킷들을 목적지 라우터 및 서비스 등급별로 다중화하는 차별화된 서비스 모델을 이용한 인터넷 전화 서비스 음성 패킷 전송 방법.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다중화 단계에서는,
    음성 패킷의 관련 프로토콜 헤더의 변경 없이 하나의 IP 헤더와 UDP 헤더 뒤에 다수의 RTP 헤더와 상기 다수의 RTP 헤더에 대응하는 다수의 페이로드를 부가하는 방식으로 음성 패킷을 다중화하는 차별화된 서비스 모델을 이용한 인터넷 전화 서비스 음성 패킷 전송 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 비교 단계에서는,
    Leaky Bucket 모델을 사용하여 미터링 과정을 수행함으로써 상기 음성 패킷을 미리 정의된 프로파일과 비교하는 차별화된 서비스 모델을 이용한 인터넷 전화 서비스 음성 패킷 전송 방법.
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