KR20040060237A - ＶｏＩＰ 호와 ＰＳＴＮ 호 사이의 통화절환 장치 및 방법 - Google Patents

ＶｏＩＰ 호와 ＰＳＴＮ 호 사이의 통화절환 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

VoIP(Voice over Internet Protocol) 호의 통화 품질이 나쁠 경우에 통화절환 명령에 따라 PSTN 호로 절환하고, VoIP 호의 QoS(Quality of Service)가 향상될 경우에 통화절환 명령에 따라 다시 VoIP 호로 절환하여 전화통화를 수행한다.
IP 네트워크에 연결되어 RTP(Real-time Transport Protocol) 패킷 및 VoIP 시그널링을 인터페이스하는 IP 네트워크 인터페이스부와, IP 네트워크를 통해 수신되는 RTP 패킷에서 압축된 음성신호를 추출하여 PCM 음성신호로 변환함과 아울러 전송할 PCM 음성신호를 압축 및 RTP 패킷에 실어 IP 네트워크로 출력하는 디지털 신호 처리부와, 음성신호를 PCM 음성신호로 변환하여 디지털 신호 처리부에 제공하고 그 디지털 신호 처리부가 출력하는 PCM 음성신호를 아날로그 음성신호로 변환하는 가입자라인 인터페이스부와, VoIP 호 및 PSTN 호에 따라 가입자라인 인터페이스부 및 PSTN에 선택적으로 연결되어 전화통화를 할 수 있도록 하는 VoIP/PSTN 절환 모듈과, IP 네트워크 인터페이스부를 통해 VoIP 시그널링을 전송 및 수신하면서 VoIP 호 또는 PSTN 호를 통한 전화 통화의 전체 동작을 제어하는 중앙처리장치와, 중앙처리장치로 동작명령을 입력시키는 가입자 입력부를 구비한다.

Description

ＶｏＩＰ 호와 ＰＳＴＮ 호 사이의 통화절환 장치 및 방법{Apparatus and method for switching between VoIP path and PSTN path}
본 발명은 VoIP(Voice over Internet Protocol) 호로 전화 통화를 수행하다가 통화 품질이 나쁠 경우에 가입자의 통화절환 명령에 따라 PSTN(Public Switched Telephone Network) 호로 절환하여 계속 전화통화를 하고, 또한 PSTN으로 전화 통화를 수행하는 상태에서 VoIP 호의 QoS(Quality of Service)가 향상될 경우에 통화절환 명령에 따라 다시 VoIP 호로 절환하여 계속 전화통화를 수행할 수 있도록 하는 VoIP 호와 PSTN 호 사이의 통화절환 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 VoIP는 IP(Internet Protocol)를 이용하여 음성정보를 전달하는 IP 전화통화 기술로서 공중교환전화망인 PSTN(Public Switched Telephone Network)과 같이 회선에 근거한 전통적인 프로토콜들이 아니라 불연속적인 패킷들 내에 음성정보를 디지털신호의 형태로 삽입시켜 전송하면서 전화통화를 수행하는 것이다.
상기 VoIP를 이용하여 전화통화를 수행하는 VoIP 기기들은 VoIP 시그널링(Signalling)을 통해 VoIP 기기 양단간의 세션 정보를 획득하고, 상호간에 미리 약속된 어드레스와 채널 및 음성 코덱 방식에 따른 IP 패킷을 통해 압축된 가입자의 음성 데이터 신호를 주고받는 것으로서 원래의 IP 기능에 더하여, 패킷들이 정확한 시간에 도착되도록 하기 위한 RTP(Real-time Transport Protocol)를 사용하고 있다.
이러한 VoIP 기기들은 기존의 IP 네트워크를 그대로 활용하여 전화서비스를 통합 구현함으로써 전화 가입자들이 인터넷 및 인트라넷 환경에서 시내전화의 통화요금만으로 시외전화 서비스 및 국제전화 서비스를 받을 수 있는 장점이 있다.
상기 VoIP를 이용하여 전화통화를 수행할 경우에 IP 네트워크 상에서의 패킷 손실, 패킷 지터(Jitter) 및 패킷 지연(delay) 등과 같은 QoS(Quality of Service) 관련 파라미터들의 값은 수시로 가변되고, 또한 연집(burst) 되는 특성을 가지고 있는 것으로 VoIP를 이용하여 전화통화를 하는 많은 가입자들은 IP 네트워크 상의 QoS 관련 파라미터들의 품질이 나빠져 통화를 할 수 없게 되거나 통화에 어려움이 있을 경우에 PSTN 등을 비롯한 다른 통화 대체수단을 찾게 된다.
그러나 종래의 VoIP 기기들은 통상적으로 PSTN을 통해 전화 통화할 수 있는 기능이 함께 구비되어 있으나, VoIP 통화기능 및 PSTN 통화기능이 각기 별도로 구비되어 선택적으로 사용할 수 있도록 구성되어 있으므로 VoIP 호로 전화통화를 하는 상태에서 QoS 관련 파라미터들의 품질이 나빠 통화를 할 수 없게 되거나 또는통화가 어려울 경우에 VoIP 호를 차단하고, PSTN 기능으로 다시 상대방의 PSTN 호의 전화번호를 다이얼링하여 호출 및 전화통화를 해야 되었다.
그러므로 가입자가 VoIP를 차단하고, PSTN으로 상대방을 호출하여 착신될 때까지 전화통화가 차단됨은 물론 일일이 상대방의 전화번호를 다시 다이얼링해야 되는 등의 많은 번거로움과 불편을 주었다.
또한 PSTN으로 전화통화를 절환한 상태에서 IP 네트워크 상의 QoS 관련 파라미터들의 품질이 다시 향상되어 정상으로 전화통화가 가능하여도 가입자는 이를 확인할 수 없고, 계속 PSTN 호로 전화통화를 해야 되는 문제점도 있었다.
그러므로 본 발명의 목적은 VoIP 호로 전화 통화를 수행하다가 통화 품질이 나쁠 경우에 가입자의 통화절환 명령에 따라 PSTN 호로 절환하여 계속 전화통화를 수행할 수 있도록 하는 VoIP 호와 PSTN 호 사이의 통화절환 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 PSTN 호로 전화 통화를 수행하는 상태에서 VoIP 호의 QoS 관련 파라미터들의 품질이 향상될 경우에 가입자의 통화절환 명령에 따라 다시 VoIP 호로 절환하여 계속 전화통화를 수행할 수 있도록 하는 VoIP 호와 PSTN 호 사이의 통화절환 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 VoIP 기기에 VoIP 호 및 PSTN 호가 모두 연결된 상태에서 통화를 절환하여 전화통화가 끊어짐이 없도록 통화를 절환할 수 있는 VoIP 호와 PSTN 호 사이의 통화절환 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 PSTN 호로 절환하여 전화통화를 하는 상태에서 IP 네트워크 상의 QoS 관련 파라미터들의 품질이 확인할 수 있도록 하는 VoIP 호와 PSTN 호 사이의 통화절환 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
이러한 목적을 가지는 본 발명의 VoIP 호와 PSTN 호 사이의 통화절환 장치는, 디지털 신호 처리부에 QoS 측정부를 구비하여 더미(dummy) RTP 패킷을 생성하고 생성한 더미 RTP 패킷을 설정된 전송기간동안 설정된 전송주기로 상기 RTP/RTCP부를 통해 IP 네트워크 측으로 전송함과 아울러 상기 지터버퍼를 통과하는 수신된 더미 RTP 패킷의 시퀀스 번호를 이용하여 평균 패킷 손실률을 계산하고 계산한 평균 패킷 손실률을 미리 설정된 평균 패킷 손실률 기준 값과 비교하여 평균 패킷 손실률이 설정된 기준 값 이하인지의 여부를 가입자 인터페이스를 통해 가입자에게 알리며, 중앙처리장치에는, H323, SIP(Session Initiation Protocol) 또는 MGCP(Media Gateway Control Protocol)의 VoIP를 설정하기 위한 시그널링 프로토콜인 VoIP 시그널링부와, 상기 IP 네트워크에서 음성 품질 메시지 및 핸드오버 메시지의 시그널링을 통해 자동으로 상대방의 가입자의 전화번호를 획득하고 상대방 가입자의 VoIP 기기에 핸드오버를 알리며 쌍방간 VoIP 패킷의 송수신 시점의 동기를 맞추는 시그널링 담당하는 핸드오버 프로토콜부를 구비한다.
본 발명의 VoIP 호와 PSTN 호 사이의 통화절환 방법은, VoIP로 전화통화를 하는 상태에서 통화절환명령이 발생될 경우에 제 1 VoIP 기기가 자신의 PSTN 전화번호를 실은 음성품질 메시지를 생성하여 제 2 VoIP 기기로 전송하고, 그 음성품질 메시지를 제 2 VoIP 기기가 수신하여, 통화 절환을 승낙할 경우에 음성품질 메시지에 실린 제 1 VoIP 기기의 PSTN 전화번호를 저장하고 자신의 PSTN 전화번호를 실은 음성품질 인식 메시지를 생성하여 제 1 VoIP 기기로 전송하며, 상기 음성품질 인식 메시지를 제 1 VoIP 기기가 수신하여 통화절환의 승낙 여부를 확인하고, 통화절환을 승낙하였을 경우에 그 음성품질 인식 메시지에 실린 가입자 2의 PSTN 전화번호를 다이얼링하여 PSTN 호로 제 2 VoIP 기기를 호출하며, 상기 PSTN 호의 발신번호를 제 2 VoIP 기기가 확인하고, 확인 결과 발신번호가 제 1 VoIP 기기의 PSTN 전화번호와 일치할 경우에 PSTN 호를 착신하여 PSTN 호로 전화통화를 절환한 후 제 1 VoIP 기기 및 제 2 VoIP 기기가 상호간에 핸드오버 메시지 및 핸드오버 인식 메시지를 전송하여 VoIP 호를 차단한다. 그리고 상기 VoIP 호를 차단한 후 VoIP 호로의 통화절환 명령이 발생할 경우에 상기 제 1 VoIP 기기가 음성품질 메시지를 발생하여 제 2 VoIP 기기로 전송하고, 그 음성품질 메시지를 제 2 VoIP 기기가 수신하고 통화절환을 승낙할 경우에 음성품질 인식 메시지를 생성하여 제 1 VoIP 기기로 전송하며, 전송한 음성품질 인식 메시지를 제 1 VoIP 기기가 수신하여 VoIP 시그널링을 개방 및 제 2 VoIP 기기를 호출하고, 제 2 VoIP 기기가 VoIP 시그널링을 착신할 경우에 제 1 VoIP 기기가 핸드오버 메시지를 발생하여 제 2 VoIP 기기로 전송하고, 전송한 핸드오버 메시지를 제 2 VoIP 기기가 수신한 후 핸드오버 인식 메시지를 생성하여 제 1 VoIP 기기로 전송한 후 제 1 및 제 2 VoIP 기기가 상호간에 VoIP 패킷을 전송하여 VoIP 호로 절환한 후 PSTN 호를 차단하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 통화절환 명령의 발생을 판단할 경우에 먼저 제 1 및 제 2 VoIP 기기가 상호간에 더미 RTP 패킷을 전송하고 그 전송하는 더미 RTP 패킷으로 제 1및 제 2 VoIP 기기가 평균패킷 손실률을 모니터링하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 통화절환 장치에 따라 복수의 VoIP 기기가 IP 네트워크 및 PSTN에 연결된 상태를 보인 도면이고,
도 2는 본 발명의 통화절환 장치에 따른 복수의 VoIP 기기의 구성을 보인 도면이며,
도 3은 도 2의 VoIP/PSTN 절환 모듈의 구성을 보인 상세 블록도이며,
도 4는 본 발명의 통화절환 방법에서 VoIP 호에서 PSTN 호로 전화통화를 절환하는 동작을 설명하기 위한 도면이며,
도 5는 본 발명의 통화절환 방법에서 PSTN 호에서 VoIP 호로 전화통화를 절환하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : IP 네트워크 110 : PSTN
120, 120a, 120b,… : VoIP 기기 200 : VoIP/PSTN 절환모듈
210 : 가입자라인 인터페이스 220 : 디지털 신호 처리부
221 : 코덱 223 : RTP/RTCP부
225 : 지터 버퍼 227 : QoS 측정부
230 : IP 네트워크 인터페이스부 240 : 중앙처리장치
241 : VoIP 시그널링부 243 : 핸드오버 프로토콜부
250 : 가입자 입력부 300 : 송수화기
310 : 전화 통화부 320 : 멀티플렉서
330 : 제 1 DTMF 발생부 330a : 제 2 DTMF 발생부
340 : 제 1 후크 스위치 340a : 제 2 후크 스위치
350 : 제 1 링거 350a : 제 2 링거
360 : 발신번호 식별모듈
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 VoIP 호와 PSTN 호 사이의 통화절환 장치 및 방법을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 통화절환 장치에 따라 복수의 VoIP 기기가 VoIP 및 PSTN에 연결된 상태를 보인 도면이다. 여기서, 부호 100은 VoIP 호로 전화통화를 수행할 수 있도록 하는 인터넷 망인 IP 네트워크이고, 부호 110은 공중전화 교환망인 PSTN이며, 부호 120, 120a, 120b, ㆍㆍㆍ은 VoIP 호의 통화기능 및 PSTN 호의 통화기능이 일체로 구비되어 있는 복수의 VoIP 기기이다.
상기 복수의 VoIP 기기(120, 120a, 120b, ㆍㆍㆍ)들은, 상기 IP 네트워크(100)를 통해 연결되어, 가입자들의 음성신호를 압축하여 실은 소정의 패킷을 상호간에 전송하면서 전화통화를 수행함은 물론 상기 PSTN(110)을 통해 상호간에 연결되어 아날로그 음성신호로 전화통화를 수행한다.
도 2는 본 발명의 통화절환 장치에 따른 복수의 VoIP 기기(120, 120a, 120b, ㆍㆍㆍ)의 구성을 보인 도면이다. 여기서, 부호 200은 상기 IP 네트워크(100)측과 PSTN(110)으로 선택적으로 절환하면서 전화통화를 할 수 있도록 하는 VoIP/PSTN 절환 모듈이고, 부호 210은 상기 VoIP/PSTN 절환 모듈(200)이 IP 네트워크(100)를 통해 전화 통화할 수 있도록 인터페이스하고 가입자의 음성신호를 PCM(Pulse Code Modulation) 처리하는 가입자라인 인터페이스부이다.
부호 220은 디지털 신호 프로세서로서, 코덱(221), RTP/RTCP(Real-timeTransport Protocol/Real-time Transport Control Protocol)부(223), 지터 버퍼(225) 및 QoS 측정부(227)를 구비한다.
상기 코덱(221)은, 상기 VoIP/PSTN 절환 모듈(200)로부터 상기 가입자라인 인터페이스부(210)를 통해 입력되는 음성신호를 압축하여 상기 RTP/RTCP부(223)에 제공함과 아울러 상기 IP 네트워크(100)로부터 수신된 패킷 내의 압축된 음성신호를 복원하여 상기 가입자라인 인터페이스부(210)에 제공한다.
상기 RTP/RTCP부(223)는, 상기 IP 네트워크(100)를 통해 수신되는 패킷에서 압축된 음성신호를 추출함과 아울러 상기 코덱(221)에서 압축된 음성신호를 패킷에 실어 상기 IP 네트워크(100) 측으로 출력한다.
상기 지터 버퍼(225)는, 상기 RTP/RTCP부(223)가 수신된 패킷으로부터 추출한 압축된 음성신호를 미리 설정된 시간동안 모아 패킷 번호의 순서로 정렬한 후 상기 코덱(221)에 제공하고 설정된 기간 내에 도착하지 못한 지연된 패킷은 제거한다.
상기 QoS 측정부(227)는, 더미 RTP 패킷을 생성하고 생성한 더미 RTP 패킷을 설정된 전송기간동안 설정된 전송주기로 상기 RTP/RTCP부(223)를 통해 IP 네트워크(100) 측으로 전송함과 아울러 상기 지터버퍼(225)를 통과하는 수신된 더미 RTP 패킷의 시퀀스 번호를 이용하여 평균 패킷 손실률을 계산하고 계산한 평균 패킷 손실률을 미리 설정된 평균 패킷 손실률 기준 값과 비교하여 평균 패킷 손실률이 설정된 기준 값 이하인지의 여부를 가입자 인터페이스(도면에 도시되지 않았음)를 통해 가입자에게 알린다.
부호 230은 상기 IP 네트워크(100)와 소정의 RTP 패킷을 인터페이스하는 이더넷(ethernet), WLAN(Wireless Local Area Network), 블루투스(Bluetooth), xDSL(Digital Subscriber Line and its variations) 또는 케이블 모뎀 등의 IP 네트워크 인터페이스부이다.
부호 240은 VoIP 호 또는 PSTN 호를 통한 전화 통화의 전체 동작을 제어하는 중앙처리장치로서 H323, SIP(Session Initiation Protocol) 또는 MGCP(Media Gateway Control Protocol) 등의 VoIP를 설정하기 위한 시그널링 프로토콜인 VoIP 시그널링부(241)와, 핸드오버 프로토콜부(243)를 구비한다.
상기 핸드오버 프로토콜부(243)는, 상기 IP 네트워크(100)에서 음성 품질 (Quality) 메시지 및 핸드오버 메시지의 시그널링을 통해 자동으로 상대방의 가입자의 전화번호를 획득하고 상대방 가입자의 VoIP 기기에 핸드오버를 알리며 쌍방간 VoIP 패킷의 송수신 시점의 동기를 맞추는 시그널링 담당하는 것으로서 사용되는 메시지는 음성품질 메시지, 음성품질 인식 메시지, 핸드오버 메시지, 핸드오버 인식 메시지가 있다.
여기서, 음성품질 메시지 및 음성품질 인식 메시지의 파라미터는, VoIP 기기 어드레스와 PSTN 전화번호가 있고, 핸드오버 메시지 및 핸드오버 인식 메시지의 파라미터는 VoIP 기기의 어드레스가 있다.
부호 250은 가입자의 조작에 따른 동작명령을 상기 중앙처리장치(240)로 입력시키는 가입자 입력부이다.
상기 VoIP/PSTN 절환모듈(200)은, 도 3에 도시된 바와 같이 송수화기(300)를통해 전화통화를 수행할 수 있도록 하는 전화 통화부(310)와, 상기 중앙처리장치(240)의 제어신호에 따라 상기 전화 통화부(310)를 PSTN 통화단자 또는 VoIP 통화단자로 스위칭하는 멀티플렉서(320)와, 상기 멀티플렉서(320)의 PSTN 통화단자에 연결되고 상기 중앙처리장치(240)의 제어에 따라 DTMF(Dual Tone Multi Frequency) 신호를 발생하는 제 1 DTMF 발생부(330)와, 상기 제 1 DTMF 발생부(330)에 연결되고 상기 중앙처리장치(240)의 제어에 따라 통화로를 연결 및 차단하는 제 1 후크 스위치(340)와, 상기 제 1 후크 스위치(340)에 연결되고 상기 중앙처리장치(240)의 제어에 따라 링신호를 발생하는 제 1 링거(350)와, 상기 PSTN(110)을 통해 수신되는 호출신호의 발신번호를 식별하여 상기 중앙처리장치(240)에 알리는 발신번호 식별모듈(360)과, 상기 멀티플렉서(320)의 VoIP 통화단자에 연결되고 가입자의 조작에 따라 DTMF 신호를 발생하는 제 2 DTMF 발생부(330a)와, 상기 제 2 DTMF 발생부(330a)에 연결되어 통화로를 연결 및 차단하는 제 2 후크 스위치(340a)와, VoIP를 통해 수신되는 호출신호에 따라 링신호를 발생하는 제 2 링거(350a)를 구비한다.
이러한 구성을 가지는 본 발명의 통화절환 장치에 있어서, VoIP 기기(120)를 사용하는 가입자 1이 VoIP 기기(120a)를 사용하는 가입자 2를 호출한다고 가정하고, VoIP 기기(120) 및 VoIP 기기(120a)에 첨자로 1 및 2를 각기 부여하여 동작을 설명한다.
PSTN(110)을 통해 전화통화를 할 경우에는 VoIP 기기(120)의 가입자 1이 송수화기(300-1)를 들고, 가입자 입력부(250-1)를 통해 PSTN 통화를 명령할 경우에중앙처리장치(240-1)는 멀티플렉서(320-1)를 제어하여 전화 통화부(310-1)를 PSTN 통화단자에 연결함과 아울러 제 1 후크 스위치(340-1)를 제어하여 후크오프시키게 된다.
이와 같은 상태에서 가입자가 통화할 VoIP 기기(120a)의 PSTN 전화번호를 다이얼링하면, 가입자의 다이얼링에 따라 중앙처리장치(240-1)가 제 1 DTMF 발생부(330-1)를 제어하여 다이얼링한 PSTN 전화번호에 따른 DTMF 신호를 발생하고, 발생한 DTMF 신호는 제 1 후크 스위치(340-1), 제 1 링거(350-1) 및 발신번호 식별모듈(360-1)을 순차적으로 통해 PSTN(110)으로 전송된다.
상기 PSTN(110)으로 전송된 DTMF 신호에 따라 VoIP 기기(120a)로 호출신호가 입력되어 VoIP 기기(120a)의 제 1 링거(350-2)가 링신호를 발생한다.
이와 같은 상태에서 VoIP 기기(120a)의 가입자 2가 송수화기(300-2)를 들어 착신하면, VoIP 기기(120a)의 중앙처리장치(240-2)가 멀티플렉서(320-2)를 제어하여 전화 통화부(310-2)를 PSTN 통화단자에 연결함과 아울러 제 1 후크 스위치(340-2)를 제어하여 후크 오프시키게 되는 것으로서 가입자 1의 VoIP 기기(120)와 가입자 2의 VoIP 기기(120a)의 송수화기(300-1. 300-2)는, 전화 통화부(310-1, 310-2), 멀티플렉서(320-1, 320-2), 제 1 DTMF 발생부(330-1, 330-2), 제 1 후크 스위치(340-1, 340-2), 제 1 링거(350-1, 350-2), 발신번호 식별모듈(360-2, 360-2) 및 PSTN(110)을 순차적으로 통해 상호간에 연결되어 가입자 1 및 가입자 2는 상호간에 아날로그 음성신호로 전화통화를 하게 된다.
그리고 IP 네트워크(100)를 통해 VoIP 호로 전화통화를 할 경우에는 가입자1이 VoIP 기기(120)의 송수화기(300-1)를 들어 제 2 후크스위치(340a-1)가 후크 오프되게 하고, 가입자 입력부(250-1)를 통해 VoIP 통화를 명령함에 따라 중앙처리장치(240-1)는 멀티플렉서(320-1)를 제어하여 전화통화부(310-1)가 VoIP 통화단자에 연결되게 한다.
이와 같은 상태에서 가입자가 제 2 DTMF 발생부(330a-1)를 조작하여 VoIP 기기(120a)의 VoIP 전화번호를 다이얼링하면, 제 2 DTMF 발생부(330a-1)가 DTMF 신호를 발생하고, 발생한 DTMF 신호는 제 2 후크 스위치(340a-1), 제 2 링거(350a-1) 및 가입자 라인 인터페이스부(210-1)를 통해 디지털 신호 처리부(220-1)로 입력된다.
그러면, 디지털 신호 처리부(220-1)는 중앙처리장치(240-1)의 VoIP 시그널링부(241-1)를 통해 VoIP 기기(120a)의 IP 어드레스를 획득하고, 그 획득한 IP 어드레스는 IP 네트워크 인터페이스부(230-1)를 통해 IP 네트워크(100)로 전송되며, 그 전송된 IP 어드레스에 따라 VoIP 기기(120a)가 호출되어 제 2 링거(350a-2)가 링신호를 발생 및 가입자 2를 호출하게 된다.
이와 같은 상태에서 VoIP 기기(120a)의 가입자 2가 송수화기(300-2)를 들면, 제 2 후크 스위치(340a-2)가 후크 오프상태로 되면서 VoIP 호를 착신하게 된다.
상기 VoIP 기기(120a)가 착신될 경우에 가입자 1의 음성신호는 송수화기부(300-1), 전화통화부(310-1), 멀티플렉서(320-1), 제 2 DTMF 발생부(330a-1), 제 2 후크 스위치(340a-1) 및 제 2 링거(350a-1)를 순차적으로 통해 가입자 라인 인터페이스부(210-1)로 입력되어 디지털 신호로 변환되고, 디지털신호 처리부(220-1)의 코덱(221-1)에서 압축되며, 압축된 음성신호는 RTP/RTCP부(223-1)로 입력되어 패킷에 실린 후 IP 네트워크 인터페이스부(230-1) 및 IP 네트워크(100)를 통해 VoIP 기기(120a)로 전송된다.
이와 같이 IP 네트워크(100)로 전송하는 압축된 음성신호가 실린 패킷은 VoIP 기기(120a)의 IP 네트워크 인터페이스부(230-2)를 통해 RTP/RTCP부(223-2)로 입력되어 패킷 내의 압축된 음성신호가 추출되고, 그 추출된 음성신호는 지터버퍼(225-2)로 입력된다.
그러면, 지터버퍼(225-2)는 상기 RTP/RTCP부(223-2)로부터 입력되는 압축된 음성신호를 미리 설정된 시간동안 모아 패킷 번호의 순서로 정렬한 후 상기 코덱(221-2)에 제공하고 설정된 기간 내에 도착하지 못한 압축된 음성신호는 제거하게 되며, 코덱(221-2)은 지터버퍼(225-2)로부터 입력받은 압축된 음성신호를 원래의 디지털 음성신호로 복원하여 출력한다.
상기 코덱(221-2)에서 출력되는 디지털 음성신호는 가입자라인 인터페이스부(210-2)에서 아날로그 음성신호로 변환된 후 제 2 링거(350a-2), 제 2 후크 스위치(340a-2), 제 2 DTMF 발생부(330a-2), 멀티플렉서(320-2) 및 전화통화부(310-2)를 순차적으로 통해 송수화기(300-2)로 출력되고, 또한 VoIP 기기(120a)의 송수화기(300-2)를 통해 입력되는 음성신호도 상기한 바와 동일하게 VoIP 기기(120)의 송수화기(300-1)를 전달되어 가입자 1 및 가입자 2는 상호간에 전화통화를 하게 된다.
한편, 상기한 바와 같이 IP 네트워크(100)를 통해 전화통화를 수행하다가 통화 품질이 나빠 PSTN(110)으로 통화를 절환하고, 또한 PSTN(110)에서 IP 네트워크(100)로 통화를 절환할 경우에, 먼저 가입자가 가입자 입력부(250-1, 250-2)를 통해 VoIP 기기(120, 120a)에 자신의 PSTN 가입자 전화번호를 미리 저장하여 두고, 또한 VoIP 기기(120, 120a)의 각 가입자들은 IP 네트워크(100) 상의 평균 패킷 손실률을 VoIP 기기(120, 120a)가 측정하기 위한 파라미터 즉, 패킷 관찰 주기, 패킷 관찰 기간 및 평균 패킷 손실률 기준 값을 저장함과 아울러 더미 패킷의 전송 주기와 전송기간을 입력시켜야 되는 것으로서 그 입력되는 데이터들은 중앙처리장치(240-1, 240-2)가 내장되어 있는 메모리(도면에 도시되지 않았음) 등의 저장수단에 저장한다.
그리고 도 4에 도시된 바와 같이 VoIP 기기(120)가 통해 VoIP 시그널링을 개방하여 가입자 2의 VoIP 기기(120a)를 통해 호출하고, 그 호출에 따라 VoIP 기기(120a)로 착신하여 가입자 1 및 가입자 2가 상호간에 전화통화를 하는 상태에서 가입자 1이 직접 전화통화의 품질을 판단하고, 판단 결과 VoIP 통화의 품질이 나빠 PSTN(110)으로 통화를 절환할 경우에 가입자 입력부(250-1)의 통화절환을 명령하는 절환버튼을 누른다.
그러면, 가입자 1의 VoIP 기기(120)의 중앙처리장치(240-1)는 통화절환을 판단하고, 핸드오버 프로토콜부(243-1)가 가입자 1의 PSTN 가입자 전화번호를 실은 음성품질 메시지를 생성하며, 그 생성한 음성품질 메시지를 IP 네트워크 인터페이스부(230-1)를 통해 IP 네트워크(100)로 출력하여 가입자 2의 VoIP 기기(120a)로 전송한다.
이와 같은 상태에서 VoIP 기기(120a)의 가입자 2가 가입자 입력부(250-2)를 조작하여 통화절환을 승낙할 경우에 중앙처리장치(240-2)가 VoIP 기기(120)로부터 입력받은 음성품질 메시지로부터 가입자 1의 PSTN 전화번호를 추출하여 저장함과 아울러 핸드오버 프로토콜부(243-2)가 가입자 2의 PSTN 전화번호를 실은 음성품질 인식 메시지에 생성하고, 그 생성한 음성품질 인식 메시지를 IP 네트워크 인터페이스부(230-2)를 통해 IP 네트워크(100)로 출력하여 VoIP 기기(120)로 전송하며, 가입자 2가 통화절환을 승낙하지 않을 경우에 널(Null) 값을 실은 음성품질 인식 메시지에 생성하여 IP 네트워크 인터페이스부(230-2)를 통해 IP 네트워크(100)로 출력하여 VoIP 기기(120)로 전송한다.
이와 같은 상태에서 VoIP 기기(120)는 상기 VoIP 기기(120a)가 전송하는 음성품질 인식 메시지를 수신하여 통화절환의 승낙 여부를 확인하고, 통화절환을 승낙하였을 경우에 중앙처리장치(240-1)는 상기 음성품질 인식 메시지에 실린 가입자 2의 PSTN 전화번호에 따라 제 1 DTMF 발생부(330-1)를 제어하여 DTMF 신호를 발생하고, 발생한 DTMF 신호는 제 1 후크 스위치(340-1), 제 1 링거(350-1) 및 발신번호 식별모듈(360-1)을 통해 PSTN(110)으로 출력되어 PSTN 호로 VoIP 기기(120a)를 호출한다.
이와 같은 상태에서 가입자 2의 VoIP 기기(120a)는 PSTN(110)을 통해 호출신호가 입력될 경우에 발신번호 식별모듈(360-2)이 발신번호를 확인하여 중앙처리장치(240-2)에 입력시킨다.
그러면, VoIP 기기(120a)의 중앙처리장치(240-2)는 상기 발신번호식별모듈(360-2)이 확인한 발신번호로 가입자 1의 VoIP 기기(120)의 호출인지의 여부를 확인하고, 확인 결과 발신번호가 가입자 1의 PSTN 전화번호와 일치할 경우에 VoIP 기기(120a)의 중앙처리장치(240-2)는 제 1 링거(350-2)를 제어하여 호출신호를 발생하지 않도록 한 후 제 1 후크 스위치(340-2)를 제어하여 PSTN(110)의 호를 착신하고, VoIP 기기(120)(120a)는 VoIP에서 PSTN 호로 절환하여 가입자 1 및 가입자 2가 PSTN 호로 상호간에 계속 전화통화를 하도록 한다.
이와 같이 PSTN 호로 절환하여 전화통화를 하는 상태에서 VoIP 기기(120)의 중앙처리장치(240-1)는 VoIP 시그널링을 폐쇄하고, 핸드오버 프로토콜부(243-1)가 핸드오버(Handover) 메시지를 생성하여 IP 네트워크 인터페이스부(230-1) 및 IP 네트워크(100)를 통해 VoIP 기기(120a)로 전송하며, VoIP 기기(120a)의 중앙처리장치(240-2)는 상기 VoIP 기기(120)가 전송하는 핸드오버 메시지를 IP 네트워크 인터페이스부(230-2)를 통해 수신하고, 핸드오버 메시지의 수신에 따라 디지털 신호 처리부(220-2)의 전체 또는 특정 채널에 대한 디지털 신호 처리부(220-2) 내의 코덱(221-2)의 동작을 정지시켜 저 전력 모드로 천이하고, VoIP 패킷의 전송을 중단한다.
그리고 VoIP 기기(120a)의 중앙처리장치(240-2)의 핸드오버 프로토콜부(243-2)가 핸드오버 메시지의 수신에 따른 핸드오버 인식 메시지를 생성한 후 IP 네트워크 인터페이스부(230-2) 및 IP 네트워크(100)를 통해 VoIP 기기(120)로 전송하며, VoIP 기기(120)의 중앙처리장치(240)-1)는 상기 핸드오버 인식 메시지의 수신에 따라 디지털 신호 처리부(220-2)의 전체 또는 특정 채널에 대한 디지털 신호처리부(220-2) 내의 코덱(221-2)의 동작을 정지시켜 저 전력 모드로 천이하고, VoIP 패킷의 전송을 중단한다.
이와 같이 하여 VoIP 호에서 PSTN 호로 절환된 상태에서 VoIP 기기(120)의 QoS 측정부(227-1)는, 더미 RTP 패킷을 생성하고, 생성한 더미 RTP 패킷은 RTP/RTCP부(223-1) 및 IP 네트워크 인터페이스부(230-1)를 통해 IP 네트워크(100)로 전송하며, 그 IP 네트워크(100)로 전송한 더미 RTP 패킷은 VoIP 기기(120a)의 IP 네트워크 인터페이스부(230-2) 및 RTP/RTCP부(223-2)를 통해 QoS 측정부(227-2)로 입력되는 것으로서 QoS 측정부(227-1)는 상기 입력되는 더미 RTP 패킷으로 IP 네트워크(100)의 평균 패킷 손실률을 측정하고, 측정한 평균 패킷 손실률을 미리 설정된 평균 패킷 손실률의 기준 값과 비교하며, 비교 결과를 가입자 인터페이스를 통하여 표시하여 가입자가 평균 패킷 손실률을 모니터링할 수 있도록 한다.
또한 VoIP 기기(120a)의 QoS 측정부(227-2)도 상기와 마찬가지로 더미 RTP 패킷을 생성하여 VoIP 기기(120)로 전송하고, VoIP 기기(120)의 QoS 측정부(227-2)는 상기 VoIP 기기(120a)가 전송하는 더미 RTP 패킷으로 IP 네트워크(100)의 평균 패킷 손실률을 측정하고, 측정한 평균 패킷 손실률을 미리 설정된 평균 패킷 손실률의 기준 값과 비교하며, 비교 결과를 가입자 인터페이스를 통하여 표시하여 가입자가 평균 패킷 손실률을 모니터링할 수 있도록 한다.
그리고 도 5에 도시된 바와 같이 VoIP 기기(120)(120a)가 PSTN(110)을 통해 상호간에 전화통화를 하는 상태에서 VoIP 기기(120)의 가입자 인터페이스를 통해 평균 패킷 손실률을 모니터링하고, 그 모니터링한 평균 패킷 손실률이 기준값 이하로서 다시 VoIP 호로 전화통화를 하기를 원할 경우에 가입자 1이 가입자 입력부(250-1)의 절환 버튼을 눌러 VoIP 호로의 통화절환을 명령한다.
상기 통화절환 명령에 따라 VoIP 기기(120)의 중앙처리장치(240-1)의 핸드오버 프로토콜부(243-1)는 음성품질 메시지를 발생하고, 그 발생한 음성품질 메시지를 IP 네트워크 인터페이스부(230-1) 및 IP 네트워크(100)를 통해 VoIP 기기(120a)로 전송한다.
그러면, VoIP 기기(120a)는 IP 네트워크 인터페이스부(230-2)를 통해 상기 음성품질 메시지를 수신하고, 가입자 2가 통화절환을 승낙할 경우에 중앙처리장치(240-2)의 핸드오버 프로토콜부(243-2)가 음성품질 인식 메시지를 생성하여 IP 네트워크 인터페이스부(230-2) 및 IP 네트워크(100)를 통해 가입자 1의 VoIP 기기(120)로 전송한다.
가입자 1의 VoIP 기기(120)는 상기 VoIP 기기(120a)가 전송하는 음성품질 인식 메시지를 수신한 후 VoIP 시그널링부(241-1)를 개방시켜 가입자 2의 VoIP 기기(120a)를 호출하고, VoIP 기기(120a)가 VoIP 시그널링을 착신할 경우에 VoIP 기기(120)는 핸드오버 메시지를 발생하여 VoIP 기기(120a)로 전송한다.
VoIP 기기(120a)는 상기 VoIP 기기(120)의 핸드오버 메시지를 수신한 후 핸드오버 인식 메시지를 생성하여 VoIP 기기(120)로 전송함과 아울러 디지털 신호 처리부(220-2) 또는 특정 채널에 대한 코덱(221-2)이 동작되게 하고, IP 네트워크 인터페이스부(230-2) 및 IP 네트워크(100)를 통해 VoIP 패킷의 전송을 시작한다.
이와 같은 상태에서 VoIP 기기(120)는 상기 핸드오버 인식 메시지를 수신함에 따라 디지털 신호 처리부(220-1) 전체 또는 특정 채널에 대한 코덱(221-1)이 동작되게 하고, IP 네트워크 인터페이스부(230-1) 및 IP 네트워크(100)를 통해 VoIP 패킷의 전송을 시작하여 상호간에 VoIP로 전화통화가 가능하게 한 후 PSTN 호에서 VoIP 호로 전환하여 계속 전화통화를 하게 하고, PSTN(110)의 연결을 차단하며, IP 네트워크(100)의 평균 패킷 손실률의 모니터링 동작을 정지한다.
한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다. 예를 들면, 상기에서는 VoIP 기기(120)의 가입자 1이 통화를 절환하는 것을 예로 들어 설명한 것으로서 본 발명을 실시함에 있어서는 VoIP 기기(120a)의 가입자 2가 통화절환을 명령할 수도 있는 등 여러 가지로 변형 실시할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 VoIP로 전화통화를 수행하다가 통화품질이 나쁠 경우에 PSTN으로 절환하여 계속 통화할 수 있고, 또한 PSTN으로 전화통화를 수행하다가 VoIP의 통화품질이 향상될 경우에 다시 VoIP로 절환하여 전화통화를 수행할 수 있는 것으로 전화통화가 끊어지지 않고, 계속 전화통화를 수행하면서 절환할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. IP(Internet Protocol) 네트워크에 연결되어 RTP(Real-time Transport Protocol) 패킷 및 VoIP(Voice over Internet Protocol) 시그널링을 양방향 인터페이스하는 IP 네트워크 인터페이스부;
    상기 IP 네트워크 인터페이스부를 통해 수신되는 RTP(Real-time Transport Protocol) 패킷에서 압축된 음성신호를 추출하여 PCM(Pulse Code Modulation) 음성신호로 변환함과 아울러 전송할 PCM 음성신호를 압축 및 RTP 패킷에 실어 상기 IP 네트워크 인터페이스부로 출력하는 디지털 신호 처리부;
    음성신호를 PCM 음성신호로 변환하여 상기 디지털 신호 처리부에 제공하고 그 디지털 신호 처리부가 출력하는 PCM 음성신호를 아날로그 음성신호로 변환하는 가입자라인 인터페이스부;
    VoIP 호 및 PSTN 호에 따라 상기 가입자라인 인터페이스부 및 PSTN에 선택적으로 연결되어 전화통화를 할 수 있도록 하는 VoIP/PSTN 절환 모듈;
    상기 IP 네트워크 인터페이스부를 통해 VoIP 시그널링을 전송 및 수신하면서 VoIP 호 또는 PSTN 호를 통한 전화 통화의 전체 동작을 제어하는 중앙처리장치; 및
    가입자의 조작에 따른 동작명령을 상기 중앙처리장치로 입력시키는 가입자 입력부로 구성된 VoIP 호와 PSTN 호 사이의 통화절환 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, VoIP/PSTN 절환모듈은;
    송수화기를 통해 전화통화를 수행할 수 있도록 하는 전화 통화부;
    상기 중앙처리장치의 제어신호에 따라 상기 전화 통화부를 PSTN 통화단자 또는 VoIP 통화단자로 스위칭하는 멀티플렉서;
    상기 멀티플렉서의 PSTN 통화단자에 연결되고 상기 중앙처리장치의 제어에 따라 DTMF(Dual Tone Multi Frequency) 신호를 발생하는 제 1 DTMF 발생부;
    상기 제 1 DTMF 발생부에 연결되고 상기 중앙처리장치의 제어에 따라 통화로를 연결 및 차단하는 제 1 후크 스위치;
    상기 제 1 후크 스위치에 연결되고 상기 중앙처리장치의 제어에 따라 링신호를 발생하는 제 1 링거;
    상기 PSTN을 통해 수신되는 호출신호의 발신번호를 식별하여 상기 중앙처리장치에 알리는 발신번호 식별모듈;
    상기 멀티플렉서의 VoIP 통화단자에 연결되고 가입자의 조작에 따라 DTMF 신호를 발생하는 제 2 DTMF 발생부;
    상기 제 2 DTMF 발생부에 연결되어 통화로를 연결 및 차단하는 제 2 후크 스위치; 및
    VoIP를 통해 수신되는 호출신호에 따라 링신호를 발생하는 제 2 링거로 구성됨을 특징으로 하는 VoIP 호와 PSTN 호 사이의 통화절환 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 디지털 신호 프로세서는;
    상기 가입자라인 인터페이스부로부터 입력되는 PCM 음성신호를 압축하고 상기 IP 네트워크 인터페이스부를 통해 수신되는 패킷 내의 압축된 음성신호를 PCM 음성신호로 복원하여 상기 가입자라인 인터페이스부에 입력시키는 코덱;
    상기 IP 네트워크 인터페이스부를 통해 수신되는 패킷에서 압축된 음성신호를 추출함과 아울러 상기 코덱에서 압축된 음성신호를 패킷에 실어 상기 IP 네트워크 인터페이스부로 출력하는 RTP/RTCP부;
    상기 RTP/RTCP부가 수신된 패킷에서 추출한 압축된 음성신호를 미리 설정된 시간동안 모아 패킷 번호의 순서로 정렬한 후 상기 코덱에 제공하고 설정된 기간 내에 도착하지 못한 지연된 패킷은 제거하는 지터 버퍼; 및
    더미 RTP 패킷을 생성하고 생성한 더미 RTP 패킷을 설정된 전송기간동안 설정된 전송주기로 상기 RTP/RTCP부를 통해 IP 네트워크 인터페이스부로 출력하고 상기 지터버퍼를 통과하는 수신된 더미 RTP 패킷의 시퀀스 번호를 이용하여 평균 패킷 손실률을 계산하며 계산한 평균 패킷 손실률을 미리 설정된 평균 패킷 손실률 기준 값과 비교하여 평균 패킷 손실률이 설정된 기준 값 이하인지의 여부를 가입자 인터페이스를 통해 가입자에게 알리는 QoS 측정부로 구성됨을 특징으로 하는 VoIP 호와 PSTN 호 사이의 통화절환 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 중앙처리장치는;
    H323, SIP(Session Initiation Protocol) 또는 MGCP(Media Gateway Control Protocol)의 VoIP를 설정하는 핸드오버 프로토콜부; 및
    상기 IP 네트워크에서 음성 품질 메시지 및 핸드오버 메시지의 시그널링을통해 자동으로 상대방의 가입자의 전화번호를 획득하고 상대방 가입자의 VoIP 기기에 핸드오버를 알리며 쌍방간 VoIP 패킷의 송수신 시점의 동기를 맞추는 시그널링 담당하는 핸드오버 프로토콜부를 구비하는 것을 특징으로 하는 VoIP 호와 PSTN 호 사이의 통화절환 장치.
  5. VoIP(Voice over Internet Protocol)로 전화통화를 하는 상태에서 통화절환명령이 발생될 경우에 제 1 VoIP 기기가 자신의 PSTN(Public Switched Telephone Network) 전화번호를 실은 음성품질 메시지를 생성하여 제 2 VoIP 기기로 전송하는 제 1 과정;
    상기 제 1 과정의 음성품질 메시지를 제 2 VoIP 기기가 수신하여, 통화 절환을 승낙할 경우에 음성품질 메시지에 실린 제 1 VoIP 기기의 PSTN 전화번호를 저장하고 자신의 PSTN 전화번호를 실은 음성품질 인식 메시지를 생성하여 제 1 VoIP 기기로 전송하는 제 2 과정;
    상기 제 2 과정의 음성품질 인식 메시지를 제 1 VoIP 기기가 수신하여 통화절환의 승낙 여부를 확인하고, 통화절환을 승낙하였을 경우에 그 음성품질 인식 메시지에 실린 가입자 2의 PSTN 전화번호를 다이얼링하여 PSTN 호로 제 2 VoIP 기기를 호출하는 제 3 과정;
    상기 제 3 과정의 PSTN 호의 발신번호를 제 2 VoIP 기기가 확인하고, 확인 결과 발신번호가 제 1 VoIP 기기의 PSTN 전화번호와 일치할 경우에 PSTN 호를 착신하여 PSTN 호로 전화통화를 절환하는 제 4 과정; 및
    상기 제 4 과정에서 PSTN 호로 전화통화를 절환한 후 제 1 VoIP 기기 및 제 2 VoIP 기기가 상호간에 핸드오버 메시지 및 핸드오버 인식 메시지를 전송하여 VoIP 호를 차단하는 제 5 과정으로 이루어진 VoIP 호와 PSTN 호 사이의 통화절환 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 5 과정의 VoIP 호를 차단한 후 VoIP 호로의 통화절환 명령이 발생할 경우에 상기 제 1 VoIP 기기가 음성품질 메시지를 발생하여 제 2 VoIP 기기로 전송하는 제 6 과정;
    상기 제 6 과정의 음성품질 메시지를 제 2 VoIP 기기가 수신하고 통화절환을 승낙할 경우에 음성품질 인식 메시지를 생성하여 제 1 VoIP 기기로 전송하는 제 7 과정;
    상기 제 7 과정의 음성품질 인식 메시지를 제 1 VoIP 기기가 수신하여 VoIP 시그널링을 개방 및 제 2 VoIP 기기를 호출하고, 제 2 VoIP 기기가 VoIP 시그널링을 착신할 경우에 제 1 VoIP 기기가 핸드오버 메시지를 발생하여 제 2 VoIP 기기로 전송하는 제 8 과정;
    상기 제 8 과정의 핸드오버 메시지를 제 2 VoIP 기기가 수신한 후 핸드오버 인식 메시지를 생성하여 제 1 VoIP 기기로 전송한 후 제 1 및 제 2 VoIP 기기가 상호간에 VoIP 패킷을 전송하여 VoIP 호로 절환하는 제 9 과정; 및
    상기 제 9 과정에서 VoIP 호로 절환한 후 PSTN 호를 차단하는 제 10 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 VoIP 호와 PSTN 호 사이의 통화절환 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 6 과정은;
    제 1 및 제 2 VoIP 기기가 상호간에 더미 RTP(Real-time Transport Protocol) 패킷을 전송하고 그 전송하는 더미 RTP 패킷으로 제 1 및 제 2 VoIP 기기가 평균패킷 손실률을 모니터링하면서 상기 통화절환 명령이 발생을 판단하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 VoIP 호와 PSTN 호 사이의 통화절환 방법.
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