[펌] VoIP 기술 동향

2001.11.07 VoIP 기술 동향 민재홍* 조평동** 초기 데이터 전송만을 고려하여 설계된 인터넷은 급속한 통신기술의 발전에 따라, 사용자들의 요구에 따라 음성이나 영상을 전송할 수 있는 광대역의 멀티미디어 망으로 진화하게 되었다. 즉, 이제는 전화망과 데이터망이 더 이상 분리되지 않는 통합 망으로서의 기능이 대두되면서, 인터넷과 기존의 전화망과의 연동의 필요성이 불가피하게 되었다. 본 고는 인터넷을 중심으로 연동된 망 즉, 통합 네트워크 상에서 가능한 다양한 응용 서비스 중 최근 가장 주목 받는 VoIP 기술에 대해 조사하였다. 특히, 최근의 VoIP 표준화 단체의 기술 동향 및 새롭게 출현하고 있는 VoIP 관련 현안을 망 연동에 초점을 두고 분석하였다. ▧ I. VoIP 기술 개요 최근 통신사업자, 인터넷 서비스 제공자, 산업체 및 일반 이용자의 관심이 고조되고 있는 VoIP기술은 인터넷의 최대 응용 서비스로서 급부상함과 동시에 고속으로 시장이 성장ㆍ확산되고 있는 분야이다. VoIP의 최초 상용화는 1995년 이스라엘의 Vocal Tec사의 서비스 제공으로 이루어졌다. 그 후 게이트웨이 장비의 출현을 통해 기술의 본격적인 발전을 이룩해 왔다. VoIP의 성장 배경에는 VoIP가 기존의 인터넷 서비스 사업자들이 구축한 인터넷 망을 이용함으로써, 비록 이용 편리성이나 품질에 일부 문제가 있더라도 무료 또는 기존의 PSTN에 비해 낮은 가격으로 전화 서비스를 제공할 수 있었던 점과, IP 기반망을 이용한 음성의 비용이 기존의 전화에 비해 보다 빠른 속도로 낮아지고 있는 점 등이 작용했다고 할 수 있다. 그러나 최근에는 VoIP가 단순히 값싼 요금의 전화 서비스 제공에 머물지 않고 음성과 데이터를 통합한 부가 서비스 제공에 역점을 두는 추세이다. 1. VoIP의 정의 VoIP는 인터넷의 IP 계층을 사용하여 음성을 전송하는 기술을 말하며 다른 용어로 인터넷 전화와 혼용되어 사용된다. 그러나 이 두 용어의 의미는 엄격하게 보면 차이가 있는데 VoIP는 아날로그의 신호를 디지털 신호로 변환한 후, 패킷으로 구성하여 IP망인 인터넷을 통해 수신측까지 전달하는 것을 의미하지만, 인터넷 전화는 IP망 뿐만 아니라, 음성과 팩스 데이터를 전송할 수 있는 모든 망(ATM, Frame Relay)에서 기존 전화망에서 제공하는 서비스를 지원하는 것이다. 따라서 음성 서비스를 전화망이 아닌 인터넷망에서 사용하는 경우에는 의미의 차이 없이 이 두 용어는 동일하게 사용되고 있다. 2. VoIP 시스템의 구성 요소 VoIP시스템의 구성요소는 크게 응용 계층(application layer), 신호 계층(signaling layer), 매체 계층(media layer)으로 나뉘어지며, 각 계층별로 상대방과 같은 프로토콜을 이용하여 통신을 수행한다((그림 1) 참조). • 응용 계층: 서비스의 생성/수행 기능, 지능화된 호 처리, 서비스 관리 • 신호 계층: 호 처리, 호 변환, 자원관리, 매체 제어 • 매체 계층: 실제 데이터 처리/전달 또는 변형, 품질 보장, 톤 발생 기능 담당 VoIP에서 신호 계층 간에는 H.323, SIP등의 프로토콜이 사용되어, 상대방과 통화 연결/종료 신호 등을 처리한다. 매체 계층에서는 음성 데이터를 RTP 프로토콜을 이용, 패킷으로 만들어 전송한다. 응용 계층과 신호 계층 사이에는 Call Processing Protocol이 사용되며, 응용 계층과 신호 계층 사이에 제어정보를 전달한다. 신호 계층과 매체 계층은 Media Gateway Control Protocol을 이용하여 제어정보를 교환하여, 신호 계층에서 실제 데이터의 경로나, 매체 특성을 결정하고 수행하도록 할 수 있다. II. 표준화 동향 현재 VoIP 기술 관련 표준화는 ITU-T와 IETF에서 주도적으로 진행되고 있다. ITU-T에서는 H.323 시스템을 기반으로 하는 각종 표준을 제정하고 있으며, IETF는 HTTP와 유사한 형태의 SIP를 중심으로 표준화를 진행해 나가고 있다. 그리고, 개방화와 표준화를 기반으로 한 소프트웨어 플랫폼인 소프트스위치 개념이 도입되어 매우 융통성 있는 서비스를 할 수 있는 기초가 마련 되었으며, MEGACO라는 표준이 제정되었다. (그림2)는 VoIP 기술 관련 표준화 진행 방향을 표시한다. 1. ITU-T ITU-T는 하부 조직인 Study Group 16 Multimedia에서 표준화를 진행하고 있다. VoIP와 관련된 사항으로는 H.323을 비롯한 H.22x, H.23x, H.24x 등의 표준화가 이루어졌다. H.323 기술은 1990년에 Multimedia를 위한 ISDN 표준으로 이용하기 위한 ITU-T H.320을 표준화 하였고, 1995년에 다른 망에서의 표준화로 H.324(GSTN), H.321(H.320 over ATM), H.322(H.320 over Ethernet)가 진행 되었으며, 1996년 인터넷 환경을 위한 H.323 v1이 표준화 되었다. H.323의 기능 및 역할을 호 수락 제어(admissions), 디렉토리 서비스, 연결 설정, 종단 간의 capability 교환, logical channel의 개설과 종료, point-to-point 및 point-to-multipoint 지원과 상태 변화 기능, 패킷 망에서의 실시간 전송 등의 기능을 가지고 있다. (그림 3)은 H.323의 구성 요소를 보여주고 있다. H.323의 구성요소로는 터미널, 게이트웨이, 게이트키퍼, MCU (Multipoint Control Unit) 등이 있다. H.323은 개정 및 추가 작업으로, H.323 v2에서는 fast call setup, security framework, large scale conference등의 기능이 추가되었다. H.323 v4에서는 MEGACO지원을 위한 구조로 바뀌었으며, 여러 가지 부가기능이 추가되었다. 2. IETF IETF는 2001년 3월 현재 Application Area등 8개의 표준화 영역으로 구성되어 있다. 이중에서 VoIP와 관련된 표준화 영역은 Transport Area이며, 다음과 같은 VoIP표준화와 관련된 작업을 하고 있다. - IP telephony(IPtel): 급속히 확장되는 VoIP 네트워크에서 VoIP 게이트웨이용 라우팅 신호 프로토콜의 표준화와 VoIP 서버에서 호를 처리 할 수 있는 기술에 대한 표준화 작업을 수행한다. 또한, IPtel은CPL(Call Processing Language)의 확장과 TRIP(Telephony Routing over IP)에 관련된 표준을 진행 중이다. - Media Gateway Control(MEGACO): 전화망을 비롯한 다양한 망과 인터넷을 접속하여 멀티미디어 서비스를 제공할 때 요구되는 미디어간 변환 장치인 미디어 게이트웨이를 제어하는 프로토콜을 표준화하는 그룹이다. 미디어 게이트웨이는 전화 회선에서 전달되는 정보와 인터넷에서 전달되는 데이터 패킷들을 상호 변환해주는 네트워크 요소이며, trunking gateways, access gateway, network access servers등이 있다. 또한, ATM 등 인터넷이 아닌 다른 네트워크와의 연동을 위한 표준을 다룬다. - Multiparty Multimedia Session Control(MMUSIC): 인터넷에서 멀티미디어 회의 세션을 지원하기 위한 표준화와 인터넷과 전화 회의간의 상호연동에 대해서 작업한다. 표준화 작업 계획은 1998년 5월에 종료 되었으며 SDP(Session Description Protocol)에 대하여 다른 그룹으로부터 요구사항을 받은 후에 internet draft를 수정하고 있다. - PSTN and Internet internetworking(PINT): 인터넷 응용을 요청하고 PSTN 전화서비스를 향상시키는 작업을 한다. 예를 들면, 고객과 공급자 사이에 PSTN 호를 연결할 수 있도록 웹 기반 전화번호부 서비스 등을 제공할 수 있다. 인터넷 응용 또는 서버와 PSTN 지능망 서비스 노드(Service Control Function: SCF)간에 필요한 SSTP(Service Support Transfer Protocol)를 정의한다. PSTN/Internet internetworking, SSTP, SSTP MIB등이 제출되어 종료된 상태이다. - Service in the PSTN/IN Requesting Internet Service(SPIRITS): 지능망 또는 PSTN에서 IP 네트워크에 요청한 서비스를 지원하기 위한 표준화 작업을 수행한다. Spirits의 관심은 PSTN/IN에서 IP 네트워크로 안전하게 전달할 수 있는 네트워크 구조와 프로토콜에 있다. - Session Initiation Protocol(SIP): ITU-T의 H.323에 대응되는 프로토콜로서 단말간 또는 사용자들간에 기존의 VoIP서비스뿐만 아니라 다양한 서비스의 호 설정 프로토콜이다. 멀티미디어 세션상에서 상대방 또는 미디어 서버를 호출하기 위한 용도로 IETF Transport Area의 MMSUIC은 1999년 3월에 RFC 2543으로 SIP 표준을 제정하였다. 이후에 RFC 2543을 VoIP에 적용할 수 있는 방안이 연구되었고, 기본의 틀을 유지하면서 VoIP용 호 설정 프로토콜로 이용할 수 있는 RFC 2543 수정본인 RFC 2543-bis에 대한 표준화가 진행중이다. - Signaling Transport(SIGTRAN): 전화망과 인터넷을 접속할 때, SS7 시그널링을 IP 네트워크에 전달하기 위해 요구되는 신호 적응 표준 및 변환된 시그널링 패킷을 올바르게 전달하는 프로토콜을 표준화 한다. - Telephone Number Mapping(enum): 전화번호와 관련된 자원과 접속하기 위하여, DNS (Domain Name System)를 기반으로 한 구조 및 프로토콜을 정의한다. 전화번호는 송신자의 입장에서 전화번호 검색을 이용하여 수신자의 단말 형태, 지원되는 서비스 및 프로토콜 등의 정보를 조회할 수 있다. 또한 수신자의 관점에서, 송신자가 볼 수 있는 정보를 자신이 원하는 대로 통제할 수도 있다. 현재 제안된 방식은 다양한 서비스 사업자들간에 호환이 가능하고 개방 구조 하에서 사용자들이 자유롭게 검색할 수 있는 디렉토리 정보를 표현할 수 있어야 하고, 번호체계는 ITU-T의 E.164 표준과 호환성이 있어야 한다. 3. ETSI TIPHON ETSI는 TIPHON(Telecommunication and Internet Protocol Harmonization Over Networks)이라는 프로젝트를 수행하고 있다. 1997년 60개 이상의 업체의 참여로 구성되었으며, H.323 v2를 기반으로 하고 있으며, PC-PC, PC-SCN, SCN-PC, PC-PC, SCN-SCN의 5가지 시나리오에 대한 표준화가 진행되고 있다. TIPHON은 내부에 8개의 WG을 가지고 있으며 각각 WG의 활동은 <표 1>과 같다. III. 최근의 VoIP 기술 동향 VoIP기술은 인터넷 응용 기술로써 IP 주소를 기반으로 종단간의 채널 설정을 통해 음성 신호를 압축하고 패킷화 한 음성 데이터를 전달하는 기술이다. 음성 압축 기술은 기존 전화망에서 64kbps급 고정 대역폭을 이용하는 데 대한 문제점을 극복하고 매우 적은 대역폭만을 이용하여 음성 서비스의 제공을 가능하게 하였다. 최근에는 고성능 프로세서 및 주변 기기의 발전과 전송 에러 수정 기술 등이 급속히 발전하게 되었다. 또한 과거에 호스트에서 처리하던 음성 압축 및 에코 제어 등을 저가의 고성능 디지털 신호처리 프로세서 또는, 고속 프로세서를 통해서 데스크탑에서 실시간으로 처리하는 것이 가능해졌다. 따라서 현재에는 양질의 phone-to-phone 음성 서비스의 제공이 가능해졌으며, 다양한 제품이 출시됨에 따라 기업용 통합 메시징 솔루션으로 급부상하였다. 한편, 통합 음성 서비스를 제공하는 차세대 전화망은 다양한 게이트웨이들과 이들을 제어하기 위한 gateway controller인 call agent와 소프트스위치가 존재하는 형태로 구성 되어진다. 게이트웨이는 전화망으로부터 전달되는 음성 신호를 저속의 코더로 압축하고, 인터넷 망에 적합한 형태로 변화하여 다른 게이트웨이로 전달한다. Call agent는 기존 게이트키퍼의 기능을 수용하여 주소 변화 및 게이트웨이 간 호 제어를 수행한다. 사용자들은 패킷망에 연결되어 있는 다양한 서버들로부터 원하는 서비스를 제공 받을 수 있다. (그림 4)는 통합 음성 서비스를 제공하는 차세대 전화망의 구성도를 나타낸다. 본 장에서는 최근의 VoIP기술 동향 중 ITU-T, IETF가 단일 솔루션으로 제안하고 있는 H.248/MEGACO 프로토콜과 인터넷과 회선교환망간의 VoIP 서비스 연동에 대하여 기술한다. 1. H.248/MEGACO 기술 호 처리 관련 모든 기능들이 게이트웨이에 집중되어 있는 H.323과는 달리 MGCP/MEGACO 및 SIP는 최소한의 메시지만을 정의하고, 호 제어 기능과 미디어 처리 부분을 분리함으로써 확장성을 제공할 수 있도록 하였다. MEGACO의 경우 기존 H.323등의 프로토콜에서 정의한 게이트웨이의 기능들을 분할하여 그들 사이의 인터페이스를 정의하였다. <표 2>는 VoIP 관련 프로토콜을 비교 정리한 것이다. ITU-T와 IETF에서는 H.248/MEGACO의 정의에서 게이트웨이의 효율적인 제어 및 관리를 위하여 기존의 PSTN/N-ISDN에서의 호 연결 제어 구조와 같은 연동 방법에 기초를 두고 있다. (그림 5)는 MEGACO 기반의 시스템 구성을 보여주고 있다. PSTN/N-ISDN에서의 호 처리를 위한 No.7 구조와 유사하게 인터넷 상에서도 SCN(Switched Circuit Network)과의 호 처리 시, SG(Signaling Gateway)를 통하여 MGC(Media Gateway Controller)와 연결하여 호 처리 기능을 수행한다. 또한, MGC는 MG(Media Gateway)들 사이에 연결될 IP 주소 및 UDP port를 할당하고 종단간에 IP 패킷을 만드는 데 필요한 압축 방법 제공 등의 자원 관리를 수행함으로써 MG를 제어하며, MG들 사이에 전달되는 음성 트래픽을 상호 연결하게 된다. 이때, NGC와 MG간에는 ITU-T와 IETF의 공동 표준 프로토콜인 H.248/MEGACO를 이용한다. 2. 인터넷과 회선교환망간의 VoIP 서비스 연동을 위한 기술 회선 교환망 서비스는 단말과 단말을 1:1로 연결시켜 주는 기본 호 서비스와 여기에 부가되는 부가서비스로 구분할 수 있다. 기본 호 서비스는 기존 전화 서비스를 지칭하며 부가서비스는 이러한 기본 호 서비스를 확장한 것이다. PSTN에서 부가서비스는 대부분 지능망 형태로 제공되며 기본 호 서비스는 회선 교환기의 기본적인 루팅 방법에 의해서 제공되고 있다. 현재 VoIP 서비스도 PSTN 서비스처럼 기본 호 서비스와 부가 서비스로 나눌 수 있다. VoIP에서의 부가 서비스는 주로 데이터베이스에 저장된 서비스 가입자의 profile 혹은 제어 정보에 따라 VoIP 호를 연결시킨다. PSTN과 VoIP 서비스 연동은 기본 호 서비스간 연동, 기본 호 서비스와 부가 서비스의 연동으로 나눌 수 있다. VoIP 서비스가 기존 PSTN 서비스를 대체하기 위해서는 현재 PSTN에서의 기본 호 서비스는 물론이고 부가서비스도 하위 전달 망에 관계없이 기존 전화서비스의 느낌을 그대로 유지하면서 VoIP 사용자들에게 제공될 필요가 있다. 따라서, VoIP 망에서 PSTN 부가 서비스를 수용하기 위해서는 별도의 서비스 제어 인프라를 구축하고, 부가 서비스를 개발ㆍ운용해야 한다. 그러나 동일한 서비스 제어 기능을 갖는 지능망이 PSTN상에 구축되어 안정적으로 운용중이므로, VoIP 부가서비스 제어는 지능망의 SCP(Service Control Point)를 활용하는 것이 망 효율 및 서비스 제공의 일관성을 확보할 수 있게 된다. IV. 결론 및 향후 방향 지금까지 본 고는 인터넷을 중심으로 연동된 망 즉, 통합 네트워크 상에서 가능한 다양한 응용 서비스 중 최근 가장 주목 받는 VoIP 기술에 대해 조사하였다. 특히, 최근의 VoIP 표준화 단체의 기술 동향과 새롭게 출현하고 있는 VoIP 관련 현안을 망 연동에 초점을 두고 분석하였다. 현재 인터넷 전화 서비스는 주로 phone-to-phone 중심으로 국제 및 장거리 통화를 대체할 목적으로 주로 별정 통신 사업자가 추진을 하여 왔다. 이러한 사업의 주목적은 저렴한 통화 요금으로 수익성을 찾는 것이었다. 그러나 인터넷 상의 웹 기술의 발전에 따라, 웹 기술과 VoIP기술들을 접목한 서비스들이 등장하여 인터넷 포탈 서비스의 한 수익 모델로써 기술발전이 되고 있다. 이러한 형태에는 웹폰, UMS(Unified Messaging System), IP 콜센터, 다자간 회의 등이 있는데, 이러한 서비스들은 아직 수익형 모델로써 정착을 하지 못하고 있으나, 초고속 인터넷 가입자들이 확산되고 네트워크에서 인터넷 전화 서비스를 할 수 있는 기반 시스템의 구축이 완성되면, 매우 급속하게 확산될 가능성이 높다. 인터넷 네트워크의 고도화는 음성과 데이터의 통합을 지양하고 있으며, 결국은 PSTN을 대체하여 인터넷 전화기, IP-PBX등의 활성화를 유도할 것으로 보인다. 그러나, 아직 패킷 네트워크에서 음성 서비스에 대한 품질 보장 및 signaling이 범용적이지 못하다. 다만, 인터넷 기반 네트워크의 기능 고도화 및 서비스 구분 방안들이 서서히 도입될 예정으로 있으며, 이를 이용한 보다 고품질의 음성 서비스가 가능하게 될 것이며, 음성 서비스를 제공하기 위한 신호처리, 관리, 기존 지능망과의 통합 및 요금 전략들이 서서히 완성될 것이다. 인터넷 전화 서비스는 크게 인터넷 인프라상에서 제공 가능한 기반 서비스와 이 기반 네트워크를 이용한 응용 서비스로 분류할 수 있다. 기반 서비스를 위해서는 QoS 기반 네트워크가 준비 되어야 하며, 인터넷 전화를 위한 게이트웨이, 호처리 서버, 관리 시스템, 과금 장치 등 호 처리를 위한 기반 시스템들을 구축하여야 한다. 아울러 기반 시스템의 구축을 위해서는 국제 표준기관의 범용 프로토콜을 기반으로 상호 호환성이 가능한 시스템을 이용하여야만 한다. 끝으로, 현재의 인터넷 전화 서비스는 멀티미디어 서비스의 일환으로 높은 상품성에 의하여 시장에서 매우 두각을 나타내고 있으나, 통합망으로의 기술적인 한계 및 수익성의 한계에 의하여 통합망에 필요한 신호처리 기능 및 관리 기능들이 완성되어야 한다. 그리고 기존의 지능망 서비스와 인터넷 상의 지능형 서비스 간에 통합 연동과 망 내에서 음성 품질을 보장할 수 있는 기술이 완성 되어야 인터넷 전화 서비스가 범용화 될 수 있다. 그 이전까지는 지금과 같이 각 응용 서비스의 용도에 따라 개별적으로 인터넷 전화 서비스를 제공할 가능성이 높다고 볼 수 있다. <참 고 문 헌> [1] 김문수, 고중걸, “해외벤더들의 VoIP 기반의 망 통합 전략 동향(I)”, 텔레콤지 제 15권 제 1호, 1999. [2] 한국정보처리학회, “정보처리학회지”, 제 8권 제 2호, 2001년 3월 . [3] http://www.etsi.org [4] http://www.imtc.org [5] hftp://standard.pictel.com/avc-site [6] http://www.ietf.org [7] http://www.voip-forum.or.kr

출처 : http://kidbs.itfind.or.kr/new-bin/WZIN/WebzineRead.cgi?recno=0901013025&mcode=jugidong