VoIP(Voice over IP) 표준기술 동향

VoIP(Voice over IP)

표준기술 동향

2003.1.17

강 신 각

표준연구센터(PEC)

ETRI(한국전자통신연구원)

Contents

□ VoIP 개요

□ Media CODEC

□ Media Transport

□ VoIP Signaling Protocols

○Call Control

◆ H.323, SIP

○Gateway Control

◆ MGCP, H.248/MEGACO

□ VoIP Applications - IMP

□ VoIP Service Infrastructure - ENUM

□ VoIP 표준화 관련 기수

□ Further Issues

□ Question & Discussion

내용 일부 :

VoIP 개요

VoIP 서비스 시나리오

VoIP Technologies

□ Voice Codec

○G.711, G.723.1, G.729, G.729A, etc.

□ 미디어 전송

○RTP/RTCP

□ VoIP Signaling

○Call Control

◆ H.323, SIP

○Media Gateway Control and Routing

◆ MGCP, MEGACO/H.248

◆ TRIP(Telephony Routing over IP)

○Service Capability

◆ H.245

◆ SDP, SDPng

□ PSTN과의 연동

○SS7/IN Capabilities

◆ Signaling Transport : IETF sigtran WG

◆ SCTP(Signaling Control Transport Protocol)

□ VoIP 서비스 제어

○CPL(Call Processing Language)

□ Numbering/Addressing

○ENUM(E.164 Number Mapping)

□ Billing

○OSP(Open Settlement Protocol)

□ Quality of Service

○Network Qos : RSVP, Diff-Serv, MPLS

○VoIP 응용을 위한 End-to-end QoS Control

Elements of a VoIP System

Media CODEC

Voice Codec

주요 음성 압축 표준

Voice Quality: MOS

Mean Opinion Scores

□ High Quality : MoS >= 4.0 (Toll Qualiity)

□ Communications Quality : MoS >= 3.5

Media Transport

Media Transport Requirements

□ Payload 식별

○사용되는 CODEC 종류 식별

□ 시간정보 재생

○스트림 내에 각 패킷의 재생 시점

□ 미디어 동기화

○미디어 내(Intra-media)

◆ 재생 버퍼를 통한 delay jitter 제거

○미디어 간(Inter-media) 동기화

◆ 오디오와 비디오 Lip sync

◆ 서로 다른 RTP 스트림의 Timestamp를 상호 연계시키기 위해서는 외부의 기준 클럭 정보가 필요(e.g. NTP)

□ 순서화(Sequencing)

○수신되는 패킷을 어떻게 올바른 순서로 재생시킬 것인가?

○오류 탐지

RTP/RTCP

□ RFC 1889(1996.1) by IETF AVT WG

○A Transport Protocol for Real-Time Applications

□ RTP(Real-time Transport Protocol)

○실시간 데이터를 위한 end-to-end 전달 프로토콜

○모든 실시간 응용에 대해 완벽하지는 않으나 공통적으로 사용되고 있음

○어떤 부호화 방식에 대해서도 적절한 프레임워크 제공

◆ Complete protocol : RTP framework + payload format

□ RTCP(Real-time Transport Control Protocol)

○전달 제어를 위한 피드백 기능과 QoS 지원을 위한 통계정보 전달 기능

◆ QoS 정보(lost packet, jitter, dely, etc. ) 교환

RTP Profile - Payload Types

RFC 1890(1996.1) by IETF AVT WG

VoIP Signaling Protocols : Call Control - H.323 표준기술

□ITU-T Recommendation

□ Defines systems and functions for audiovisual services over packet networks

□ May not provide a guaranteed QoS

□ "Umbrella" standard

○References other standards

□ Wide market acceptance

○인터넷전화, 영상전화, 멀티미디어 컨퍼런스 등의 다양한 응용 서비스 제공

H.323 Reference Standards

□ System and Compent Descriptions - H.323

□ Call Model Descriptions - H.323

□ System Control

○Call setup - H.225.0

○Medial channel negotiation, Capability exchange - H.245

□ Audio coding, Compression - G.711, G.722.1, G.723.1, G.728, G.729, GSM

□ Video coding, Compression - H.261, H.263

□ Media Transport - RFC 1889(RTP/RTCP)

□ Data sharing - T.120

□ Supplementary Services - H.450.x

□ Security - H.235

□ Network Management(MIB) - H.241

□ Annex F Hybrid security profile - H.235

□ Termianl for Low Bit Rate Multimedia Communication - H.324

□ Protocol for mobility management and intra/inter-domain communication in multimedia systems - H.501

□ Mobility for H.323 Multimedia Systems - H.510

□ Symmetric Security Procedures for H.510 - H.530

H.323 Components

H.323 Protocol Architecture

H.323 Call Stages

□ 검색 및 등록(Discovery & Registration)

○RAS

□ 호 설정(Call Setup)

○RAS, H.225.0

□ 호 협상(Call Negotiation)

○H.245

□ 미디어 채널 설정

○H.245

□ 미디어 전달

○RTP/RTCP

□ 호 종료(Call Termination)

○H.245, H.225.0, RAS

H.323 Call Flow bet. Two Endpoints

VoIP Signaling Protocol : Call Control - SIP 표준기술

SIP(Session Initiation Protocol)

□ 인터넷에서 "Session" 설정을 위한 핵심 프로토콜

○Peer-to-peer 시그널링 프로토콜

○IETF 컨퍼런스 제어 구조의 일부

◆ SAP: 멀티미디어 세션 광고

◆SIP: 세션 설정

◆ SDP: 멀티미디어 세션 표현

◆ RTP: 실시간 데이터 전달 및 QoS 피드백 기능 제공

◆ RTSP: 스트리밍 미디어 전달 제어

◆ RSVP: 네트워크 자원 예약

○HTTP-like 텍스트 기반 프로토콜

□IETF SIP WG

○RFC 3261로 표준 제정(2002.7)

SIP ARchitectural Elements

□ UAC(User-Agent Client)

○Caller application

□ UAS(User-Agent Server)

○Accept, redirect, refuse call

□ Redirect Server

○Redirect requests

□ Proxy Server

□ Registrar

○Track user locations

□ User agent = UAC + UAS

□ Often combine registrar + (proxy or redirect server)

SIP Architecture

SIP Message

SIP Operation in Proxy Mode

SIP Operation in Redirect Mode

VoIP Signaling Protocol : Gateway Control - MGCP & MEGACO

Gateway for Vocie Transport

□ 통신망을 통한 음성 전달

○기존 회선교환망을 통한 음성 전달

○비-회선교환방식(패킷, 셀 기반)을 통한 음성 전달

◆ VoFR, VoATM, VoIP

□게이트웨이

○서로 다른 전달망 사이에 존재하는 새로운 네트워크 요소

◆ 전달망 적응(Transport adaptation) 기능

◆ 기존 및 신규 시그널링 프로토콜 간 상호연동 기능

◆ 미디어 스트림의 압축 및 복원 기능

IP Gateway System Model

MGCP

□ MGCP: Media Gateway Control Protocol

□ IETF의 미디어게이트웨이 제어 프로토콜

□ 두 개 개별 제안 프로토콜의 통합

○Simple GW control Protocol(SGCP), Bellcore

○Internet Protocol Device Control(IPDC), Level 3

□ 종단 장비를 단순화 시키고, 네트워크에 지능을 집중화 시킴

□ 현재 많은 장비제조업체가 제품 출시 및 지원

□ SoftSwitch 컨소시엄과PacketCable 컨소시엄에서 MGCP 활용 및 유지보수

○MGCP 기반 Voice over Cable 서비스 제공

○최근 SIP이 VoCable 규격 일부로 채택됨

□ MEGACO/H.248과 MGCP는 직접 호환되지는 않음

□ MGCP Documents

○RFC 2705

◆ Media Gateway Control Protocol(MGCP), Version 1

○RFC 2805

◆ Media Gateway Control Protocol Architecture and Requirements

○RFC 2897

◆ Proposal for an MGCP Advanced Audio Package

○RFC 3064

◆ MGCP CAS Package

MEGACO/H.248

□ MEdia GAteway COntrol

□ IETF(MEGACO WG)와 ITU-T SG16의 협력 표준 : H.248v1

□ Media Gateway(MG)와 Call Agents(MG Controller) 사이의 글로벌 표준 프로토콜

□ MGCP를 확장하여 개발됨

□ Numerous Packages have been defined and more are in development

○Enhance the base protocol with new functionality

□ MEGACO Documents

○H.248: Recommendation H.248 (06/00) - Gateway control protocol

○Annex A : Binary encoding of the protocol (ASN.1)

○Annex B : Text encoding of the protocol (ABNF)

○ Annex C : TACS for media stream properties

○Annex D : Transport over IP

○Annex E : Basic package

○Annex F: Facsimile, text conversation and call discrimination package

○Annex G: User interface elements and actions packages

○Annex H: Transport over SCTP

○Annex I: Transport over ATM

○Annex J: Dynamic Tone Definition package

○Annex K: Generic Announcement package

○Annex L: Error Codes and ServiceChange Reasons

○Annex M.2: Media Gateway Resource Congestion Handling Package

○Annex M.4 - Interworking between H.324C and H.323

○H.248 Implementor's Guide(`01.6버전)

VoIP Applications : Instant Messaging & Presence

IMP

‰ 프리젠스(Presence)
 통신 가용성 표시
 “Buddy Lists”
○사용자들은 “Friends” List에 가입
○“Friend”가 Log On/Off하면 상태정보가 공지됨
○사용자 상태정보 표시: Busy
‰ 인스턴트 메세징(IM: Instant Messaging)
○프리젠스 서비스 기반의 가장 큰 응용 서비스
○온라인 종단 사용자에게 메시지를 즉시 전달(Immediate delivery)

□ 인터넷 Killer Application ?

○데이터, 음성, 이미지, 비디오 통합 응용 서비스 제공 형태로 발전

VoIP Service Infrastructure : ENUM(Telephone Number Mapping)

Communication bet. IP-based Terminals

Call from SCN to IP-based Networks

Call from IP-based Network to SCN