행복만땅 개발자

여러분들이 근무하는 회사에서는 SOA(Service Oriented Architecture)에 대한 준비를 하고 있는지? 검토 중이거나 진행 중이라면, 그 SOA 전략에 VoIP가 포함돼 있는지?
많은 기업들이 SOA에 관심을 기울이는 이유는 SOA의 기본 개념이 기업의 업무 프로세스와 업무 처리 흐름에 대한 제어 능력을 개선시키는 동시에, 기업의 유연성과 비용 절감 효과를 약속하고 있기 때문일 것이다.

하지만 현재 SOA 도입을 검토 중이거나 이미 구축에 들어간 많은 기업들이 SOA 로드맵 또는 전략에 회사 업무에서 매우 중요한 위치를 차지하고 있는 음성이나 비디오 서비스에 대한 고려를 하고 있지 않은 경우가 많다.

생각해 보면 그 이유는 자명하다. 대부분의 기업 또는 일부 제품/서비스 공급업체들까지도 VoIP를 서비스가 아닌 시스템으로 보고 있고, 지금까지 SOA는 주로 애플리케이션과 데이터 네트워크 중심이었기 때문이다. 또한, SOA는 글자 그대로 서비스 중심적인 개념이므로 VoIP까지는 SOA 프로젝트에 포함시키지 않았을 것이다. VoIP에는 습관적으로 ‘시스템’이란 접미어를 붙이고 있는 것이 현실이다.

하지만 지금도 늦지 않았다. 이제부터라도 VoIP를 SOA 프로젝트에 포함시키면 문제는 없다.
SOA에서 정보 시스템은 개개 구성요소가 다른 구성요소들을 지원할 수 있는 형태로 설계되며, 이런 아키텍처를 통해 얻어지는 효율성, 유연한 설치/배포 능력, 비용 절감 효과를 추구하자는 것이 모든 SOA 전략의 기본 목표다.

VoIP 서비스도 일반 SOA 구성 서비스처럼 다른 구성요소들을 지원할 수 있다. 즉, SOA 용어를 빌리자면, VoIP는 API를 통한 단순한 인터페이스(Interface) 대상이 아닌 서비스 사용자(Subscriber)인 동시에 서비스 제공자(Publisher) 역할을 수행함으로써 기업의 SOA 전략에 통합시킬 수 있다.
이제 한가지 의문이 생길 것이다. “어떻게 하면 전화 시스템이 SOA에서 다른 애플리케이션에게 서비스를 제공하게 할 수 있을까?”

서비스화되고 있는 전화시스템
과거에는 모든 교환기(PBX)가 각기 고유의 API를 가지고 있어서 애플리케이션에서 특정 교환기를 통합시키려면 해당 PBX가 제공하는 API를 이용해 프로그램을 작성해야만 했다. 이런 통합 모델은 매우 폐쇄적이고 복잡하며 비용도 많이 든다. 과거의 전화 시스템은 한마디로 애플리케이션 중심이 아닌 전화 중심적인 시스템이었던 것이다.

이런 모델은 20~30년 전, 그러니까 CTI(Computer Telephony Integration)의 초기 시절에는 그럭저럭 쓸만한 것이었으나, 지금처럼 기업의 관심사가 데스크톱, 데이터센터 그리고 IP 애플리케이션에 맞춰져 있는 경우에는 적절하지 않은 모델이다.

언급한 전화 중심적인 모델보다는 현재 우리가 늘 사용하는 전화 서비스 모델을 따르는 것이 훨씬 더 바람직하다. 수화기를 들고 전화번호를 누르기만 하면 원하는 것이 전화이건 음성 사서함이건 더 나가서 다자간의 음성회의일지라도 상관없이 서비스를 받을 수 있는 모델. 즉, 서비스를 요청하는 애플리케이션의 관점에서 보면 세부 사항을 몰라도 충분히 사용할 수 있는 모델이 현재 필요한 모델이다.

아직은 그 수가 많지 않으나, 마이크로소프트, 어바이어 등의 업체들이 서비스 지향적인 API를 내놓기 시작했다.
어바이어의 PBX API는 PBX를 SOAP(Simple Object Access Protocol) 기술로 포장해 세부 사항을 숨긴 것과 마이크로소프트의 Live Communication Server에서 보이는 서비스 지향적인 접근방식이 그런 예라고 할 수 있다. 이런 기술은 교육, 훈련이나 고객 지원 등의 애플리케이션처럼 통신 기능을 집중적으로 사용하는 업무에 대해 서비스 지향적인 인터페이스를 충분히 제공할 수 있다.

그리고 또 한 가지. 우리가 사용하는 전화망(PSTN)이야말로 지금까지 우리가 구축한 SOA 중에서 가장 성공적이며 기능이 풍부하고 복잡한 SOA 사례라고 할 수 있다.

전제 조건은 ‘사고의 전환’
SOA의 핵심 전략 중 한가지는 외부의 서비스없이는 경제적이지 않은 복잡한 구축 대상은 외부 서비스를 활용함으로써 쉽고, 경제적으로 구축하는 것이다. 생각해보라. 국제 규모의 전화망을 구축, 유지하고 다양한 전화 서비스를 제공하기 위해 얼마나 많은 내외부 서비스 요소들 통합되어 있는지를.

통신업체들은 보유하고 있는 전화 서비스를 VoIP나 IP Centrex로 대체해 접속점(Access Point)만 제공한다는 지극히 제한적인 관점에서 벗어나 자신들이 이미 보유하고 있는 다양한 서비스 요소들을 기업들이 적절한 대가를 지불하고 API를 통해 사용하고 통합할 수 있도록 해야 할 것이다. 그렇게 함으로써 통신업체들은 기존 고객을 유지하는 동시에 신규 부가서비스를 창출할 수 있을 것이며, 기업들은 최소의 비용으로 매우 유연하며 SOA에 통합 가능한 국제 규모의 통신 서비스를 구현할 수 있을 것이다.

참고로 통신업체가 보유하고 있으면서 기업이 사용할 수 있는 풍부한 서비스 요소로는 신속한 통신 서비스 제공, 과금 조정, 장애 경보 관리, 콜(Call) 라우팅, 콜 특성 구성, 음성 사서함 검색, 음성 회의, 쉬운 콜 접속과 해체 등을 예로 들 수 있다.

개념적으로 보면 인터넷 또는 IP 서비스를 활용하는 것과 전화 서비스를 활용하는 데는 별로 차이가 없다. 중요한 것은 현재 전화 서비스를 담당하고 있는 사람과 통신업체의 마인드가 바뀌어야 한다는 것이다. 이들의 사고가 전환되는 바로 그 시점부터 VoIP와 SOA의 만남이 자연스럽게 이뤄질 것이다.

IT 관리자에게는 또 하나의 과제
통신업체와 기업 전화 서비스 담당자의 관점이 바뀌었다면, 그 다음에는 어떤 일들을 해야 기업 SOA 전략에 VoIP 서비스를 통합 시킬 수 있을까.

우선, 애플리케이션에서 어떻게 음성 서비스를 사용할 지부터 생각해 보아야 할 것이다. 또한, 프레즌스(Presence)와 전화번호부에 해당하는 디렉토리(Directory) 서비스에 대한 정책도 고려해야 한다. 이런 사항들이 결정되면 원하는 음성 서비스를 SOA에 제공(Publish)할 수 있을 것이다.

그 다음부터는 기업 내의 교환기나 통신사업자의 교환기가 제공하는 음성 서비스 자체에서 관련 세부 사항을 처리하면 된다. IT 관련 부서는 사용자의 ID 관리, 서비스 제공, 음성 서비스의 관리와 음성 서비스 제공에 필요한 실시간 트래픽 처리 부분을 담당해야 할 것이다.
또 다른 고려 사항은 기업과 통신업체 간의 역할 설정이다. 즉, 음성 서비스와 관련된 모든 세부 사항을 통신업체에게 이관할 것인지, 아니면 일부 기능을 기업 내에서 해결할 것인지를 결정해야 한다.

서비스 제공, 장애 경보 관리, 접속 상태 검증, 장애 접수와 처리 같은 기능은 SPML(Service Provisioning Markup Language), WS-Provisioning 표준 같은 SOA 표준을 사용해 보안 상의 문제없이 기업 내에서 처리할 수 있기 때문이다.

IT 관련 부서가 주의해야 할 또 한 가지 사항은 네트워크 가시성(Visibility)을 확보해야 한다는 것이다. 새로운 서비스 또는 프로토콜이 현업에 배치되면 늘 그렇듯이, 예상 밖의 트래픽 양이 네트워크를 흐르거나 트래픽 패턴이 바뀔 수도 있기 때문이다.

장비 선정 시, 음성 코덱(Codec) 처리 기능이나 CAC(Call Admission Control) 서비스를 제공하는 장비를 선택하는 것도 네트워크 관리자의 관리 능력을 개선하고 사용자의 SOA를 통한 음성 서비스 경험치를 높이는 데 많은 도움이 된다.

완성도 높은 SOA의 조건은 음성 통합
아직은 SOA 자체도 도입 초기에 있는 상태에서 VoIP 같은 실시간 서비스까지 포함하는 것이 부담이 될 수도 있으나, 음성 서비스는 기업에서 매우 중요한 전략적 자산이다. 개발만 하는 직원은 차치하고라도 나머지 동료들이 얼마나 많은 시간을 유무선 통화에 쏟아 붇고 있는지를 보라. 그리고 직급이 높아질수록 음성 통화나 회의에 투입되는 시간이 더욱 증가함을 볼 수 있을 것이다.

대부분의 기업들은 고객에 대한 만족도 제고를 위해 콜 센터나 음성 안내 서비스를 많이 활용하고 있다. 이렇게 중요한 음성 서비스를 SOA에 통합시키지 않는다면, 그 SOA 전략은 완벽하다고 할 수 없을 것이다.

현재 SOA를 적극 홍보하고 있는 제품이나 서비스 공급업체들도 이 점을 SOA 전략 수립 시 반드시 고려해야만 한다. 과거에는 애플리케이션과 네트워크가 각자의 길을 가도 큰 문제가 없었으나 이제는 상황이 다르다. 이미 수 많은 애플리케이션에서 기본적으로 TCP/IP 또는 인터넷 서비스를 지원하듯이, 음성 서비스에 대한 지원 또는 통합도 애플리케이션에서 기본적으로 지원해야만 하기 때문이다.

VoIP 서비스를 성공적으로 궤도에 올리기 위해서는 물론이고, 현재 음성 서비스를 통한 수익이 정체 현상을 보이는 상황에서 통신업체들은 전화 회선 같은 하드웨어 판매에서 벗어나 기업은 물론이고 가정에도 애플리케이션에서 활용할 수 있는 서비스를 판매함으로써 새로운 성장 동력을 만들 수 있을 것이다.

물론 성공 여부는 역시 사람에 달려 있다. 관련 당사자들이 사고의 전환을 통해 적극적으로 기존 전화망의 서비스화에 노력한다면, 새로운 시장은 물론이고 새로운 국제 표준까지도 바라 볼 수 있을 것이다. 이것이 바로 신성장 동력 엔진 중 한 가지가 아니겠는가. 전전자식 교환기 개발에 이은 또 하나의 신화 창조를 기대하면서 글을 맺는다

흔히 VoIP를 말할 때 가장 처음 언급되는 사항이 통화 음질(Voice Quality)이다. 많은 제품과 서비스 공급업체들이 자사의 제품이나 서비스 또는 솔루션이 최상의 통화 음질을 제공한다고 주장하고 있으며, 사용자들은 통화 음질과 통화 품질에 대한 구분없이 통화 음질이 좋으면 되겠거니 하고 넘어가는 경우가 많다.

PSTN 망에서 제공되는 4가지 품질 보장

하지만 통화 품질과 통화 음질은 분명히 다른 것이며, 서로 다른 방식으로 관리되고 측정된다. 또한 기존의 PSTN에 연결돼 있던 전화기를 VoIP 또는 IP 전화(IP 텔레포니)망으로 옮겨 다는 순간, 사용자들은 기존 PSTN에서는 당연하다고 생각했던 99.999%의 신뢰성과 안정성 또는 전화 서비스에 대한 예측 가능성 등에 대해 다시 한 번 생각해 봐야 할 것이다.

이제부터는 VoIP가 PSTN에 버금가는 서비스를 제공하기 위해 질적으로 어떤 사항들을 고려해야 할지를 알아보기로 하자.
우선 PSTN이 보장하는 4가지 확실한 품질은 다음과 같다.

·통화 음질 : 통화 상대방이 말하는 것을 들을 수 있는가? 소리를 듣고 상대방이 누군지 알 수 있는가?

               말소리가 뭉개지거나 끊어지지는 않는가? 통화 중에 소음이 들리는가?
·통화 품질 : 수회기를 들었을 때 발신음이 들리는가? 통화 시도는 PBX 또는 PSTN 중 어느 것이 하고 있는가?
·서비스 품질 : 통화 상대방 또는 사용하는 네트워크에 통화량이 폭주하는가? 통화 중에 끊어지지는 않는가?

               800, 080 서비스 등을 사용할 수 있는가?
·보조 서비스의 가용성 : IVR(Interactive Voice Response) 애플리케이션에 제대로 동작하는가?

              음성 사서함에는 적정 수준의 저장 용량이 제공되는가?

이런 사항들에 대한 좀더 자세히 알게 되면, VoIP에 대한 이해가 더욱 깊어질 것이다.

통화 음질의 결정 요소와 측정 방법

통화 음질을 보장하는 것은 사용자의 만족도를 충족시키기 위한 가장 기본적인 사항이다. 그리고 사용자들의 통화 음질에 대한 평가는 주관적일 수밖에 없다.

예를 들어, 평소에 많은 대화를 나누던 상대와 통화할 경우에는 통화 음질이 그리 좋지 않더라도 상대방의 언어 행태에 익숙해 있으므로 대화에 큰 지장은 없을 것이다. 하지만 통화 상대방이 처음 통화하는 사람이거나 외국인일 경우에는 동일한 통화 음질이 제공되더라도 대화에 지장이 많을 것이다.

다음은 음질을 결정 짓는 주요 요소들이다.

·음량(Loudness) : 음량 또는 신호 레벨이 너무 크거나 작지 않아야 한다.
·왜곡(Distortion) : PSTN에서도 AD(Analog-to-Digital) 변환 시에 음성이 왜곡된다. 중요한 것은 왜곡 정도이다.

                        통화자가 수용할 수 있는 수준 이내에서의 왜곡이 발생해야 한다.
·잡음(Noise) : 모든 통화에 있어서 배경 잡음은 발생한다. 

                   하지만 통화자가 무의식 중에 넘어갈 수 있을 정도로 낮은 수준의 잡음만이 허용돼야 한다.

                   실제로 VoIP에서는 실제 전화에서와 비슷한 수준으로 통화 환경을 조성하기 위해서 ‘Comfort Noise’를

                   의도적으로 삽입한다. 대부분의 사용자들은 수화기에서 어떤 소리도 들리지 않으면 전화가 끊긴 것으로 판단한다.
·페이딩(Fading) : 통화 중에 신호 레벨이 변한다
·혼선(Crosstalk)
·에코(Echo) : 라운트 트림 지연(Round-Trip Delay)이 큰 경우에 주로 발생한다.
·종단간 지연(End-to-End Delay) : 송화자의 전화기를 출발해 수화자의 수화기에 소리가 도착할 때까지 걸리는 시간.

                VoIP의 경우에는 단방향 지연시간이 100ms ~ 150ms 미만이어야 한다.
·묵음기 제거(Silence Suppression) 기능과 음성 감지(VAD, Voice Activity Detection) 기능의 성능 :

                이 기능의 성능이 떨어지면 단어의 처음과 끝 음소가 잘리는 경우가 있다.
·에코 제거기(Echo Canceller)의 성능: 종단간 지연 시간이 길수록 에코 제거기의 필요성이 증대한다.

               에코는 단방향 또는 쌍방향에서 발생할 수 있으며, 지연 편차(Jitter)가 큰 경우에는 에코 제거기가

               제대로 동작하지 않을 가능성이 높아진다.

PSTN에서는 MOS(Mean Opinion Score)를 가지고 통화 음질을 측정했으며, VoIP의 경우에도 사용된다.

일반적으로 5점 만점에서 4.4~4.5는 PSTN에서 흔히 경험하는 MOS 값이며, 4.0까지는 대다수의 사용자가 수용할 수 있는 통화 음질이다. 하지만 3.5까지 떨어지면 일부 사용자가 수용할 수 없는 상황이 되어 전화를 끊으며,  2.6이 되면 통화 포기하고 다른 방법을 모색한다.

최근에는 MOS같은 주관적인 방법 대신에 객관적으로 통화 음질 측정을 할 수 있는 대안들이 모색되고 있다.

·P.563 : P.SEAM으로 부르던 것으로 아날로그 통화 측정용
·PSQM(Perceptual Speech Quality Measure) : ITU-T 표준 P.831로 AD 변환을 측정할 목적으로 개발됐으며,

              지연 편차(Jitter)를 고려하지 않아서 VoIP 측정용으로는 부적합
·PESQ(Perceptual Evaluation of Speech Quality) : ITU-T 표준 P.862로 2003년 12월 승인
·PAMS(Perceptual Analysis Measurement System) : BT(British Telecom)이 개발한 기법
·G.107 : E-model로도 부르며 MOS를 계산/예측하기 위한 수학공식으로 네트워크 계획이나 문제 해결 도구로 많이 사용됨
·VQmon : G.710을 기반으로 텔케미(Telchemy)가 개발한 자체 기법

IP 망에서의 통화 품질

IP 망에서 통화 음질에 영향을 주는 요소는 지연(Latency), 지연 편차(Jitter) 그리고 패킷 손실률(Packet Loss)이다. 이에 대한 사항은 너무나 잘 알려져 있으므로 별도로 설명하지 않겠다. 여기서는 통화 음질 외에 통화 품질(Call Quality), 서비스 품질, 그리고 보조 서비스의 가용성에 대해 알아보겠다.

통화 품질을 결정하는 주요 요소는 다음과 같다:

·수화기를 들고 발신음이 떨어질 때까지 걸리는 시간 :

        대부분의 VoIP 전화기는 발신음을 콜 서버가 아니라 VoIP 전화기가 생성하므로 문제가 없으나

        시스코 콜매니저같은 콜 서버가 발신음을 생성하는 경우에는 네트워크 성능에 따라 사용자가 감지할 수 있을 정도로

        늦게 발신음이 떨어질 수도 있다. 마찬가지로 소프트폰의 경우에도 발신음이 늦게 떨어질 수 있다.
·수신 측 전화기에 전화가 가고 있음을 알릴 때까지 걸리는 시간
·통화 완료 후, 수신 측 접속을 종료할 때 걸리는 시간
·통화 종료 후, 다음 발신음을 떨어질 때까지 걸리는 복구 시간

서비스 품질은 어떤 것들이 사용자에게 제공되고, 제공된 서비스가 얼마나 잘 전달되는 지에 대한 전반적인 사항을 정의한다. 그리고 이 모든 사항들은 정확하게 정의, 측정해 문서화해야 한다.일반 사용자와 콜센터, 긴급/구급 전화, 헬프데스크 등에 대해서는 다음의 서비스가 기본적으로 제공돼야 하며, 동시에 서비스 품질도 보장해야 한다.

·기본 전화 서비스
·800, 080 등의 서비스
·음성 사서함/편지
·콜 전달(Call Forwarding)
·Follow-me 서비스
·CID(Caller ID)와 전화번호
·통화 금지
·자동 응답
·긴급/우선 통화
·그 외 PSTN에서 제공되는 부가서비스(선택 사항)

보조 서비스의 가용성은 네트워크나 종단의 네트워크 환경에 관계없이 어떤 종류의 서비스를 어느 수준까지 제공할 수 있는지에 초점을 두고 있다. 현재 우리가 사용하고 있는 PSTN 전화는 그 분포를 보면 보편 타당한 서비스이고, VoIP가 PSTN을 대체하기 위해서는 PSTN에 준하는 보편 타당성을 제공해야 하기 때문이다.

가용성에서는 다음 사항에 대한 고려가 있어야 한다.

·모든 사용자들이 서비스를 받을 수 있는가?
·네트워크에 따라 상이한 버전의 서비스나 소프트웨어 등을 사용해야 하는가?
·제공되는 119 같은 긴급/구급 전화 서비스는 믿고 사용할 수 있는 수준인가?
·제공되는 전화 번호부는 사용이 쉽고 일관성 있으며 정확한가?
·제공되는 DTMF(Dial Tone Multi-Frequency) 신호는 IVR 애플리케이션이 정확하게 인식할 수 있는가?
·네트워크가 통화 전달(Call Routing)을 처리할 수 있는가?
·해당 VoIP 망과 종단 기기, 장비 그리고 소프트웨어는 관련 법과 제도, 사내 규정 등을 준수하고 있는가?

사용자의 통화 경험치 충족 방안

VoIP 사용자들은 초보자가 아니다. 그들은 이미 오래 전부터 전화에 익숙해 있으며, 높은 경험치를 가지고 있다. 이들의 경험치와 기대치를 VoIP 환경에서 충족시키기가 어려울 것은 불 보듯 하다.

우리가 사용하는 네트워크 관리 도구들은 5가지 기능 중에서 장애 관리와 구성 관리에 중점을 두고 개발된 것들이다. 하지만 VoIP나 IP 테렐포니, IP-TV 등의 실시간 애플리케이션을 측정, 관리하기 위해서는 성능, 계정 관리, 보안 등 지금까지 NMS들이 조금은 등한시해 왔던 부분에 대해 더 많은 정보를 제공해야 할 것이다.

관리 도구 공급업체들은 더 많은 데이터를 더 빨리 수집해 가공해서 네트워크 관리자들에게 제공해야만 한다. 그렇지 않으면 네트워크 관리자는 적시에 조치를 취하지 못해 사용자의 경험치와 기대치를 충족시키기 못하게 되고, 그 결과 사용자들이 서비스를 사용하지 않게 되는 상황에 이르게 될 것이다.

VoIP를 도입하려는 네트워크 담당자는 관리 시스템 선정 또는 업그레이드시 다음 사항을 염두에 두어야 한다.

·기존 데이터 네트워크의 VoIP 도입 적합성을 검사하기 위해 VoIP 도입 전에 관리 도구를 사용하여 평가 시험을 수행해야 한다.
·평가 결과를 토대로 네트워크에 필요 작업을 한 뒤에는 관리 도구를 다시 사용해 네트워크 설계자의 요구조건을 충족시키는지

   확인을 해야 한다.
·VoIP를 전면적으로 도입하기 전에 파일럿 시스템을 구성해 기대치에 부응하는지를 평가한다.
·VoIP를 도입한 뒤에는 관리 도구를 사용해 VoIP 서비스 에 관련된 대상에 대한 지속적인 진단, 문제해결, 문서화 및 용량 계획 작업을

   수행한다.

영어에는 왕도가 없듯이 성공적인 신규 서비스 도입 방법에도 왕도가 없다. 지속적인 애정표현 만이 유일한 길이다.

작성자 : 김효민 | 포에스알씨 대표이사

출처 : http://www.ionthenet.co.kr/

다양한 문제점 불구 VoIP 기반 BcN 상용화 눈앞
통신사업자·장비업체·연구기관 활성화 도모 … 보안·QoS·확장성 등 대응책 마련 시급

연·재·순·서
1. PSTN에서 VoIP로
2. VoIP 기술 ① : 프로토콜

이종석
케이티인포텍 신사업기획단 상무
jslee@kti.co.kr

현재 우리나라의 네트워크는 광대역통합망(BcN)과 3.5세대 이동통신 시스템을 이용해 세계 정보통신 환경을 선도하고 있다. 이렇듯 차세대 네트워크의 특징은 모든 시스템이 IP를 기반으로 하는 올(All) IP 환경으로 진화하는 것이며, 실시간 통신방식의 가장 주목받는 서비스가 바로 VoIP(Voice over IP) 서비스다. 앞으로는 모든 이들이 각기 다른 기술들을 활용해 무선으로 인터넷에 연결되기 시작할 전망이다. <편집자>



VoIP 서비스로 인해 전화통화는 소프트웨어 애플리케이션에서 이용되는 서비스로 차츰 인식이 전환될 것이다. 전용 PSTN(Public Switched Telephone Network)이 필요하지 않게 되는 환경이 BcN 환경이다. 모든 음성통신이 VoIP로 이뤄지게 되면 현재 인터넷을 이용하는 것과 같은 과금 체계가 성립되고, 이에 따른 여러 부가 서비스 또한 덧붙여지게 될 것이다.
그러나 아직까지 VoIP 자체가 해결해야 될 문제점도 있다. 그 중 보안을 비롯한 여러 가지 문제들은 아직까지 VoIP 서비스가 대중에게 보다 친근하게 다가서지 못하는 원인이며, 예상보다 늦게 시장이 성숙되는 이유이기도 하다.

보안·QoS 상관관계
VoIP 시스템의 보안성보다 더 중요한 요구사항 중 하나는 서비스품질(QoS)이다. 하지만 보안과 품질이라는 두 가지 요구사항을 모두 만족시키는 것은 시소게임과 같다. VoIP는 사람과 사람간의 실시간 통신이고, 통신데이터는 작은 패킷들로 쪼개져 전송된다. 보안성을 높이려는 목적으로 방화벽을 통과시키거나 암호화/복호화를 수행하는 것은 패킷의 지연시간(delay, latency), 지연 편차(Jitter), 패킷손실(loss) 등을 야기시켜 서비스의 품질에 치명적인 영향을 미친다. 보안성을 높이고자 하는 방화벽, 침입탐지솔루션, VPN 등 모든 보안장치들이 영향을 준다.
VoIP 시스템에서 단방향으로 음성 패킷의 전송 시 음성 품질에 영향을 미치지 않는 최대 지연시간은 약 150m/s로 알려져 있다. 음성데이터를 디지털화하는 인코딩 시간은 약 1~30m/s가 필요하다. 그리고 음성데이터를 인터넷을 통해 전송하는 시간은 지역마다 다르다. 이때 실제의 물리적인 거리도 중요하지만 몇 개의 라우터 홉을 경유하느냐가 중요한 요소다.
실제 인터넷 라인의 서울과 각 국내지역, 해외지역간의 왕복시간(round trip time)을 측정하면 국내에서는 평균 10m/s 미만의 단방향 전송 지연이 발생한다. 하지만 해외, 특히 미국의 경우 단방향 전송지연시간의 최소 100m/s를 필요로 한다. 즉, 국내에서 VoIP 전화통화를 위해 보안 기능(패킷필터링 및 암/복호화)에 사용될 수 있는 여유시간은 약 100m/s라고 할 수 있다. 반면 국제간 통화나, 미국내 장거리 VoIP 전화를 위해 보안이나 큐잉(queuing) 기능에 할당 가능한 시간은 약 20~50m/s가 된다.
단, 이 수치는 패킷손실과 지연 편차의 영향을 전혀 고려하지 않은 수치로 이에 대한 고려는 별도로 필요하다. 최근에는 G.729A의 표준 코덱을 향상시킨 iLBC(internet Low Bit-rate Codec)와 같은 인코딩 알고리즘을 개발해 인코딩 시간을 줄이고, 패킷 손실을 견실하게(robust) 만들어 품질을 높이려는 시도가 이뤄지고 있다. 큐잉 방법 등을 사용해 지연 편차의 영향을 줄여나가고 있으나, 기본적인 전송 지연시간을 줄이는 데는 아직 한계가 있다.
한편, VoIP보안 장비에서는 패킷의 지연시간을 30~50m/s 이하로 줄이고, 패킷의 손실을 최소하는 것이 필수사항이다. 만약 VoIP 트래픽을 통과하는 VoIP 보안 장비나 네트워크 보안 장비가 있다면, VoIP 패킷에 대한 품질에 대한 영향을 중요하게 짚어봐야 한다.
소프트 스위치 확장성
확장성에 대한 요구는 네트워크의 발전 형태에 따라 크게 달라진다. 일반적으로 클래스 5급 교환기에서 제공되는 1만∼5만 가입자를 지원해야 하며, 트렁킹에 대한 확장성 요구 사항은 탠덤(중계국)을 대체한다. 또한 도메인 간의 확장성 요구는 단일 네트워크의 크기에 좌우된다. 현재의 소프트스위치는 상용화된 플랫폼(HP, 썬, 모토로라 등)을 사용해 소프트웨어를 개발하고 있으며, 확장성을 증대시키기 위해 더 나은 제품으로의 성능개발이 요구되는 상황이다.

미디어 게이트웨이
미디어 게이트웨이는 트렁킹 게이트웨이, 액세스 게이트웨이, 프리마이즈 게이트웨이(Premise gateway)로 구분할 수 있다. 이들 게이트웨이와의 통신·제어를 위해서는 많은 프로토콜이 필요한데, 이러한 프로토콜들은 현재 개발 중에 있다.
VoIP의 강점인 개방형 구조 관점에서 볼 때, 이렇게 다양한 프로토콜들은 네트워크를 점점 더 복잡하게 만들고, 장점을 살리는데 있어 제약을 준다. 또한 표준화되지 않거나 표준화중인 프로토콜의 채택은 통신업체에 있어 네트워크 진화에 어려움을 가져올 수 있는 요소가 될 수도 있다.
따라서 어떤 프로토콜을 네트워크에 적용할 것인가 하는 것이 중요한 이슈다. 예를 들면, 현재 미디어 게이트웨이를 위해 사용되고 있는 MGCP, H.323, NCS 등의 프로토콜 등은 특정한 애플리케이션 또는 장비에 종속될 수 있어 ITU (International Telecommunication Union)와 IETF (Internet Engineering Task Force)가 공동으로 미디어 게이트웨이의 향후 발전에 대해 연구중이다. 이에 따라 향후 H.248/메가코로 통합되는 네트워크 발전의 추이를 눈여겨봐야 할 것이다.

캐리어급 시스템
현재 많은 업체들이 VoIP 솔루션을 개발하고 있거나 계획하고 있다. 그러나 VoIP 솔루션이 캐리어급의 성능과 기능을 갖기 위해서는 아직 해결해야 할 문제점이 남아 있다.
먼저 코어 네트워크의 구조와 코어 기술에 따른 QoS 보장이다. 현재 코어 기술에는 IP 또는 ATM 관련 기술이 검토되고 있지만 현재 통신업체들은 이 두 기술에 대해 확신을 갖지 못하고 있다. ATM의 경우, 트래픽 대역폭의 활용 효율 문제에 문제가 있으며, IP의 경우 QoS 보장이 문제로 지적된다. 이런 문제점을 해결하기 위해 MPLS(Multiprotocol Label Switching)를 적용한 하이브리드 네트워크 연구가 활발히 진행 중이다.

멀티미디어 서비스
현재 VoIP의 개발 수준은 초기 음성 단계에 머물러 있으며, 멀티미디어를 위한 개발이 장비 업체를 중심으로 진행되고 있다. 실제로 코어 통신 네트워크에 있어 음성이 차지하는 트래픽 비중은 10∼20% 정도에 불과하며 대부분의 트래픽이 데이터 네트워크를 중심으로 움직이고 있다.
또한 서비스 업체 입장에서도 새로운 수익 창출을 위한 유일한 선택이 바로 멀티미디어다. 현재 멀티미디어 서비스를 위해 SIP(Session Initiation Protocol)를 기반으로 한 소프트웨어 애플리케이션들이 개발중에 있다. 예를 들면, 우리가 많이 사용하고 있는 윈도 메신저, PDA를 통한 데이터 서비스, 휴대용 전화기를 활용한 모바일 멀티미디어 서비스 등이 바로 그것이다.

떠오르는 무선 VoIP 기술
와이브로(Wibro)로 대표되는 3.5세대 무선통신 시스템이 올 4월 개통을 앞두고 있다. 앞서 언급한대로 무선 네트워크에서도 IP를 이용한 올-IP 네트워크로 진화될 것이며, 이에 따라 가장 뜨거운 감자로 부상한 것이 무선 VoIP 기술이다.
무선 쪽에서 VoIP 기술은 단순히 음성통신에만 국한된 것이 아니라 이동통신 환경에서도 실시간 데이터를 IP 망을 통해 끊임없이 전송과 수신이 가능한 환경으로 만들어 주는 가장 뛰어난 킬러 애플리케이션으로 분류된다. 이에 따라 여러 국가 및 업체에서 가열찬 경쟁을 벌이고 있는 중이다.
우리나라에서도 와이브로의 상용화에 발맞춰 늦어도 오는 2008년까지 무선 VoIP 기술을 이용한 서비스를 사용할 수 있을 전망이다. 다만 여전히 적지 않은 제약조건들이 무선 VoIP 기술의 상용화를 막고 있다는 점을 명시할 필요가 있다. 음성 시스템의 운영 시에도 고품질과 자유로운 이동성이 제공될 수 있는지 등 상용화와 더불어 다양한 검토가 필요한 시점이다.

무선 VoIP 보안
기존 데이터용 무선 네트워크에서는 단말이 되는 PC에 별도의 보안인증 프로그램을 설치해 무선 구간의 인증과 암호화를 수행하는 것이 일반적이었다. 무선 VoIP의 경우, PC 등에 소프트폰을 설치해 사용하는 경우를 제외한다면, 전용 단말에서의 보안 적용 여부를 확인해야 한다. 기존 무선 IP 전화기에서는 사용자 인증 기반의 암호화를 위해 소프트웨어 업그레이드가 필요한 경우가 많을 것이다. 또 기존 인프라에서 이러한 인증과 암호화 기능을 지원하는가의 여부도 확인해 봐야 한다.
보통은 표준 기반의 WPA(Wi-Fi Protected Access)나 LEAP(Lightweight EAP)와 같은 ID/패스워드 방식의 인증과 TKIP(Temporal Key Integrity Protocol) 혹은 다이나믹 WEP(dynamic WEP, Wired Equivalent Private Protocol) 기반의 암호화를 적용하는 것이 일반적이지만, 현재 인프라가 이를 지원하는지, 제반 환경은 준비돼 있는지, 인증을 위한 데이터베이스 관리와 정책은 어떻게 할 것인지를 검토해야 한다.
또 일반적으로 간편한 사용을 위해 ID와 패스워드를 무선전화 단말기에 저장해 두는 경우가 많은데, 이 경우 단말기를 가지고 있는 사람은 누구나 이용 가능하므로 추가적인 보안대책을 마련해야 한다. 무선랜 위치추적 시스템을 사용한다면 무선 IP 전화기의 사용 위치를 항시 확인할 수 있으므로 보안이나 자산 관리 측면에서 유용하다.

QoS
QoS(Quality of Service)라고 하면 랜(LAN)보다는 대역폭이 부족한 왠(WAN) 구간에서 주로 고려됐다. 하지만 무선 통신의 경우, 대기 중의 RF(Radio Frequency) 주파수 대역폭을 공유해 사용하는 시스템이므로 적절한 통화품질 확보를 위해서는 필수적으로 통화접속제어와 음성패킷 우선전송 등 QoS 기술이 고려돼야 한다.
무선랜에서의 QoS의 경우, 현재 IEEE에서 802.11e 워킹그룹의 표준화 작업이 지난 2005년 11월에 완료됐으며, 이의 일부 스펙을 채택한 WMM(Wi-Fi MultiMedia) 표준 인증이 2004년 9월부터, 그리고 지난해 말 WMM 파워 세이브 인증이 시작됨으로써 무선랜 음성 단말기들에 대한 표준적인 기술규격이 마련됐다.
WMM을 사용하면, 무선랜 시스템에서 데이터와 비디오, 음성 등 용도에 따른 우선 순위 부여가 가능해진다. 특히 무선랜 컨트롤러 등 인프라 입장에서의 단방향 QoS 뿐만 아니라 양방향의 트래픽 제어가 가능하므로, 고품질의 호환 가능한 QoS 기준이 만들어진다는 측면에서 큰 의미가 있다.
WMM을 채택한 액세스포인트(AP)와 단말이 이용될 경우 가장 최적의 QoS 통제가 가능하지만, 만약 무선 IP 전화기에 WMM이 적용되지 않았다 하더라도, WMM을 노트북에 적용하고 나면 무선 IP 전화기의 통화품질에는 좋은 영향을 미친다.
하지만 WMM의 적용만으로 광범위한 무선랜 QoS를 구현하기는 아직 충분하지 않다. WMM은 2계층의 이더넷 정보까지만 해석하고 처리하기 때문에 라우터를 거쳐온 3계층 트래픽에 대해서는 대응이 어렵다. 앞서 언급한 QoS의 분류 기법에 있어 무선랜은 2계층의 QoS 값까지만 다루기 때문에, 만약 이런 트래픽들이 라우터를 거쳐서 통신하게 되면 QoS 값을 잃어버리게 된다. 때문에 WMM의 QoS 분류와 함께 3계층 QoS 값의 대응과 연동 또한 고려해야 한다.
무선 VoIP의 QoS에서 또 다른 중요한 요소로 CAC(Call Admission Control)가 있다. 무선 VoIP의 경우 제한된 대역폭을 공유하기 때문에, 지연을 허용하지 않는 음성 트래픽의 특성상, AP당 일정한 숫자 이상의 전화통화는 어렵다. 이미 QoS를 통해 음성 트래픽을 보장하는 것을 확인했지만, 만약 우선순위가 높은 트래픽이 끊임없이 들어온다면 결국 전체적인 성능 저하는 막을 수 없다. 1월 1일의 서울 종로에서나, 여의도 불꽃축제 현장에서 휴대폰이 걸리지 않는 것처럼 AP당 일정한 통화 이상은 허용하지 않도록 하는 것이 CAC다. 대신 이때 전화기에서는 통화중 신호를 내보낸다.
마지막으로 QoS 분야에서 전력관리 부분도 빼놓을 수 없다. 앞서 설명한 WMM 파워 세이브 규격과 같이, 휴대기기에 있어서의 전력관리 부분은 가장 중요한 요소 중 하나다. 시스코의 경우 무선랜 컨트롤러나 AP 등의 인프라에서 무선 IP 텔레포니 단말의 출력값을 최적화할 수 있으며, 불필요한 ARP 요청에 응답하지 않도록 하는 프록시 ARP(Proxy ARP, Address Resolution Protocol) 시스템을 갖추고 있다. 이런 전력관리 기술을 통해 단말기의 대기시간을 50% 이상 늘릴 수 있다.

로밍
전용 무선 VoIP 단말기의 경우, 자체적인 고속 로밍 시스템을 구현해 둔 경우가 많다. 그러나 이런 단말기 차원의 로밍 알고리즘은 보안을 적용하거나 네트워크를 넘어가는 3계층 구간에서 한계에 부딪히게 된다.
보안 시스템의 경우, 인증과 키 생성 과정 등을 거치면서 네트워크와 인증 서버 영역에서 지연이 발생하므로 지연 편차나 간헐적인 끊김 현상이 발생할 수 있다. 특히 3계층 로밍의 경우, 단말기가 일단 부여받은 IP 대역을 넘어서는 순간 더 이상 통화가 불가능해진다. 이 경우에는 전화기가 다시 IP 주소를 받은 후, 통화를 재시도해야 하므로 불편할 뿐만 아니라 통화가 단절된다.
따라서 무선 IP 텔레포니 시스템에는 반드시 3계층 로밍이 고려된 네트워크 인프라가 필수적이며, 단말기에 인증을 적용할 경우 지연을 막을 수 있는 기술이 적용돼야 한다.
무선랜 컨트롤러나 무선랜 서비스 모듈의 경우, <그림 1>과 같이 IP 기반의 터널을 AP와 컨트롤러 모듈 사이에 형성하고, 이를 통해 음성 트래픽을 전송하는 시스템을 갖추면 3계층 로밍 문제를 해결할 수 있다. 이런 방식은 단말의 위치에 관계없이 하나의 IP 주소와 네트워크를 가지고 자유롭게 이동할 수 있는 시스템을 제공함으로써 네트워크의 이동 영역에 있어 한계를 극복할 수 있다. 여기에 최근에는 이런 네트워크를 외부까지 손쉽게 확장할 수 있는 무선 메시(MESH) 네트워크 솔루션들이 등장함으로써 실내와 실외에서 끊김없이 통화 영역을 확장할 수 있다.

관리
무선 VoIP는 주로 사용하는 영역이 네트워크 회선이 도달하지 않는 영역이거나, 현장에서의 업무 환경이다. 무선 신호는 항시 적절한 신호 강도가 확보돼야 하며, 간섭의 영향은 최소화해야 한다. 또한 외부에서 사용하는 경우도 많으므로 변화하는 무선 네트워크의 환경에 항상 대응할 수 있어야 한다.
무선랜은 2.4GHz나 5GHz의 공용 주파수를 사용하므로 언제든지 외부의 간섭으로 인해 영향을 받을 가능성에 노출돼 있다. 간섭이나 신호중첩과 같은 요소들이 데이터에서는 단지 속도가 조금 느려지는 정도라면, 음성에서는 품질 저하나 잡음으로 나타나기 때문에 통화 품질을 급격히 저해하는 요소로 작용한다. 만약 적절한 신호 강도가 보장되지 않는 지역으로 멀리 떨어지게 되면 급격히 통화 품질이 떨어진다. 데이터에서는 아무런 문제가 없었던 지역이 음성통화를 시도하면 음영지역이 되는 경우도 발생할 수 있는 것이다.
이와 같이 무선 VoIP가 요구하는 높은 수준의 통화품질 달성을 위해서는 RF 관리라고 하는 요소가 필수불가결해진다. 다행히도 RF 관리는 오늘날의 여러 무선랜 업체들이 다양한 방안을 제공하고 있다. 실시간 RF 관리는 사용자가 품질에 대해 의문을 가지기 이전에 이미 인프라가 스스로 이를 수정, 개선하도록 조정할 수 있기 때문에 다이나믹한 무선랜 환경에서 사용자의 통화 품질을 항상 높은 수준으로 유지할 수 있게 해준다
VoIP를 중심으로 한 BcN으로 가는 길은 험난하다. 앞에서 열거한 많은 문제점에도 불구하고 새로운 수익모델을 찾기 위한 통신사업자들과 장비업체들의 노력은 계속해서 이어지고 있다. 따라서 국제 표준의 표준화 추진 추이를 지켜보고, 지속적인 모니터링과 적극적인 대응책을 마련해야 할 시점이 바로 지금이다.

VoIP 핵심 ‘IP-PBX’ 확산 힘입어 ‘All-IP’ 시대 성큼
비용 절감·장비 규모 축소 등 도입 효과 ‘뚜렷’ … 기업 규모·사용 환경 고려해야

연·재·순·서
1. PSTN에서 VoIP로
2. VoIP 기술 ① : 프로토콜

6. VoIP 향후 전망

지난 호에서는 VoIP 시스템의 구성에 대해 살펴봤다. 이를 통해 VoIP 네트워크는 엔드 투 엔드(end-to-end)의 사용자 단말까지의 서비스 유형과 구성 프로토콜에 따라 다양한 형태로 구성된다는 사실을 알 수 있었다. 이번 호에서는 좀 더 나아가 VoIP 시스템의 핵심적인 역할을 담당하는 IP-PBX(IP-Private Branch eXchange)에 대해 알아본다. <편집자>


일반적으로 IP-PBX는 VoIP 시스템에서 기본적인 콜(call) 처리 및 각종 메시징에 관련된 처리를 수행하는 서버와 그에 관련된 애플리케이션 소프트웨어를 통칭한다. 즉, 콜에 관련된 것뿐만 아니라 컨퍼런싱, 보이스 메일 같은 종합적인 메시지를 총체적으로 처리하는 애플리케이션이 바로 IP-PBX다.
VoIP 시스템은 IP-PBX의 위치 및 관리의 구분에 따라 호스티드(Hosted) IP-PBX와 매니지드(Managed) IP-PBX로 나눠진다. 호스티드 IP-PBX는 원격지의 서비스 제공자가 IP-PBX 및 애플리케이션을 가입자들에게 제공하고, 가입자들은 VoIP 시스템을 빌려 사용하는 형태를 말한다. 따라서 관리, 유지보수 및 모든 IP-PBX에 관련된 업무는 서비스 제공자의 책임이 되며, 이에 따른 전화번호 및 통화량에 따라 사용자는 VoIP 서비스 제공자에게 사용료를 납부하는 방식이다.
이에 비해 매니지드 IP-PBX 시스템은 VoIP 시스템을 사용하는 조직 내에 IP-PBX 장비와 애플리케이션을 구비해 VoIP 시스템을 사용하는 형태다. 따라서 관리 및 유지보수 역시 사용조직이 담당해야 한다. 일반적으로 가입자가 많고 사용량이 많은 대기업 및 조직들이 매니지드 IP-PBX 시스템을 선호한다.
매니지드 IP-PBX 시스템은 각 조직의 사용환경에 맞게 커스터마이징이 가능한 것이 큰 장점이다. 반면 중소규모 조직들은 비싼 IP-PBX 장비 등을 구매할 필요가 없고, 운영 및 유지보수에 신경을 쓰지 않아도 되는 호스티드 IP-PBX 방식의 VoIP 시스템에 가입하고 있다.

콜 처리 흐름도 VoIP 네트워크에서 PSTN으로의 통화과정은 <그림 3>과 같이 이뤄진다. 1. VoIP 네트워크 내의 사용자가 통화를 위해 수화기를 들게되면, SIP 등의 매핑되는 신호가 컨트롤 서버로 전송되며, 컨트롤 서버는 사용자의 상태를 초기화한다. 2. 다이얼된 신호는 IP 패킷을 통해 매핑되는 표준(SIP, H.323 등)에 따라 컨트롤 서버에 전송된다. 3. 컨트롤 서버는 라우팅 테이블을 검사한 후, PSTN 및 기타 네트워크가 목적지인지를 확인한다. 4. 만약 콜이 PSTN으로 나가는 콜이라면, 컨트롤 서버는 미디어 게이트웨이로 음성 스트림 셋업 신호와 라우팅 명령을 전송하거나, 소프트스위치에 SIP 인바이트(invite) 메시지를 전송한다. 5. VoIP 네트워크의 사용자 패킷이 미디어 게이트웨이를 통해 전송되면서 통화가 시작된다. 내부 VoIP 네트워크에서의 음성통화는 <그림 4>와 같이 이뤄진다. 1. 내부 VoIP 네트워크에서 IP폰의 수화기를 들게 되면, 컨트롤 서버에 해당되는 프로토콜(SIP, H.323 등)이 전송되며 컨트롤 서버는 다이얼 톤을 단말에 전송해 초기화 됐음을 알린다. 2. IP를 통해 다이얼 신호는 해당 프로토콜 규격으로 컨트롤 서버로 전송된다. 3. 컨트롤 서버가 다이얼 신호를 통해 라우팅 테이블을 체크한 후, 내부 네트워크에 대응되는 다이얼 신호임을 인지한다. 4. 내부 네트워크임을 인지한 후, 컨트롤 서버는 해당 프로토콜(SIP, H.323 등) 메시지 및 콜 셋업 지시를 송신자에게 전송한다. 5. 송신자는 위의 정보를 바탕으로 직접 수화자를 호출해 음성통신이 이뤄진다. 매니지드 IP-PBX 기반 VoIP 시스템 구성 매니지드 IP-PBX 시스템 역시 근본적인 구조는 호스티드 IP-PBX와 유사하다. 차이점은 콜 제어를 담당하는 IP-PBX가 사용조직의 내부 전산망에 위치한다는 것이다. 매니지드 IP-PBX 역시 동일하게 다음과 같은 역할을 갖는다. 첫째, VoIP 데이터에 관한 시스템의 그룹핑, 지역 및 위치와 라우팅에 대한 정의와 모니터링 그리고 제어에 관한 기능이다. 둘째로 네트워크 안의 장비 및 단말에 대한 인증, 허가 및 설치를 지원해야 하며, 주소, 전화번호 및 번호체계와 네트워크 장비의 다른 특성들에 대한 정보를 담고 있는 데이터 베이스의 견고함을 보장해야 한다. 마지막으로 장비들 간에 VoIP 데이터 세션을 성립시켜주는 장비들간의 접속을 담당한다. 일반적으로 호스티드 IP-PBX와 동일하게 2개의 장비 이상을 사용해 내구성을 향상시킨다. SIP, H.323 등 기타 여러 표준 프로토콜을 지원하며, 매니지드 VoIP 시스템의 특성으로 인해 각 벤더들마다 고유의 프로토콜을 통해 VoIP 네트워크를 운영할 수 있다. 콜 처리 및 기타 과정은 호스티드 IP-PBX와 거의 동일하게 이뤄지며, VoIP 내부 네트워크 안에서는 IP-PBX 벤더 각각의 고유한 프로토콜 및 기능을 더 유연하게 적용할 수 있다는 장점이 있다. 연동 및 기타 부분 VoIP 시스템과 타 인터넷 망 및 PSTN과의 연동을 위해 게이트웨이 및 기타 여러 서버들과 IP-PBX 장비와의 연동은 필수적인 조건이다. PSTN과의 연동을 위해 게이트웨이는 PSTN 및 기타 네트워크에서의 신호 포맷을 SIP, H.323 등으로 바꾸는 것과 동시에 콜 컨트롤과 관련해 IP-PBX와의 통신이 필요하다. 이에 따라 대부분의 IP-PBX 벤더들은 음성 스트림을 변환하는 게이트웨이, 콜 제어와 관련된 게이트웨이 2개, IP-PBX를 연동하는 방식으로 해결하고 있으며, 세부적인 사항은 각 벤더들의 VoIP 네트워크 구성에 따라 상이하다. 또한 실제적인 대규모 콜 처리는 교환기 혹은 소프트스위치가 담당하고 있으므로, IP-PBX는 구내 내부 네트워크에 대한 QoS 및 관리가 더욱 중요한 요인이 되고 있다. 실제 전원 및 기타 이유로 인해 VoIP 네트워크가 일시적으로 접속이 불가능할 경우, PSTN과는 다르게 조직 내부의 전체 네트워크가 모두 접속 불가능하기 때문에 이를 대비하기 위한 내구성 향상 설계가 항상 수반돼야 한다. 대표적인 내구성 강화를 위한 수단으로서는 다중의 IP-PBX 장비 및 무정전 전원장치의 설치 그리고 PSTN망과의 하이브리드 타입으로 네트워크를 설계하는 방법들이 존재한다. <그림 6>은 내구성 강화를 위해 3개의 IP-PBX(콜 서버) 장비를 구축한 VoIP 네트워크 블록 다이어그램이다. IP-PBX 기반 VoIP 시스템의 장점 IP-PBX를 이용해 VoIP 시스템을 구성하는 경우 다음의 장점을 가진다. 전화 접속료와 정산비 절감이 가능해지고, 회선활용의 효율성이 제고되며, 데이터와 음성장비의 공동운영으로 인한 규모의 경제실현이 가능해 비용을 상당히 절감할 수 있다. 또한 모든 형태의 통신을 지원하는 통합 인프라의 구축과 표준화는 물론, 총 장비 규모 축소, VoIP를 사용한 음성과 데이터 서비스의 관리 서비스, 복잡성 해결 및 유연성 제고와 같은 효과를 지니고 있다. 마지막으로 차세대 네트워크인 BcN과 연관지어서 멀티미디어 서비스와 애플리케이션 응용이 용이해지는 장점이 있다. 이렇듯 VoIP 네트워크에서 IP-PBX는 제어, 관리 및 운영에 대해 일관적인 방향과 편의성을 제시하며 이에 따른 차세대 기업통신망을 구축하기 용이한 장점으로 인해 현재 대다수의 기업 및 조직들이 호스티드 혹은 매니지드 방식을 고려하거나 채택하고 있다. 다음 연재에서는 국내외 VoIP 시장 동향에 대해서 알아보기로 한다.

6. VoIP 향후 전망

이종석
케이티인포텍 신사업기획단 상무
jslee@kti.co.k

(1) 액세스망
액세스망은 가입자의 전화에서부터 전화국에 설치된 교환기까지의 구간을 의미하며, 음성신호를 포함한 여러 통신신호들을 교환기까지 포괄적으로 전달하는 역할을 한다. 교환기 반경 4Km 안에 있는 가입자를 대상으로 설계하는 것을 기본으로 하며, 4Km가 넘는 오지 가입자들의 경우 RSS(Remote Subscriber Switch system)를 제공한다.
우리나라에서는 xDSL 신호 및 기타 통신신호들도 공동으로 PSTN의 액세스망을 이용하고, 이러한 신호들은 교환기가 아닌 인터넷망 및 기타 네트워크 장치 쪽으로 집선된다. 일반 유선전화기의 경우 이 액세스망의 교환기로부터 전원을 공급받기 때문에 정전 및 기타 비상상황에서도 신뢰성 있는 통신을 제공받을 수 있다.

(2) 교환기
PSTN의 핵심적인 역할을 담당하는 교환기는 <그림 1>의 (2)와 같이 구성된다. 가입자가 발신한 신호들은 전화국에 있는 교환기로 모아지는데, 이 때 교환기는 콜처리 방식에 따라 크게 기계식, 반전자식 그리고 현재 대부분의 전화국에 설치돼 있는 전전자식 등으로 나뉜다. 전전자 교환기는 다시 <그림 2>와 같이 제어계와 전화가입자들의 아날로그 신호를 교환기 내부의 디지털 신호로 전환, 다중화하는 통화로계로 나눠 볼 수 있다.
통화로계의 집선장치는 가입자의 트래픽을 경제적으로 집선하는 장치로, 이를 통해 여러 통신신호들이 교환기로 집중된다. ISDN(Integrated Services Digital Network) 및 기타 신호에 대한 정합회로가 각각 존재해 교환기 내부의 패킷 처리기 부분으로 전송된다. 회선 스위치/패킷 처리기 부분은 교환기의 핵심적인 부분으로 입력 신호들을 각각 음성 혹은 데이터 신호로 분리한 뒤 각각의 신호들의 목적지를 파악해 중계선 회로로 보내게 된다.
회선 스위치 부분은 서킷 스위칭(circuit switching)으로 작동하며, 크게 동기식과 비동기식으로 구분할 수 있다. 동기식 교환기술은 개개 프레임의 특정 타임슬롯을 출력 데이터 스트림의 다른 타임슬롯으로 옮기기 위해 입력된 프레임의 타임슬롯을 메모리에 저장한 후, 출력 데이터 스트림의 해당 타임슬롯에 옮겨 전송함으로써 교환을 수행한다.
비동기식 교환기술은 타임슬롯을 콜 단위가 아닌 동적 배정으로 해 프레임에 실리는 셀에 포함된 논리적인 연결을 나타내는 레이블에 따라 교환이 이뤄진다. SDH(Synchronous Digital Hierarchy) 방식으로 이뤄진 중계선 회로부는 처리된 신호를 해당된 네트워크에 전달하는 역할을 담당하며, 망 동기장치는 전송과 관련된 동기부분을 처리하게 된다.

PSTN에서의 콜 셋업 과정
실제 PSTN을 통해 전화통화가 구현되는 첫 단계는 <그림 4-1>과 같다. 이 단계에서 가입자 A가 전화기를 들게 되면 교환기 A가 다이얼 톤(Dial Tone)을 가입자에게 송신하고 가입자의 송신번호를 받아 목적지 경로를 결정하는 방식으로 가입자 A와 교환기 A 사이에 통신이 이뤄진다.
두 번째 단계는 국간 신호구간이다. 이 구간에서는 주로 No 7. 방식의 시그널링이 이용되며, 여러 네트워크가 혼재돼 있다. 현재 인터넷망 및 기타 무선통신망 등의 신호처리는 톨(Toll) 및 텐덤(Tandem) 교환기에서 처리하고 있고, 음성통신신호는 IAM(Initial Address Message)을 통해 응답자의 종단 교환기까지 <그림 4-2>와 같이 연결된다.
응답자의 전화기에 신호가 전달돼 가입자 B의 전화기에 벨이 울리는 것이 세 번째 단계다. 이 단계에서 ACM (Address Complete Message) 신호가 국간 전송구간을 거쳐 교환기 A로 전달되면 교환기 A는 ACM 신호를 링잉 톤으로 변화시켜 가입자 A에게 전송하게 된다.
마지막 단계로 가입자 B가 전화기를 드는 즉시 ANM(Answer Message)가 교환기 A에 전송되면, 이 순간부터 과금이 이뤄지고 이후의 통신은 설정된 경로를 통해 수행된다.

PSTN 한계점과 VoIP 대두
PSTN의 가장 큰 장점은 독점적인 망을 사용자에게 공급해 줌으로써 긴급통화와 보안, 통화품질을 보장해 준다는 점이다. 최선형(Best-effort) 개념의 서비스를 제공하는 IP 네트워크와 비교할 때 PSTN은 신뢰성 있는 음성통신 서비스를 가입자들에게 제공할 수 있다.
그러나 데이터 트래픽이 음성 트래픽보다 폭발적으로 증가하는 추세에 따라 고속 이더넷 전송기술을 포함한 패킷 전송기술이 발전하고, 모든 통신망을 통합하는 차세대 네트워크 BcN이 출현하는 등 현 시점의 급변하는 통신환경에서 PSTN은 분명한 한계를 지닌다.
가장 두드러지는 것은 비용측면이다. 물론 음성 서비스만을 고려할 때에는 PSTN이 최고의 성능을 보장해 주지만 같은 음성서비스라 할지라도 새롭게 망을 구성할 경우 회선당 비용이 인터넷망에 비해 많이 들어간다. 일례로 망 수용능력을 10배 늘린다고 할 때, PSTN은 10배의 비용이 필요하지만, 인터넷망은 3배의 비용으로도 가능하다. 따라서 인터넷망의 경우 서비스 제공자(ISP)에게 투자 및 유지보수에 있어 상대적인 비용절감 효과를 제공한다.
두 번째로 PSTN은 대역폭이 넓지 않으므로 오늘날의 대용량 데이터 전송에 적합하지 않다.
초고속 인터넷 서비스를 제공하는 xDSL 시스템은 액세스망은 PSTN과 공유하지만 전체적인 시스템은 다르며, PSTN의 데이터 송수신에 이용되는 다이얼업 모뎀(Dial-up Modem)의 최대 전송속도는 64Kbps로 고정돼 있으므로 VoIP, BcN 등 차세대 네트워크와는 달리 멀티미디어 데이터 처리에 한계가 있다. 또 IP 네트워크와 같은 유연한 구조가 아니기 때문에 용량을 늘리기 위한 새로운 기술의 접목이 어렵고, 단순 변경만으로는 VoIP 등 차세대 네트워크로의 변화를 꾀할 수 없다.
VoIP 시스템은 PSTN과 비교해 볼 때 기본적인 음성 서비스 품질면에서 불안정한 것이 사실이다. 하지만 서비스 제공자와 이용자 모두에게 중요시되는 비용 문제와 멀티미디어 데이터 사용량의 폭발적 증가추세는 VoIP를 차세대 음성통신 영역의 선두주자로 자리매김하게 하는 원동력이 되고 있다.

차세대 네트워크 음성통신 시스템 ‘VoIP’
VoIP 시스템은 인터넷망을 이용해 음성통신을 제공하는 네트워크와 서비스를 지칭한다. 즉, 음성 데이터를 인터넷 프로토콜의 데이터 패킷으로 전송하는 기술, 네트워크, 음성통화 서비스 등 모든 것을 포괄한 개념이다. VoIP 시스템을 통해 음성전화 서비스를 제공하기 위해서는 일반 PSTN에 접속해 있는 가입자와의 상호 인터페이스를 지원하고, 전송지연에 민감한 데이터 스트림의 서비스 품질이 보장돼야 한다.
<그림 5>에서 나타낸 바와 같이 상호 인터페이스를 지원하기 위해서는 일반전화망인 PSTN과 인터넷망의 접합점에 게이트웨이 장비가 필요하다. 게이트웨이 장비는 패킷으로 전송된 음성 신호를 PSTN망에 적합한 TDM 신호로 변환하고, 그 역변환을 수행한다. 또한 VoIP에서는 IP-PBX가 PSTN의 교환기처럼 콜 셋업, 프로세싱 및 서비스 품질 보장 측면에서 핵심적인 역할을 수행한다. 이때 IP-PBX는 애플리케이션 서버와 연동해 다양한 부가 서비스를 제공할 수 있다.
VoIP 시스템은 파일전송을 주목적으로 설계된 인터넷망에서 운용되므로 음성통화와 같은 실시간 정보전송을 위해 특별한 통신규약이 필요하다. 대표적인 프로토콜로는 H.323, SIP, Mcg 등이 있으며, 각각의 프로토콜은 특성에 따라 다르게 사용되고 있다.
이번 호에서는 PSTN에서 VoIP 시스템으로의 음성통신 진화과정에 대해서 살펴봤다. 다음 호에서는 VoIP 시스템의 기본 프로토콜인 H.323과 SIP를 중심으로 VoIP 기술을 상세히 알아보도록 하자.