KR101058930B1 - Bandwidth Allocation Device and Method for Internet Phone Call - Google Patents
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Abstract
이 발명은 인터넷 전화 단말기에게 인터넷 전화 서비스를 제공하는 인터넷 전화의 대역폭 할당 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상기 인터넷 전화 단말기의 호가 발생하면 예측가능한 경로를 설정하고, 대역폭 감시 요구에 따라 인터넷 전화에 소요되는 대역폭이 가용한 대역폭보다 작은지를 판단하고, 인터넷 전화에 소요되는 대역폭이 가용한 대역폭보다 작지 않으면, 가용한 대역폭이 인터넷 전화 소요 대역폭보다 작아지도록 가용한 대역폭을 제어한다. 이렇게 IP 패킷 전송시 네트워크의 전송용량을 감시하여 항상 VOIP 패킷의 전송에 필요한 데이터용량을 확보하고, 호발생지와 라우팅정보를 동시에 감안하여 VOIP 호처리시 필요한 대역폭을 상시 할당함으로써, 인터넷 전화의 품질을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to an apparatus and method for allocating a bandwidth of an internet telephone for providing an internet telephone service to an internet telephone terminal. The present invention relates to a method for allocating a predictable route when a call of the internet telephone terminal occurs, and to requesting an internet telephone according to a bandwidth monitoring request. It is determined whether the bandwidth is smaller than the available bandwidth, and if the bandwidth required for the Internet phone is not smaller than the available bandwidth, the available bandwidth is controlled so that the available bandwidth is smaller than the bandwidth required for the Internet phone. In this way, by monitoring the transmission capacity of the network during IP packet transmission, it secures the data capacity necessary for the transmission of VOIP packets at all times, and always allocates the necessary bandwidth for VOIP call processing considering the call origin and routing information at the same time. Can be improved.
VOIP, 대역폭, 할당, 라우팅 VOIP, bandwidth, allocation, routing
Description
도1은 이 발명의 실시예에 따른 인터넷 전화의 대역폭 할당 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of an apparatus for allocating a bandwidth of an Internet telephone according to an embodiment of the present invention.
도2는 대역폭 할당 알고리즘의 동작 구간을 나타낸 것이다.Figure 2 shows the operation interval of the bandwidth allocation algorithm.
도3은 이 발명의 실시예에 따른 인터넷 전화의 대역폭 할당 방법의 흐름도이다.3 is a flowchart of a bandwidth allocation method of an Internet telephone according to an embodiment of the present invention.
이 발명은 인터넷 전화에 관한 것으로, 특히, IP 패킷전달시 품질확보에 대한 명확한 방안이 제시되어있지 않은 BEST EFFORT IP 망에서 음성을 IP패킷으로 전송하는 VOIP (VOICE OVER IP) 통화시 가입자 단말인 CPE(CUSTOMER PREMISS EQUIPMENT)와 패킷 중계 장치인 라우터에서 IP 패킷의 전달에 필요한 대역폭의 상태를 통계적으로 계산하고, 항상 VOIP 데이터 전송에 필요한 상시 대역폭을 확보하여 음성데이터 전송품질을 확보하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to Internet telephony, and in particular, a CPE which is a subscriber terminal during a VOIP (VOICE OVER IP) call that transmits voice to an IP packet in a BEST EFFORT IP network, in which no clear method for quality assurance is provided. (CUSTOMER PREMISS EQUIPMENT) and an apparatus and method for statistically calculating the state of bandwidth required for IP packet forwarding in a router which is a packet relay device, and always securing the bandwidth required for VOIP data transmission will be.
기존의 IP 전달방식은 모든 패킷이 아무런 대역폭에 대한 정보나 우선 순위 없이 요구가 발생할 때마다 패킷을 전송하게 된다.In the conventional IP delivery method, every packet transmits a packet whenever a request occurs without any bandwidth information or priority.
따라서 전송로나 송수신 버퍼에 대역폭은 특정 서비스를 위해 보전되지 않으며 이를 위해서는 매호마다 라우터의 자원을 할당하는 INT-SERVE이 있다.Therefore, bandwidth is not conserved in a transmission path or a transmission / reception buffer for a specific service, and there is an INT-SERVE that allocates a resource of a router to each call.
또한, 패킷종류에 따라 우선 순위를 적용하여 트래픽 폭주시 우선순위가 낮은 패킷은 처리하지 않는 DIFF-SERVE라는 기존의 우선순위 및 자원 할당방식이 있다.In addition, there is a conventional priority and resource allocation method called DIFF-SERVE that applies priority according to packet type and does not process low priority packets when traffic is congested.
그러나 int-serve 방식에서는 라우팅정보와 자원할당은 하나의 호를 처리하기 위해 요구되는 프로토콜과 트래픽의 과다로 실용성이 미흡하여 현실적으로 거의 활용되고 있지 않다.However, in the int-serve method, routing information and resource allocation are not practically used because they are not practical due to the excessive protocol and traffic required to process a single call.
INT-SERVE의 경우도 그 자체로 대역폭품질 확보에 대한 확실한 보장이 될 수 없다.In the case of INT-SERVE, by itself, there is no guarantee of bandwidth quality.
따라서, INT-SERVE, DIFF-SERVE 가 아닌 기존의 BEST-EFFORT방식의 IP망에서 VOIP 음성품질확보에 필요한 대역폭을 확보하기 위한 기술이 요구된다.Therefore, a technique for securing bandwidth required for VOIP voice quality is required in the existing BEST-EFFORT IP network, not INT-SERVE or DIFF-SERVE.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 단점을 해결하고자 하는 것으로, IP 패킷전송시 네트워크의 전송용량을 감시하여 항상 VOIP 패킷의 전송에 필요한 데이터용량을 확보하고, 호발생지와 라우팅정보를 동시에 감안하여 VOIP 호처리시 필요한 대역폭을 상시 할당하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to solve the disadvantages of the prior art, by monitoring the transmission capacity of the network during IP packet transmission to ensure the data capacity required for the transmission of the VOIP packet always, in consideration of the call origin and routing information at the same time It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for always allocating a bandwidth required for VOIP call processing.
본 발명은 VOIP CPE 및 VOIP 트래픽이 적용되는 스위치 라우터 등에 적용될 수 있다.The present invention can be applied to a switch router to which VOIP CPE and VOIP traffic are applied.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 인터넷 전화의 대역폭 할당 장치는,An apparatus for allocating a bandwidth of an internet phone according to an aspect of the present invention for solving the above problems,
인터넷 전화 단말기에게 인터넷 전화 서비스를 제공하는 인터넷 전화의 대역폭 할당 장치로서,A bandwidth allocating apparatus for an internet telephone that provides an internet telephone service to an internet telephone terminal.
상기 인터넷 전화 단말기의 호가 발생하면 예측 가능한 경로를 설정하고, 대역폭 감시 요구를 하는 라우터;A router for setting a predictable path and making a bandwidth monitoring request when a call of the Internet telephone terminal occurs;
상기 라우터의 대역폭 감시 요구에 따라 인터넷 전화에 소요되는 대역폭을 할당하는 트래픽 제어장치를 포함한다.And a traffic control device for allocating the bandwidth required for Internet telephony according to the bandwidth monitoring request of the router.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 인터넷 전화의 대역폭 할당 장치는,An apparatus for allocating a bandwidth of an internet phone according to another aspect of the present invention for solving this problem,
인터넷 전화 단말기에게 인터넷 전화 서비스를 제공하는 인터넷 전화의 대역폭 할당 장치로서,A bandwidth allocating apparatus for an internet telephone that provides an internet telephone service to an internet telephone terminal.
상기 인터넷 전화 단말기의 호가 발생하면 라우팅을 하는 라우터;A router for routing when a call of the Internet telephone terminal occurs;
상기 인터넷 전화에 소요되는 대역폭을 할당하는 트래픽 제어장치를 포함하며, It includes a traffic control device for allocating the bandwidth required for the Internet phone,
상기 인터넷 전화 단말기는 호가 발생되면 예측 가능한 경로를 설정하고, 상기 트래픽 제어장치에 대역폭 감시 요구를 하는 것을 특징으로 한다.The Internet telephone terminal sets a predictable path when a call is generated and makes a bandwidth monitoring request to the traffic controller.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 인터넷 전화의 대역폭 할당 방법은, According to another aspect of the present invention for solving the above problems, the bandwidth allocation method of the Internet phone,
인터넷 전화 단말기에게 인터넷 전화 서비스를 제공하는 인터넷 전화의 대역폭 할당 방법으로서,A bandwidth allocation method for an internet telephone that provides an internet telephone service to an internet telephone terminal.
상기 인터넷 전화 단말기의 호가 발생하면 예측 가능한 경로를 설정하고, 대역폭 감시 요구를 하는 제1 단계;A first step of setting a predictable path and making a bandwidth monitoring request when a call of the Internet telephone terminal occurs;
상기 대역폭 감시 요구에 따라 인터넷 전화에 소요되는 대역폭이 가용한 대역폭보다 작은지를 판단하는 제2 단계;Determining whether a bandwidth required for an internet phone call is smaller than an available bandwidth according to the bandwidth monitoring request;
인터넷 전화에 소요되는 대역폭이 가용한 대역폭보다 작지 않으면, 가용한 대역폭이 인터넷 전화 소요 대역폭보다 작아지도록 가용한 대역폭을 제어하는 제3 단계를 포함한다.If the bandwidth required for the Internet phone is not less than the available bandwidth, a third step of controlling the available bandwidth is such that the available bandwidth is less than the bandwidth required for the Internet phone.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification.
도1은 이 발명의 실시예에 따른 인터넷 전화의 대역폭 할당 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of an apparatus for allocating a bandwidth of an Internet telephone according to an embodiment of the present invention.
도1을 참조하면, 이 발명의 실시예에 따른 인터넷 전화의 대역폭 할당 장치는, 인터넷 전화 단말기(2)에게 인터넷 전화 서비스를 제공하는 인터넷 전화의 대역폭 할당 장치로서, 라우터(3), 도메인 네임 서버(4) 및 트래픽 제어장치(4)를 포 함한다. 라우터(3)는 상기 인터넷 전화 단말기의 호가 발생하면 예측 가능한 경로를 설정하고, 대역폭 감시 요구를 하며, 라우팅 기능을 수행한다. 트래픽 제어장치(1)는 상기 라우터의 대역폭 감시 요구에 따라 인터넷 전화에 소요되는 대역폭을 할당한다. 도메인 네임 서버(4)는 라우터(3)의 라우팅을 위해 도메인 네임을 제공한다.Referring to Fig. 1, an apparatus for allocating a bandwidth of an internet telephone according to an embodiment of the present invention is an apparatus for allocating a bandwidth of an internet telephone for providing an internet telephone service to an
그러면, 이러한 구성을 가진 이 발명의 실시예에 따른 인터넷 전화 의 대역폭 할당 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.Then, the operation of the bandwidth allocation apparatus of the Internet telephone according to the embodiment of the present invention having such a configuration is as follows.
먼저, VOIP 단말인 CPE(customer premises equipment)는 실시간으로 음성을 IP STACK에 전달하고, 이는 RTP(real time protocol)로 전송된다. 그러나 비실시간 서비스인 웹브라우징이나 FTP, HTTP USER 들은 비실시간으로 데이터를 전달해도 서비스자체에는 큰 무리가 없다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 비실시간 USER가 패킷을 IP 계층에 전달할 때 IP 계층은 전달해야 할 데이터의 총량과 현재 전송 가능한 데이터량 중에서 실시간 VOIP 량의 대역폭을 비워놓고 전송하므로써 VOIP 데이터의 실시간성을 보장해주게 된다.First, a customer premises equipment (CPE), which is a VOIP terminal, delivers voice to an IP STACK in real time, which is transmitted in a real time protocol (RTP). However, non-real-time services such as web browsing, FTP, and HTTP USER can transfer data in non-real-time, so the service itself is not overwhelming. Therefore, in the embodiment of the present invention, when the non-real-time USER delivers the packet to the IP layer, the IP layer transmits the real time VOIP data by leaving the bandwidth of the real-time VOIP amount out of the total amount of data to be delivered and the amount of data that can be transmitted at present. Guaranteed.
도2를 참조하면, VOIP 데이터를 전달해야할 장치는 실시간 데이터를 전달해야 하기 위해 q개의 실시간 CH을 할당해야 한다. 여기서, q는 통화중인 VOIP CH의 패킷송신 빈도값이다. 이때, 발신호를 수용하는 라우터는 자기가 라우팅하고자 하는 라우터에 대해 도2와 같이 필요한 대역폭을 요구하고 만약 장애로부터 라우팅 정보가 변경될 경우 voip 대역폭에 대한 정보까지 네트??으로 전파가 필요하다. 이는 기존의 int-serve 는 호라우팅에 대한 정보에 대한 설정이 변경될 경우 각 호단 위로 다시 재설정해야 하나 본 발명의 실시예에서는 도1 내지 도3에 도시되는 알고리즘으로 전체 트래픽에 대한 대역폭을 처리하므로써 네트워크 전반에 대한 구현 및 적용이 용이하다. 알고리즘은 CPE, 트래픽제어장치, 라우터에 구현 가능하다.Referring to FIG. 2, a device to which VOIP data is to be allocated must allocate q real-time CHs in order to transmit real-time data. Where q is the packet transmission frequency value of the VOIP CH in a call. At this time, the router accepting the outgoing call requires the necessary bandwidth for the router to be routed as shown in FIG. 2, and if the routing information is changed from the fault, the router needs to propagate to the net ?? This means that the existing int-serve should be reset to each call stage when the setting of the information on the routing is changed. However, in the embodiment of the present invention, the algorithm shown in FIGS. It is easy to implement and apply to the entire network. Algorithms can be implemented in CPEs, traffic controllers, and routers.
이를 상세히 설명하면 다음과 같다.This will be described in detail as follows.
먼저, 다음과 같이 정의를 한다., First, define the following:
R= VOIP 소요대역폭R = VOIP bandwidth
G= B-R-D= DISCARD PACKETG = B-R-D = DISCARD PACKET
B= f(q,R) 가용한 최대대역폭 (임의의 시간동안의 최적화된 값으로 평균값, 통계적인 값, 예측제어모델에 의한 값 적용가능) B = f (q, R) Maximum bandwidth available (optimal for any time, average, statistical, predictable control model)
여기서, 단일 대역인 경우 대역폭 할당알고리즘 동작구간에서 인터넷 전화 단말기(2)가 호를 발생하고(S31), 예측 가능한 경로를 설정하고(S32), 대역폭 감시 요구를 한다(S33).Here, in the case of a single band, the
그러면, 트래픽 제어장치(1)는 R < B 인지를 판단한다.Then, the
만약, R < B 이면(S34), 원활한 대역폭이 확보된 것이므로 체크를 다시 하게 된다.If R <B (S34), since the smooth bandwidth is secured, the check is performed again.
그러나, 만약 R => B 이면, 잘라낸폭 D = B - R - G 이고,However, if R => B, then the cut width D = B-R-G,
B는 B'= R +G 로 보정되고, D= R - S + G 가 된다.B is corrected to B '= R + G and D = R-S + G.
위와 같은 방식에 의해 도2와 같이, 대역폭 보정구간에서는 낮은 우선순위 패킷을 폐기하여 필요한 대역폭을 확보할 수 있다(S35, S36).As described above, as shown in FIG. 2, in the bandwidth correction section, it is possible to secure the necessary bandwidth by discarding the low priority packet (S35, S36).
그리고 나서, 다시 한번 체크를 하여 필요한 대역폭이 확보되었는지 판단하 고(S37), 확보되지 않았으면 상기 과정(S36)을 반복한다. Then, check again to determine whether the required bandwidth is secured (S37), if not secured and repeat the process (S36).
한편, m 개의 채널을 갖는 경로의 입출력 모델에서는 대역폭 할당알고리즘은, Meanwhile, in the input / output model of a path having m channels, the bandwidth allocation algorithm is
만약 B-S값 이 R보다 충분히 크고 R=< S 일 경우, If the B-S value is larger than R and R = <S,
로 계산할 수 있다 We can calculate
이경우 패킷 처리우선순서는 IP 계층의 TOS(type of service) 값에 의해 음성패킷과 데이터 패킷을 구분하여 처리되어야 하며 음성 패킷은 데이터 패킷보다 우선적으로 전송되고 수신 후 처리된다.In this case, the packet processing priority should be processed by classifying voice packets and data packets according to the type of service (TOS) value of the IP layer, and the voice packets are transmitted prior to the data packets and processed after reception.
상기한 알고리즘은 CPE, 트래픽제어장치, 라우터 어디에서나 필요에 따라 부분적으로 구현 가능하며, 다양한 변형이 가능하다. 예를 들면, 대역폭을 드롭하는 폭의 크기 또한 다양하게 조절할 수 있다.The above algorithm may be partially implemented as needed in the CPE, traffic control apparatus, or router, and various modifications are possible. For example, the width of dropping bandwidth can be adjusted in various ways.
또한, 대역폭 제어요구를 라우터 또는 단말기에서 하도록 할 수 있다.In addition, the bandwidth control request can be made in the router or the terminal.
본 발명은 상술한 실시 예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있다. 이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경과 수정 실시가 가능함을 알 수 있을 것이다. The present invention is not limited only to the above-described embodiments, but may be modified and modified within the scope not departing from the gist of the present invention. Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention.
이상에서와 같이, 이 발명의 실시예에서 IP 패킷 전송시 네트워크의 전송용 량을 감시하여 항상 VOIP 패킷의 전송에 필요한 데이터용량을 확보하고, 호발생지와 라우팅정보를 동시에 감안하여 VOIP 호처리시 필요한 대역폭을 상시 할당하여 인터넷 전화의 품질을 향상시키는 인터넷 전화 대역폭 할당 장치 및 방법을 제공할 수 있다.As described above, in the embodiment of the present invention by monitoring the transmission capacity of the network during IP packet transmission to ensure the data capacity necessary for the transmission of the VOIP packet, and necessary for processing the VOIP call in consideration of the call origin and routing information at the same time There is provided an apparatus and method for allocating bandwidth of an internet telephone to improve the quality of an internet telephone by always allocating the bandwidth.
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