KR20080052287A - ＶｏＩＰ 망에서의 실시간 통화품질 측정 및 관리 장치와그 방법 - Google Patents

ＶｏＩＰ 망에서의 실시간 통화품질 측정 및 관리 장치와그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 VoIP 망에서의 통화품질 측정 및 관리 장치와 그 방법을 제공한다.
본 발명은 통화세션 및 통화품질을 관리 단계에 따라 단말과 통화품질 측정/관리 장치 간의 메시지를 송수신하여 처리함으로써, 서비스 가입자들에게 종단 간 정확게 QoS가 보장된 고품질의 VoIP 서비스를 제공할 수 있으며, VoIP 서비스의 안정적 품질관리 업무에 있어서 효율성을 증대시킬 수 있다.
Figure P1020070079185
VoIP, 품질관리, 통화세션

Description

ＶｏＩＰ 망에서의 실시간 통화품질 측정 및 관리 장치와 그 방법{Apparatus and Method of Measuring and Managing Real-time Speech Quality in VoIP network}
본 발명은 인터넷 전화(VoIP: Voice over Internet Protocol) 망에서의 통화품질 측정에 관한 것으로, 더 상세하게는, VoIP 망의 양 단말과 품질측정 서버 간의 통화품질을 실시간으로 측정하고 관리하기 위하여 통화세션 설정 및 종료에 따라 송수신되는 통화세션 메시지와 이러한 통화세션 절차에 따라 송수신되는 품질보고 메시지를 관리할 수 있는 실시간 통화품질 측정 및 관리 장치와 그 방법에 관한 것이다.
종래 사용된 VoIP 서비스 품질측정 방식은 국제 표준화 단체 IETF(Internet Engineering Task Force)에서도 RTCP(Real-time Transport Ccontrol Protocol)가 표준화되어 현재까지 대부분 쓰이고 있지만, 이는 단순히 RTP(Real-time Transport Protocol)에서의 음성통화시나 후에 발생한 네트워크 요소들을 제어하기 위해 제시된 규격으로 품질측정 서버와 함께 실시간으로 전송을 제어하고 관리하는 절차까지는 자세하게 정의되지 있지 않다.
또한, 종래의 주요 연구 자료에 의하면 양 단말 간 실시간 VoIP 통화에 관한 연구가 주를 이루며, 이러한 양 단말 외 VoIP 품질측정 서버를 따로 두어 통화품질 세션 설정 및 종료에 따른 실시간 품질측정 파라메터를 보고하고 관리하는 많은 연구가 미비한 상태이다.
따라서, IP(Internet Protocol) 기반의 음성 및 영상 서비스가 미래의 서비스의 핵심으로 자리 잡아가고 있는 상황에서 QoS(Quality of Service)를 보장하지 않는 VoIP 망에서의 품질유지와 관리를 위해 실시간으로 통화품질 메시지를 보고하고 관리하는 방법이 요청된다.
본 발명은 인터넷의 발달로 인터넷 서비스가 확산됨에 따라 빠르게 발전하고 있는 인터넷 전화 서비스에서, VoIP 망 안에서 단 대 단 간의 새로운 통화품질 관리 방법을 제시하여 실제 VoIP 망에서 실시간으로 정확한 통화품질 측정값을 도출하고 관리할 수 있는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 VoIP 망에서의 실시간 음성 서비스 동안에 실시간 통화품질 메시지 보고 및 관리를 위해 통화 세션 설정 및 종료와 VoIP 품질 보고 및 관리 절차를 양 단말과 VoIP 품질측정 서버 간에 적용하여 VoIP 서비스의 안정적 품질관리 업무를 수행하는 데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 VoIP 망에서의 통화품질 측정 및 관리 장치는, 상기 송신 단말 및 수신 단말로부터 상기 송신 단말과 수신 단말 간 상태에 따라 정의된 통화세션 정보를 포함하는 통화세션 관리 메시지를 수신하여 처리하는 통화세션 관리 메시지 처리부; 및 통화세션 설정 후 상기 송신 단말과 수신 단말로부터 품질측정 파라미터 간 연관성을 고려하여 관리 단계에 따라 분 류된 품질 측정 파라미터 값을 포함하는 품질보고 메시지를 수신하여 세션별 통화품질을 계산하는 품질보고 메시지 처리부;를 포함할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 VoIP 망에서의 통화품질 측정 및 관리 방법은, 상기 송신 단말 및 수신 단말로부터 상기 송신 단말과 수신 단말 간 상태에 따라 정의된 통화세션 정보를 포함하는 통화세션 관리 메시지를 수신하여 처리하는 단계; 및 통화세션 설정 후 상기 송신 단말과 수신 단말로부터 품질측정 파라미터 간 연관성을 고려하여 관리 단계에 따라 분류된 품질 측정 파라미터 값을 포함하는 품질보고 메시지를 수신하여 세션별 통화품질을 계산하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 VoIP 망에서의 통화품질 측정 및 관리 방법은, 송신 단말에 의한 수신 단말로의 통화요청 보고 메시지 및 수신 단말의 통화요청 수락 보고 메시지를 수신하는 단계; 상기 송신 단말 및 수신 단말의 SSRC 정보 보고 메시지를 수신하는 단계; 상기 송신 단말과 수신 단말이 품질측정 파라미터 간 연관성을 고려하여 관리 단계에 따라 분류된 품질 측정 파라미터 값을 포함하는 통화품질 보고 메시지를 수신하는 단계; 및 통화세션 종료 시각이 포함된 통화세션 종료 보고 메시지를 수신하는 단계; 를 포함할 수 있다.
상기 통화세션 정보는, 송신 단말로부터 수신 단말로의 통화 요청 정보, 상기 통화 요청에 대한 수신 단말의 수락 정보, SSRC(Synchronization Source) 정보 및 호 해제 정보 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 통화세션 정보가 상기 송신 단말과 수신 단말 간의 세션 설정 실패 정 보를 포함하는 경우, 상기 통화품질 측정 및 관리 장치는 통화연결 대기 상태 리스트에서 상기 송신 단말 및 수신 단말을 제거할 수 있다.
상기 통화품질 정보는, 패킷 송수신 시간을 기초로 측정한 일방 시간 지연(one way delay) 및 왕복 시간 지연(round trip delay)을 포함하거나, 송수신 패킷 수, 손실 패킷 수, 중복 패킷 수 및 지터를 포함하거나, 패킷 손실률, 패킷 폐기율, R 인자 및 MOS(mean opinion score)를 포함할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명은 VoIP 망에서의 통화품질 측정 및 관리 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 단말이 단말 간의 통화세션 설정/종료 상태 및 통화 중에 품질보고 메시지를 품질측정 서버에 보고하고, 품질측정 서버가 통화품질을 관리하는 방법을 제시하였다. 본 발명의 실시간 통화품질 측정 및 관리 방법을 QoS가 보장되지 않는 최선형(best-effort) 방식의 VoIP 망에 적용하면, 서비스 가입자들에게 종단 간 정확게 QoS가 보장된 고품질의 VoIP 서비스를 제공할 수 있도록 실시간 통화품질을 측정 관리할 수 있게 된다.
또한 본 발명은 통화세션 설정부터 종료까지의 절차에 따른 실시간 품질측정 파라미터들의 보고와 정확한 품질측정 값의 관리를 통해 현재 통화품질 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있게 도와 줌으로써, VoIP 서비스의 안정적 품질관리 업무에 있어서 효율성을 증대시킬 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에서 기재한 모듈(module)이란 용어는 특정한 기능이나 동작을 처리하는 하나의 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 VoIP 서비스 품질 측정 및 관리 시스템의 구성 및 데이터 경로를 도시하는 블록도이다.
도 1을 참조하면, VoIP 서비스 품질측정 및 관리 시스템은 단말, 단말 간의 음성 통화를 위한 소프트 스위치(40) 및 품질측정 서버(50)를 포함한다.
단말은 인터넷 전화 통화가 가능한 소프트폰(10) 및 일반 전화기(20)를 포함하며, 소프트폰(10)은 1포트 게이트웨이와 모뎀을 통하여 통화를 수행하고, 일반 전화기(20)는 VoIP 게이트웨이(VoIP G/W)를 통하여 통화를 수행한다. 각 단말은 상 대 단말과의 통화세션 상태 정보 및 통화 중에 품질측정에 필요한 여러 데이터를 수집하여 주기적으로 품질측정 서버로 보고한다.
각 단말은 UDP(user datagram protocol)를 이용하여 통화세션 관리 메시지를 송수신하며, RTCP(real time transport protocol)을 이용하여 수집한 품질측정 데이터를 품질보고 메시지에 의해 품질 측정 서버로 전송한다.
품질측정 서버(50)는 각 단말로부터 통화세션 상태 정보 및 품질측정 파라미터 값을 수신하여 단말 간의 통화품질을 측정하고 관리하는 기능을 수행한다. 품질측정 서버(50)는 수신한 품질측정 데이터들을 가공하여 해당 세션의 R(Overall Transmission Quality Rating), MOS(Mean Opinion Score) 등의 품질관련 지표들을 관리자에게 제공한다. 또한 품질측정 서버(50)는 단말 간 세션 설정 및 종료와 같은 세션 관리를 위한 별도의 프로토콜을 필요로 하는데, 이는 품질측정 서버가 통화세션에 대한 품질을 관리하기 위해서는 단말 간 세션이 설정되고 종료되는 상황을 파악하고 있어야 하기 때문이다.
본 발명에서는 지연 등의 품질관리 파라미터들을 실시간으로 정확하게 측정하기 위해 양쪽 단말의 시간 동기화가 필요하므로 NTP(Network Time Protocol)를 사용한다.
본 발명의 실시간 통화품질 측정 및 관리 방법은, VoIP 망에서의 음성 품질을 측정 및 관리하기 위한 중요한 2가지 절차, 즉 단말(또는 호스트) 간 호 설정 및 해제에 의한 통화세션 설정 및 종료에 따른 통화세션 관리 절차와 품질보고 메시지 관리 절차로 구분한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통화세션 관리 메시지 및 품질 보고 메시지 흐름을 도시하는 흐름도이다. 도 3 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 통화세션 관리 메시지의 구조 예를 도시한다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 품질보고 메시지 패킷의 기본 헤더 형식을 도시하고, 도 11 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 품질보고 메시지 구조의 예를 도시한다.
도 2 내지 도 13을 참조하여 통화세션 관리 절차 및 통화품질 측정/관리 절차를 구분하여 설명하도록 하겠다.
먼저 품질측정 서버(50)와 단말(송신측 및 수신측)(10, 20) 간의 통화세션 관리 절차로써, 품질측정 서버(50)는 송신 단말 및 수신 단말로부터 단말 간 상태에 따라 정의된 통화세션 정보를 포함하는 통화세션 관리 메시지를 수신하여 처리한다.
구체적으로, 단말은 세션 설정 시도에 따라 호 설정이 이루어져 통화가 이루어진 후, 호 해제가 되면서 세션이 종료되는 과정을 알리는 메시지를 품질측정 서버로 보낸다. 단말은 단말 간 세션 설정 상태에 따라 미리 정의된 형태의 메시지에 세션 정보를 실어 품질측정 서버로 전송하고, 품질측정 서버는 해당 세션에 대한 정보를 서버에 등록하고 세션이 설정되면 실시간 VoIP 통화 중 통화품질 값 측정을 준비한다.
단말과 품질측정 서버 간의 상호 연동은 UDP(user datagram protocol)를 이용한 메시지 타입 1 내지 7(도 3 내지 도 9)과 같이 정의된 메시지 형식으로 연동된다. 단말 간의 SIP(Session Initiation Protocol)를 이용한 호 연결 및 해제 동 작은 본 발명의 기술분야에서 공지된 방법이므로 상세한 설명은 생략하겠다.
송신 단말은 소프트 스위치로 통화 요청 메시지를 보낸 후에 호가 설정되기 전 통화세션 관리 메시지 타입1(이하 '메시지1'이라 함)(도 3)을 품질측정 서버로 전송한다. 메시지1은 송신 단말이 수신 단말로 통화를 요청했음을 알리는 메시지로서, 통화 요청 시간, 송신측 IP, 수신측 SIP URL, 송신측 SSRC(Synchronization Source)등을 포함한다.
소프트 스위치를 통해 통화요청을 받은 수신 단말은 SIP에 의해 호가 설정되고 RTP(Real-time Transport Protocol) 음성 통신을 시작하면서 통화세션 관리 메시지 타입2(이하 '메시지2'라 함)(도 4)를 품질측정 서버로 전송한다. 메시지2는 수신 단말이 송신 단말의 통화 요청을 받아들여 호가 설정되었음을 알리는 메시지이다.
품질측정 서버는 송신 및 수신 단말로부터 메시지1과 메시지2를 수신하고, 수신한 메시지를 분석하여 정상적인 데이터인지 여부를 확인한다. 정상적인 데이터인 경우, 품질측정 서버는 메시지1과 메시지2에 대한 응답으로 통화세션 관리 메시지 타입3(이하 '메시지3'이라 함)(도 5)을 각 단말로 전송한다. 이로써 단말 간에 세션이 설정된다.
송신 단말은 소프트 스위치의 SIP에 의해 호 설정이 이루어지고 RTP 음성 통신이 시작되기 전에 품질측정 서버로 통화세션 관리 메시지 타입4(이하 '메시지4'라 함)(도 6)를 전송한다. 메시지4는 세션 생성 메시지로서, 송신 단말의 SSRC(Synchronization Source) 정보 및 세션 생성 시각, 송신측 IP 등 품질측정 서 버가 메시지4를 보낸 단말이 메시지1을 보낸 진정한 단말인지 확인할 수 있도록 하는 정보를 포함한다.
품질측정 서버는 단말로부터 받은 메시지4가 올바른 정보인지 판단하고, 세션 정보를 추출하여 데이터베이스(DB)에 저장한다. 품질측정 서버는 단말로 해당 메시지를 잘 받았다는 의미로 통화세션 관리 메시지 타입6(이하 '메시지6'이라 함)(도 8)을 전송한다. 이로써 단말은 품질측정 서버로부터 메시지6을 수신하면 자신의 정보가 품질측정 서버에 정상적으로 등록되었음을 알 수 있게 된다.
송신 단말은 통화 종료에 의한 호 해제 후 통화세션 관리 메시지 타입5(이하 '메시지5'라 함)(도 7)를 품질측정 서버로 전송한다. 메시지5는 세션 종료 메시지로서, 통화 종료 시각 정보를 포함한다. 품질측정 서버는 송신 단말로부터 메시지5를 받아 통화시간을 구하고 데이터베이스(DB)에 저장한다.
품질측정 서버는 단말로부터 받은 메시지5가 올바른 정보인지 판단하고, 필요한 정보를 추출하고, 단말로 해당 메시지를 잘 받았다는 의미로 메시지6을 전송한다.
수신한 통화세션 관리 메시지로부터 획득한 세션 정보는 추후에 관리자가 과거 통화 내역에 대한 품질정보 확인시 함께 제공된다.
한편 소프트 스위치의 SIP를 이용해 세션 설정을 할 때 정상적으로 호 설정이 이루어지지 못하여 호 설정이 실패하는 경우가 발생할 수 있다. 송신 단말은 SIP 서버로 통화를 요청할 때 품질측정 서버에 통화요청 사실을 통보한다. 하지만 통화요청을 받은 시스템의 오류로 인해 SIP에 의한 호 설정이 실패한 경우 품질측 정 서버에 호 설정 실패를 통보하여 품질측정 서버가 통화 연결 대기 상태에서 해당 단말을 제거할 수 있도록 하여야 한다.
따라서 송신 단말은 통화 요청에 대해 상대방이 통화 중이거나 통화를 거부하는 경우, 시스템 오류로 호 설정이 되지 않은 경우 등 여러 가지 이유로 호 설정이 실패한 경우, 품질측정 서버로 통화세션 관리 메시지 타입7(이하 '메시지7'이라 함)(도 9)을 전송한다. 품질측정 서버는 단말로부터 메시지7을 받으면 해당 단말을 통화 연결 대기 상태에서 제거한다.
본 발명에서는 설명의 편의를 위해 송신 단말을 기준으로 세션 설정 및 종료에 따른 통화세션 관리 메시지의 송수신을 설명하였으나, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 수신 단말에서도 동일한 메시지의 송수신이 가능함을 충분히 알 수 있을 것이다.
송신 단말과 수신 단말 간에 세션이 설정되면, 각 단말은 품질측정 서버에 품질보고 메시지를 전송하고, 품질측정 서버는 수신한 품질보고 메시지의 타입에 따라 메시지를 송신한 단말의 상태를 파악한다.
다음 품질측정 서버(50)의 통화품질 측정/관리 절차로써, 품질측정 서버(50)는 통화세션이 설정되면 송신 단말과 수신 단말로부터 파라미터 간 상호연관성을 고려하여 분류된 품질측정 파라미터 값을 포함하는 품질보고 메시지를 타입별로 수신하여 세션별 통화품질을 계산한다.
본 발명의 품질보고 메시지는 VoIP 음성 품질을 제어하기 위하여 IETF(Internet Engineering Task Force) 표준화 그룹에서 제안된 RTCP(RTP Control Protocl)로서, 본 발명에서는 실시간 수동형 통화품질 파라미터 측정 및 관리를 위해서 RTCP 메커니즘을 기반으로 양 단말간 VoIP 음성 품질 정보를 실시간으로 주고 받을 수 있도록 하였다.
VoIP 음성 통화시 실시간 성능 측정 요소들은 품질 측정에 영향을 미치는 네트워크에서의 패킷 손실, 지터, 지연과 음성 코덱 등 여러 품질측정 파라미터들 상호 간에 밀접하게 연관되어 있다. 본 발명에서는 품질측정 보고 및 관리를 위해서 통화품질 측정을 위한 파라미터들 간의 연관성을 고려하여 품질측정 파라미터를 관리 단계에 따라 타입별로 분류하고, 분류된 파라미터 값을 포함하는 메시지를 구분하여 전송함으로써, VoIP 망에서의 효과적인 QoS 관리를 기대할 수 있다.
본 발명의 품질보고 메시지는 블록 타입(Block Type)에 따라 세 가지로 정의된다.
블록 타입 1(BT=1)(도 11)인 품질보고 메시지는 지연 정보 보고를 위한 메시지로서, 단말은 지연 정보 생성을 위해 수신한 첫번째 패킷과 두번째 패킷의 정보 기록을 위한 메시지 블록을 서브블록1(subblock1)과 서브블록2(subblock2)로 나누어 해당 정보를 기록한다.
지연 정보 보고 메시지는 일방 시간 지연(One Way Delay)와 왕복 시간 지연(Round Trip Delay) 정보를 포함한다. 양 단말은 NTP(Network Time Protocol) 서버를 통해 동기를 맞추고, RTP 패킷의 Timestamp 필드에 RTP 패킷을 전송할 순간의 시간을 기록한다. 해당 RTP 패킷을 수신한 단말은 RTP 패킷에 있는 Timestamp 필드에서 송신한 시간과 RTP 패킷을 수신한 시간의 차이를 보고 One Way Delay를 측정 한다. Round Trip Delay 는 One Way Delay 를 2배로 하여 구한다.
블록 타입 2(BT=2)(도 12)인 품질보고 메시지는 RTP/RTCP 패킷의 송수신 정보를 포함하는 메시지로서, 단말은 송수신한 RTP/RTCP 패킷의 수, 손실 패킷의 수, 중복 패킷의 수, 지터 등의 정보를 메시지에 기록한다.
블록 타입3(BT=3)(도 13)인 품질보고 메시지는 패킷 손실률(Packet Loss rate), 패킷 폐기율(Packet Discard rate), 버스트 밀도(Burst Density), 버스트 지속시간(Burst Duration), 갭 밀도(Gap Density), 갭 지속시간(Gap Duration), 신호 레벨, 노이즈 레벨, E-모델의 R 인자, MOS(mean opinion score) 값 등 품질측정치 및 품질지표 정보를 포함한다.
도 14는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 품질측정 서버의 내부 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 14를 참조하면, 품질측정 서버(50)는 통화세션 관리 메시지 처리부(50a) 및 품질보고 메시지 처리부(50b)를 포함한다.
통화세션 관리 메시지 처리부(50a)는 통화세션 관리 메시지를 단말로부터 수신하여 단말의 상태를 확인한다. 통화세션 관리 메시지 처리부(50a)는 세션이 설정될 때 해당 세션에 대한 기본적인 정보를 관리자에게 제공하고, 통화 종료로 세션이 종료된 경우 통화 정보를 기록하여 관리자에게 제공한다.
통화세션 관리 메시지 처리부(50a)는 UDP 통신 모듈(51), 통화세션 관리 통신 모듈(52), 통화세션 관리 메시지 처리 모듈(53) 및 데이터베이스(DB) 관리 모듈(54)을 포함한다.
UDP 통신 모듈(51)은 통화세션 관리 기능을 수행한다. UDP 통신 모듈(51)은 단말로부터 호 설정 및 해제에 따른 타입별 통화세션 관리 메시지를 수신하고, 수신한 통화세션 관리 메시지의 정상/비정상 여부를 판단한다. UDP 통신 모듈(51)은 통화세션 관리 메시지로부터 세션 정보를 추출한다.
통화세션 관리 통신 모듈(52)은 UDP 통신 모듈(51)로부터 통화세션 메시지의 정상 및 비정상 정보와 통화세션 정보를 수신한다. 통화세션 관리 통신 모듈(52)은 메시지의 정상/비정상 정보를 통화세션 메시지 처리 모듈(53)로 전송하고, 통화세션 정보는 DB 관리 모듈(54)로 전송한다. 통화세션 관리 통신 모듈(52)은 통화세션 정보에 따라 세션의 설정 및 종료를 파악하여 UDP 통신 모듈(51)을 통해 품질보고 메시지 처리부(50b)로 보고한다.
통화세션 메시지 처리 모듈(53)은 수신된 통화세션 관리 메시지에 대한 응답 메시지를 생성한다. 통화세션 메시지 정상처리 모듈(53a)은 정상적인 통화세션 설정에 대한 응답 메시지를 생성하고, 정상적 세션 설정 및 종료에 따른 동작 수행을 제어하는 제어 신호를 생성한다. 통화세션 메시지 비정상처리 모듈(53b)은 비정상적인 통화세션 설정에 대한 응답 메시지를 생성하고, 비정상적 세션 설정 및 종료에 따른 동작 수행을 제어하는 제어 신호를 생성한다.
UDP 통신 모듈(51)은 통화세션 메시지 처리 모듈(53)에 의해 생성된 응답 메시지를 해당 단말에 미리 정의된 통화세션 관리 메시지 형식으로 전송한다.
DB 관리 모듈(54)은 통화세션 관리 통신 모듈(52)로부터 수신한 통화세션 정보 및 통화세션 종료 후 통화세션에 대한 로그 정보를 데이터베이스에 기록하고 관 리한다.
품질보고 메시지 처리부(50b)는 통화중인 단말의 품질정보를 각 단말로부터 일정한 주기마다 보고받고 이를 실시간 관리자에게 제공한다. 또한 품질보고 메시지 처리부(50b)는 통화 종료 후 통화품질에 대한 누적 평균값을 계산하여 관리자에게 제공한다.
품질보고 메시지 처리부(50b)는 품질보고 메시지 관리 통신 모듈(56), 품질보고 메시지 처리 모듈(57), 품질측정 누적 계산 모듈(58), 및 데이터베이스(DB) 관리 모듈(59)을 포함한다.
품질보고 메시지 관리 통신 모듈(56)은 통화세션 관리 메시지 처리부(50a)로부터 통화세션의 생성 및 종료 상태 정보를 수신한다. 또한 품질보고 메시지 관리 통신 모듈(56)은 단말로부터 품질측정을 위해 필요한 파라미터 값을 포함하는 품질보고 메시지를 수신하여 품질보고 메시지 처리 모듈(58)로 전송한다.
품질보고 메시지 처리 모듈(57)은 품질보고 메시지 관리 통신 모듈(56)로부터 수신한 품질보고 메시지를 관리 단계에 따라 타입별로 분류하고, 통화품질 정보를 추출하여 DB 관리 모듈(58)로 전송한다. 품질보고 메시지는 타입별로 다른 통화품질에 대한 정보, 즉, 다른 품질측정 파라미터를 포함하고 있으므로, 분산되어 보고되는 품질정보를 하나로 모아 데이터베이스에 기록할 수 있게 된다.
품질측정 누적 계산 모듈(58)은 세션별로 통화품질의 누적 평균값을 계산한다. 품질측정 누적 계산 모듈(58)은 통화세션이 종료되면, DB 관리 모듈(59)로부터 해당 세션에 대해 기록되었던 통화품질 측정 파라미터들의 값을 읽어들여 누적값과 누적 평균값을 계산한다. 품질측정 누적 계산 모듈(58)은 계산된 통화품질 데이터의 누적 평균값을 로그 정보로 데이터베이스에 기록하여 관리자가 해당 세션에 대한 과거 및 현재 정보를 언제든지 확인할 수 있도록 한다.
데이터베이스(DB) 관리 모듈(59)은 품질보고 메시지 처리 모듈(58)로부터 수신한 통화품질 정보 및 품질측정 누적 계산 모듈(57)에 의해 계산된 통화품질 누적값 및 평균값을 기록한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 품질측정 서버의 통화 세션별 송수신 품질 측정 결과를 도시한다. 구현된 품질측정 모니터링 기능은 .NET환경에서 C#을 적용하여 클라이언트와 서버 간의 통신이 이루어지며 Vocal 5.0 SIP 서버 프로그램 방식을 적용하였다.
도 15를 참조하면, 송수신 단에서의 통화품질 파라미터 값을 실시간으로 제공하여 주고 있으며, jitter와 delay는 그래프화하여 RTP 패킷의 주고 받음에 따른 IP 망에서의 현재 장애 상태를 잘 표현해주고 있다. 이러한 송수신 단의 다양한 통화품질 파라미터들에 따른 R 값과 MOS 값을 비교 분석하여 정확한 수치를 실시간으로 제공해 주고 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 품질측정 서버에서의 통화품질 측정 및 관리 방법을 설명하는 흐름도이다. 이하 전술된 내용과 중복되는 내용의 상세한 설명은 생략하겠다.
도 16을 참조하면, 품질측정 서버는 송신 단말 및 수신 단말로부터 통화세션 관리 메시지를 수신한다(S161). 통화세션 관리 메시지는 단말 간 상태에 따라 통화 세션 설정 및 종료 정보를 포함하는 미리 정의된 형식의 메시지로서, 도 3 내지 도 9를 참조할 수 있다.
품질측정 서버는 통화세션 관리 메시지로부터 통화세션 정보를 추출한다(S162). 추출된 통화세션 정보는 데이터베이스 관리 모듈에 세션별로 저장된다.
품질측정 서버는 통화세션 관리 메시지의 수신에 대한 응답 메시지를 정의된 방식에 따라 생성하여 해당 단말로 전송한다(S163).
추출된 통화세션 정보에 의해 정상적인 세션 설정 여부를 판단하고(S164), 시스템 오류 등에 의한 세션 설정이 실패한 경우에는 품질측정 서버는 통화 대기 리스트에서 해당 단말을 제거한다(S165).
정상적으로 세션이 설정된 경우 품질측정 서버는 양 단말로부터 품질보고 메시지를 수신한다(S166). 품질보고 메시지는 단말 간의 통화 진행 상황에 따라 단말이 보고하는 품질측정 파라미터의 종류에 따라 구별되고, 그 구조는 도 10 내지 도 13을 참조할 수 있다.
품질측정 서버는 수신된 품질보고 메시지로부터 통화품질 정보를 추출한다(S167). 추출된 통화품질 정보는 세션별로 데이터베이스 관리 모듈에 저장된다.
호 해제에 따라 정상적으로 세션이 종료되었음이 통화세션 관리 메시지에 의해 단말로부터 품질측정 서버에 보고되면, 품질측정 서버는 해당 세션의 통화품질을 계산한다(S168). 계산된 통화품질은 세션별로 데이터베이스 관리 모듈에 저장되어 관리자에게 실시간으로 제공된다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
지금까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
그러므로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 VoIP 품질 측정 및 관리 시스템의 개략적 구성 및 데이터 경로를 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 통화세션 관리 메시지 및 품질 보고 메시지 흐름을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 통화세션 관리 메시지 구조[Msg.Type = 1, 통화요청 메시지 형식]의 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 통화세션 관리 메시지 구조[Msg.Type = 2, 통화요청 메시지 형식]의 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 통화세션 관리 메시지 구조[Msg.Type = 3, 통화요청 응답 메시지 형식]의 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 통화세션 관리 메시지 구조[Msg.Type = 4, 세션 생성 메시지 형식]의 예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 통화세션 관리 메시지 구조[Msg.Type = 5, 세션 종료 메시지 형식]의 예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 통화세션 관리 메시지 구조[Msg.Type = 6, 확인(ACK) 메시지 형식]의 예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 통화세션 관리 메시지 구조[Msg.Type = 7, 호 설정 실패 메시지 형식]의 예를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 품질보고 메시지 구조의 기본 헤더 형식의 예를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 품질보고 메시지 구조[BT=1; 지연 정보 보고 메시지 형식]의 예를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 품질보고 메시지 구조[BT=2; 패킷손실, 지터 정보 보고 메시지 형식]의 예를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 품질보고 메시지 구조[BT=3; 패킷손실율, MOS, R 등의 정보 보고 메시지 형식]의 예를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 품질측정 서버의 내부 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 품질측정 서버의 통화 세션별 송수신 품질 측정 결과를 도시한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 품질측정 서버에서의 통화품질 측정 및 관리 방법을 설명하는 흐름도이다.

Claims (20)

  1. VoIP(Voice over Internet Protocol) 망에서 송신 단말과 수신 단말 간의 통화품질을 측정하고 관리하는 장치에 있어서,
    상기 송신 단말 및 수신 단말로부터 상기 송신 단말과 수신 단말 간 상태에 따라 정의된 통화세션 정보를 포함하는 통화세션 관리 메시지를 수신하여 처리하는 통화세션 관리 메시지 처리부; 및
    통화세션 설정 후 상기 송신 단말과 수신 단말로부터 품질측정 파라미터 간 연관성을 고려하여 관리 단계에 따라 분류된 품질 측정 파라미터 값을 포함하는 품질보고 메시지를 수신하여 세션별 통화품질을 계산하는 품질보고 메시지 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통화품질 측정 및 관리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통화세션 정보는, 송신 단말로부터 수신 단말로의 통화 요청 정보, 상기 통화 요청에 대한 수신 단말의 수락 정보, SSRC(Synchronization Source) 정보 및 호 해제 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 통화품질 측정 및 관리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 품질 측정 파라미터 값은 지연시간, 송수신 패킷 정보, 패킷 처리율 및 품질 지표 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 통화품질 측정 및 관리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 통화세션 관리 메시지 처리부는,
    상기 수신된 통화세션 관리 메시지를 타입별로 분류하고, 통화세션 정보를 추출하는 UDP 통신 모듈;
    상기 통화세션 정보를 기초로 상기 수신된 통화세션 관리 메시지에 대한 응답 메시지를 생성하는 통화세션 관리 메시지 처리 모듈; 및
    상기 통화세션 정보에 따라 통화세션의 설정 및 종료 상태를 상기 품질보고 메시지 처리부로 전송하는 통화세션 관리 통신 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 통화품질 측정 및 관리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 통화세션 관리 메시지 처리부는,
    상기 추출된 통화세션 정보를 세션별로 저장하는 데이터베이스 관리 모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통화품질 측정 및 관리 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 통화세션 관리 메시지 처리 모듈은,
    정상적인 통화세션 설정에 대한 응답 메시지를 생성하는 통화세션 메시지 정상 처리 모듈; 및
    비정상적인 통화세션 설정에 대한 응답 메시지를 생성하는 통화세션 메시지 비정상 처리 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 통화품질 측정 및 관리 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 품질보고 메시지 처리부는,
    상기 통화세션의 설정 및 종료 정보와 상기 품질보고 메시지를 수신하는 품질보고 메시지 관리 통신 모듈;
    상기 수신된 품질보고 메시지를 타입별로 분류하고, 상기 품질보고 메시지로부터 통화품질 정보를 추출하는 품질보고 메시지 처리 모듈; 및
    세션별로 누적된 통화품질 정보를 기초로 품질 측정 파라미터들의 누적 평균값을 계산하는 품질측정 누적 계산 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 통화품질 측정 및 관리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 품질보고 메시지 처리부는, 상기 추출된 통화품질 정보 및 상기 계산된 누적 평균값을 저장하는 데이터베이스 관리 모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통화품질 측정 및 관리 장치.
  9. VoIP(Voice over Internet Protocol) 망에서 송신 단말과 수신 단말 간의 통화 품질을 측정하고 관리하는 방법에 있어서,
    상기 송신 단말 및 수신 단말로부터 상기 송신 단말과 수신 단말 간 상태에 따라 정의된 통화세션 정보를 포함하는 통화세션 관리 메시지를 수신하여 처리하는 단계; 및
    통화세션 설정 후 상기 송신 단말과 수신 단말로부터 품질측정 파라미터 간 연관성을 고려하여 관리 단계에 따라 분류된 품질 측정 파라미터 값을 포함하는 품질보고 메시지를 수신하여 세션별 통화품질을 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통화품질 측정 및 관리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 통화세션 정보는, 송신 단말로부터 수신 단말로의 통화 요청 정보, 상기 통화 요청에 대한 수신 단말의 수락 정보, SSRC(Synchronization Source) 정보 및 호 해제 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 통화품질 측정 및 관리 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 수신된 통화세션 관리 메시지에 대해 정의된 방식의 응답 메시지를 해당 단말로 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통화품질 측정 및 관리 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 통화세션 정보가 상기 송신 단말과 수신 단말 간의 세션 설정 실패 정보를 포함하는 경우, 통화연결 대기 상태 리스트에서 상기 송신 단말 및 수신 단말 을 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통화품질 측정 및 관리 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 품질 측정 파라미터 값은 지연시간, 송수신 패킷 정보, 패킷 처리율 및 품질 지표 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 통화품질 측정 및 관리 방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 통화세션 관리 메시지 수신 및 처리 단계는,
    상기 수신된 통화세션 관리 메시지를 타입별로 분류하고, 통화세션 정보를 추출하는 단계;
    상기 통화세션 정보를 기초로 상기 수신된 통화세션 관리 메시지에 대한 응답 메시지를 생성하는 단계; 및
    상기 통화세션 정보에 따라 통화세션의 설정 및 종료 상태를 상기 품질보고 메시지 처리부로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통화품질 측정 및 관리 방법.
  15. 제9항에 있어서, 상기 통화품질 측정 단계는,
    상기 통화세션의 설정 및 종료 정보와 상기 품질보고 메시지를 수신하는 단계;
    상기 수신된 품질보고 메시지를 타입별로 분류하고, 상기 품질보고 메시지로부터 통화품질 정보를 추출하는 단계; 및
    세션별로 누적된 통화품질 정보를 기초로 품질 측정 파라미터들의 누적 평균값을 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통화품질 측정 및 관리 방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 통화세션 관리 메시지는 UDP(user datagram protocol)에 의해 송수신 되는 것을 특징으로 하는 통화품질 측정 및 관리 방법.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 품질보고 메시지는 RTCP(real time transport protocol)에 의해 송수신 되는 것을 특징으로 하는 통화품질 측정 및 관리 방법.
  18. VoIP(Voice over Internet Protocol) 망에서 송신 단말과 수신 단말 간의 통화품질을 측정하고 관리하는 방법에 있어서,
    송신 단말에 의한 수신 단말로의 통화요청 보고 메시지 및 수신 단말의 통화요청 수락 보고 메시지를 수신하는 단계;
    상기 송신 단말 및 수신 단말의 SSRC 정보 보고 메시지를 수신하는 단계;
    상기 송신 단말과 수신 단말이 품질측정 파라미터 간 연관성을 고려하여 관리 단계에 따라 분류된 품질 측정 파라미터의 측정값을 포함하는 타입별 통화품질 보고 메시지를 수신하는 단계; 및
    통화세션 종료 시각이 포함된 통화세션 종료 보고 메시지를 수신하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 통화품질 측정 및 관리 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    통화세션 종료 후 상기 통화품질 보고 메시지를 기초로 세션별 통화품질을 계산하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통화품질 측정 및 관리 방법.
  20. 제9항 내지 제19항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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