VoIP 기술은 음성 신호를 전통적인 PSTN에 전송하는 것이 아니라, 게이트웨이에서 음성 신호를 표준 규격(G.711, G.729A, G.723.1)에 맞게 압축해 상대 게이트웨이로 전송함으로써 음성 통화를 하는 것을 의미한다. 여기에는 지속적으로 연결이 유지돼야 하는 데이터 네트워크에, 돌발적으로 발생하는 음성 통화의 트래픽을 함께 전송할 수 있도록 하는 기술이 요구된다. 많은 통신업체들은 물론이고 시장은 IP에서의 음성 통합을 대세로 인정하고 있다. 그러나 이미 PBX 기반의 인프라 구축이 많은 만큼 이를 수용하면서 점진적으로 IP로 넘어갈 수 있도록 하는 경로가 다양하게 제시되고 있다. 게이트웨이와 소프트스위치 등은 이런 차세대 네트워크의 기본으로, IP 디바이스 간의 호를 지능적으로 처리해 미디어 게이트웨이를 통해 PSTN과 통합된다. 그 중 소프트스위치는 유무선, 협대역 또는 광대역, 모든 서비스 전반에서 일관된 인터페이스를 제공해 서비스 업체들이 상품을 맞춤화할 수 있도록 해준다. 소프트스위치의 탄생 배경 소프트스위치는 전통적인 CO(Central Office) 스위치의 기능을 소프트웨어 기반의 지능형 스위치를 표준 컴퓨팅 플랫폼으로 지원하는 시스템이다. 소프트스위치의 기능은 일반적으로 요구되는 CO 스위치의 기능(노텔네트워크의 DMS나 루슨트테크놀로지의 5ESS 스위치에서 제공되는 기능)을 그대로 이어받았다. 이들 TDM 스위치는 고성능, 고신뢰성을 기반으로 하고 있으며, 기술적으로도 성숙돼 있다. 그러나 기존 스위치들은 데이터 트래픽에 대해서는 전혀 고려하지 않는다는 것이 문제다. 3계층(애플리케이션 계층, 콜 제어 계층, 전송 계층) 소프트스위치의 구조는 이런 문제점을 해결하기 위해 접근해 나아가고 있으며, 이는 음성 트래픽이 게이트웨이를 통해 패킷화되는 것을 돕는다. (그림 1)은 2005년까지의 TDM(Time Division Multiplexing) 음성 트래픽 대 데이터 트래픽에 대한 대역폭 변화 추이를 보여주고 있다. 데이터 트래픽이 인터넷을 통한 상용 네트워크 안으로 들어옴에 따라, 네트워크 효율을 증가시키기 위한 CO 스위칭에 대한 데이터 트래픽의 수용 요구가 증대되고 있다.
소프트스위치 모델의 전신 ‘AIN’소프트스위치의 전신이라고 할 수 있는 것은 AIN(Advanced Intelligent Network)으로 출발한 개별화된 스위칭의 논리적인 확장이다. AIN은 미국 지역전화업체들과 벨코어의 창작물이었다. 3계층 소프트스위치 모델은 더 나은 네트워크를 위한 VoIP의 한 요소로 개발됐으며, 개발자들은 AIN의 개념을 이에 도입해 더 발전시켰다. 특히 새로운 서비스의 창출을 위한 개별화된 개방형 구조의 네트워크 형태를 지향했다. 또한 소프트스위치 모델에 장비업체들의 개별적인 아이디어가 첨가됐으며, 이는 AIN 모델에 새로운 네트워크 개발 방향을 제시했다. 새로운 소프트스위치의 모델은 구분된 3개의 계층구조를 기반으로 하고 있으며, (그림 2)와 같은 새로운 체계에서 소프트스위치의 콜 제어 로직은 스위칭 로직과 서비스 로직으로부터 별도 분리됐다. 또한 기본적인 CO 스위치의 지능형 콜 프로세싱은 스위칭 메트릭스 하드웨어로부터의 분리가 필요하다는 연구에 따라, 미디어 게이트웨이, 콜 에이전트, 또는 소프트스위치로 불리는 다양한 장치로 분리 설계됐다.
기존에 존재하는 PSTN의 가장 큰 문제점 중 하나는 서비스의 프로비저닝이다. 일반적으로 통신업체는 PSTN에서 새로운 서비스를 적용하기 어려우며, 이는 그들이 가지고 있는 시스템에 의존하기 때문이다. 이런 상황에서 서비스를 개발하려면 상당한 비용과 많은 시간이 소요된다. 또한 여러 업체의 스위치를 한 개의 네트워크에서 사용하는 경우는 단일화된 프로비저닝을 하기가 더더욱 어려워진다. 이런 문제점을 해결하기 위해 IN과 AIN이 개발됐다. 이 서비스 구조는 실제로 진보된 형태의 네트워크를 제시했다. 예를 들면, 제한된 번호 서비스, 800-xxxx과 같은 새로운 서비스들을 가능하게 한 것이다. 그러나 이는 서비스 제공업체의 모든 문제점을 해결해주지는 못하고 있으며, 실제로 새로운 서비스의 제공에 있어 서비스 업체들을 대형 통신업체에 종속되게 하고 있다. 뿐만 아니라 새로운 서비스의 제공에 있어 서비스 제공업체에게 네트워크의 간편함과 비용의 절감의 효과를 못했다. VoIP 또는 음성을 패킷화하는 기술의 장점은 이런 문제에 접근할 수 있으며, IN이 처음 약속한 사항들을 만족시킬 수 있어 새로운 희망을 가져다주고 있다.NGN의 중앙처리장치 역할 수행 소프트스위치는 기본적으로 고가용성의 컴퓨팅 플랫폼을 사용한다. 통합된 네트워크에서 음성과 데이터 트래픽 흐름을 제어하며, 패킷과 TDM 도메인 간의 시그널을 중재하며, 기술적으로는 CO 교환기가 기본적으로 가지는 호 제어 기능을 서버의 소프트웨어가 담당하는 형태다. 일반적인 호 제어에는 다음과 같은 기능이 있다.·호 라우팅·사용자 인증·접속 제어·시그널링중요한 소프트스위치의 기능 중 하나는 TDM 도메인과 패킷 도메인 간의 시그널링 중재다. 일반적으로 서로 다른 도메인 간의 시그널링은 SS7, H.323, MGCP, H.248/Megaco 등의 시그널링 프로토콜을 사용해 시스템 내외부적으로 수행된다. (그림 3)은 전형적인 소프트스위치의 네트워크 구성을 보여준다. 네트워크에서 각각의 소프트스위치는 다양한 미디어 게이트웨이의 동작을 제어한다. 소프트스위치는 네트워크의 중심에 위치하며, 각 소프트스위치 간의 통신에는 다양한 프로토콜이 사용된다. 또한 소프트스위치는 TDM을 제어할 수 있다.
일반적으로 소프트스위치는 장치 제어 프로토콜을 이용해 미디어 게이트웨이를 제어한다. 현재 장치 제어 프로토콜에는 IPDC, MGCP, H.248이 포함된다. 프로토콜 시그널링 소프트스위치 간의 연결은 일반적으로 SIP 또는 SIP-T를 사용해 관리하고 있으며, 패킷 기반과 PSTN(TDM) 기반의 연결에는 소프트스위치에 내장돼 있거나 외부에 있는 SS7 시그널링 게이트웨이가 사용된다. 성공적인 VoIP 네트워크의 구축을 위해서는 시그널링에 대한 이해가 필수다. 우선 프로토콜은 그 사용 형태에 따라 피어(Peer)와 마스터/슬래이브(Master/seval)의 두 가지로 구분할 수 있다. 우선 피어 프로토콜은 서로 통신하는 두 장비가 각각 인텔리전트한 기능을 가지고 있어 상호간에 제어 신호를 주고받는 형태이며, 마스터/슬래이브는 인텔리전트한 기능을 갖는 하나의 마스터가 여러 개의 슬래이브들을 제어하는 형태다. 두 가지의 통신 프로토콜은 서로 한 개의 네트워크에 공존해 사용되며, 네트워크 효율을 증대시키기 위한 보완 작용을 한다.
VoIP 네트워크의 주요 개발 이슈소프트스위치가 진정한 의미의 캐리어급이 되기 위해서는 많은 수의 미디어 게이트웨이, 액세스 게이트웨이를 반드시 지원해야 하고, 많은 수의 가입자를 처리할 수 있는 능력을 가지고 있어야 하며, 이는 기존의 PSTN 스위치들이 했던 것과 같은 형태이어야 한다.·확장성확장성에 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 달렸다. 현재의 소프트스위치는 상용화된 플랫폼(HP, 썬, 모토로라)을 사용해 소프트웨어를 개발하고 있으며, 확장성을 증대시키기 위해 더 나은 제품으로의 성능개발이 요구되고 있다.
·미디어 게이트웨이 미디어 게이트웨이는 트렁킹 게이트웨이, 액세스 게이트웨이, 프리마이즈 게이트웨이(Premise gateway)로 구분할 수 있다. 이들 게이트웨이와의 통신·제어를 위해서는 많은 프로토콜이 필요하고 또 개발되고 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 수 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, ITU와 IETF가 공동으로 미디어 게이트웨이의 향후 발전에 대해 연구중이다. 이에 따라 향후 H.248/Megaco로 통합되는 네트워크 발전의 추이를 눈여겨봐야 할 것이다. ·캐리어급 시스템현재 많은 업체들이 VoIP 솔루션을 개발하고 있거나, 계획하고 있다. 그러나 VoIP 솔루션이 캐리어급의 성능과 기능을 갖기 위해서는 아직 해결해야할 문제점이 있다. 먼저 코어 네트워크의 구조와 코어 기술에 따른 QoS 보장이다. 현재 코어 기술에는 IP 또는 ATM 관련 기술이 검토되고 있다. 그러나 현재 통신업체들은 이 두 기술에 대해 확신을 갖지 못하고 있다. ATM의 경우, 트래픽 대역폭의 활용 효율 문제에 문제가 있으며, IP의 경우 CoS 보장에 대한 문제점을 가지고 있다. 이런 문제점을 해결하기 위해 MPLS를 적용한 하이브리드 네트워크 연구가 활발히 이뤄지고 있다.
·멀티미디어 서비스현재 VoIP의 개발 수준은 초기 음성 단계에 머물러 있으며, 멀티미디어를 위한 개발이 장비 업체를 중심으로 진행중이다. 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 SIP를 기반으로 한 소프트웨어 애플리케이션들이 개발중에 있다. 예를 들면, 우리가 많이 사용하고 있는 윈도우의 메신저, PDA를 통한 데이터 서비스, 휴대용 전화기를 활용한 모바일 멀티미디어 서비스 등이 그것이다. VoIP를 중심으로 한 NGN으로 가는 길은 험난하다. 앞에서 열거한 많은 문제점에도 불구하고 새로운 수익모델을 찾기 위한 통신업체들과 장비업체들의 노력은 계속해서 이어지고 있다. 따라서 국제 표준의 표준화 추진 추이를 지켜보고, 지속적인 모니터링과 적극적인 대응책을 마련해야할 시점이 바로 지금이다. 참고문헌1. IDC bulletin #27726, Aug 20022. White paper : The role of Megaco/H.248 in media gateway control : A protocol standards overview, Nortel Networks.
