인터넷 텔레포니(VoIP)를 위한 ETSI TIPHON 표준기술 동향

이종화* 강신각**

인터넷 기반으로 각종 서비스들이 통합되어 가는 추세에 따라 기존의 전화 서비스도 인터넷상에서 음성과 데이터 기술간의 통합으로 빠르게 진화하고 있다. 또한, 인터넷 텔레포니 분야에서의 기술 개발과 표준화가 활발히 진행되고 있어 관련 국내외 시장 규모가 급속도로 성장될 전망이다. 인터넷 텔레포니 관련 주요 표준화는 H.323 권고안 시리즈를 제정한 ITU-T 그리고 SIP, MEGACO 등을 다루는 IETF가 중심이 되어 추진되고 있다. 이 밖에 PSTN과 IP 기술간의 연동이나 상호 운용성을 위한 표준화는 ETSI TIPHON과 IMTC의 활동을 주목할 수 있다. 이 중 ETSI TIPHON의 목적은 기존 PSTN과 인터넷 기술간의 효율적인 연동을 통하여 인터넷 텔레포니를 구현하고 표준화하는 것에 있으며, 본 논문에서는 ETSI TIPHON의 표준화 현황을 소개하고자 한다. 이를 위해 TIPHON에서 고려하고 있는 네트워크 구조, 구성요소, 연동 인터페이스 및 통신 시나리오를 기술하고 세부 기술별 표준화를 수행하고 있는 각 워킹그룹의 활동 현황을 기술한다. ▧

I. 서 론

인터넷 텔레포니(VoIP 혹은 Internet Telephony)는 기존의 공중 전화망에서 제공되는 음성전화에 대한 미래의 대체 서비스로 인식되고 있으며, 인터넷의 폭발적인 성장과 더불어 일반 이용자의 수요가 급증하고 있는 실정이다. PSTN상의 기존 음성전화에 비해 인터넷 텔레포니는 아직까지 양질의 제품과 서비스를 제공하지 못하고 있는 실정이지만, 관련 기술 개발 및 표준화가 급속히 진행되고 있어 인터넷 텔레포니에 대한 국내외 시장 규모는 빠르게 성장될 전망이다[1].

현재 인터넷 텔레포니에 대한 기술 표준화는 H.323 권고안 시리즈를 제정한 ITU-T와 차세대 인터넷 텔레포니 프로토콜이라 불리는 SIP(Session Initiation Protocol)에 대한 IETF의 활동이 활발하다. 유럽 지역 표준화 기구인 ETSI에서도 인터넷 텔레포니 분야에 대한 연구개발 및 표준화를 추진하기 위해 1996년도에 TIPHON(Telecommunications and Internet Protocol Harmonization Over Networks) 프로젝트를 구성하여 현재까지 추진하고 있다[2, 3].

인터넷 텔레포니란 네트워크로 연결된 두개 혹은 그 이상의 엔티티간에 IP 프로토콜을 이용하여 실시간적으로 음성 정보와 콜 셋업에 필요한 제어 정보를 교환하는 것을 의미한다. 기존에 회선 교환망(Switched Circuit Network) 에서 음성 서비스를 제공하던 통신망/서비스 사업자들은 이러한 서비스들을 인터넷 망에서 제공하고자 새로운 통신 인프라 구조를 구축하고 있으며, 이미 무료 혹은 저렴하게 인터넷 텔레포니 서비스를 제공하고 있다. 향후 완전한 인터넷 텔레포니를 위한 인프라 구조 및 통신 프로토콜이 구축되기 전까지는 기존 공중 전화망 기술과 인터넷 기술간의 상호 연동이 필수적이라 할 수 있다. 이러한 맥락에서 ETSI TIPHON 프로젝트의 목적은 인터넷 텔레포니를 위하여 새로운 기술을 개발하는 것이 아니라, 기존의 회선 교환망인 PSTN, ISDN, GSM 등과 인터넷 간의 효율적인 연동을 통하여 VoIP를 구현하고 표준화하는 것에 있다.

이러한 목적에 따라 TIPHON에서 다루는 주요 기술 사항으로는 서비스 상호운용성을 보장하기 위한 요구사항 정의, 인터워킹을 위한 네트워크 구조, 프로토콜 기능 및 인터페이스 정의, 콜 제어 절차 및 정보 흐름, E.164 전화번호와 IP 주소간의 매핑, 과금, 보안, 서비스 품질 등이다. 이러한 이슈들은 각 TIPHON의 워킹그룹에서 관련 세부 기술에 대해 표준화를 추진하고 있다.

현재 3COM, Alcaltel, Belgacom, Ericsson, Lucent Technologies, Nokia, Siemens 등 약 60개 통신망/서비스 사업자들이 TIPHON 프로젝트의 협력사로 참여하고 있으며, TIPHON은 관련 기술 표준화 및 상호운용성 시험을 위해 ITU-T, IMTC 등 다른 표준화 기관과의 공동 표준화 활동에도 참여하고 있다.

본 논문에서는 먼저 VoIP를 위해 TIPHON에서 고려하고 있는 네트워크 구조, 구성요소 및 통신 시나리오를 기술하고, 세부 기술 분야별 TIPHON 워킹그룹의 목적과 활동 현황을 소개한다.

II. TIPHON 통신 시나리오

인터넷 기반으로 각종 서비스들이 통합되어 가는 추세에 따라 기존의 전화 서비스도 인터넷상에서 음성과 데이터 기술간의 통합으로 빠르게 진화하고 있다. 기존의 회선 교환망에서 데이터 망으로의 이전이 이루어지고 있는 현재로써는 (그림 1)에서 보여주는 바와 같이 SCN과 IP 망이 서로 혼재되어 있는 네트워크상에서 여러 유형의 인터넷 텔레포니 단말들이 음성 서비스를 이용하는 구성도를 고려해야 할 것이다. (그림 1)은 SCN 혹은 IP 망에 연결된 단말이 여러 네트워크를 통해 연결되어 다른 망의 단말과 콜을 셋업하고 음성 정보를 교환하는 시나리오를 보여주고 있으며, TIPHON은 이러한 환경을 고려하여 인터넷 텔레포니 서비스 구현에 필요한 기술들을 도출하고 이에 대한 표준화를 추진하고 있다.

인터넷 텔레포니 서비스를 요청하는 단말과 이에 응답하는 단말이 어느 유형의 망에 연결되어 있는지에 따라 통신 시나리오를 도출할 수 있는데, TIPHON은 (그림 1)의 네트워크 구성도에 대해 송신 망, 백본 망 그리고 수신 망으로 연결되는 경우를 구분하여 총 8가지의 통신 방식을 정의하고 있다((그림 2) 참조). 이 중 송신 망, 백본 망 그리고 수신 망이 모두 SCN인 경우는 기존 공중 전화망에서 전화 서비스를 제공하는 경우에 해당하며, TIPHON 프로젝트의 표준화 범위에서는 제외시키고 있다. 나머지 7가지 통신 방식은 5개의 시나리오(0,1,2,3,4)로 그룹핑되어 각 시나리오에 따라 VoIP 서비스를 지원하기 위한 연동 기술들을 표준화하고 있다.

TIPHON 프로젝트에서는 인터넷 텔레포니 단말 기능과 IP망에서의 콜 시그널링을 위해 기본적으로 ITU-T H.323 권고안 시리즈를 사용하고 있다. 참고적으로 ITU-T H.323 권고안은 영상회의 시스템 등에 사용되는 멀티미디어 통신 서비스를 위한 표준이며, H.323 Annex F에서는 음성 정보 처리가 가능한 인터넷 텔레포니 단말의 기능, 프로토콜 및 절차에 대해 구체적으로 정의하고 있다[4].

<표 1>에서 보여주고 있는 5가지 통신 시나리오를 간략히 설명하면 다음과 같다.

가. 시나리오 0

IP망에 연결된 인터넷 단말간에 IP망을 통해 음성 서비스를 이용하는 시나리오에 해당된다 ((그림 3) 참조). 이 시나리오에서는 SCN과의 연동이 없는 경우이므로 인터넷 텔레포니에 필요한 모든 기술에 대해 IP 기술을 이용하게 된다.

나. 시나리오 1

인터넷 망에 연결된 사용자가 SCN망의 사용자에게 통신을 요청한 경우에 해당한다((그림 4) 참조). 시나리오 0은 동일한 인터넷망간의 통신이라 별도의 인터워킹 기능(IWF: Interworking Function)이 요구되지 않으나, 시나리오 1에서는 IP망과 SCN 망간의 IWF가 반드시 요구된다.

다. 시나리오 2

시나리오 1의 반대 경우로 SCN 망에서의 사용자가 IP망의 사용자에게 통신을 요청하는 경우이다((그림 5) 참조). IP망과 SCN간에 IWF가 요구된다.

라. 시나리오 3

SCN에 연결되어 있는 사용자간에 통신을 하고자 하나 중간 네트워크가 IP망인 경우에 해당한다((그림 6) 참조). 하나의 콜이 처리되기 위해 SCN과 IP간의 IWF 그리고 IP와 SCN 간의 IWF가 요구된다.

마. 시나리오 4

시나리오 3의 반대 경우로 IP 망에 접속되는 사용자간에 통신을 하고자 하나 중간 네트워크가 SCN망인 경우에 해당한다((그림 7) 참조). 하나의 콜이 처리되기 위해 IP와 SCN간의 IWF 그리고 SCN과 IP간의 IWF가 요구된다.

위에서 언급한 통신 시나리오들은 각 시나리오에 따라 고려해야 하는 환경, 요구사항 그리고 해결되어야 하는 기술들이 조금씩 차이가 있을 수 있겠지만, TIPHON에서 전체적으로 고려하고 있는 세부 기술 사항은 다음과 같다[5].

- 확장성

- SCN과 IP간의 주소 변환

- 특정 기술에 독립적인 서비스 정의

- 이종의 네트워크간의 과금 문제

- 서비스 품질

- 이종 망간의 프로토콜의 연동

- 효율적인 라우팅 기법 등

III. 네트워크 구조 및 구성요소

인터넷 텔레포니를 위하여 TIPHON에서 고려하고 있는 네트워크 구성도는 H.323 단말, 게이트키퍼, 시스널링 게이트웨이, 미디어 게이트웨이, 미디어 게이트웨이 컨트롤러 그리고 백 앤드 서비스로 구성되는 구조이다. 이것은 실제로 구축될 수 있는 네트워크의 토폴로지를 의미하는 것이 아니라 여러 유형으로 구성될 수 있는 논리적인 네트워크 구조의 구성도를 보여주고 있다[6].

(그림 8)은 TIPHON 네트워크의 구성요소들과 이들간에 인터워킹을 위해 8개의 인터페이스 (A,B,C,D,E,F,G,J,N)를 정의하고 있다. 즉, 각각의 인터페이스에 적합한 인터워킹 기능(IWF) 이 정의되어야 함을 의미한다(<표 2> 참조). 이 중 E 인터페이스는 SCN망과 IP망간의 시그널링을 위한 인터페이스로서, E.a는 IP와 SCN간 미디어 게이트웨이간의 그리고 E.b는 시그널링 게이트웨이간의 인터페이스에 해당한다. 현재 인터워킹 인터페이스 중에 F, G, 그리고 J인터페이스는 향후 과제로 남아 있다.

이 밖에 TIPHON 프로젝트에서는 다양한 인터넷 텔레포니 응용 서비스들의 기능과 관련 프로토콜을 나타내는 응용 계층(Application Plan) 구조를 정의하고 있다. 응용 계층은 5개의 기능별 레벨을 두어 각 레벨에서 처리해야 하는 기능, 동작 방식 그리고 프로토콜을 구체적으로 보여주고 있다. (그림 9)는 네트워크의 각 구성요소가 사용하는 응용 계층의 기능 모듈과 H.323 그리고 SIP 기반 관련 프로토콜을 보여 주고 있다.

IV. TIPHON 워킹그룹 활동

TIPHON 프로젝트는 크게 3 단계(phase)로 구분하여 표준화를 추진하고 있는데, 1단계에서는 통신 시나리오 1 즉, IP에서 SCN으로의 연동에 대한 표준화를 추진하여 1999년 3월에 종료하였다. 그 이후 현재는 단계2를 수행하고 있으며 주요 범위로서 시나리오 2와 3을 다루고 있다. 마지막 단계3에서는 모든 시나리오를 포함하여 모발, 로밍 그리고 무선 관련 이슈를 표준화 범위에 포함시켜 추진할 계획을 갖고 있다.

TIPHON은 총 8개의 워킹그룹으로 구성되어 있고, 각 워킹그룹은 앞 절에서 기술한 네트워크 구조 및 통신 시나리오를 고려하여 세부 기술에 대한 표준화를 추진하고 있다[7].

- TIPHON 01 - Requirements, charging and security matters

- TIPHON 02 - Architecture models and interfaces

- TIPHON 03 - Call control matters

- TIPHON 04 - Naming and address translation issues

- TIPHON 05 - Quality of service aspects

- TIPHON 06 - Verification, demonstration and implementation matters

- TIPHON 07 - Wireless and Mobility aspects

- TIPHON 08 - TIPHON Security

1. TIPHON 01(Requirements, charging and security matters) WG

워킹그룹 1의 목적은 TIPHON 시스템이 음성서비스 제공을 위해 요구되는 서비스 요구사항 –일반 서비스 요구사항, 송ㆍ수신자간의 콜 주소, 보안, 계정, 그리고 과금 –에 대해 정의하는 것이다. TIPHON 프로젝트에서 다루는 범위에 관련되어 새로운 이슈가 발생하면 이 워킹그룹에서 이에 대한 요구사항에 대해 정의를 하고, 세부 기술에 대한 표준화는 해당하는 다른 워킹그룹에서 추진하는 방식을 취하고 있다.

현재 워킹그룹의 문서로 채택된 것으로는 시나리오 1, 2의 경우 상호운용성 보장을 위하여 서비스 요구사항 즉, 인터워킹 시 요구되는 기본(mandatory) 및 선택(optional) 사항을 정의하고 있으며, 서비스 품질(QoS), 이동성(Mobility), 어드레싱, 라우팅, 보안, 비용에 대한 기본 및 선택 요구사항도 포함하고 있다. 또한, IETF에서 정의한 SIP(Session Initiation Protocol) 프로토콜과 H.323간의 인터워킹에 대한 이슈를 다루고 있으나 아직은 워킹그룹에서 공식적으로 제정한 표준 문서는 없는 상태이다.

2. TIPHON 02(Architecture models and interfaces) WG

이 워킹그룹에서는 인터넷 텔레포니 콜 처리를 위한 네트워크 구조, 시스템 구조 그리고 콜 셋업과 관련된 기술을 표준화하고 있다. 세부적으로는 TIPHON에서 고려하고 있는 통신 시나리오에 적합한 네트워크 구조, 인터워킹 인터페이스, 정보 흐름, 프로토콜 절차를 정의하고 있다.

3. TIPHON 03(Call control matters) WG

워킹그룹3의 목적은 콜 제어 절차, 정보 흐름도 및 관련 프로토콜을 정의한다. TIPHON 네트워크 구성요소인 단말, 게이트키퍼, 게이트웨이 그리고 SCN 망간의 콜 셋업, 제어 방식, 다른 도메인간의 콜 처리 기법 등 상호동작 방식을 다루고 있다. 이 워킹그룹이 관심 있게 다루는 다른 주요 내용으로는 도메인이 다른 인터넷 텔리포니 통신 사업자간의 상호 교환이 필요한 정보 (예를 들면, 상호 인증, 과금, 서비스 유형 등에 대한 정보)를 정의하고, 이를 상호 교환하기 위한 통신 스택, 프로토콜, 인코딩 방식 등에 관련된 이슈들이다.

4. TIPHON 04(Naming and address translation issues) WG

SCN과 IP망이 혼재되어 있는 네트워크 환경에서는 SCN에서 사용되고 있는 E.164기반의 전화번호와 IP 주소간의 매핑이 매우 중요한 이슈라 할 수 있다. 이와 관련하여 워킹그룹 4에서는 네임과 주소라는 개념을 이용하여 E.164 전화번호와 IP 주소간의 변환 기술에 대해 표준화를 추진하고 있다.

<표 3>은 기존 공중전화망, TIPHON 네트워크 그리고 IP망에서 사용하고 있는 네임 그리고 주소 체계를 보여주고 있다. 현재 통신 시나리오 1과 2에 대해 콜 처리 시 필요한 네임, 번호 체계 그리고 주소 체계는 정의되어 있는 상태다.

5. TIPHON 05(Quality of service aspects) WG

워킹그룹 5가 다루는 주요 이슈는 단말과 단말간의 서비스 품질에 대한 기술이다. 종단간 서비스 품질을 크게 콜 셋업시 요구되는 서비스 품질(Call set-up quality)과 콜 이용시 서비스 품질(Call quality)로 구분하고 있으며, 콜 이용시 품질은 종단간 지연 시간과 통화 품질(speech quality) 로 측정한다. 서비스 품질은 4개의 등급(Best, High, Medium, Best effort)으로 구분하고, 등급별 QoS 요소 및 요구되는 값을 정의하고 있다.

6. TIPHON 06(Verification, demonstration and implementation matters) WG

TIPHON 시스템간의 상호운용성을 시험하기 위하여 요구되는 테스트 규격(Test Specification) 및 적합성 규격(Conformance Specification)을 정의하고 있다.

현재 약 10개 통신사업자간에 TIPHON-Net을 구성하여 TIPHON 시스템간의 상호운용성 시험을 수행하고 있다. 구체적인 시험 환경 및 시스템 구성도, 시험 안(test plan) 그리고 시험 방법을 제시하고 있으며, 이미 수행한 시험 결과에 대해 자세히 리포트하고 있다.

7. TIPHON 07(Wireless and Mobility aspects) WG

모발 및 무선 네트워크와의 상호연동을 위하여 TIPHON 네트워크, 시스템 구조 및 프로토콜 확장에 대한 연구를 수행하고 있다.

구체적으로는 기존의 무선 기술과 여러 로밍 기술(예를 들면, GSM, UMTS, IP)을 분석하고, 이것을 TIPHON의 통신 시나리오에 적용시키기 위하여 요구되는 기술 혹은 확장이 필요한 기술 사항을 다루고 있으나, 이와 관련하여 해당 그룹의 표준문서로 공고되어 있는 문서는 없는 상태이다.

8. TIPHON 08(TIPHON Security) WG

TIPHON 시스템을 위한 보안에 관련된 요구사항(예를 들면 인증, 액세스 권한, 메시지에 대한 privacy 보장 등)은 워킹그룹 1에서 정의하고 있으며, 이들을 해결하기 위한 세부 기술 사항은 본 워킹그룹에서 정의하고 있다. 구체적으로 인증, 액세스 제어, 메시지 무결성 등을 보장하기 위하여 TIPHON 시스템들이 사용할 프로토콜과 보안 프로파일을 정의한다.

V. 그 밖의 표준화 활동

TIPHON 프로젝트는 관련 기술에 대한 표준화를 위하여 3GPP, SEC 등 ETSI안의 다른 프로젝트들과의 협력을 비롯하여 ITU-T SG16, IETF, IMTC, 3G.IP 등 다른 국제 표준화 단체와도 공동 활동을 추진하고 있다[8]. 상호운용성 시험을 위해 IMTC와 공동으로 SuperOp를 개최하고 있는데, 이 행사에서는 PC-to-PC, PC-to-Phone 및 Phon-to-Phone 시나리오에 따라 H.323 기반 인터넷 텔레포니 시스템간 상호연동 시험을 실시하고 있다[8]. 이 밖에 IETF SIP & H.323간의 연동 시험, ETSI SIP bake-off, 음성 품질에 대한 시험 행사를 주관하고 있으며, 많은 인터넷 텔레포니 관련 통신 망/서비스 사업자들이 참여하고 있다[8].

VI. 결 론

인터넷 텔레포니 표준의 지속적인 개발과 활발한 표준화 활동은 VoIP 인프라 구축과 서비스 확장에 있어 매우 중요하다고 할 수 있다. 특히, 기존의 음성전화 서비스를 인터넷 망으로의 전이를 추진하고 있는 망/서비스 사업자에게는 PSTN과 IP 간 연동이 보장될 수 있는 표준이 무엇보다도 필요하게 된다. 이러한 의미에서 ETSI TIPHON에서 추진하고 있는 표준화 활동은 계속적으로 주목해야 할 것이라 사료된다.

다른 한편으로, 효율적인 인터넷 텔레포니 실현을 위해서 빈번이 논의되고 있는 것은 음성 품질 보장, 저렴한 가격, 보안 그리고 다양한 텔레포니 서비스를 비롯하여 웹상에서의 전화, 팩스, 메일 등이 통합 지원되는 포탈 음성 서비스 제공 가능성이다. 따라서, 이러한 사항들이 기술ㆍ정책ㆍ표준화 측면에서 신속한 인터넷 텔레포니 인프라 구축을 위해 해결되어야 할 중요한 숙제라 할 수 있다.

<참 고 문 헌>

[1]    지식정보센터, 40대 품목 기술/시장 보고서 시리즈 - VoPN 기술/시장 보고서, 2000. 12.

[2]    //www.etsi.org.tiphon

[3]    고석주, 김용운, 김용진, 인터넷 전화 시장 동향 및 표준화 동향, 전자통신동향분석, 제15권 제2호, 2000. 4.

[4]    ITU-T H.323, Packet-based Multimedia Communications Systems, 1999. 9.

[5]    ETSI TR 101 300 v2.1.1, Description of Technical Issues, 1999. 10.

[6]    ETSI/TIPHON TS 101 313 v0.4.2., Network Architecture and Reference Configurations; TIPHON Release 2, 2000. 9.

[7]    이종화, 강신각, ETSI/TIPHON 프로젝트의 표준화 동향, TM-0410-2000-095.

[8]    //www.itu.int/ITU-T/ip-telecoms/ip-telecoms.htm

[9]    //www.etsi.org/bake-off/2UpcomingBakeoffs/voip/voip_generalinfo.htm