KR100438899B1 - Router with a built-in VoIP gateway - Google Patents
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Abstract
본 발명은 라우터에 접속되는 VoIP 게이트웨이를 구비한 라우터에 관한 것으로, 본 발명에 따른 라우터는 각기 별도의 통신망과 접속되어 있으며, 패킷의 입출력에 대한 네트워크의 라인 정합기능과 포워딩 기능을 수행하는 적어도 하나 이상의 라인카드, 상기 라인카드 간에 교환되는 패킷을 스위칭하여 주는 스위치 패브릭, PSTN 망과 접속되어 있으며, 상기 스위치 패브릭을 통하여 상기 라인카드들과 상기 PSTN 망간에 호 제어 신호 및 음성신호를 포함하는 신호를 중계하여 주는 게이트웨이 및 상기 라인카드들과 상기 게이트웨이를 제어하는 메인프로세서를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면 PSTN망을 데이터통신망에 연결하기 위해서 별도의 게이트웨이(204)를 두지 않아도 되는 효과가 있다.The present invention relates to a router having a VoIP gateway connected to a router, wherein the router according to the present invention is connected to a separate communication network, and at least one of performing a line matching function and a forwarding function of a network for input / output of a packet. The line card, a switch fabric for switching packets exchanged between the line cards, and a PSTN network are connected to each other, and a signal including a call control signal and a voice signal is transmitted between the line cards and the PSTN network through the switch fabric. And a main processor controlling the gateway and the line cards and the gateway. According to the present invention, there is no need to provide a separate gateway 204 to connect the PSTN network to the data communication network.
Description
본 발명은 라우터에 접속되는 VoIP 게이트웨이에 관한 것이다.The present invention relates to a VoIP gateway connected to a router.
종래에는 도 1에서 보이는바와 같이 구내에서는 데이터망과 음성망이 분리되어 있었으며, 상기 데이터망은 라우터와 허브를 이용하여 구성되었으며, 상기 음성망은 POTS(Plain Old Telephony Service) 전화(108) 및 PBX(105)를 이용하여 구성되었었다.In the past, as shown in FIG. 1, a data network and a voice network were separated in the premises, and the data network was configured using a router and a hub, and the voice network was a plain old telephony service (POTS) telephone 108 and a PBX. (105).
한편, 단일기업 내부의 여러 지점간의 음성통신서비스를 제공 시 통신요금의 절약을 위하여 음성 데이터를 VoIP기술을 사용하여 PSTN망을 거치지 않고 내부 데이터망과 인터넷을 이용해서 우회하여 전송하는 방식을 많이 사용된 바 있으며, 이때 음성망과 데이터망을 연결하기 위해서는 중간에 음성미디어 및 호 제어 신호를 변환하는 중계역할을 하는 VoIP 게이트웨이가 필요하였다.On the other hand, when providing voice communication service between several points within a single company, in order to save communication charges, voice data is bypassed and transmitted by using internal data network and Internet without passing through PSTN network using VoIP technology. In this case, in order to connect the voice network and the data network, a VoIP gateway that functions as a relay for converting voice media and call control signals was required.
그런데 이러한 게이트웨이는 PBX에 통합된 게이트웨이(103)나 별도의 장비형태의 게이트웨이(109)로 구현되어 추가설치 공간 및 전원이 필요하였으며, 구내망의 확장 또는 변경에 유연하게 대처할 수 없는 문제점이 있었다.However, such a gateway is implemented as a gateway 103 integrated into the PBX or a gateway 109 of a separate equipment type, and requires additional installation space and power, and there is a problem in that it cannot flexibly cope with expansion or change of the premises network.
본 발명이 이루고자 하는 과제는 PSTN과 연결하기 위한 별도의 게이트웨이가 필요없는 VoIP 게이트웨이를 내장하고 있는 라우터를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a router with a built-in VoIP gateway that does not require a separate gateway for connecting to the PSTN.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 다양한 종류의 패킷 서비스용 인터페이스를 제공하는 멀티서비스 라우터에서 PSTN 인터페이스를 제공하는 라인카드 형태로 구현된 게이트웨이를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a gateway implemented in the form of a line card providing a PSTN interface in a multiservice router providing various types of packet service interfaces.
도 1은 종래의 게이트웨이를 이용한 구내망을 구성하는 일예를 보이고 있다.1 shows an example of configuring a premises network using a conventional gateway.
도 2는 본 발명에 따른 게이트웨이를 포함하는 멀티서비스 라우터를 기존의 구내망에 적용시킨 바람직한 실시예를 보이고 있다.2 illustrates a preferred embodiment in which a multiservice router including a gateway according to the present invention is applied to an existing premises network.
도 3은 본 발명에 따른 게이트웨이를 통합한 라우터의 바람직한 실시예의 구조를 보이고 있다.Figure 3 shows the structure of a preferred embodiment of a router incorporating a gateway according to the invention.
도 4는 본 발명에 따른 라인카드 형태의 게이트웨이의 바람직한 실시예의 구조를 보이고 있다.Figure 4 shows the structure of a preferred embodiment of a line card type gateway according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 라인카드 형태의 게이트웨이에 제어장치가 통합된 바람직한 실시예를 보이고 있다.Figure 5 shows a preferred embodiment in which the control device is integrated in the line card type gateway according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 라인카드 형태의 게이트웨이에 데이터 인터페이스 포트가 통합된 바람직한 실시예를 보이고 있다.6 illustrates a preferred embodiment in which a data interface port is integrated into a line card type gateway according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 라인카드 형태의 게이트웨이의 바람직한 예의 상세한 구조를 보이고 있다.7 shows a detailed structure of a preferred example of a line card type gateway according to the present invention.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 라우터에 접속되는 게이트웨이는 통신패킷을 라우터의 스위치패브릭보드에서의 패킷스위칭을 위한 데이터의 형태로 변환시키는 스위치정합부, 상기 스위치정합부로 통신패킷의 목적지를 정하여 전송하고, 상기 스위치 정합부로부터 통신패킷을 전송받는 포워딩엔진부, 상기 포워딩엔진부로부터 상기 통신패킷을 제공받고 PSTN 물리계층 정합부로부터 호 제어신호 또는 음성신호인 데이터를 수신받아 상기 통신패킷 및 상기 수신 데이터의 미디어 형식을 변환시키며, 상기 수신 데이터가 음성신호인 경우에는 상기 포워딩엔진부에 상기 수신 데이터를 전송하는 디지털신호처리부, PSTN 통신망으로부터 데이터를 수신하여 상기 디지털신호처리부에 제공하는 PSTN 물리계층 정합부 및 상기 PSTN 물리계층 정합부, 디지털 신호처리부, 포워딩엔진부 및 스위치 정합부를 제어하며, 상기 디지털 신호처리부로부터 상기 호제어 신호를 전송받아 처리하는 프로세서부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 라우터에 접속되는 게이트웨이의 상기 프로세서부는 상기 디지털 신호처리부를 통하여 PSTN망으로부터 수신된 호 제어신호와 VoIP 호 제어신호 사이의 정합기능을 수행하는 호제어신호 정합부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 프로세서부는 VoIP 호 제어신호를 전송받아 VoIP 호 제어 및 연결기능을 수행하는 VoIP 프로토콜제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수도 있다.The gateway connected to the router according to the present invention for solving the above problems is a switch matching unit for converting the communication packet into the form of data for packet switching in the switch fabric board of the router, by determining the destination of the communication packet to the switch matching unit The forwarding engine unit receives the communication packet from the switch matching unit, receives the communication packet from the forwarding engine unit, receives data, which is a call control signal or a voice signal, from the PSTN physical layer matching unit. A digital signal processor for converting a media format of received data, and if the received data is a voice signal, a digital signal processor for transmitting the received data to the forwarding engine and a PSTN physical layer for receiving data from a PSTN communication network and providing the data to the digital signal processor. Matching unit and PSTN physical layer matching , Digital signal processor, and forwarding engine control unit and the matching switch section, characterized in that it comprises from the digital signal processing unit the processor for transmitting the call control signal receiving process. The processor unit of the gateway connected to the router may further include a call control signal matching unit for performing a matching function between the call control signal and the VoIP call control signal received from the PSTN network through the digital signal processing unit. The processor unit may further include a VoIP protocol control unit configured to receive a VoIP call control signal and perform a VoIP call control and connection function.
또한 상기 라우터에 접속되는 게이트웨이는 위 구성요소에 디지털 데이터 통신망과 접속되어 상기 디지털 통신망과 호 제어데이터 및 음성데이터를 송신 또는수신하는 물리계층정합부 및 상기 물기계층정합부로부터 전송받은 상기 호 제어데이터 및 음성데이터를 상기 포둬딩엔진부에 제공하는 링크계층 정합부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the gateway connected to the router is connected to a digital data communication network to the above components, the physical layer matching unit for transmitting or receiving call control data and voice data with the digital communication network and the call control data received from the water machine layer matching unit. And a link layer matching unit for providing voice data to the embedding engine unit.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 라우터는 각기 별도의 통신망과 접속되어 있으며, 패킷의 입출력에 대한 네트워크의 라인 정합기능과 포워딩 기능을 수행하는 적어도 하나 이상의 라인카드, 상기 라인카드 간에 교환되는 패킷을 스위칭하여 주는 스위치 패브릭, PSTN 망과 접속되어 있으며, 상기 스위치 패브릭을 통하여 상기 라인카드들과 상기 PSTN 망간에 호 제어 신호 및 음성신호를 포함하는 신호를 중계하여 주는 게이트웨이 및 상기 라인카드들과 상기 게이트웨이를 제어하는 메인프로세서를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 게이트웨이는 PSTN 망 및 디지털 데이터 통신망과 접속되어 있으며, 상기 스위치 패브릭을 통하지 않고 상기 PSTN 망과 상기 디지털 데이터 통신망간에 호 제어 신호 및 음성신호를 포함하는 신호를 중계하여 주는 것을 특징으로 할 수도 있다.Each router according to the present invention for solving the above problems is connected to a separate communication network, at least one or more line cards for performing line matching and forwarding functions of the network for the input and output of packets, packets exchanged between the line card A switch fabric for switching a network and a PSTN network, and a gateway for relaying a signal including a call control signal and a voice signal between the line cards and the PSTN network through the switch fabric; It may be characterized in that it comprises a main processor for controlling the gateway, the gateway is connected to the PSTN network and digital data communication network, and call control signal and voice between the PSTN network and the digital data communication network without passing through the switch fabric Which contains the signal To give and may be characterized.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 게이트웨이를 포함하는 멀티서비스 라우터를 기존의 구내망에 적용시킨 바람직한 실시예를 보이고 있다. 현재 구내방의 통신망의 변화추세는 기존의 POTS전화(108)가 IP-Phone(201)의 형태로 바뀌어 구내에서 기존의 음성망을 데이터망으로 통합하는 방향으로 발전하고 있으며, 구내에서도 음성신호를 패킷 신호로 변환하여 기존의 데이터망을 통하여 전달하며 호 제어서버(203)에의해서 음성 호가 제어되는 통합 구내망이 출현하고 있다. 통합 구내망에서는 IP Phone(201)에서 발생된 VoIP패킷은 구내망 내부에서는 허브(102)와 라우터(101)를 통하여 전달되는 통합된 형태를 가지게 되었다. 회사 내부의 각 지점 사이의 음성통신은 라우터(101)를 통하여 연결되며, 상기 라우터에 연결되는 통신선(205)을 통하여 인터넷과 같은 외부의 통신망에도 연결된다.2 illustrates a preferred embodiment in which a multiservice router including a gateway according to the present invention is applied to an existing premises network. Currently, the trend of change in the communication network of the premises is evolving in the direction of integrating the existing voice network into the data network by changing the existing POTS phone 108 into the form of the IP-Phone 201. There is an integrated premises network that converts the signal and transmits it through the existing data network and the voice call is controlled by the call control server 203. In the integrated premises network, the VoIP packet generated in the IP phone 201 has an integrated form delivered through the hub 102 and the router 101 within the premises network. Voice communication between each point in the company is connected through a router 101, and is also connected to an external communication network such as the Internet through a communication line 205 connected to the router.
한편, 구내망 외부의 PSTN 의 가입자와 통화를 하기 위해서는 종래에는 별도의 게이트웨이(204)를 두어 내부 데이터망과 외부 PSTN을 연결하였었으나, 본 실시예에서는 PSTN 또는 인터넷 등의 데이터통신망과 인터페이스(206)기능을 갖는 게이트웨이(206)를 포함하는 본 발명에 따른 멀티서비스 라우터(202)를 통하여 외부의 다른 지점과 연결되는 것을 보이고 있다.On the other hand, in order to make a call with a subscriber of the PSTN outside the premises network, a separate gateway 204 is conventionally connected to the internal data network and the external PSTN. However, in the present embodiment, an interface 206 with a data communication network such as a PSTN or the Internet is used. Through the multiservice router 202 according to the present invention, which includes a gateway 206 having the function of FIG.
도 3은 본 발명에 따른 게이트웨이를 통합한 라우터의 바람직한 실시예의 구조를 보이고 있다. 라우터는 백플레인(301)에 메인 프로세서보드(305)와 게이트웨이카드(206), 라인카드(302),스위치 패브릭 보드(306)가 카드 형태로 장착된 구조를 가진다. 라인카드와 게이트웨이카드(206)는 스위치 패브릭 인터페이스(308)를 통하여 패킷을 스위치 패브릭 보드와 송수신한다. 메인 프로세서 보드는 관리용 통신버스(IPC: Inter Process[Processor] Communication) (307)을 통하여 메인 프로세서 보드에서 각 라인카드와 게이트웨이를 제어한다. 데이터 패킷을 교환하기 위해서 라인카드(302)는 패킷의 입출력에 대한 네트워크의 라인 정합 기능과 패킷 포워딩 엔진(303)을 가진다. 포워딩 엔진(303)에서는 포워딩 테이블에 의해서 입력된 패킷의 다음 목적지를 정하게 되고 스위치 패브릭 보드(306)에 의해서 패킷이 스위칭 된다. 라인카드(302)의 포워딩 엔진에서는 IP패킷의 목적지 IP 어드레스가 게이트웨이카드(206)를 지정할 경우에는 스위치 패브릭 보드를 통하여 게이트웨이카드(206)로 가도록 포워딩 테이블을 구성한다. 라우터에서 게이트웨이 기능을 제공하기 위해서 게이트웨이카드(309)는 데이터 포워딩 기능을 가지는 라인카드(302) 형태로 구성된다.Figure 3 shows the structure of a preferred embodiment of a router incorporating a gateway according to the invention. The router has a structure in which the main processor board 305, the gateway card 206, the line card 302, and the switch fabric board 306 are mounted in the form of a card on the backplane 301. The line card and gateway card 206 send and receive packets to and from the switch fabric board through the switch fabric interface 308. The main processor board controls each line card and gateway in the main processor board through an inter process [processor] communication (IPC). In order to exchange data packets, the line card 302 has a network matching function and packet forwarding engine 303 for input and output of packets. The forwarding engine 303 determines the next destination of the packet input by the forwarding table and the packet is switched by the switch fabric board 306. The forwarding engine of the line card 302 configures the forwarding table to go to the gateway card 206 through the switch fabric board when the destination IP address of the IP packet designates the gateway card 206. In order to provide a gateway function in the router, the gateway card 309 is configured in the form of a line card 302 having a data forwarding function.
도 4는 본 발명에 따른 라인카드 형태의 게이트웨이의 바람직한 실시예의 구조를 보이고 있다.Figure 4 shows the structure of a preferred embodiment of a line card type gateway according to the present invention.
스위치 정합부(401)는 IP 패킷을 스위치 패브릭 보드에서 패킷 스위칭을 위한 데이터의 형태로 변환하거나 그 반대기능을 수행한다.The switch matching unit 401 converts the IP packet into a form of data for packet switching on the switch fabric board or vice versa.
포워딩 엔진부(402)는 데이터를 스위치 패브릭(306)으로 전송 시 포워딩 테이블에 의해서 패킷의 다음 목적지를 정하는 기능을 수행하고. 스위치 패브릭(306)으로부터 수신한 패킷은 디지털 신호처리부(403)로 전송기능을 수행한다.The forwarding engine unit 402 performs the function of determining the next destination of the packet by the forwarding table when transmitting data to the switch fabric 306. The packet received from the switch fabric 306 transmits to the digital signal processor 403.
디지털 신호처리부(403)에서는 포워딩 엔진부(402)로부터의 패킷 수신 시 호 제어 정보를 이용하여 패킷의 목적지 포트와 프로토콜을 구분하여 VoIP 데이터를 전송하는 RTP(Real-time Transport Protocol) 패킷일 경우에는 미디어의 변환을 수행한 후 PSTN 물리계층 정합부(404)로 전송하고 그 외의 패킷은 변환 없이 프로세서(405)로 전송한다. 또한, 디지털 신호처리부(403)는 PSTN 물리계층 정합장치(404)로부터 수신한 데이터를 미디어 변환 기능을 수행한 후 호 제어신호는 프로세서(405)로 송신하고 음성데이터는 미디어 변환기능을 수행한 후 포워딩 엔진부(402)로 송신하는 기능을 수행한다. 디지털 신호처리부(403)는 VoIP호 제어서버의 제어를 받아서 데이터망에 있는 VoIP 단말들간의 VoIP 호를 연결 시 미디어의 포맷이 다를 경우에 미디어 포맷을 변환시켜주는 트랜스코딩(transcoding)기능을 제공한다. 예를 들면, VoIP단말 A와 B사이에 VoIP호의 연결이 이루어진 경우 A는 G.723.1로 압축된 IP 패킷을 송수신하고 B는 G.729로 압축된 IP패킷을 송수신 할 경우에는 두 단말 사이에서 트랜스코딩 기능에 의해서 두 압축 포맷간의 변환 기능을 제공한다.When the digital signal processing unit 403 receives a packet from the forwarding engine unit 402, it is a Real-time Transport Protocol (RTP) packet that transmits VoIP data by distinguishing a packet from a packet's destination port using call control information. After the media is converted, it is transmitted to the PSTN physical layer matching unit 404, and other packets are transmitted to the processor 405 without conversion. In addition, the digital signal processing unit 403 performs a media conversion function on the data received from the PSTN physical layer matching device 404, and then transmits a call control signal to the processor 405 and performs a media conversion function on the voice data. A function of transmitting to the forwarding engine unit 402 is performed. The digital signal processor 403 provides a transcoding function that converts a media format when the media format is different when the VoIP calls are connected between VoIP terminals in the data network under the control of the VoIP call control server. . For example, if a VoIP call is made between VoIP terminals A and B, A transmits and receives an IP packet compressed with G.723.1, and B transmits and receives an IP packet compressed with G.729. Coding provides conversion between two compression formats.
프로세서(405)에서는 디지털 신호처리부(403)로부터 수신된 데이터 중 VoIP 호 제어 패킷은 VoIP프로토콜 제어부(407)로 전송하고 ICMP(Internet Control Message Protocol) 패킷이나 SNMP(Simple Network Management Protocol) 패킷 등은 메인프로세서 보드(305)의 다른 기능에서 처리하도록 전송하는 기능을 수행한다. 또한, 프로세서(405)에서는 PSTN 물리계층 정합부(404)와 디지털 신호처리부(403), 포워딩 엔진부(402), 스위치 정합부(401)를 제어한다. 또한, 프로세서(405)는 디지털 신호처리부(403)가 PSTN으로부터 수신된 호 제어신호를 메인프로세서보드(305)에 있는 VoIP 프로토콜 제어부(407)로 전송하거나 그 반대의 기능을 수행한다.The processor 405 transmits the VoIP call control packet to the VoIP protocol control unit 407 among the data received from the digital signal processing unit 403, and the ICMP (Internet Control Message Protocol) packet or the Simple Network Management Protocol (SNMP) packet is the main data. It performs a function of transmitting for processing in another function of the processor board 305. In addition, the processor 405 controls the PSTN physical layer matching unit 404, the digital signal processing unit 403, the forwarding engine unit 402, and the switch matching unit 401. In addition, the processor 405 transmits the call control signal received from the PSTN to the VoIP protocol controller 407 on the main processor board 305 or vice versa.
Telephony시스날링 정합부(406)는 디지털 신호처리 장치(403)를 통하여 PSTN망으로부터 수신된 호 제어신호와 VoIP 호 제어신호 사이의 정합기능을 수행한다.The telephony signaling matching unit 406 performs a matching function between the call control signal and the VoIP call control signal received from the PSTN network through the digital signal processing device 403.
PSTN 물리계층 정합부(404)는 PSTN망의 물리적 인터페이스와 정합 기능을 수행한다.The PSTN physical layer matching unit 404 performs a matching function with the physical interface of the PSTN network.
이하에서는 본 발명에 따른 게이트웨이카드(206)의 기능을 이용한 호의 연결절차를 설명한다. 우선 PSTN으로부터 시작된 호의 연결 과정은 다음과 같다. PSTN으로부터 PSTN물리계층 정합부(404)를 통하여 수신된 호 제어신호는 디지털 신호처리부(403)로 전송된다. 디지털 신호처리부(403)에서는 프로세서(405) 내부의 Telephony 시스날링 정합부(406)로 호 제어신호를 전송한다. Telephony 시스날링 정합부(406)는 VoIP 호 제어신호로 변환한 후 VoIP프로토콜 제어부(407)로 전송한다. VoIP프로토콜 제어부(407)는 H.323, SIP(Session Initiation Protocol), MGCP(Media Gateway Control Protocol), MEGACO(Media Gateway Control)등과 같은 VoIP와 관련된 프로토콜 스택을 가지고 있으며 VoIP 호 제어 및 연결을 담당한다. 구내망의 내부에 별도의 호 제어서버(203)가 존재할 경우에는 VoIP 호 제어신호를 별도의 호 제어서버(203)로 전송한다. 호 제어서버(203)가 존재하지 않을 경우에는 VoIP프로토콜 제어장치(407)에서는 외부로부터 입력된 호 제어신호를 해석하여 PSTN망에서 지정한 번호와 네트워크에 있는 IP Phone과 같은 VoIP기능을 가지는 장치의 IP 어드레스들 사이의 매핑(mapping) 기능을 수행한다. 목적지 단말의 IP 어드레스가 결정되면 VoIP기능을 가지는 단말에 VoIP 호 제어신호를 보내 호의 연결이 완료되고 난 후 목적지 단말의 IP 어드레스 및 호 제어정보가 디지털 신호처리 장치로 전송된다. 호의 연결이 완료되면 PSTN망으로부터 입력된 신호는 디지털 신호처리부(403)에서 G.729, G.723.1등과 같은 압축 알고리즘을 이용하여 압축을 한 후 패킷 형태로 변환되고 VoIP프로토콜 제어부(407)에서 결정된 호 제어정보를 이용하여 IP패킷이 생성된다. 또한, 라우터에서 QoS(Quality of Service)기능을 제공 시 음성데이터에 해당하는 QoS를 보장하기 위하여 모두 높은 우선순위로 표시된다. 생성된 IP 패킷은 포워딩 엔진부(402)에서 다음 목적지를 결정하게 되고 다른 라인카드를 통하여 VoIP단말로 전송된다.Hereinafter, a connection procedure of a call using the function of the gateway card 206 according to the present invention will be described. First, the connection process of a call originating from the PSTN is as follows. The call control signal received from the PSTN through the PSTN physical layer matching unit 404 is transmitted to the digital signal processing unit 403. The digital signal processor 403 transmits a call control signal to the telephony signaling matching unit 406 inside the processor 405. The telephony signaling matching unit 406 converts the VoIP call control signal and transmits it to the VoIP protocol control unit 407. The VoIP protocol controller 407 has a protocol stack related to VoIP such as H.323, Session Initiation Protocol (SIP), Media Gateway Control Protocol (MGCP), Media Gateway Control (MEGACO), etc., and is responsible for VoIP call control and connection. . If there is a separate call control server 203 inside the premises network, the VoIP call control signal is transmitted to the separate call control server 203. If the call control server 203 does not exist, the VoIP protocol control device 407 interprets the call control signal input from the outside and the IP of the device having the VoIP function such as the IP phone in the network and the number specified in the PSTN network. Performs a mapping function between addresses. When the IP address of the destination terminal is determined, the VoIP call control signal is sent to the terminal having the VoIP function, and after the call connection is completed, the IP address and the call control information of the destination terminal are transmitted to the digital signal processing apparatus. When the call connection is completed, the signal input from the PSTN network is compressed in the digital signal processing unit 403 using a compression algorithm such as G.729, G.723.1, etc., and then converted into a packet form and determined by the VoIP protocol controller 407. An IP packet is generated using call control information. In addition, when providing a Quality of Service (QoS) function in the router, all of them are marked with high priority in order to guarantee QoS corresponding to voice data. The generated IP packet determines the next destination in the forwarding engine unit 402 and is transmitted to the VoIP terminal through another line card.
데이터망의 VoIP단말에서 시작된 호의 연결은 두 가지 방법에 의해서 이루어진다. 호 제어서버(203)가 있을 경우에는 VoIP 호 제어신호는 호 제어서버(203)에서 처리하게 된다. 호 제어서버(203)에서는 호 제어신호가 PSTN망을 지정할 경우에는 본 발명에 따른 게이트웨이카드가 장착된 라우터를 목적지로 하여 호 제어 패킷을 전송한다. 상기 게이트웨이 카드에서는 호 제어 패킷을 VoIP프로토콜 제어부(407)로 전송한다. 호 제어서버(203)가 없을 경우에는 VoIP 단말에서는 호 제어신호를 게이트웨이카드를 가진 라우터를 목적지로 하여 호 제어 패킷을 송신한다. VoIP프로토콜 제어부(407)에서는 입력된 호 제어신호를 분석하여 PSTN망의 전화번호를 추출한 후 Telephony 시스날링 정합부(406)를 통하여 디지털 신호처리부(403)로 전송한다. 디지털 신호처리부(403)에서 DTMF, ISDN BRI, MFC R2등과 같은 PSTN의 호 제어 신호를 생성하여 PSTN물리계층 정합부(404)를 통하여 PSTN망으로 전송한다. 호의 연결 설정이 완료된 후에 VoIP단말에서 게이트웨이카드(206)를 목적지 IP어드레스로 가지는 IP패킷을 생성한다. VoIP 단말에서 송신되어 게이트웨이카드(206)에서 수신된 음성 패킷은 PSTN망의 G.711 코딩(coding)형태로 변환된 후 PSTN망으로 전송된다.Connection of call originated from VoIP terminal of data network is done by two methods. If there is a call control server 203, the VoIP call control signal is processed by the call control server 203. When the call control signal designates a PSTN network, the call control server 203 transmits a call control packet to a router equipped with a gateway card according to the present invention as a destination. The gateway card transmits a call control packet to the VoIP protocol control unit 407. If there is no call control server 203, the VoIP terminal transmits a call control packet to a router having a gateway control signal as a destination. The VoIP protocol controller 407 analyzes the input call control signal, extracts the telephone number of the PSTN network, and transmits the telephone number to the digital signal processor 403 through the telephony signaling matching unit 406. The digital signal processor 403 generates a call control signal of a PSTN such as DTMF, ISDN BRI, MFC R2, and the like, and transmits the call control signal to the PSTN network through the PSTN physical layer matching unit 404. After the connection setup of the call is completed, the VoIP terminal generates an IP packet having the gateway card 206 as the destination IP address. The voice packet transmitted from the VoIP terminal and received by the gateway card 206 is converted into the G.711 coding format of the PSTN network and then transmitted to the PSTN network.
도 5는 본 발명에 따른 라인카드 형태의 게이트웨이에 제어장치가 통합된 바람직한 실시예를 보이고 있다. 도 5에서 보이고 있는 게이트웨이의 동작은 도4에서 설명한 바와 같다. 도4와 다른 점은 VoIP프로토콜 제어부(407)가 게이트웨이에 합쳐진 형태를 가진다. VoIP호 제어와 관련된 IP패킷이나 PSTN망으로부터의 호 제어신호는 관리용 통신버스(307)를 통하지 않고 프로세서에 내장된 VoIP프로토콜 제어부에서 처리함으로써 관리용 통신버스(307)의 부하를 줄여 시스템 관리용 메시지들의 소통을 원활하게 한다. 게이트웨이를 목적지 IP 어드레스로 지정된 ICMP패킷이나 SNMP패킷 등은 마찬가지로 프로세서(405)를 통하여 메인 프로세서 보드(305)의 해당 기능으로 전송된다. 메인 프로세서 보드에서 생성된 ICMP 패킷이나 SNMP패킷은 관리용 통신버스(307)를 통하여 프로세서(405)를 거쳐 포워딩 엔진(402)으로 전송되고 포워딩 엔진에서는 목적지 IP어드레스를 이용하여 포워딩 기능을 수행한다.Figure 5 shows a preferred embodiment in which the control device is integrated in the line card type gateway according to the present invention. The operation of the gateway shown in FIG. 5 is as described with reference to FIG. 4. 4 is different from the VoIP protocol controller 407 in the form of a gateway. Call control signal from the IP packet or PSTN network related to VoIP call control is processed by the VoIP protocol controller built in the processor instead of through the management communication bus 307 to reduce the load on the management communication bus 307 for system management. Facilitate the communication of messages. ICMP packets, SNMP packets, etc., which designate gateways as destination IP addresses, are similarly transmitted to the corresponding functions of the main processor board 305 through the processor 405. The ICMP packet or SNMP packet generated in the main processor board is transmitted to the forwarding engine 402 via the processor 405 through the management communication bus 307, and the forwarding engine performs the forwarding function using the destination IP address.
도 6는 본 발명에 따른 라인카드 형태의 게이트웨이에 데이터 인터페이스 포트가 통합된 바람직한 실시예를 보이고 있다. 스위치 패브릭 보드(306)는 고속의 스위치 인터페이스(예를 들면, 1Gbps 혹은 2.5Gbps)를 제공한다. 게이트웨이 기능은 디지털 신호처리부(403)의 성능과 차지하는 공간에 의해서 처리할 수 있는 PSTN망의 채널수가 결정된다. 예를 들면,PSTN망의 30음성채널의 E1을 연결하여도 패킷으로 변환 시에는 압축방식에 따라1~2Mbps의 패킷만이 생성된다. 디지털 신호처리장치의 성능을 고려하면 PSTN망의 다수의 채널을 게이트웨이와 인터페이스를 하여도 스위치에서 제공해주는 인터페이스 속도에 비해서 상당히 낮은 패킷 트래픽이 발생하므로 시스템의 효율성을 위하여 하나의 라인카드에 데이터 인터페이스 포트와 게이트웨이 기능을 통합할 수 있다. 도의 각 내부 블록의 기능은 도5에서 설명한 동작과 동일하다.6 shows a preferred embodiment in which a data interface port is integrated into a line card type gateway according to the present invention. The switch fabric board 306 provides a high speed switch interface (eg 1 Gbps or 2.5 Gbps). The gateway function is determined by the performance of the digital signal processor 403 and the space occupied by the channel number of the PSTN network. For example, even when E1 of 30 audio channels of the PSTN network are connected, only packets of 1 to 2 Mbps are generated when the packet is converted into a packet. Considering the performance of the digital signal processing device, even though multiple channels of the PSTN network are interfaced with the gateway, packet traffic is generated significantly lower than the interface speed provided by the switch. And gateway functions can be integrated. The function of each internal block in FIG. 5 is the same as the operation described in FIG. 5.
다만, 게이트웨이(206)가 데이터인터페이스포트를 가지므로 포워딩 엔진부(402)에서는 스위치패브릭보드(306)를 통하지않고 게이트웨이 내부에서 데이터망과 PSTN망 사이에 VoIP호의 연결이 있을 경우에는 서브스위칭기능을 제공한다.However, since the gateway 206 has a data interface port, the forwarding engine unit 402 performs a sub-switching function when there is a VoIP call connection between the data network and the PSTN network in the gateway without passing through the switch fabric board 306. to provide.
도 7은 본 발명에 따른 라이카드 형태의 게이트웨이의 바람직한 예의 상세한 구조를 보이고 있다. PSTN망으로부터 호의 연결이 시작 시 T1/E1 라인이 PSTN망과 연결되어 있고 트랜시버(702)를 거쳐 프레이머(701)와 연결되어 있다. 프레이머(Framer)는 H.110 정합장치(705)를 이용하여 H.110 Computer Telephony Interface버스(703)를 통하여 디지털 신호처리 장치와 연결되어 있다. H.110버스는 미디어 변환기능을 수행하는 디지털신호처리부(403)를 통하여 PCI버스(704)와 연결된다. H.110버스로부터 분리된 call signaling신호는 PCI버스(704)를 통하여 프로세서와 연결된다. 프로세서(405)에서는 Telephony 시스날링 정합부(406)를 이용하여 PSTN망에서 사용되는 시그날링을 VoIP프로토콜 제어장치에서 사용할 수 있는 신호로 정합 시킨다. 호 제어 시그날링이 완료된 이후에 디지털신호처리장치를 이용하여 H.110버스로부터 지정된 채널의 미디어를 변환한 후 압축기능을 수행하고 IP패킷으로 변화시킨 후 네트워크 프로세서로 구성된 포워딩엔진부(402)로 전송한다.Figure 7 shows a detailed structure of a preferred example of a gateway in the form of a licard according to the present invention. When the call starts from the PSTN network, the T1 / E1 line is connected to the PSTN network and is connected to the framer 701 via the transceiver 702. The framer is connected to the digital signal processing apparatus via the H.110 Computer Telephony Interface bus 703 using the H.110 matching device 705. The H.110 bus is connected to the PCI bus 704 via a digital signal processing unit 403 which performs a media conversion function. The call signaling signal separated from the H.110 bus is connected to the processor via the PCI bus 704. The processor 405 uses the telephony signaling matching unit 406 to match the signaling used in the PSTN network to a signal that can be used in the VoIP protocol controller. After the call control signaling is completed, after converting the media of the designated channel from the H.110 bus by using the digital signal processing apparatus, performing compression function, changing to IP packet, and forwarding to the forwarding engine unit 402 configured as a network processor. send.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.Meanwhile, the above-described embodiments of the present invention can be written as a program that can be executed in a computer, and can be implemented in a general-purpose digital computer that operates the program using a computer-readable recording medium.
상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱저장매체(예를 들면, 롬, 플로피디스크, 하드디스크 등), 광학적판독매체(예를 들면, 씨디롬, 디브이디 등) 및 캐리어웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.The computer-readable recording medium may be a magnetic storage medium (for example, a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc.), an optical reading medium (for example, a CD-ROM, a DVD, etc.), and a carrier wave (for example, the Internet). Storage medium).
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다.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. 그러므로 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.So far, the present invention has been described with reference to the preferred embodiments. Those skilled in the art to which the present invention pertains can realize that the present invention can be embodied in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. I can understand. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.
본 발명에 따르면 PSTN망을 데이터통신망에 연결하기 위해서 별도의 게이트웨이(204)를 두지 않고 라우터에 내장하여 별도의 추가 설치 공간, 전원, 별도의 네트워크 인터페이스가 필요 없으며, 시스템의 구성에 따라서 게이트웨이 기능이 필요할 경우 라우터에서 라인카드를 추가함으로써 확장이 용이하고 시스템의 변경에 따른 비용을 절약하는 효과 및 시스템 관리가 용이한 점이 있다.According to the present invention, in order to connect the PSTN network to the data communication network, there is no need for a separate installation space, power, and a separate network interface by embedding in a router without having a separate gateway 204. By adding a line card at the router, it is easy to expand, save cost of system changes, and system management.
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