진화된 서비스 제공 위해 응용·미디어 서버 도입 필요

실제 네트워크 적용 위한
서버 기능·장비 검토 필수
기존 망과의 관계도 살펴야

일반적으로 통신사업자들은 세 가지 이유로 NGN 구조에 관심을 갖고 있다. 우선 NGN 구조는 네트워크 투자비용과 운용비용을 절감한다. 둘째 NGN 구조는 기존의 진화된(Enhanced)서비스를 수용해 지속적으로 수익을 얻을 수 있다. 아울러 NGN 구조는 기존 가입자를 유지하면서 신규 가입자를 유치하고 동시에 기존의 서비스보다 이익을 증대할 수 있는 새로운 서비스를 지원하는 것이 가능하다.
이에 따라 NGN구조의 핵심은 진화된(Enhanced)서비스를 효과적으로 제공할 수 있느냐에 달려 있다.

NGN 구조와 구성요소

NGN구조는 일반적으로 △서비스 계층 △호 제어 및 신호 계층 △액세스 및 전달계층 등 3 가지 요소로 구성된다. 각 계층은 표준화된 프로토콜을 사용하는 개방형 인터페이스로 연결돼 있다.
서비스 계층은 응용서버와 미디어 서버, 호 제어 및 신호 계층은 소프트스위치와 신호 게이트웨이로 이뤄진다. 그리고 액세스 및 전달 계층은 미디어 게이트웨이와 패킷 스위치 같은 장비로 구성된다.
NGN 장비는 논리적 기능에 따라 구분할 수 있어서 통신사업자의 요구와 응용에 맞게 다양한 조합의 물리적 장비로 구현될 수 있다. 즉 각각의 논리적 기능요소는 독립적 성격을 갖는 물리적 장비로 구현할 수 있으며 상황에 따라서는 몇 가지 논리적 기능을 하나의 물리적 장비로 통합 구현할 수도 있다. 일반적으로 하나의 물리적 장비로 구성하는 경우에는 동일 계층의 기능 요소들이 그 대상이 된다.
응용 서버와 미디어 서버는 새롭게 진화된(Enhanced)서비스와 특별한 미디어 자원을 제공하는 기능을 담당한다. 또 소프트스위치는 기본 호 제어와 신호 방식을 제공하고 자원을 관리하며 과금 정보를 생성한다.
신호 게이트웨이는 SS7 신호 메시지를 패킷 메시지로 변환하고 전송하는 기능을 한다. 신호 게이트웨이는 독립적으로 구성되거나 소프트스위치 또는 미디어 게이트웨이에 포함될 수 있다. 여기서는 신호게이트웨이를 소프트스위치에 포함시키는 것을 가정한다.
미디어게이트웨이는 TDM(Time Division Mutiplexing)트래픽과 패킷 트래픽의 상호 변환과 음성 압축, 팩스 전송, 에코 감쇄, 디지트 검출 기능 등을 제공한다.
패킷교환기는 음성 및 데이터의 전달, 그리고 교환 기능을 수행하며 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 또는 IP(Internet Protocal) 기반의 MPLS(Multi-Protocol Label Switching) 스위치에 해당한다.
NGN에서 소프트스위치와 미디어게이트웨이는 기본 서비스에 필요한 논리와 미디어를 처리한다. 반면 응용 서버와 미디어 서버는 진화된(Enhanced) 서비스를 제공하기 위한 서비스 논리와 미디어를 처리한다.

□ 소프트스위치 = 연결제어, 번호 번역과 라우팅, 미디어 게이트웨이 관리, 호 제어, 대역 관리, 신호 방식, 프러비져닝, 보안 그리고 CDR 생성 기능을 제공한다.

□ 미디어 게이트 웨이 = 음성 압축, 팩스 전송, 에코 감쇄, 디지트 검출 기능을 제공한다. 또한 PSTN의 TDM 트래픽과 NGN 패킷 트래픽을 상호 변환해 준다.

□ 응용 서버 = 진화된(Enhanced) 서비스를 제공하기 위한 서비스 전달, 실행, 그리고 관리를 수행하는 플랫폼으로서 서비스를 생성하고 적용하기 위한 응용 프로그램 인터페이스를 제공한다.
응용 서버는 신속하게 진화된(Enhanced) 서비스를 적용할 수 있다는 장점이 있다. 응용서버는 소프트 스위치와 통신하기 위해 SIP(Session Initiation Protocol)을 사용한다.

□ 미디어 서버 = 응용 서버와 함께 진화된(Enhanced) 서비스를 제공하기 위해 특별한 미디어 자원을 제공한다. 미디어 서버는 미디어 종단점처럼 동작해 RTP(Real time Transport Protocol) 스트림을 종단하며 응용 서버와 통신하기 위해 MGCP(Media Gateway Controller Protocol) 또는 SIP을 사용하는 제어 인터페이스를 지원한다. 또한 미디어 게이트웨이와 미디어 처리를 위해 베어러 인터페이스를 제공한다.
미디어 서버와 응용 서버는 논리적으로 서로 독립적이어서 동일한 물리적 또는 독립된 물리적 플랫폼에 구현할 수 있다.

NGN 형상과 미디어 서버

NGN형상은 기본 서비스를 제공하기 위한 서비스 논리를 처리하는 소프트스위치와 미디어 처리를 담당하는 미디어 게이트웨이, 그리고 진화된(Enhanced) 서비스의 논리를 수행하는 응용서버와 특별한 논리를 수행하는 미디어 서버로 정의된다.
특히 미디어 서버는 여러 서비스의 미디어 스트림을 실시간으로 처리한다. 미디어 스트림은 PC, IP 전화기, 그리고 미디어 게이트웨이와 연결된 일반 전화기와 이동 전화기 같은 장비에서 발생한다.

□ NGN 구성요소간 상호 작용 = 소프트스위치는 제어 인터페이스를 통해 미디어 게이트 웨이, 미디어 서버와 Megaco 프로토콜, 그리고 응용서버, IP 전화기와 SIP 프로코콜을 사용해 통신한다.
응용서버는 소프트스위치, 미디어 서버와 SIP 프로토콜을 이용해 제어한다. 한편 미디어 게이트웨이와 미디어 서버는 RTP또는 AAL 형태의 미디어 스트림을 베어러 인터페이스를 통해 전달한다.
IP전화기는 일반 전화기와 달리 게이트웨이에 연결되지 않아서 직접 미디어 서버와 RTP형태의 미디어 스트림을 교환한다. 미디어 서버는 NFS(Network File System) 또는 HTTP를 사용해 콘텐츠 저장 서버에 접근하고 미디어 자원을 처리한다.
호 전달, 호 대기, 호 제한 등과 같은 단순하고 기본적인 서비스는 응용서버에 구현될 수 있다. 그러나 복잡하고 집중적인 서비스 미디어 처리가 필요한 서비스는 소프트웨어만으로는 구현될 수 없다.
미디어 서버는 응용 서버 또는 소프트스위치에 있는 서비스 논리의 종속제어 장치처럼 동작하고 Megaco 또는 SIP 같은 프로토콜에 의해 제어된다. 미디어 서버는 패킷망과 연결하기 위해 이더넷 또는 ATM 인터페이스를 사용하고 응용 서버와 소프트 스위치가 사용하는 서비스 빌딩 블록(Service Building Block)을 제공한다.
미디어 서버는 특수 목적에 적합한 재프로그램이 가능한 DSP(Digital Signal Processing)를 사용해 집중적인 미디어 처리가 필요한 작업을 효과적으로 처리할 수 있다.
이런 작업은 서비스를 구성하는 각 요소로 동작하므로 서비스 빌딩 블록이라 한다.

□ 미디어 서버의 기능과 종류 = 미디어 서버는 미디어 처리와 서비스 빌딩 블록으로 구성되며 오디오, 비디오, 텍스트, 그리고 FAX에 대한 미디어 처리를 수행한다. 서비스 빌딩은 응용 서비스에 필요한 등을 포함한다.
응용 서버와 미디어 서버는 함께 동작해 동일한 서비스를 제공한다.
미디어 서버는 용도에 따른 분류와 지원하는 응용의 수에 따라 두 가지로 분류된다.
먼저 용도에 따른 분류의 경우 현재 기업용과 사업자용 미디어 서버가 시장에 출시돼 있다.
기업용 미디어 서버는 PCI 같은 범용 플랫폼 기반이며 낮은 포트 밀집도를 지원한다. 사업자용 미디어 서버는 전용 플랫폼 기반이고 수천 포트까지 확장이 가능하다. 또한 미디어 서버는 지원할 수 있는 응용의 수에 따라서 분류할 수 있다.

□ 응용 서버와 미디어 서버의 관계 = 미디어 서버는 서비스 제공에 필요한 모든 자원을 관리하고 공급하기 위해 하나 또는 그 이상의 응용 서버와 함께 동작한다.
이 때 미디어 서버는 물리적으로 응용서버와 분리돼 사업자 수준으로 미디어 자원을 적절하게 사용할 수 있게 한다.
소용량으로 구현하는 경우 미디어 자원의 처리와 관리 기능을 응용서버에 포함하기도 한다. 응용 서버는 서비스에 필요한 미디어 처리를 미디어 서버에 요구하고 미디어 서버는 요구하는 서비스에 적합한 미디어 스트림을 미디어 서버 내부 또는 외부 서버에 접근해 처리한다.
일반적으로 미디어 자원이 필요한 모든 서비스들이 미디어 자원의 사용도와 효율을 최대화하기 위해 미디어 서버와 응용서버를 분리하고 있다.
왜냐하면 미디어 서버의 자원이 특정의 서비스에만 전용으로 사용되기보다는 여러 서비스에 의해 공유되기 때문이다.
따라서 미디어 서버는 차세대의 Enhanced 서비스 구현에 적합한 규모와 성능을 얻을 수 있고 미디어 자원이 필요한 모든 서비스에 사용되도록 미디어 자원을 관리한다.
특히 다수의 응용을 동시에 지원할 수 있는 미디어 서버는 서비스 제공자에게 적은 투자비용과 운용 비용 그리고 신속한 서비스 적용같은 장점을 제공할 수 있다.

향후 과제

새롭게 진화된(Enhanced) NGN 서비스를 제공하기 위해 응용서버와 미디어 서버의 도입이 필요해 졌다. 또한 사업자급의 대규모 서비스 세션을 효과적으로 처리하기 위해 응용 서버와 물리적 서버를 물리적으로 분리할 필요가 생겼다.
특히 미디어 서버는 패킷 네트워크에서 기존의 서비스와 차세대의 Enhanced 서비스를 확장성 있고 가격 경쟁력을 가지면서 전개할 수 있도록 최적화된 미디어 처리 플랫폼이다.
따라서 NGN에서 미디어 서버는 동시에 수천개의 미디어 스트림을 처리하기 위해 다수의 응용 서버가 사용하는 공유 네트워크 자원으로 이용된다.
응용 서버와 미디어 서버를 실제 네트워크에 도입하기 위해서는 기존 지능망 서비스와의 관계, 응용 서버와 미디어 서버의 기능 배치 및 이에 따른 장비 수를 검토해야 한다.

※ 용어설명

○ PSTN(Public Switched Telephone Network) = 교환기를 통하여 사용자들의 전화를 연결하여 음성 데이터의 교환 서비스를 제공하는 통신망을 말한다. 기본적으로 일반 가정의 전화 이용에 있어 음성정보 교환 서비스를 지원하고 현재는 각종 데이터 통신 서비스도 공중전화 교환망을 이용하고 있다.

○ RTP(Real time Transport Protocol) = 스트림형 데이터 전송용 프로토콜 중의 하나. RTP는 데이터 도달 시간의 변동(fluctuation) 보정 기능을 단말기에 제공한다.
인터넷에서는 여러가지 전송속도를 가진 경로를 복수 사용자가 공유하고 있고 정보를 전송할 때에 경로를 수시로 결정하고 패킷을 중계하고 있다.

○ AAL = B-ISDN(광대역 ISDN)의 프로토콜 계층 모델의 제 3층이다. AAL 기능은 음성, 화상, 데이터 등 ATM 레이어 위에서 통신 특성이 다른 서비스를 그 특성에 맞춰 상위 애플리케이션에 제공하는 데 있다.

○ NFS(Network File System) = 미국의 버클리(Berkeley) 대학에서 개발된 유닉스 운영체제를 위한 네트워크 시스템 또는 통신규약. 네트워크를 통해 연결된 기계들끼리 파일을 공유할 수 있도록 해 준다. 이는 미국의 선 마이크로시스템즈 회사에 의해 상품화되어 있다.

○DSP(Digital Signal Processing) = 디지털신호처리. 아날로그 신호를 A/D(아날로그/디지털)변환하여 얻어진 디지털 데이터에 대수적인 연산을 해 필터링이나 스펙틀분석 등의 신호처리를 하는 것을 말한다.

( 한국전자통신연구원 네트워크 전략연구부 )