지난 글에 이어서 살짝 제목을 바꾸어 보았습니다.^^;
오늘은 좀 심화된 내용이라 의문이 가시는 부분은 댓글로 소통하도록 하겠습니다.
다음으로 “인터넷전화 통화 품질”을 살펴보면, 문제를 일으키는 요소는 크게
①패킷 손실(Packet Loss), ②지연(Delay), ③에코(Echo) 및 ④묵음처리(Slience Supression)
와 같은 현상이 있을 수 있습니다. 이러한 원인으로 인해 통화 음질 저하 현상이 발생됩니다.(흔히들 잘 안들린다, 잡음이 심하다, 지지직거린다는 표현들을 쓰시죠)
각각을 살펴보면, ①패킷 손실은 IP망에서 TCP로 전달하지 않고, UDP로 실시간 음성 데이터가 전송하므로 손실이 발생될 수 있습니다. 실제 망에서도 5% 이내는 항시적으로 발생하고 있는 것이 현실입니다.
그럼 왜 확실히 전송을 보장하는 TCP 패킷을 안쓰고 UDP패킷을 사용할까요? 그리고 패킷을 잃어버려도 문제가 없는 건가요?
패킷 손실(Packet Loss)
음성은 실시간 서비스이므로 정해진 시간에 도착하지 않으면, 나중에 도착하더라도 의미가 없습니다. 만약 TCP를 사용하면, 재전송을 통해 반드시 전송되는 것은 보장하지만, 그로 인해 패킷 전송에 대한 지연이 발생하게 됩니다. 즉, 실시간 서비스 처리를 하지 못합니다. 그래서, 패킷 손실이 발생하지만, UDP를 사용하는 것입니다. 그렇다면, 손실이 생기는 것은 어떻게 할까요? 음성은 데이터와 달리 패킷 손실에 더 강합니다. 강하다는 의미는 일정 패킷을 잃어버리더라도 통화에 크게 지장이 없으며, 손실 패킷은 이전에 받은 패킷을 다시 넣어 처리하더라도 문제가 발생하지 않습니다. 그것이 가능한 이유는 사람의 귀가 그렇게 세밀하게 구분할 수 있을 정도로 민감하지는 않다는 것입니다. 그래서, 패킷 손실이 음성통화에 덜 영향을 미치는 것입니다.
이를 PLC(Packet Loss Compensation)라고 합니다.
지연(Delay)
실질적으로 음성 품질에 가장 커다란 영향을 미치는 요소입니다. 지연에는 전달 지연과 처리 지연이 있습니다. “전달 지연”은 서울과 부산간에 통화를 한다면, 패킷이 전송로를 통해 전달되는 과정에서 발생되는 지연이고, “처리 지연”은 중간에 시스템이나 단말을 거치므로 해당 장치에서 패킷을 처리하면서 발생되는 지연으로 볼 수 있습니다.
이러한 Delay에 대한 값과 품질의 상관 관계를 보면, 아래 그림과 같이 150ms안에 들어오면, PSTN과 동일한 아주 우수한 품질로 볼 수 있으며, 300ms안에만 들어오면 서비스하는 데에는 문제가 없다는 기준입니다. 국내에서는 시험을 해 보면 거의 대부분 200ms 이하이므로 서비스의 품질은 보장된다고 보면 되겠습니다.
“전송 지연”은 충분한 네트워크 대역폭을 보장하므로 지연에 대응할 수 있고, “처리 지연”은 각 장치가 처리 성능을 높이는 것과 Jitter Buffer를 통해 다르게 도착하는 패킷을 제대로 처리하도록 하는 것으로 대응할 수 있습니다.
에코(Echo)
글자 그대로 메아리가 생기는 것입니다. 내가 말한 것을 다시 내가 듣는 것이지요. 내가 말한 것을 수신자가 듣고, 그 내용이 수신자의 송신부를 통해 다시 송신자로 들리는 것입니다. 이것을 막기 위해서 각 장치(단말, 게이트웨이 등)의 Echo Cancellation을 통해 발생되는 에코를 제거합니다.
여보세요~~라고 할때 동시에 여보세요 라며 목소리가 들리는 경우가 발생할 수 있습니다. 흔히 핸드폰 통화를 할때 가끔 내 목소리가 들리는 경우가 생긴다면 아~~~~~~~~~내 목소리가 에코가 생겨서 들리고 있구나..라고 생각하시면 되겠습니다.
묵음처리(Slience Supression)
우리가 통화를 하는 경우를 자세히 들여다 보면, 말하고 듣고를 서로 동시에 하는 것은 아닙니다. 한쪽에서 말할 때 한쪽에서는 듣고 있는 것이 일반적이며, 따라서 실제 패킷을 전송하지 않는 시간이 충분히 있다고 보면 됩니다. 따라서, 네트워크 대역폭을 효율적으로 사용하기 위해서 말하고 있지 않는 시간에는 패킷을 보내지 않는 것입니다. 그러나, 이 기능을 제공하기 위해서는, 다시 이야기를 하면 이를 신속히 감지하여 패킷을 전송할 수 있도록 뒷받침이 되어야 합니다. 이 기능이 VAD(Voice Activity Detection) 기능입니다.
이를 통해 통화와 묵음에 대해 정확히 판단하여 네트워크 대역폭을 효율적으로 활용하는 것입니다. 그리고 묵음에 대한 또 한가지는 CNG(Comport Noise Generation)기능입니다. 침묵 구간에 아무 소리도 들려주지 않으면, 청취자는 통신 라인이 끊어진 것 같은 불안정한 느낌을 받는데, 이를 해결하기 위해서 침묵 구간에서도 상대방에게 아주 미세한 배경 잡음 신호를 의도적으로 발생시켜 완전히 단절된 느낌을 방지하는 기능입니다.
앞에서 설명한 인터넷전화 품질에 영향을 미치는 요소들은 인터넷전화 단말기 및 Gateway 등에 품질을 지원하기 위한 기능들이 구현되어 있습니다. Delay를 위한 Jitter Buffer 관리기능, 패킷 손실 보장을 위한 PLC기능, EC기능, VAD, CNG 등의 기능이 포함되어 음성 품질을 보장하게 된 것입니다. 인터넷전화는 이러한 품질에 대한 영향 요소에 대응하면서 안정된 품질을 확보하였고, 이에 폭발적으로 가입자가 늘어난 것입니다.
제너시스템즈의 인터넷전화 기술방향을 수립하고, 필드에서 발생하는 문제점에 대한 컨설팅을 수행하고 있습니다. 인터넷 전화 가입자 확대에 따라 망 진화, 기술 발전과 관련된 다양한 이슈들이 발생하고 있습니다. 인터넷전화의 성공적인 정착과 발전을 위해 효과적인 해법들을 제시하여 인터넷전화 성장에 도움이 되고자 합니다.
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초기의 인터넷 전화와 지금의 것을 비교해 보면 확실히 차이가 나는것 같아요. 물론 지금의 인터넷 전화 품질이 매우 좋아졌다 생각하고요.
공대생 2009/12/01 16:49 댓글주소 수정/삭제 댓글쓰기
잘 보고갑니다. ^^
이해가 쉽게 잘 써주셨네요 ㅋ
공대생님의 이해수준은 어디까지이실지...ㅎㅎ
질문 2010/11/28 21:27 댓글주소 수정/삭제 댓글쓰기
SK 인터넷 전화 사용하는데요... 공유기로 UDP 세션 보면 인터넷전화 로 연결된 IP 가 막 갑자기 300가까이 생겨나는데요... 물론 그때 전화를 사용하지 않았구요... 그로인해서, 네이트온이 꺼졋다 켜졋다 그럽니다...
여기다 질문하면 아실수 잇을까 해서 올려봐요..