[논문]인터넷 전화서비스의 음성 코덱 품질에 관한 연구

민경주; 이종국; 이재정; 홍재환; 남기동

[국내논문] 인터넷 전화서비스의 음성 코덱 품질에 관한 연구
A Study on a quality of Voice Codec for Internet Telephone Service 원문보기

민경주 (ETRI 품질보증팀) , 이종국 (ETRI 품질보증팀) , 이재정 (ETRI 품질보증팀) , 홍재환 (ETRI 품질보증팀) , 남기동 (ETRI 품질보증팀)

인터넷이 발달하고 VoIP 의 활성화로 인하여 사용자들은 인터넷 전화서비스의 통화품질에 대한 관심이 크게 증가하고 있다. 본 고에서는 인터넷 전화서비스의 단말에 사용하고 있는 음성 코덱의 품질 측정을 위해 IP 패킷 전송품질 파라미터(ITU-T Y.1540)들을 인가하면서 이들 파라미터들의 변화에 따른 E-Model(ITU-T G.107) 종합 음성품질(R 값)을 측정하여 인터넷전화 단말의 프로세싱 품질을 파악하고 종단간서비스에서 단말이 차지하는 부분을 분석하여 인터넷 전화서비스의 통화품질 개선 및 향후 단말의 인증기준 등에 활용하고자 한다.

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문제 정의

본 고에서는 현재 인터넷 전화기에서 사용되고 있는 코덱품질에 대한 특성을 분석하고자 한다.
현재 인터넷 전화기에서 가장 많이 사용되고 있는 코덱에 대한 품질을 분석하고자 한다.

제안 방법

인터넷 전화서비스에서 IP 망에 대한 IP 패킷 전송 품질 파라미터(ITU-T Y.1540)인 패킷 전송지연(IPTD), 지연변이(IPDV), IP 패킷손실(IPLR)등의 파라미터들의 변화에 따른 E-Model(ITU-T G.107) 종합 음성통화품질(R 값)을 측정하여 분석하였다[10~11].
인터넷 전화서비스에서 사용자가 인식하는 음성 품질을 IP 망에 대한 IP 패킷 전송품질 파라미터(ITU-T Y.1540)인 패킷 전송지연(IPTD : IP Packet Transfer Delay), 지연변이(IPDV : IP Packet Delay Variation), IP 패킷손실(IPLR : IP Packet Loss Rate), IP 패킷 에러율(IPER : IP Packet Error Rate)등의 파라미터들의 변화에 따른 E-Model(ITU-T G.107)의 음성종합 품질(R 값)을 측정하여 분석하였다.
인터넷 전화서비스의 코덱 품질시험은 네트워크 파라미터들에 변화에 대한 R 값의 변화를 측정하기 위해서 (그림 3)의 같이 측정장비(Abacus 5000)에 Network Impairment 장비인 ANUE 시스템을 설치하고 인터넷 전화기에서 사용되고 있는 코덱을 설정하고 표준음원을 송수신하여 그 결과를 비교하여 측정하였다.

성능/효과

국내의 초고속인터넷가입자는 14.5 백만명으로 인구수 대비 30%, 가구수 대비 90% 를 차지하고 있고, 서울, 경기 및 대도시는 가구수 대비 99.6%의 보급률을 보이고[1] 있어 VoIP 활성화를 위한 인프라는 구축되었으며, 사용자들은 기존 PSTN 정도의 통화품질을 원하고 있어 통화품질 개선이 시급한 것으로 보인다.
또, IP 패킷 전송품질 파라미터인 패킷 전송지연(IPTD), 지연변이(IPDV), IP 패킷손실(IPLR) 등의 파라미터들을 복합적으로 인가한 시험에서도 (그림 7)과 같이 종합 음성통화품질(R 값)에 가장 많은 영향을 미치는 인자로는 Packet Loss, Delay, Jitter 순으로 나타났다.
인터넷전화의 단말에서 가장 많이 사용하고 있는 코덱(G.711)의 Jitter 변화에 따른 R 값의 변화 추이를 (그림 6)에서 살펴보면 Delay 에 의한 Jitter(지연변이)가 0 과 200 사이에서 R 값 차이가 3 점 정도로 미세한 변화만 나타나, Jitter (지연변이) 보다는 Delay 에 의한 영향이 많은 것을 알 수 있었다.
인터넷전화의 단말에서 사용하고 있는 코덱들의 품질측정은 (그림 5)의 코덱별 Delay 의 변화에 따른 R 값의 변화 추이와 같이 G.711, G.726, G.729 코덱들은 200ms 에서도 R 값이 80 점 이상으로 측정되었고, 300ms 에서도 R 값이 70 점 이상으로 측정되어, 각국에서 품질기준으로 삼고 있는 R 값에 만족됨을 알 수 있었다.

후속연구

VoIP 의 다양한 신규 서비스 도입 및 서비스 제공에 문제가 생겼을 경우 합리적으로 명확하게 책임 소재를 밝힐 수 있는 품질보증제도를 수립하여 사업자 및 소비자가 갈등을 최소화하고 이용자를 보호하기 위한 방법으로 사업자의 체계적인 품질 사후 관리를 지원할 수 있는 품질 보증 제도의 구축이 시급히 요구되며, 또한, 이용자의 관점에서 사용이 용이하고 경제적인 품질 모니터링 방법이 필요할 것이다.
국내에서 제작되고 있는 인터넷 전화기는 각사별로 단대단 지연 및 R 값의 편차가 심하게 나타나고 있으므로 향후 단말기의 품질개선을 위해서는 단말기 인증시험이 필수적으로 수반되어야 할 것으로 보인다.
단말기 인증시험시 코덱별 품질기준과 통화품질에 미치는 영향이 Packet Loss, Delay, Jitter 순이므로 이를 반영한 인증기준 보완이 필요할 것이다.
시장은 IP-PBX 기반의 기업용 인터넷 전화 시장에서 점차 IP Centrex (기업용 게이트웨이나 IP-PBX 설치 없이 인터넷 망을 통해 구내외 전화 통화) 서비스로 옮겨 갈 것으로 전망된다. 향후 국내 인터넷 전화 시장의 성장을 위해서는 가정 가입자 시장의 성장이 필수적이며 통신, 전화가 결합된 TPS(Triple Play Service)가 시장 성장의 핵심으로 작용할 것으로 보인다[4].
향후 국내 인터넷 전화 시장의 성장을 위해서는 가정 가입자 시장의 성장이 필수적이며 통신, 전화가 결합된 TPS(Triple Play Service)가 시장 성장의 핵심으로 작용할 것으로 전망된다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

인터넷 전화란?

인터넷 전화는 인터넷 망(IP Network)을 통해 데이터, 음성, 영상을 인터넷 프로토콜에 실어 패킷단위로 전송하는 전화서비스를 말하며, 별도의 전화망이 없이 인터넷 망을 이용하여 통화할 수 있는 전화서비스이다. 인터넷 망을 이용하기 때문에 국제 전화나 장거리 전화의 요금을 시내 전화료 수준으로 대폭 낮출 수 있는 것이 VoIP 의 장점으로 부각하였으나, 최근에는 단순한 비용절감 차원보다는 다양한 부가서비스가 연동되는 IP Telephony 의 형태로 진화하고 있다.

VoIP의 장점은?

인터넷 전화는 인터넷 망(IP Network)을 통해 데이터, 음성, 영상을 인터넷 프로토콜에 실어 패킷단위로 전송하는 전화서비스를 말하며, 별도의 전화망이 없이 인터넷 망을 이용하여 통화할 수 있는 전화서비스이다. 인터넷 망을 이용하기 때문에 국제 전화나 장거리 전화의 요금을 시내 전화료 수준으로 대폭 낮출 수 있는 것이 VoIP 의 장점으로 부각하였으나, 최근에는 단순한 비용절감 차원보다는 다양한 부가서비스가 연동되는 IP Telephony 의 형태로 진화하고 있다.

ITU-T G.107이 PSTN의 전화망 뿐 만 아니라 데이터망의 음성 품질평가에도 적용되고 있는 이유는?

E-Model은 데이터망 특유의 손실, 지연 등에 대하여 고려하고 있기 때문에 PSTN의 전화망 뿐 만 아니라 데이터망의 음성 품질평가에도 적용되고 있다.

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