VoIP, 통화 음질이 전부는 아니다

흔히 VoIP를 말할 때 가장 처음 언급되는 사항이 통화 음질(Voice Quality)이다. 많은 제품과 서비스 공급업체들이 자사의 제품이나 서비스 또는 솔루션이 최상의 통화 음질을 제공한다고 주장하고 있으며, 사용자들은 통화 음질과 통화 품질에 대한 구분없이 통화 음질이 좋으면 되겠거니 하고 넘어가는 경우가 많다.

PSTN 망에서 제공되는 4가지 품질 보장

하지만 통화 품질과 통화 음질은 분명히 다른 것이며, 서로 다른 방식으로 관리되고 측정된다. 또한 기존의 PSTN에 연결돼 있던 전화기를 VoIP 또는 IP 전화(IP 텔레포니)망으로 옮겨 다는 순간, 사용자들은 기존 PSTN에서는 당연하다고 생각했던 99.999%의 신뢰성과 안정성 또는 전화 서비스에 대한 예측 가능성 등에 대해 다시 한 번 생각해 봐야 할 것이다.

이제부터는 VoIP가 PSTN에 버금가는 서비스를 제공하기 위해 질적으로 어떤 사항들을 고려해야 할지를 알아보기로 하자.
우선 PSTN이 보장하는 4가지 확실한 품질은 다음과 같다.

• 통화 음질 : 통화 상대방이 말하는 것을 들을 수 있는가? 소리를 듣고 상대방이 누군지 알 수 있는가? 말소리가 뭉개지거나 끊어지지는 않는가? 통화 중에 소음이 들리는가?
• 통화 품질 : 수회기를 들었을 때 발신음이 들리는가? 통화 시도는 PBX 또는 PSTN 중 어느 것이 하고 있는가?
• 서비스 품질 : 통화 상대방 또는 사용하는 네트워크에 통화량이 폭주하는가? 통화 중에 끊어지지는 않는가? 800, 080 서비스 등을 사용할 수 있는가?
• 보조 서비스의 가용성 : IVR(Interactive Voice Response) 애플리케이션에 제대로 동작하는가? 음성 사서함에는 적정 수준의 저장 용량이 제공되는가?

이런 사항들에 대한 좀더 자세히 알게 되면, VoIP에 대한 이해가 더욱 깊어질 것이다.

통화 음질의 결정 요소와 측정 방법

통화 음질을 보장하는 것은 사용자의 만족도를 충족시키기 위한 가장 기본적인 사항이다. 그리고 사용자들의 통화 음질에 대한 평가는 주관적일 수밖에 없다.

예를 들어, 평소에 많은 대화를 나누던 상대와 통화할 경우에는 통화 음질이 그리 좋지 않더라도 상대방의 언어 행태에 익숙해 있으므로 대화에 큰 지장은 없을 것이다. 하지만 통화 상대방이 처음 통화하는 사람이거나 외국인일 경우에는 동일한 통화 음질이 제공되더라도 대화에 지장이 많을 것이다.

다음은 음질을 결정 짓는 주요 요소들이다.

• 음량(Loudness) : 음량 또는 신호 레벨이 너무 크거나 작지 않아야 한다.
• 왜곡(Distortion) : PSTN에서도 AD(Analog-to-Digital) 변환 시에 음성이 왜곡된다. 중요한 것은 왜곡 정도이다. 통화자가 수용할 수 있는 수준 이내에서의 왜곡이 발생해야 한다.
• 잡음(Noise) : 모든 통화에 있어서 배경 잡음은 발생한다. 하지만 통화자가 무의식 중에 넘어갈 수 있을 정도로 낮은 수준의 잡음만이 허용돼야 한다. 실제로 VoIP에서는 실제 전화에서와 비슷한 수준으로 통화 환경을 조성하기 위해서 ‘Comfort Noise’를 의도적으로 삽입한다. 대부분의 사용자들은 수화기에서 어떤 소리도 들리지 않으면 전화가 끊긴 것으로 판단한다.
• 페이딩(Fading) : 통화 중에 신호 레벨이 변한다
• 혼선(Crosstalk)
• 에코(Echo) : 라운트 트림 지연(Round-Trip Delay)이 큰 경우에 주로 발생한다.
• 종단간 지연(End-to-End Delay) : 송화자의 전화기를 출발해 수화자의 수화기에 소리가 도착할 때까지 걸리는 시간. VoIP의 경우에는 단방향 지연시간이 100ms ~ 150ms 미만이어야 한다.
• 묵음기 제거(Silence Suppression) : 기능과 음성 감지(VAD, Voice Activity Detection) 기능의 성능 : 이 기능의 성능이 떨어지면 단어의 처음과 끝 음소가 잘리는 경우가 있다.
• 에코 제거기(Echo Canceller)의 성능: 종단간 지연 시간이 길수록 에코 제거기의 필요성이 증대한다. 에코는 단방향 또는 쌍방향에서 발생할 수 있으며, 지연 편차(Jitter)가 큰 경우에는 에코 제거기가 제대로 동작하지 않을 가능성이 높아진다.

PSTN에서는 MOS(Mean Opinion Score)를 가지고 통화 음질을 측정했으며, VoIP의 경우에도 사용된다.

일반적으로 5점 만점에서 4.4~4.5는 PSTN에서 흔히 경험하는 MOS 값이며, 4.0까지는 대다수의 사용자가 수용할 수 있는 통화 음질이다. 하지만 3.5까지 떨어지면 일부 사용자가 수용할 수 없는 상황이 되어 전화를 끊으며,  2.6이 되면 통화 포기하고 다른 방법을 모색한다.

최근에는 MOS같은 주관적인 방법 대신에 객관적으로 통화 음질 측정을 할 수 있는 대안들이 모색되고 있다.

• P.563 : P.SEAM으로 부르던 것으로 아날로그 통화 측정용
• PSQM(Perceptual Speech Quality Measure) : ITU-T 표준 P.831로 AD 변환을 측정할 목적으로 개발됐으며, 지연 편차(Jitter)를 고려하지 않아서 VoIP 측정용으로는 부적합
• PESQ(Perceptual Evaluation of Speech Quality) : ITU-T 표준 P.862로 2003년 12월 승인
• PAMS(Perceptual Analysis Measurement System) : BT(British Telecom)이 개발한 기법
• G.107 : E-model로도 부르며 MOS를 계산/예측하기 위한 수학공식으로 네트워크 계획이나 문제 해결 도구로 많이 사용됨
• VQmon : G.710을 기반으로 텔케미(Telchemy)가 개발한 자체 기법

IP 망에서의 통화 품질

IP 망에서 통화 음질에 영향을 주는 요소는 지연(Latency), 지연 편차(Jitter) 그리고 패킷 손실률(Packet Loss)이다. 이에 대한 사항은 너무나 잘 알려져 있으므로 별도로 설명하지 않겠다. 여기서는 통화 음질 외에 통화 품질(Call Quality), 서비스 품질, 그리고 보조 서비스의 가용성에 대해 알아보겠다.

통화 품질을 결정하는 주요 요소는 다음과 같다:

• 수화기를 들고 발신음이 떨어질 때까지 걸리는 시간 : 대부분의 VoIP 전화기는 발신음을 콜 서버가 아니라 VoIP 전화기가 생성하므로 문제가 없으나 시스코 콜매니저같은 콜 서버가 발신음을 생성하는 경우에는 네트워크 성능에 따라 사용자가 감지할 수 있을 정도로 늦게 발신음이 떨어질 수도 있다. 마찬가지로 소프트폰의 경우에도 발신음이 늦게 떨어질 수 있다.
• 수신 측 전화기에 전화가 가고 있음을 알릴 때까지 걸리는 시간
• 통화 완료 후, 수신 측 접속을 종료할 때 걸리는 시간
• 통화 종료 후, 다음 발신음을 떨어질 때까지 걸리는 복구 시간

서비스 품질은 어떤 것들이 사용자에게 제공되고, 제공된 서비스가 얼마나 잘 전달되는 지에 대한 전반적인 사항을 정의한다. 그리고 이 모든 사항들은 정확하게 정의, 측정해 문서화해야 한다.일반 사용자와 콜센터, 긴급/구급 전화, 헬프데스크 등에 대해서는 다음의 서비스가 기본적으로 제공돼야 하며, 동시에 서비스 품질도 보장해야 한다.

• 기본 전화 서비스
• 800, 080 등의 서비스
• 음성 사서함/편지
• 콜 전달(Call Forwarding)
• Follow-me 서비스
• CID(Caller ID)와 전화번호
• 통화 금지
• 자동 응답
• 긴급/우선 통화
• 그 외 PSTN에서 제공되는 부가서비스(선택 사항)

보조 서비스의 가용성은 네트워크나 종단의 네트워크 환경에 관계없이 어떤 종류의 서비스를 어느 수준까지 제공할 수 있는지에 초점을 두고 있다. 현재 우리가 사용하고 있는 PSTN 전화는 그 분포를 보면 보편 타당한 서비스이고, VoIP가 PSTN을 대체하기 위해서는 PSTN에 준하는 보편 타당성을 제공해야 하기 때문이다.

가용성에서는 다음 사항에 대한 고려가 있어야 한다.

• 모든 사용자들이 서비스를 받을 수 있는가?
• 네트워크에 따라 상이한 버전의 서비스나 소프트웨어 등을 사용해야 하는가?
• 제공되는 119 같은 긴급/구급 전화 서비스는 믿고 사용할 수 있는 수준인가?
• 제공되는 전화 번호부는 사용이 쉽고 일관성 있으며 정확한가?
• 제공되는 DTMF(Dial Tone Multi-Frequency) 신호는 IVR 애플리케이션이 정확하게 인식할 수 있는가?
• 네트워크가 통화 전달(Call Routing)을 처리할 수 있는가?
• 해당 VoIP 망과 종단 기기, 장비 그리고 소프트웨어는 관련 법과 제도, 사내 규정 등을 준수하고 있는가?

사용자의 통화 경험치 충족 방안

VoIP 사용자들은 초보자가 아니다. 그들은 이미 오래 전부터 전화에 익숙해 있으며, 높은 경험치를 가지고 있다. 이들의 경험치와 기대치를 VoIP 환경에서 충족시키기가 어려울 것은 불 보듯 하다.

우리가 사용하는 네트워크 관리 도구들은 5가지 기능 중에서 장애 관리와 구성 관리에 중점을 두고 개발된 것들이다. 하지만 VoIP나 IP 테렐포니, IP-TV 등의 실시간 애플리케이션을 측정, 관리하기 위해서는 성능, 계정 관리, 보안 등 지금까지 NMS들이 조금은 등한시해 왔던 부분에 대해 더 많은 정보를 제공해야 할 것이다.

관리 도구 공급업체들은 더 많은 데이터를 더 빨리 수집해 가공해서 네트워크 관리자들에게 제공해야만 한다. 그렇지 않으면 네트워크 관리자는 적시에 조치를 취하지 못해 사용자의 경험치와 기대치를 충족시키기 못하게 되고, 그 결과 사용자들이 서비스를 사용하지 않게 되는 상황에 이르게 될 것이다.

VoIP를 도입하려는 네트워크 담당자는 관리 시스템 선정 또는 업그레이드시 다음 사항을 염두에 두어야 한다.

• 기존 데이터 네트워크의 VoIP 도입 적합성을 검사하기 위해 VoIP 도입 전에 관리 도구를 사용하여 평가 시험을 수행해야 한다.
• 평가 결과를 토대로 네트워크에 필요 작업을 한 뒤에는 관리 도구를 다시 사용해 네트워크 설계자의 요구조건을 충족시키는지 확인을 해야 한다.
• VoIP를 전면적으로 도입하기 전에 파일럿 시스템을 구성해 기대치에 부응하는지를 평가한다.
• VoIP를 도입한 뒤에는 관리 도구를 사용해 VoIP 서비스 에 관련된 대상에 대한 지속적인 진단, 문제해결, 문서화 및 용량 계획 작업을 수행한다.

영어에는 왕도가 없듯이 성공적인 신규 서비스 도입 방법에도 왕도가 없다. 지속적인 애정표현 만이 유일한 길이다.

[출처] :  온더넷 2006년 10월   [김효민의 커버전스 포인트] VoIP, 통화 음질이 전부는 아니다

작성자 : 김효민 | 포에스알씨 대표이사