Data Communications 제 3 장 전화의 이해 정보보호학과 양 계 탁.

Presentation on theme: "Data Communications 제 3 장 전화의 이해 정보보호학과 양 계 탁."— Presentation transcript:

1 Data Communications 제 3 장 전화의 이해 정보보호학과 양 계 탁

2 목차 3.1 전화의 역사 3.2 전화망의 구성 3.3 전화망의 동작과 신호방식

3 3.1 전화의 역사 (1/4) Telegraph ( 전신 ) Morse Code ( 모스부호 ) Telephone
현대적 전기 통신의 시초 1837년 Samuel F.B. Morse에 의해 발명 타 지역으로 정보를 전달하기 위한 최초의 장치 Morse Code ( 모스부호 ) 1844년에 개발된 상업용의 전신 시스템에 사용한 부호 전압에 의해 짧고,긴 코드 패턴 작성 Telephone 1876년 3월, Alexander Graham Bell에 의해 발명 1877년 1월, 상자모양의 첫 전화기 등장

4 3.1 전화의 역사 (2/4) 초기의 전화망 형태 교환기 없이 전화와 전화 사이를 직접 전선으로 연결
사용자가 n명이면, n(n-1)/2개의 회선이 필요 망형 구조

5 3.1 전화의 역사 (3/4) 최초의 교환기 등장 자동식 교환기 등장 망형구조는 연결 비용이 많이 들고, 관리가 어려움
1878년 1월 최초의 교환기 설치 최초에는 하나의 수동 교환기에 모든 전화기가 연결 자동식 교환기 등장 교환수에 의한 수동 교환방식의 한계 인식

6 3.1 전화의 역사 (4/4) 2단계 구조의 전화망 형태 전화기의 증가로 많은 교환기 필요

7 3.2 전화망의 구성 (1/11) 전화망의 발전 과정 어느 지역에 산재하는 가입자를 하나의 교환기에 수용(A)
가입자 수가 일정 수준에 이르면 (B)와 같이 분국 생성 분국 생성 후 일부 가입자를 새로운 교환기에 옮김 여러 지역에 같은 형태의 교환국이 설치되면 (C)와 같이 교환기 상호간을 중계선으로 연결 이후 각 기능이 독립되어 (D)와 같이 중계교환기 구성 중계 교환기가 증가되면 (E)와 같이 중계교환기 상호간을 중계선으로 연결

8 3.2 전화망의 구성 (2/11) 전화망에 사용되는 통신 매체 가입자 회선 : 트위스티드 페어
교환기 상호간 : 동축케이블, 마이크로웨이브, 광섬유

9 3.2 전화망의 구성 (3/11) 전화망에 사용되는 시설 전화망의 시설은 전송시설과 교환시설로 나눔
전송시설은 가입자 선로, 중계선 시설로 구분 교환시설은 시내교환기, 시외교환기, 중계교환기로 구분 각 교환기의 구성도는 다음과 같음

10 3.2 전화망의 구성 (4/11) 전송시설 가입자 선로 시내 중계선 가입자 전화기를 시내 교환국에 연결시키는 전송설비
시내 교환국 상호간, 시내 교환국과 해당 지역의 시외 교환국 사이를 연결시키는 전송 설비로서 케이블, 중계기, 아날로그 및 디지털 반송장치로 구성

11 3.2 전화망의 구성 (5/11) 교환시설 시내 교환기 시외 교환기 시내 중계교환기
가입자 선로를 통해 가입자 단말기를 수용하며 동일 교환기에 속한 가입자를 상호 연결하거나 내부 가입자를 중계선을 통해 다른 교환기로 교환 시외 교환기 가입자 단말기를 수용하지 않고 입력 중계선과 출력 중계선 사이를 연결시켜 주는 중계선 교환기능을 가짐 시내 중계교환기 중계선 교환기능을 갖는 교환기의 특수한 형태로서 중계선 사이에서 교환기능을 수행하는 것은 시외 교환기와 동일하지만, 연결 구역이 시내지역으로 제한됨

12 3.2 전화망의 구성 (6/11) 전화망의 구성요소와 기능
전화망을 구성하는 전송분야와 교환분야의 각 구성요소의 기능을 요약하면 다음 표와 같음 종 류 구성 장비 수행 기능 전송시설 가입자 선로 가입자 전화기를 시내 교환기에 연결 중계선 시내 중계선 시내 교환기 상호간, 시내 교환기와 시외 교환기 사이를 연결 시외 중계선 시외 교환기 상호간의 연결 교환시설 시내 교환기 가입자 전화기를 수용하며 동일 시스템 내부 가입자 상호간이나 내부 가입자를 다른 교환기와 연결되는 중계선 사이에서 교환 시외 교환기 시내 교환기의 중계선과 시외 교환기의 중계선 사이에서 교환기능 수행 중계 교환기 중계선 사이의 교환기능은 시외 교환기와 동일하나 연결 구역이 시내지역으로 한정됨

13 3.2 전화망의 구성 (7/11) 전화망의 계층 구성 대역제 국계위 우리나라의 국계위
교환국과 그 교환국이 관할하는 구역을 서로 대응시켜 다단의 계층적 구조로 망을 구성하는 구성법 국계위 대역제의 주어진 위치에 따라 부과되는 기능을 구별하여 교환국의 층별로 주어진 기능을 일컬음 우리나라의 국계위 총괄국 (Regional Center) 중심국 (Distinct Center) 집중국 (Toll Center) 단국 (End Office) 가입자 (Local Loop)

14 3.2 전화망의 구성 (8/11) 우리나라 시외 전화망의 국계위

15 3.2 전화망의 구성 (9/11) 단국 집중국 중심국 총괄국
대역제상 최하위의 국계위로서 가입자 수가 적어 가입자의 수용구역이 한 개의 교환국으로 이루어진 경우를 단국지, 여러개의 분국으로 나누어 이루어진 경우를 복국지라고 함 집중국 단국 상위의 국계위이며 소속된 단국 상호간의 통화 및 집중국과의 교환 접속을 행함 중심국 집중국군의 중심이 되며, 소속 집중국간의 통화 및 다른 중심국과의 중계교환을 행함 총괄국 중심국군의 중심이며 다단중계의 중추역할, 최상위국

16 3.2 전화망의 구성 (10/11) 전화망의 계층별 연결 회선 기간 회선 (Basic Trunk)
국계위 상에서 직속 상위국과의 사이 및 총괄국 상호간에 연결된 회선 바이패스 회선을 갖지 않는 국간의 호 접속이나 바이패스 회선에서 차단되는 호의 접속에 사용 바이패스 회선 (By-pass Trunk) 구역이 다르게 떨어져 있더라도 트래픽이 많은 국간에는 직통회선을 연결하여 직접 접속 트래픽을 모두 상위국으로 돌려 중계한다면 총괄국과 중심국에 과도한 부하가 부여되어 문제발생 가능성, 그러므로 바이패스 회선으로 트래픽 분산

17 3.2 전화망의 구성 (11/11) 국계위와 교환계위 교환의 부과된 역할에 따라 분류한 것을 교환계위라고 하는데, 다음은 국계위와 교환 계위와의 대칭관계임. 대역제에 따른 국계위 교환 계위명 총괄국 (RC) 시외 중계교환기 TTS (Toll Transit Switch) 중심국 (DC) 집중국 (TC) 시외 발신교환기 TOS (Toll Outgoing Switch) 시외 착신 교환기 TIS (Toll Incoming Switch) 시내 텐덤국 (LMO) 시내 중계 교환기 TS (Tandem Switch) 단국 (EO) 분국 (LO) 종국 (SO) 가입자 교환기 LS (Local Switch)

18 3.3 전화망의 동작과 신호방식(1/ 17) 전화망의 동작
수화기가 후크(hook)를 누르고 있는 온 후크(on-hook) 단계 수화기를 들어 올리는 오프 후크(off-hook) 단계 전화기의 다이얼을 돌리거나 번호를 누르는 다이얼링(dialing) 단계 신호 전달 경로를 결정하는 스위칭(switching) 단계 전화벨을 울리는 전화벨 울리기(ringing) 단계 상대방과 대화를 나누는 말하기(talking) 단계

19 3.3 전화망의 동작과 신호방식(2/ 17) 온 후크(on-hook) 단계
48V DC 회로가 열려 있어 전화기의 비동작 상태를 알려줌

20 3.3 전화망의 동작과 신호방식(3/ 17) 오프 후크(off-hook) 단계
사용자가 전화를 걸기 위해 수화기를 전화기로부터 들어 올리는 단계 교환기와 전화기 사이의 루프(loop) 형성 교환기는 이 전류의 흐름을 찾으면 발신음(350와 440Hz 연속적인 톤(tone))을 전화기에 송신

21 3.3 전화망의 동작과 신호방식(4/ 17) 다이얼링(dialing) 단계 사용자가 상대방의 전화 번호(주소)를 입력
펄스를 생성하는 다이얼(Dial)식 전화 또는 음을 생성하는 푸쉬(push)식 전화 사용

22 3.3 전화망의 동작과 신호방식(5/ 17) 스위칭(switching) 단계
교환기는 펄스 또는 음을 피호출 가입자의 전화기에 이어지는 포트 주소에 전송 펄스 또는 음은 요청 받은 전화기에 직접 전송 되거나 다른 스위치를 통하여 최종 목적지에 전달

23 3.3 전화망의 동작과 신호방식(6/ 17) 전화벨 울리기(ringing) 단계 교환기가 신호 호출 라인에 연결
라인에 20Hz의 90V 신호를 보내어 피호출 가입자의 전화를 울림 피호출 가입자의 전화를 울리는 동안 교환기는 사용자에게 재신호(Ringback) 피호출 가입자의 전화가 사용 중이면 교환기는 사용자에게 480와 620Hz 톤(tone)의 신호음 전송

24 3.3 전화망의 동작과 신호방식(7/ 17) 말하기(talking) 단계
피호출 가입자가 전화가 울리고 있는 것을 듣고 전화를 받음 피호출 가입자가 전화를 받는 순간 피호출 가입자의 전화기에도 오프 후크(off-hook)이 발생 루프(loop) 회로가 닫힘

25 3.3 전화망의 동작과 신호방식(8/ 17) 다이얼링(dialing) 방식 펄스 다이얼링(pulse dialing) 방식
다이얼을 돌릴 때마다 교환기 또는 PBX(Private Branch Exchange) 스위치와 연결된 회로를 닫거나 열어 동작 Make는 후크(hook)가 오프(off)될 때, Break는 후크(hook)가 온(on)될 때 예) 후크(hook)을 2번 열었다 닫은 경우

26 3.3 전화망의 동작과 신호방식(9/ 17) 톤 다이얼링(tone dialing) 방식
대역 내 신호 방식 기술이며 터치 톤(touch tone) 패드를 가지고 있는 아날로그 전화에 사용 숫자 당 단지 두개의 주파수 톤(tone)만을 사용 예) 숫자 0을 다이얼링 할 때 10개의Make와 Break 펄스를 생성하는 대신 941, 1336Hz 주파수 톤(tone)만을 사용해서 생성

27 3.3 전화망의 동작과 신호방식(10/ 17) 신호(signaling) 방식
전화망에서 통신망을 구성하는 요소 상호간에 통화회선의 설정, 유지, 과금 및 복구 등과 같은 일련의 기능을 제어하기 위해 필요한 정보를 서로 교환하는 절차 가입자선 신호 (단말기와 교환기 사이의 신호) 송수화기를 들거나 내리는 것을 알리는 발호신호와 복구신호 다이얼 숫자를 보내는 선택신호 발신음과 벨 신호를 보내는 응답신호와 호출신호 국간 신호 (교환국 사이의 신호) 선택신호 : 다이얼 숫자 정보 등의 중계 경로 선택에 필요한 제어 정보 감시신호 : 호의 상태를 감시하고 이것에 기초하여 필요한 제어를 행하기 위한 신호

28 3.3 전화망의 동작과 신호방식(11/ 17) 전화망의 신호방식 통화로 신호방식 공통선 신호방식
가입자 선로구간을 대상으로 하는 가입자선 신호방식 중계선 구간을 대상으로 하는 국간 중계선 신호방식 통화로 신호방식 주소 신호방식 Loop Start 신호방식 Ground Start 신호방식 공통선 신호방식 SS7

29 3.3 전화망의 동작과 신호방식(12/ 17) 주소 신호방식
전화번호를 통해서 피호출자의 단말기를 제어하기 위해 필요한 정보를 서로 교환하여 신호 제어 전화번호는 전화망에 수용된 상대 가입자 또는 특수기능을 구분해서 선택할 수 있는 수단을 제공 북미의 번호 체계 (NANP : North American Numbering Plan) 전화 번호를 나타내기 위해 10개의 숫자를 사용 Area Code, Office Code, Station Code 3개의 부분으로 구성 국제 번호 체계(International Numbering Plan)

30 3.3 전화망의 동작과 신호방식(13/ 17) 북미의 번호 체계 국제 번호 체계
Area Code : 북미에서 어떤 지역을 나타내는 번호 Office Code : 네트워크 상에 존재하는 스위치의 고유한 번호 Station Code : 스위치 내에 연결된 유일한 포트 번호 국제 번호 체계 ITU-T 국제 표준인 E.164 모든 전화 번호가 15자리를 넘어갈 수 없음 처음 세 자리는 나라의 코드를 표시 나머지 12 자리는 국내에서 사용되는 번호 타 국가에서 북미의 어떤 지역에 전화를 걸기 위해서는 우선 1을 다이얼 하고 NANP에서 요구하는 10자리의 번호를 입력 미국에서는 타국가로 전화를 하기 위해서 011 같은 특정 코드를 사용하여 타 국가에 국제 호출

31 3.3 전화망의 동작과 신호방식(14/ 17) Loop Start 신호 방식
음성 네트워크에서 온 후크(on hook)와 오프 후크(off hook) 상태를 나타내기 위해 사용되는 관리 신호 기술 교환기 48V DC 링(ring) 라인에 20Hz, 90V AC를 보내므로 전화, PBX 링(ring) 라인을 점유 피호출 가입자의 전화기를 울리거나 PBX 모듈에 입력 호출신호가 있음을 알림 전화나 PBX 모듈에서 팁(tip)과 링(ring) 라인 사이의 회로가 닫친 경우에 위 동작을 중지

32 3.3 전화망의 동작과 신호방식(15/ 17) 교환기 전화는 벨을 울릴 수 없으므로 주기적(약 4초 소요)으로 교환기가 벨을 울려 줌 전화벨을 울릴 때 발생하는 지연 교환기와 전화기, PBX 또는 FXO 모듈을 동시에 점유 하려고 할 때 발생 이 지연을 Glare라고 함 이 문제는 교환기와 PBX와 FXO 모듈 사이에서 Loop Start를 할 때는 더 많은 호출 신호가 발생하므로 Glare 현상을 가중시켜 문제를 일으킴

33 3.3 전화망의 동작과 신호방식(16/ 17) Ground Start 신호 방식
Loop Start 신호 방식과 같이 음성 네트워크에서 온 후크(on-hook)와 오프 후크(off-hook)의 상태를 나타내는 위해 사용되는 관리 신호 기술 스위치와 스위치가 연결 될 때 처음에만 사용 Loop Start 신호 방식과 다른 점은 Ground Start 신호 방식이 팁(tip)과 링(ring) 라인이 닫치기 전에 양 끝단에서 그라운드 감지 수행 링 발생기 팁그라운드 검출기 PBX 교환기 48 VDC 배터리 팁 (Tip) 링 (Ring)

34 3.3 전화망의 동작과 신호방식(17/ 17) SS7(Signaling System 7) 공통선 신호방식의 원리
기존 PSTN의 신호방식 신호와 트래픽이 동일한 회선 및 동일한 루트를 통하여 전달 단순한 음성 통화로 설정 및 해지를 위한 방식 Loop Decadic, R2 신호방식 다양한 신규 서비스의 출현, 대용량의 데이터 전송에 비효율적 신호와 트래픽을 분리하여 통신망을 구성, 신호 정보와 트래픽 정보를 분리하여 처리 특징 고속 데이터 전송 통화 회선과 신호 회선의 분리 다량의 통화 회선을 하나의 신호 회선으로 제어 통화 회선의 양방향 운용 및 신호 기능의 집중화