IP傳真

T.38 FoIP的實施，傳真服務器不需要使用傳真卡，傳真經IP傳真服務器路由到VoIP網絡上的T.38終端，然後，VoIP路由和網關連接到電話網絡，向對方傳真設備發送和接收傳真。雖然，VoIP網絡是一個在電話網絡上發送傳真的終端，但是傳真通信仍然是IP傳真服務器間的點對點、實時的信息傳遞。

IP傳真技術原理除了傳輸方式與普通的傳真略有出入，其技術原理兩者沒有多大的區別。為了便於更好地理解IP傳真技術，有必要將傳真的技術原理做簡單扼要的介紹。

ITU-T通過T.30(文檔複印件在一般電話交換網中的傳輸過程)和T.4(文檔傳輸的複印終端的G3標準)

來定義PSTN傳真的過程。其中T.30標準強調了通信管理的方式；T.4則對傳輸圖像的頁碼方式作了定義。整個呼叫分為5個過程。

（1）建立呼叫：主叫傳真機撥號，然後發送一個特殊的呼叫音頻(CNG)，它是0.5s1 100Hz單音的重複組合，無聲間隔為3s。被叫傳真機在接收之後，應發一個2 100Hz的應答確認信號(CED)。

（2）傳輸準備：準備過程是雙方“握手”過程。被叫傳真機將自己的性能、本地標識等相關參數封裝在HDLC幀中通知主叫傳真機；主叫傳真機發送類似的信息給被叫傳真機；最後，雙方確定所能支持的最大傳輸速率。

（3）信息傳輸：傳真傳輸的過程是根據T.4建議中的格式和過程發送信息的。G3傳真使用了高效的編碼機制，叫霍夫曼(Huffman)編碼。霍夫曼編碼的依據是，每一行都由大量的白像素系列和大量的黑像素系列組成。因此，霍夫曼編碼發送是序列的短代碼，而不是像素本身。

（4）後續傳輸：一頁傳輸完畢後，主叫傳真機根據傳真的內容告訴被叫傳真機傳真完畢或繼續下一些傳送。被叫傳真機應對該消息發出確認或告訴主叫傳真機已做好下一頁的準備。

（5）釋放呼叫：當任何一方掛斷電話，雙方間的通信通道將被釋放，傳真過程結束。

IP傳真除了具備傳統傳真的功能外，還有許多普通傳真業務所不能替代的優越功能。

IP傳真用户可以通過電子郵件客户軟件、Web瀏覽器、PC上的傳真客户軟件或IP傳真機，通過現有的因特網連接發送傳真。在網絡的接入點，通過因特網連接，傳真可直接傳遞至具有IP傳真能力的接入點（POP）。

IP電話和IP傳真使用的是不同的協議與結構。IP電話採用的是ITU-T H.323 或 IETF SIP協議；而IP傳真採用的是ITU-T T.38或ITU-T T.37協議，通信協議的不同必然也會有不同網絡結構。

產生這個問題的根本原因是編碼方式的差異。傳統的傳真機，如G3傳真機，在設計時是以在PSTN上使用為前提，它們為了滿足準透明傳輸的要求，採用階段轉移和其他信號組件的編碼方法，而G.711 64kbit/s PCM 編碼方式足以滿足這類終端的帶寬和速率的要求。

IP電話的研究重點在以語音為主要特徵的模擬信號上，強調在IP網絡內低帶寬分組形式傳送，因此在設計IP電話之初，沒有考慮像傳真和調製解調信號要求透明傳輸的需要。這就導致IP電話編碼方式，無論G.723.1還是G.729a，雖然可以通過低帶寬(低於10kbit/s)就能保證良好的語音效果，但是用這種編碼方式傳輸G3傳真數據就引起了混亂。

為了將傳真信息不同與語音信息處理，ITU-T T.38或IETF T.37協議都要求網關具有將模擬信號調製成的數字信號打成IP包傳送，或者將IP包還原的數字信號解調成模擬的傳真信號的功能。這個網關的作用不同與IP電話網關，所以我們更習慣將兩者區別，稱其為IP傳真網關。

IP傳真的標準主要有兩個，分別是ITU-T實時傳真標準(T.38)和IETF的存儲轉發標準(等同於ITU-T T.37)。T.38和T.37在H.323模型中的位置與G.7XX系列語音編碼協議類似，都是完成再編碼滿足低帶寬傳送的要求。

1．ITU-T實時傳真標準T.38

T.38協議是ITU-T SG16研究處理實時傳真問題的建議，它的全稱是“終端間使用IP網絡進行實時G3傳真通信的程序”。這個建議規定了G3傳真機利用IP傳真網關傳送傳真，也可以運用於G3傳真機和因特網的計算機之間傳真通信。T.38協議在H.323附件D中得到了明確的規定。

T.38協議對傳真數據信息採用了IP傳真協議(IFP)分組。這些消息包含了一個類型域和一個數據域，類型域中定義了3種類型：T.30_indicator、T.30_data和T.30_disconnect。從名字上可以看出，它們均採用了PSTN傳真方式的T.30標準的數據分組。

IFP分組包可以通過TCP承載，也可以使用UDP方式傳送。其分組結構圖如圖1所示。TCP和UDP傳送方式的差別在於：TCP是可靠傳輸方式，當一方檢測到錯誤就要求重發，導致數據傳輸時延比較大；UDP是一種不可靠傳輸方式，因為缺少一些頭消息和沒有多餘的呼叫建立消息，所以數據傳輸時延比較小，但是錯誤就多些，需要採用前向糾錯機(FEC)制加以預防。FEC是指前一次發送過的某些數據在本次數據分組中再次發送，從而防止數據包的丟失。

正如我們在傳真技術原理一節所講的，IP傳真中網關之間的IFP信息流傳送過程和PSTN中兩個G3傳真機之間的過程基本相同，惟一一點區別在於雙方在確定傳輸速率上協商略有不同，IP傳真在T.38協議中通過數據速率管理程序達到收、發端之間的同步。

一旦雙方協商完畢，T.30數據分組就可以進行傳輸了。在UDP傳輸方式中，每個數據分組包都包含一個UDPTL(UDP傳輸層)分組，便於確定在整個數據流中位置的序列號。

2．IETF的存儲轉發標準（ITU-T T.37）

IETF根據電子郵件模型發展了一套傳真框架，即存儲轉發標準。它的目的是實現互聯網電子郵件和傳真用户之間的無逢通信。在這種框架下，傳真信息更像被看做互聯網的一封電子郵件加以處理。網關按照RFC822互聯網郵件題頭標準封裝傳真信息。傳真信息必須根據多用途互聯網郵件封裝(MINE)協議進行識別，再編碼成一個TIFF_F格式的文件。考慮到目前互聯網郵件系統的數據加密、認證和數據安全的標準性及實效性都得到了有效的證實，所以這種實現方式顯得比較容易可行。

郵件題頭包含了目的地址。當網關或主機向PSTN中某個G3傳真機發送信息時，郵件題頭必須包含該傳真機的電話號碼以便連接；當向IP網絡中某一主機發送傳真信息時，則使用標準的郵件地址，即用户名@主機名.域名。

值得注意的是，在T.37協議中定義了一種因特網傳真設備(IFax)，可以作為發送和接收互聯網傳真的節點。這種設備具有PSTN接口的傳真機或者按G3標準連結到IP網的網關。

1．IP傳真網關模塊化構成

IP傳真網關可以與IP電話網關集成為一個整體，成為VoIP/FoIP集成系統的一個模塊或者單獨成立一個獨立IP傳真網關係統。不管採用何種方式，組成IP傳真網關的結構是一致的，可以劃分成如下5個模塊，如圖2所示。

PSTN接口：為傳統傳真機連接到IP網絡提供PSTN端的接口。在小型網關上，網關一般提供一個簡單的RJ-11標準接口就可以了；而在大型網關上，尤其那些連接大量傳真機的網關，通過模擬或數字接口提供PBX連接。

傳真調制解調器：一旦PSTN接口收到傳真信號，調制解調器就把它解調成原來的HDLC格式的傳真數據。考慮到呼叫傳真機可能使用多種協議標準如G1、G2或G3，所以調制解調器一般要支持所有這幾種方式，並且約定與呼叫方傳真機之間的最大傳輸速率。

傳真協議驅動器：這個模塊提供了G3 T.30傳真協議處理過程，執行從一端到另一端的信號處理。傳真協議驅動器通過發送空HDLC幀作為保持連接信號，通過發送CRP幀在從分組網接收數據時請求重發丟失或錯誤的幀。

傳真網絡驅動器：完成傳真協議(IFP)分組並將它們傳輸到IP層。為除去數據流中不穩定的數據，IP層在處理到來的IFP數據分組時，必須把這些數據存在緩存區，然後把它們提交給傳真協議。一些網關使用了合適的或基於標準的(如RTP)信令來完成這項工作，還有一些網關則採用簡單地按照協商的傳真數據速率把它們提交給傳真協議。

IP協議：IP層必須把IFP數據分組封裝成IP數據包，然後將它傳送到目的網關。

2．網關的分類

根據傳真網關使用協議上的不同，我們將IP傳真網關分為實時傳真網關和存儲轉發網關兩類。

（1）實時傳真網關

通過IP網絡發送傳真的用户想和原來發送傳真的“感覺”一樣，在傳真會話完畢後，想知道對方是否收到了傳真。G3傳真機之間的實時網關需要保留PSTN傳真會話的基本內容，即在傳真會話沒有完成之前就指示發送是否成功。對於G3傳真機，交互操作是由T.30強制規定的，當接收傳真機沒有收完當前頁的時候，發送傳真機是不會把這頁紙放開的。如果傳真頁被成功地發送，剛剛發送的這頁紙才被釋放，如果傳真頁發送失敗，發送方的傳真機將打印或顯示錯誤報告。G3-to-IP實時網關允許G3傳真機和另一台G3傳真機通信時採用交互鎖定的T.30協議，傳真機發送由網關接收，解調為數字圖形，圖形被打包，通過IP網絡發送到離接收傳真機最近的遠端服務器上，圖形被解調併發送到接收傳真機上，這叫作“demo/remo”。如果PSTN的延遲可以忽略，IP網絡上的延遲會影響T.30協議對連接的保持能力，如果延遲超過交互鎖定時間的要求，傳真網關會中止傳真會話並報告錯誤。為更好地處理不可預知的IP延遲，一些實時的傳真網關在本地補充與傳真機直接交互的協議。這個插入的協議叫spoofing(欺騙)，spoofing使發送傳真機慢下來，以便接收端跟上，重新調整通信同步。這種spoofing不能太多，它只能在IP網絡有延遲的時候加入傳真會話，否則，傳真會話將會失敗。用户可能設置他允許的spoofing的總量，但是在傳真期間，會話還是會被spoofing延長。

（2）存儲轉發網關

在存儲轉發網關中，一個完整的傳真發送、接收過程包括兩個獨立的會話—發送並存儲到網關中，發送到接收傳真設備上。這是兩個獨立的傳真過程，並且彼此沒有時間上的重疊。即使兩個會話有時間重疊，它仍然是一個存儲轉發網關，不是實時網關。在G3-to-IP傳真存儲轉發網關中，發送傳真機像通常的G3會話一樣通過PSTN把文檔發送到網關。圖形一般存儲為TIFF-F格式的文件，然後把圖形當作一個文件或E-mail的一個附件通過IP網絡傳送到離接收傳真機最近的遠程網關上，這個遠程網關發起呼叫，像普通傳真機會話一樣把文檔發到G3傳真機上。存儲轉發的優越性在於延遲不再是問題。同時，遠程網關可以發送E-mail或傳真來確議發送成功。另外，存儲轉發系統將可以直接和符合IETF新標準的IP傳真機協調工作。這種新的傳真機可以直接和IP網絡通信或與網絡上的其他符合IETF標準的傳真機通信。

國際市場上比較流行的支持IP傳真，且經過主流VoIP設備提供商認證的產品有OceanFax、OpenText Fax Server、XmediusFax等產品。

IP傳真除了具備傳統傳真的功能外，還有許多普通傳真業務所不能替代的優越功能。

IP傳真用户可以通過電子郵件客户軟件、Web瀏覽器、PC上的傳真客户軟件或IP傳真機，通過現有的因特網連接發送傳真。在網絡的接入點，通過因特網連接，傳真可直接傳遞至具有IP傳真能力的接入點（POP）。

國際市場上比較流行的支持IP傳真，且經過主流VoIP設備提供商認證的產品有OceanFax、OpenText Fax Server、XmediusFax等產品。