網絡傳真綜述及設計

張志龍

1.引言

隨著互聯網通信技術還有信息處理技術的發展，傳統電信業務的網絡化得到迅速發展。基于IP的多媒體業務紛紛涌現。比如IP電話取代傳統電話，Email取代普通信件，微信取代傳統短信，以及IP視頻會議的廣泛應用。這些網絡應用無時不刻的影響著人們的現代生活。傳真技術也逐漸由傳統的電話網傳真過渡到網絡傳真。網絡傳真的出現，使得人們更加高效，便捷的收發傳真，且成本低廉。

傳真通信向高速、高效、移動、網絡化和集中管理方向發展；而傳真報文由簡單的文件傳輸向彩色圖像傳輸發展。在這種發展形勢下，傳統傳真通信已經無法滿足企業或個人的要求，越來越暴露出它的缺點。主要有以下幾個方面：

第一，工作效率低。在一些大型企業或政府機關，會有大業務量的傳真需求。即需要將一份傳真迅速的傳送到很多個子公司或部門，或者需要通過傳真將一份好多頁的文件下發給每個子單位。這種情況下，管理人員需要安排多人多個傳真機進行傳真操作。每發送一次，需要經過撥號、訓練、發送等階段，耗時較長，效率較低。

第二，傳真成本較高。雖然傳真業務按通話時間和傳送文件時間收取費用，資費標準和電話一樣，但長年累月下來，傳真費用也是一筆不小的開支，尤其是遠距離傳真通信費用較高。在傳真業務量大的企業，傳真成本高尤為突出。

第三，無法傳輸彩色圖片。傳統電話網傳真速率最高只有33.6kbps，傳輸一份彩色圖片耗時很長，既不經濟又不可行。這在很大程度上遏制了彩色傳真的發展。

傳統電話網傳真越來越不適應通信技術的發展。針對網絡傳真的應用，早在1998年，國際電信聯盟就針對網絡傳真業務討論了相關的技術問題，確定了F.185、T.37、T.38建議[1]，以此指導和規范網絡傳真的發展。

2.網絡傳真技術概述

ITU-T確定了三個建議：F.185、T.37、T.38。這三個建議規范了網絡傳真的方式、協議、流程及傳真通信的格式。在F.185中，定義了兩種網絡傳真方式，分別是“實時網絡傳真”和“存儲轉發網絡傳真”，同時具體描述了通過Internet進行傳真的業務指南和技術要求；T.37協議規定了“通過Internet Email傳輸傳真的規程”[2]，如圖1所示；T.38協議則規定了“IP網絡上三類傳真實時通信的規程”[3]，如圖2所示。

T.38協議定義了傳真數據封裝的兩種方式：一是采用TCP方式；另一種是采用UDP方式。對于TCP方式來說，由于實行的是無差錯的重發機制，可靠性高，但是對信道的要求較高。如果信道存在丟包或數據出錯的情況下，時延會顯著增加，導致網絡進一步堵塞，從而可能迫使通信中斷。而UDP方式，數據包結構簡潔，沒有一些頭信息和沒有呼叫建立信息，不能自己糾錯，因此需要應用層提供糾錯能力。

T.38規定了呼叫建立過程，并提供了兩種方法。一種采用H.323，一種采用SIP。H.323定義式無QoS保證的分組網絡上的多媒體通信系統標準，不僅能夠發送和接收語音、傳真，而且可以支持多種視頻業務、數據業務。SIP協議是一種信令協議，用于建立會話。T.38建議中規定了基于SIP協議的實時IP傳真網關間的呼叫建立規程。該規程要求SIP呼叫信令用一個單獨的通道，缺省值為5060，而使用另一個端口作為傳真數據的傳輸通道。

3.網絡傳真方案設計

實時網絡傳真是網絡傳真機中的一個功能模塊。對于網絡傳真機來說，除了網絡傳真功能以外，還有PSTN傳真、打印、掃描等功能。所以，系統架構要注重模塊化、結構化，同時軟件系統采用分層設計，有利于功能模塊的劃分，減少耦合度和復雜度，提高整機的擴展性和可靠性。

網絡傳真機通過以太網口連入互聯網，可以與支持T.38協議的網絡傳真機或網絡終端進行高速高質量的傳真通信，鏈路層協議基于標準的IP協議、傳輸層協議基于有連接的TCP協議、應用層通信協議按照T.38建議組包。網絡傳真發送采用先掃描后發送的方式，即先把所有要發送的原稿掃描到存儲器中，然后再建鏈發送。

實時網絡傳真系統方案由打印分系統、掃描分系統、人機接口分系統、通信分系統組成。分系統包含各自的硬件、軟件和結構，自成體系，能獨立運行。系統框圖如圖3所示。

實時網絡傳真的傳真數據由掃描分系統提供；在收到網絡傳真后，將數據送到打印分系統將它還原成紙質文本；通信分系統負責網絡傳真通信；人機接口分系統負責人機交互，接收操作員命令和顯示通信狀態。

實時網絡傳真采用SIP/SDP的呼叫建立規程。SIP呼叫建立用于IP環境下僅進行傳真通信，在此環境下不提供話音通信。SIP信令控制管理模塊采用單獨的TCP/UDP端口發送T.38傳真呼叫，缺省值為5060，用于呼叫信令。當建立網絡傳真連接后，使用一個隨機的TCP端口傳送傳真信息。SIP呼叫建立共有5個階段過程：用戶位置，用戶能力，用戶有效性，呼叫建立和呼叫處理[6]。雙方采用SDP進行能力協商，以確定網關或終端支持和使用哪些選項。SDP會話描述是采用UTF-8文本字符。當使用UDPTL和TCP傳送時，采用特定的T.38相關的屬性來標識其能力。

根據SIP協議，該模塊主要由消息層、事務層和對話層組成。下圖描述了SIP消息如何在PJSIP組件之間傳遞的。

SIP終端（Endpoint）是SIP協議棧的核心部分。它為SIP組件分配池，管理定時器，擁有PJLIB的IO隊列實例，管理PJSIP模塊，從運輸層接收SIP消息，然后將其轉發給其他模塊。

通過SIP呼叫，建立連接后，進入報文傳輸過程。此過程與傳統T30通信一致。

4.結束語

傳真通信作為一個傳統技術曾經得到很廣泛的應用。它的特點主要是傳輸真跡，使用方便。隨著網絡技術的迅速發展，傳真技術與網絡結合的應用越來越廣泛。實時網絡傳真作為基于 IP技術的應用，已經得到廣泛的關注與發展。

參考文獻

[1]劉立柱，網絡傳真通信原理與技術，北京，國防工業出版社，2006，4

[2] 黃月祥，基于 PJSIP的嵌入式 VoIP終端的研究和實現 [D]，昆明，昆明理工大學，2011， 35.

[3] Bennylp，“PJSIP-Dev-Guide Version 0.5.4”， 2006，3