傳真機和POS機功能在軟交換的實現(xiàn)

呂智

摘 要：隨著社會的發(fā)展，用戶需求也在不斷變化，呈現(xiàn)多樣化的趨勢。集語音、數(shù)據(jù)、傳真和視頻業(yè)務(wù)于一體的全新網(wǎng)絡(luò)已在我公司改造完成。就傳真和POS功能在軟交換的實施進行闡述。

關(guān)鍵詞：傳真；POS機；PSTN網(wǎng)絡(luò)；IP網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號：TH693.5 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）10-0120-03

隨著無源光纖網(wǎng)絡(luò)（PON）的不斷增多和深入發(fā)展，軟交換逐漸取代了傳統(tǒng)的公共交換電話網(wǎng)絡(luò)（PSTN），軟交換電話業(yè)務(wù)已經(jīng)日趨成熟，經(jīng)軟交換接入的傳真機和POS機已經(jīng)是網(wǎng)絡(luò)中必不可少的業(yè)務(wù)。通過IP網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的傳真機和POS機有一個共同點，就是需要將通話的語音通道切換到數(shù)據(jù)通道，才能保證信號的有效傳遞。

IP網(wǎng)絡(luò)本身不能提供像PSTN網(wǎng)絡(luò)一樣穩(wěn)定、可靠的連接，丟包率、時延、抖動等參數(shù)都會影響連接的質(zhì)量。對傳真業(yè)務(wù)而言，調(diào)制成語音的數(shù)據(jù)其完整性必須要得到保證，否則，收端傳真機無法還原傳真內(nèi)容。同時，在IP網(wǎng)絡(luò)的要求下，可以繼續(xù)使用PSTN網(wǎng)絡(luò)中的傳真機，原先為適應(yīng)PSTN網(wǎng)絡(luò)而制定的傳真機協(xié)議參數(shù)（特別是協(xié)議中的定時器）也必須在IP網(wǎng)絡(luò)中不加修改地使用，所以，對丟包率、時延、抖動等參數(shù)有著比語音業(yè)務(wù)更苛刻的要求。

為了在IP網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)傳真，需要對傳輸內(nèi)容進行不同于語音的額外保護，比如ITU-T T.38協(xié)議和帶冗余信息的ITU-T G.711編碼，都成為了傳真業(yè)務(wù)應(yīng)用時的數(shù)據(jù)協(xié)議。

在PSTN網(wǎng)絡(luò)中，傳真直接在兩端傳真機之間使用相關(guān)的協(xié)議（比如ITU-T T.30），通過端到端的方式實現(xiàn)。交換機本身只是提供一種傳輸通道，并不關(guān)心傳輸內(nèi)容。交換機并不控制傳真的實現(xiàn)，不介入傳真能力協(xié)商。

在IP網(wǎng)絡(luò)中，可以繼續(xù)使用與PSTN相同的端到端的方式進行傳真。軟交換和網(wǎng)關(guān)（MG和IAD）除了繼續(xù)提供端到端的傳真實現(xiàn)技術(shù)外，還提供了由軟交換參與傳真通道建立/釋放、語音/傳真媒體的切換機制。該機制完全符合中國電信企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——有關(guān)H.248、MGCP、SIP的順從規(guī)范，也參照了ITU-T T.38、Annex D和Annex E。

1 傳真機與POS機業(yè)務(wù)在軟交換中的實現(xiàn)

1.1 傳真機呼叫原理

1.1.1 傳真呼叫流程

當(dāng)由軟交換參與傳真控制時，建立通話的過程與傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)完全相同，但進入通話階段后，如果啟用傳真，其控制步驟分為四步：①傳真開始。網(wǎng)關(guān)（MG和IAD）在檢測出傳真/Modem信號，并經(jīng)過確認(rèn)是傳真開始事件后，將此事件上報給軟交換。②媒體切入傳真模式。軟交換接收到傳真開始事件后，協(xié)商傳真媒體，確認(rèn)通信雙方的傳真端口（可以啟用第二個端口）、確認(rèn)通信雙方采用的傳真協(xié)議（T.38、G.711等），并在協(xié)商完成后進行媒體切換。此時，通信雙方的傳真機則可以進行后續(xù)的傳真能力協(xié)商和內(nèi)容傳輸。③傳真結(jié)束。當(dāng)傳真完成后，網(wǎng)關(guān)（MG和IAD）可以檢測出傳真結(jié)束事件，并上報給軟交換。④媒體切回語音模式。軟交換接收到傳真結(jié)束事件后，再次發(fā)起媒體切換過程，將原先保存的傳真開始前的語音能力重新下達給網(wǎng)關(guān)（MG和IAD），使雙方可以重新開始語音通話。

1.1.2 傳真過程簡要概述

傳真撥完號碼后，無論是發(fā)傳真還是收傳真，主被叫哪一方發(fā)送SEND，哪一方就給軟交換發(fā)送DTT=V21FLAG信令。

具體做法是可以通過跟蹤主叫或H248，判斷軟交換（SS）有沒有切換；通過上報DTT=V21FLAG消息給SS，SS下發(fā)第二段傳真T38傳真模式，傳真采用G.711打包格式，并將其切換至數(shù)據(jù)通道。但這一切的前提是PON需要支持T38、T30，在PON上改SS全控，調(diào)整FAX參數(shù)。

1.1.3 SS側(cè)傳真數(shù)據(jù)配置

1.1.3.1 SDP參數(shù)

T.38的描述：

v=0 SDP協(xié)議的版本號

c=IN IP4 $ 連接地址類型為IP4

m=image $ udptl t38 媒體類型表示為T38的傳真

a=ptime：20 發(fā)包間隔時間，20 ms

a=T38FaxRateManagement：transferredTCF 轉(zhuǎn)發(fā)TCF

a=T38FaxUdpEC：t38UDPRedundancy UDP的冗余錯誤檢測

a=T38MaxBitRate：14400 傳真速率

G.711語音透傳的描述

v=0

c=IN IP4 $

m=audio $ RTP/AVP 8

a=ptime：10

1.1.3.2 信令比較說明

與沒有傳真控制功能的呼叫信令相比，傳真控制信令的建立過程略有不同，表述如下：①在創(chuàng)建上下文階段（比如主叫回鈴音階段、被叫振鈴階段或通話階段）時，需要新增對TDM用戶（可以是中繼用戶或模擬用戶線用戶）下發(fā)檢測傳真事件（ctype/dtone，al/on）。②用戶A在傳真機上按“開始/Start”，開始觸發(fā)傳真，網(wǎng)關(guān)檢測并確認(rèn)是傳真事件后，向軟交換上報ctyp/dtone{dtt=V21flag}事件（普通語音呼叫流程中沒有此信令）。③軟交換收到傳真事件后，發(fā)起傳真能力協(xié)商和切換媒體流程。一方面為TDM用戶下發(fā)fax/faxconnchange事件檢測傳真結(jié)束信號；另一方面，對已建立的RTP終結(jié)點（TerminationID）設(shè)置傳真參數(shù)，比如設(shè)置faxstate為negotiating，以指明呼叫為FAX；將本地媒體能力置為上文屬性模板配置中的傳真媒體能力集。④網(wǎng)關(guān)返回應(yīng)答后，軟交換就可以將該用戶作為傳真時的媒體端口。⑤軟交換將網(wǎng)關(guān)USER0用戶的傳真能力傳遞給另一通話方，并將其中TDM用戶置為傳真模式，設(shè)置 TerminationState的fax/faxstate為Negotiating，LocalControl中的tdmc/ec為off，并使用fax/faxconnchange檢測該用戶傳真結(jié)束事件，同時，將對應(yīng)的RTP用戶置為傳真模式，ctyp/calltyp為FAX。⑥網(wǎng)關(guān)返回響應(yīng)，將該用戶傳真媒體端口返回給軟交換。⑦軟交換將協(xié)商后的傳真媒體發(fā)向傳真發(fā)起側(cè)，填入Remote描述符。⑧網(wǎng)關(guān)返回響應(yīng)，雙方進入傳真狀態(tài)。⑨傳真結(jié)束后，任意一方都可以上報傳真結(jié)束事件。⑩軟交換收到傳真結(jié)束事件后，將通話雙方從傳真模式切回到語音模式。endprint

1.2 POS機呼叫原理

1.2.1 POS機刷卡過程

刷POS機的過程就是撥號過程，處在SDP的第一段音頻、撥叫服務(wù)器的過程就相當(dāng)于撥打電話，服務(wù)器給SS一個MODEM信號，上傳DTT=INSBR的消息，SS收到消息后，再指示下發(fā)SDP第二段描述AUP.8，SS指示PON和網(wǎng)關(guān)切換到數(shù)據(jù)通道，然后傳送卡號、密碼，建立數(shù)據(jù)通道連接。需要特別提出的是，在用戶側(cè)PON的數(shù)據(jù)參數(shù)MODEM，業(yè)務(wù)控制選項應(yīng)該調(diào)整為受控于軟交換。

1.2.2 POS機刷卡不成功的原因

造成POS機不能正常工作的最主要原因是POS機所呼叫的服務(wù)器位于不同位置，接入不同的匯接局或關(guān)口局，呼叫流程煩瑣，而且其在TG9000上電路消息又極不容易跟蹤。為了簡化呼叫流程，提高POS機呼叫的成功率，最直接、最簡便的辦法就是在軟交換（SS）上增加相應(yīng)服務(wù)器的控制媒體。POS撥號后與控制媒體數(shù)據(jù)匹配，省略了SDP的第一段音頻，直接下發(fā)第二段，直接進入數(shù)據(jù)通道，不需要再切換，大大提高了POS機接通的成功率。

另外，POS機型號雜亂，例如惠普等不同廠家，有些與PON不兼容，這也是造成POS機刷卡不成功的原因之一。

1.3 POS機的解決辦法：增加業(yè)務(wù)控制媒體

1.3.1 業(yè)務(wù)控制媒體需求的提出

在當(dāng)前軟交換版本中，對RTP媒體的控制——主要是指編解碼能力的選擇，一般情況是通過對這個用戶所屬的節(jié)點（網(wǎng)關(guān)）配置缺省屬性模板的形式實現(xiàn)的，對需要呼叫的節(jié)點下發(fā)允許支持的編解碼方式和其他媒體控制選項，也就是說，對媒體的控制是針對整個節(jié)點（網(wǎng)關(guān)）的。在實際應(yīng)用過程中，有時也會遇到一些特別情況：①需要針對節(jié)點（網(wǎng)關(guān)）中的部分用戶設(shè)置不同的媒體能力，例如對重要、優(yōu)先用戶則采用高保真的編解碼能力。②根據(jù)不同被叫號碼來選擇媒體，例如當(dāng)進行上網(wǎng)撥號呼叫時，可能需要采用G.711編碼。③根據(jù)不同的業(yè)務(wù)類別選擇媒體，例如國際長途呼叫使用G.729編碼。④根據(jù)業(yè)務(wù)呼叫的承載能力來選擇媒體，例如ISDN用戶當(dāng)采用64K不受限業(yè)務(wù)時，可能需要指定使用G.711作為語音編解碼。同時，可能需要設(shè)置回聲抑制、增益、靜音檢測等參數(shù)。⑤有時也會有更靈活的需求，比如某個號碼分析子撥打某個號碼段時，用一種編碼方式，其他的號碼分析子撥打該號碼時用普通的編碼方式。

如果網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（比如路由器）支持，可以下發(fā)一些QOS參數(shù)，設(shè)置不同媒體、信令的TOS值，從而區(qū)分語音和上網(wǎng)數(shù)據(jù)，保證語音、視頻的質(zhì)量。軟交換可以設(shè)置不同的媒體優(yōu)先級、信令優(yōu)先級，通過H.248/MGCP協(xié)議下發(fā)給網(wǎng)關(guān)。

以上種種就是業(yè)務(wù)控制媒體所要實現(xiàn)的功能，其目的在于可以在使用缺省媒體能力的同時，滿足為個別用戶定制媒體能力的需要。

1.3.2 業(yè)務(wù)控制媒體的原理

業(yè)務(wù)控制媒體目前的版本提供了五種輸入?yún)?shù)，經(jīng)過組合后，可以得到所需要的三種輸出參數(shù)。

1.3.2.1 五種輸入?yún)?shù)

這五種輸入?yún)?shù)是：①號碼分析子，代表主叫用戶信息。在通常情況下，同一節(jié)點（網(wǎng)關(guān)）采用相同的缺省屬性、包模板等，但是，其中的不同用戶可以采用不同的號碼分析子得到不同的允許呼叫范圍。如果填入0，表示所有號碼分析子都可以參與組合。②用戶類別。這里主要用于區(qū)分用戶是屬于普通用戶還是重要優(yōu)先用戶等。如果填入0，就表示所有用戶類別。③業(yè)務(wù)類別。這里主要用于區(qū)分呼叫類別是屬于市話、本地、國內(nèi)長途，還是國際長途等。④承載業(yè)務(wù)。這里主要是用于區(qū)分是語音、64K不受限等承載業(yè)務(wù)，一般來自7號信令中的對應(yīng)參數(shù)。填寫時，要根據(jù)7號的標(biāo)準(zhǔn)來填寫。如果填入0，表示所有承載業(yè)務(wù)。⑤被叫號碼信息。這里可以指定被叫號碼，可以實現(xiàn)對諸如撥號上網(wǎng)業(yè)務(wù)的區(qū)分。當(dāng)前版本提供兩種方式來指定被叫號碼信息，被叫號碼前三位，比如163，169，114等業(yè)務(wù)字冠，凡是被叫號碼前三位符合條件的，均會觸發(fā)業(yè)務(wù)控制媒體所設(shè)置的輸出參數(shù)，也可以完整的被叫號碼，比如單位總機、信息臺號碼、彩票中心、公話管理中心等。如果不填任何號碼，則表示全部被叫號碼。

1.3.2.2 三種輸出參數(shù)

1.3.2.2.1 缺省屬性模板

當(dāng)前版本通過不同的缺省屬性模板表示不同的媒體能力。在這個屬性模板中，可以對媒體編解碼能力、回聲抑制、數(shù)字增益等參數(shù)進行配置。每個節(jié)點（網(wǎng)關(guān)）都有對應(yīng)的缺省屬性模板，如果這個值選擇了不同于節(jié)點（網(wǎng)關(guān)）的缺省屬性模板值A(chǔ)，當(dāng)用戶滿足了業(yè)務(wù)控制媒體的5個輸入?yún)?shù)，系統(tǒng)在創(chuàng)建媒體時就可以將該模板A中的媒體能力作為此次呼叫的媒體能力下發(fā)給網(wǎng)關(guān)。這個值不能填為0或其他不存在的屬性模板標(biāo)識。對H.248協(xié)議的網(wǎng)關(guān)或IAD，如果在包模板中設(shè)置了TDMC包，則在下發(fā)的H.248命令中將包含有關(guān)回聲抑制、數(shù)字增益等參數(shù)的輸出；如果在包模板中設(shè)置了NT包，則下發(fā)的H.248命令中將包含有關(guān)檢測上報語音質(zhì)量告警、網(wǎng)絡(luò)失效等門限值。

1.3.2.2.2 語音流優(yōu)先級

當(dāng)前版本通過該參數(shù)來設(shè)置媒體優(yōu)先級，網(wǎng)關(guān)收到此參數(shù)后，在封裝IP包時填入TOS字段。它與IP協(xié)議中TOS字節(jié)相對應(yīng)，取值范圍在0～255之間。如果取0，則為缺省，表示沒有優(yōu)先級。對于H.248協(xié)議的網(wǎng)關(guān)或IAD，只有在包模板中設(shè)置了DIFFSERV包，則下發(fā)的H.248命令才將包含對應(yīng)的媒體流優(yōu)先級參數(shù)輸出。

1.3.2.2.3 信令等級

當(dāng)前版本通過該參數(shù)來設(shè)置信令優(yōu)先級，網(wǎng)關(guān)收到此參數(shù)后，在封裝IP包時填入TOS字段。它與IP協(xié)議中TOS字節(jié)相對應(yīng)，取值范圍在0～255之間。如果取0，則為缺省，表示沒有優(yōu)先級。對于H.248協(xié)議的網(wǎng)關(guān)或IAD，該參數(shù)填入上下文的Priority描述符中，只有在信令等級不為0的情況下，下發(fā)的H.248命令才會將包含對應(yīng)的信令等級參數(shù)輸出，否則不會出現(xiàn)。endprint

1.3.3 如何判斷業(yè)務(wù)媒體控制是否生效

對用戶進行H.248信令跟蹤，對跟蹤信令進行分析，檢查配置是否生效。如果業(yè)務(wù)控制媒體起到了控制作用，在通話建立之前可以看到SS下發(fā)的信令如下：

！/1 [10.44.13.1]：2944 T=67296265{C=${A=T004000000200 0900002{M{ST=1{O{MO=SR}}}}， A=${M{ST=1{O{MO=RC，nt/jit=40， }，L{

v=0

c=IN IP4 $

m=audio $ RTP/AVP 8

a=ptime：10

a=X-ChannelAttr：1

}}}，E=67110864{nt/netfail，nt/qualert{th=80}}}}}

這說明：①如果起用信令流優(yōu)先級，那么信令中有PR=1的參數(shù)，PR后的數(shù)字對應(yīng)業(yè)務(wù)控制媒體記錄中的信令等級配置的值。②如果起用媒體流優(yōu)先級，那么信令中有diffserv/dscp=1的參數(shù)，后面的數(shù)字對應(yīng)業(yè)務(wù)控制媒體記錄中語音流優(yōu)先級配置的值。如果沒有在要進行控制的網(wǎng)關(guān)上添加249-diffserv包，那信令中就沒有“diffserv/dscp=”部分，則語音流優(yōu)先級的控制就不起作用。

1.3.4 常用屬性模板

配置采用G.711u、G.711A、G.729能力，同時增加RFC2833能力集，可以進行如下配置：

回聲抑制：選擇（打開）。

SDP語音流配置：

v=0

c=IN IP4 $

m=audio $ RTP/AVP 8 0 18 97 96

a=ptime：20

a=rtpmap：96 red/8000/1

a=rtpmap：97 telephone-event/8000/1

a=fmtp：96 97

MODEM、彩票機等采用高速業(yè)務(wù)控制媒體，可以進行如下配置：

回聲抑制：不選擇（關(guān)閉）。

SDP語音流配置：

v=0

c=IN IP4 $

m=audio $ RTP/AVP 8

a=ptime：10

a=X-ChannelAttr：1

加密傳真采用低速業(yè)務(wù)控制媒體，可以如下配置：

回聲抑制：選擇（打開）。

SDP語音流配置：

v=0

c=IN IP4 $

m=audio $ RTP/AVP 8

a=ptime：20

a=X-ChannelAttr：2

ISDN透明傳輸可以進行如下配置：

回聲抑制：不選擇（關(guān)閉）。

SDP語音流配置：

v=0

c=IN IP4 $

m=audio $ RTP/AVP 101

a=rtpmap：101 CLEARMODE/8000

a=ptime：10

2 傳真機和POS機故障處理

2.1 遇到傳真和POS機故障分析流程

具體分析流程如下：①檢查PON的受控方式。②檢查有沒有DTT信號。③查看消息在切換數(shù)據(jù)通道時有沒有報錯。④檢查通道質(zhì)量。因為丟包、時延是影響傳真、POS機工作的兩個主要因素。傳真和POS對通道質(zhì)量的要求要比通話質(zhì)量的要求高得多。⑤在TG上抓包，對電路域和IP域進行分析。

2.2 典型故障分析

2.2.1 問題描述

NGN本地網(wǎng)，AG下用戶通過16300撥號上網(wǎng)，根本連不上服務(wù)器或剛連上就斷了。而該用戶從PSTN網(wǎng)割接以前都沒有出現(xiàn)這個問題。

出現(xiàn)此問題后，抓H.248信令觀察發(fā)現(xiàn)是服務(wù)器根本沒響應(yīng)。通過抓包發(fā)現(xiàn)，有非常嚴(yán)重的丟包率。因為16300撥號上網(wǎng)對IP承載網(wǎng)質(zhì)量要求非常高，它不像普通語音電話，少量丟包率不會對它有影響。咨詢800，800答復(fù)“用業(yè)務(wù)控制媒體可以有效地排除此故障”，即在用16300撥號上網(wǎng)時，使用特殊號碼分析子，不進行切換。對相關(guān)文檔進行配置后發(fā)現(xiàn)，16300撥號上網(wǎng)情況有了很大的改善，但也并不是每次都能撥上去，分析其原因，還是丟包率造成的。針對此問題，冗余功能可以很好地處理。在TG上加上冗余功能后，問題基本解決了。由于IP承載網(wǎng)本來就不穩(wěn)定，以前就專門測試過IP承載網(wǎng)的問題性，發(fā)現(xiàn)確實有丟包現(xiàn)象，由此可知，這類故障是由IP網(wǎng)丟包引起的。

2.2.2 接收成功率低

部分AG5200用戶自動接收傳真時，接收成功率很低。通過相關(guān)分析，處理這個問題的方法有：①建議用戶在利用其他PSTN線路檢測傳真機自動接收時，測試傳真機沒有問題。②由于傳真方式為SS全不控方式，所以，在SS上進行行令跟蹤是看不到傳真的媒體交互過程的，因此，只能簡單看一下七號流程，看AG用戶有沒有回應(yīng)答消息。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)成功時就有應(yīng)答消息，失敗時就沒有應(yīng)答，而是超時釋放。由此可以判定，傳真機和設(shè)備的配合出現(xiàn)了問題。

解決這個問題分方法是：查看AG5200的傳真方式，設(shè)為T30，而TG（MSG9000）為T38模式，更改TG為T30模式后，測試正常。

這里需要說明的一點是，TG上可以設(shè)定多種傳真模式，比如T30、T38等，但是，傳真最終的模式是由AG模式?jīng)Q定的，也就是說即使在TG上設(shè)成了T38，假如AG設(shè)為T30的話，TG最終會將傳真模式改為T30的，但是，這會多一個協(xié)商過程，假如傳真機要求苛刻，就會出現(xiàn)自動接受成功率降低的情況。

2.3 總結(jié)

傳真受SS的控制方式有三種，即全控制方式、部分控制方式和全不控方式，即完全由網(wǎng)關(guān)自己協(xié)商。第二種方式已經(jīng)很少用了，所以不多敘述了，只詳細講第一種和第三種方式。

常用的傳真模式有兩種，即T30（透傳模式）和T38。

當(dāng)傳真的受控方式和傳真模式組合時，就會出現(xiàn)多種情況，我們分情況進行分析。

全不控方式下的T30模式：SS上無需特殊設(shè)置，只要能打通電話就行。AG5200利用4000命令更改FAXMODE為T30.TG（MSG9000）應(yīng)該在VTCA板的單元配置中的模板配置中，將FAXMODE設(shè)置為T30，參數(shù)代號為2.

全不控方式下的T38模式：SS上無需特殊設(shè)置，只要能打通電話就行。AG5200利用4000命令更改FAXMODE為T38.TG（MSG9000）應(yīng)該在VTCA板的單元配置中的模板配置中，將FAXMODE設(shè)置為T38，參數(shù)代號為1.

全控制方式下的T30模式：SS上主要要對AG和TG的包模板中加入19號包，屬性模板中需要在第2個SDP中加入傳真，描述中也要加入相應(yīng)的描述數(shù)據(jù)。AG5200利用4000命令更改FAXMODE為T30.TG（MSG9000）應(yīng)該在VTCA板的單元配置中的模板配置中，將FAXMODE設(shè)置為全控，參數(shù)代號為11.

全控制方式下的T38模式：SS上主要在AG和TG的包模板中加入19號包，在屬性模板中，需要在第二個SDP中加入傳真，描述中也要加入相應(yīng)的描述數(shù)據(jù)。AG5200利用4000命令更改FAXMODE為T38.TG（MSG9000）應(yīng)該在VTCA板的單元配置中的模板配置中，將FAXMODE設(shè)置為全控，參數(shù)代號為11.

參考文獻

[1]宋華煜，王燕.軟交換網(wǎng)絡(luò)中傳真業(yè)務(wù)故障的處理[J].信息通信，2012（1）.

[2]龐蕊.軟交換核心技術(shù)及其應(yīng)用[D].北京：北京郵電大學(xué)，2011.

[3]張玉慧.臨沂華為軟交換POS機刷卡業(yè)務(wù)故障分析[J].山東通信技術(shù)，2009（3）.

〔編輯：白潔〕endprint