網(wǎng)絡(luò)傳真綜述及設(shè)計(jì)

張志龍

1.引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)還有信息處理技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化得到迅速發(fā)展。基于IP的多媒體業(yè)務(wù)紛紛涌現(xiàn)。比如IP電話取代傳統(tǒng)電話，Email取代普通信件，微信取代傳統(tǒng)短信，以及IP視頻會(huì)議的廣泛應(yīng)用。這些網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用無(wú)時(shí)不刻的影響著人們的現(xiàn)代生活。傳真技術(shù)也逐漸由傳統(tǒng)的電話網(wǎng)傳真過(guò)渡到網(wǎng)絡(luò)傳真。網(wǎng)絡(luò)傳真的出現(xiàn)，使得人們更加高效，便捷的收發(fā)傳真，且成本低廉。

傳真通信向高速、高效、移動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)化和集中管理方向發(fā)展；而傳真報(bào)文由簡(jiǎn)單的文件傳輸向彩色圖像傳輸發(fā)展。在這種發(fā)展形勢(shì)下，傳統(tǒng)傳真通信已經(jīng)無(wú)法滿足企業(yè)或個(gè)人的要求，越來(lái)越暴露出它的缺點(diǎn)。主要有以下幾個(gè)方面：

第一，工作效率低。在一些大型企業(yè)或政府機(jī)關(guān)，會(huì)有大業(yè)務(wù)量的傳真需求。即需要將一份傳真迅速的傳送到很多個(gè)子公司或部門，或者需要通過(guò)傳真將一份好多頁(yè)的文件下發(fā)給每個(gè)子單位。這種情況下，管理人員需要安排多人多個(gè)傳真機(jī)進(jìn)行傳真操作。每發(fā)送一次，需要經(jīng)過(guò)撥號(hào)、訓(xùn)練、發(fā)送等階段，耗時(shí)較長(zhǎng)，效率較低。

第二，傳真成本較高。雖然傳真業(yè)務(wù)按通話時(shí)間和傳送文件時(shí)間收取費(fèi)用，資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)和電話一樣，但長(zhǎng)年累月下來(lái)，傳真費(fèi)用也是一筆不小的開(kāi)支，尤其是遠(yuǎn)距離傳真通信費(fèi)用較高。在傳真業(yè)務(wù)量大的企業(yè)，傳真成本高尤為突出。

第三，無(wú)法傳輸彩色圖片。傳統(tǒng)電話網(wǎng)傳真速率最高只有33.6kbps，傳輸一份彩色圖片耗時(shí)很長(zhǎng)，既不經(jīng)濟(jì)又不可行。這在很大程度上遏制了彩色傳真的發(fā)展。

傳統(tǒng)電話網(wǎng)傳真越來(lái)越不適應(yīng)通信技術(shù)的發(fā)展。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳真的應(yīng)用，早在1998年，國(guó)際電信聯(lián)盟就針對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳真業(yè)務(wù)討論了相關(guān)的技術(shù)問(wèn)題，確定了F.185、T.37、T.38建議[1]，以此指導(dǎo)和規(guī)范網(wǎng)絡(luò)傳真的發(fā)展。

2.網(wǎng)絡(luò)傳真技術(shù)概述

ITU-T確定了三個(gè)建議：F.185、T.37、T.38。這三個(gè)建議規(guī)范了網(wǎng)絡(luò)傳真的方式、協(xié)議、流程及傳真通信的格式。在F.185中，定義了兩種網(wǎng)絡(luò)傳真方式，分別是“實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳真”和“存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)傳真”，同時(shí)具體描述了通過(guò)Internet進(jìn)行傳真的業(yè)務(wù)指南和技術(shù)要求；T.37協(xié)議規(guī)定了“通過(guò)Internet Email傳輸傳真的規(guī)程”[2]，如圖1所示；T.38協(xié)議則規(guī)定了“IP網(wǎng)絡(luò)上三類傳真實(shí)時(shí)通信的規(guī)程”[3]，如圖2所示。

T.38協(xié)議定義了傳真數(shù)據(jù)封裝的兩種方式：一是采用TCP方式；另一種是采用UDP方式。對(duì)于TCP方式來(lái)說(shuō)，由于實(shí)行的是無(wú)差錯(cuò)的重發(fā)機(jī)制，可靠性高，但是對(duì)信道的要求較高。如果信道存在丟包或數(shù)據(jù)出錯(cuò)的情況下，時(shí)延會(huì)顯著增加，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步堵塞，從而可能迫使通信中斷。而UDP方式，數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，沒(méi)有一些頭信息和沒(méi)有呼叫建立信息，不能自己糾錯(cuò)，因此需要應(yīng)用層提供糾錯(cuò)能力。

T.38規(guī)定了呼叫建立過(guò)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(wú)QoS保證的分組網(wǎng)絡(luò)上的多媒體通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，不僅能夠發(fā)送和接收語(yǔ)音、傳真，而且可以支持多種視頻業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。SIP協(xié)議是一種信令協(xié)議，用于建立會(huì)話。T.38建議中規(guī)定了基于SIP協(xié)議的實(shí)時(shí)IP傳真網(wǎng)關(guān)間的呼叫建立規(guī)程。該規(guī)程要求SIP呼叫信令用一個(gè)單獨(dú)的通道，缺省值為5060，而使用另一個(gè)端口作為傳真數(shù)據(jù)的傳輸通道。

3.網(wǎng)絡(luò)傳真方案設(shè)計(jì)

實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳真是網(wǎng)絡(luò)傳真機(jī)中的一個(gè)功能模塊。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)傳真機(jī)來(lái)說(shuō)，除了網(wǎng)絡(luò)傳真功能以外，還有PSTN傳真、打印、掃描等功能。所以，系統(tǒng)架構(gòu)要注重模塊化、結(jié)構(gòu)化，同時(shí)軟件系統(tǒng)采用分層設(shè)計(jì)，有利于功能模塊的劃分，減少耦合度和復(fù)雜度，提高整機(jī)的擴(kuò)展性和可靠性。

網(wǎng)絡(luò)傳真機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)口連入互聯(lián)網(wǎng)，可以與支持T.38協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)傳真機(jī)或網(wǎng)絡(luò)終端進(jìn)行高速高質(zhì)量的傳真通信，鏈路層協(xié)議基于標(biāo)準(zhǔn)的IP協(xié)議、傳輸層協(xié)議基于有連接的TCP協(xié)議、應(yīng)用層通信協(xié)議按照T.38建議組包。網(wǎng)絡(luò)傳真發(fā)送采用先掃描后發(fā)送的方式，即先把所有要發(fā)送的原稿掃描到存儲(chǔ)器中，然后再建鏈發(fā)送。

實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳真系統(tǒng)方案由打印分系統(tǒng)、掃描分系統(tǒng)、人機(jī)接口分系統(tǒng)、通信分系統(tǒng)組成。分系統(tǒng)包含各自的硬件、軟件和結(jié)構(gòu)，自成體系，能獨(dú)立運(yùn)行。系統(tǒng)框圖如圖3所示。

實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳真的傳真數(shù)據(jù)由掃描分系統(tǒng)提供；在收到網(wǎng)絡(luò)傳真后，將數(shù)據(jù)送到打印分系統(tǒng)將它還原成紙質(zhì)文本；通信分系統(tǒng)負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)傳真通信；人機(jī)接口分系統(tǒng)負(fù)責(zé)人機(jī)交互，接收操作員命令和顯示通信狀態(tài)。

實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳真采用SIP/SDP的呼叫建立規(guī)程。SIP呼叫建立用于IP環(huán)境下僅進(jìn)行傳真通信，在此環(huán)境下不提供話音通信。SIP信令控制管理模塊采用單獨(dú)的TCP/UDP端口發(fā)送T.38傳真呼叫，缺省值為5060，用于呼叫信令。當(dāng)建立網(wǎng)絡(luò)傳真連接后，使用一個(gè)隨機(jī)的TCP端口傳送傳真信息。SIP呼叫建立共有5個(gè)階段過(guò)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(jìn)行能力協(xié)商，以確定網(wǎng)關(guān)或終端支持和使用哪些選項(xiàng)。SDP會(huì)話描述是采用UTF-8文本字符。當(dāng)使用UDPTL和TCP傳送時(shí)，采用特定的T.38相關(guān)的屬性來(lái)標(biāo)識(shí)其能力。

根據(jù)SIP協(xié)議，該模塊主要由消息層、事務(wù)層和對(duì)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(xié)議棧的核心部分。它為SIP組件分配池，管理定時(shí)器，擁有PJLIB的IO隊(duì)列實(shí)例，管理PJSIP模塊，從運(yùn)輸層接收SIP消息，然后將其轉(zhuǎn)發(fā)給其他模塊。

通過(guò)SIP呼叫，建立連接后，進(jìn)入報(bào)文傳輸過(guò)程。此過(guò)程與傳統(tǒng)T30通信一致。

4.結(jié)束語(yǔ)

傳真通信作為一個(gè)傳統(tǒng)技術(shù)曾經(jīng)得到很廣泛的應(yīng)用。它的特點(diǎn)主要是傳輸真跡，使用方便。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，傳真技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳真作為基于 IP技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)得到廣泛的關(guān)注與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]劉立柱，網(wǎng)絡(luò)傳真通信原理與技術(shù)，北京，國(guó)防工業(yè)出版社，2006，4

[2] 黃月祥，基于 PJSIP的嵌入式 VoIP終端的研究和實(shí)現(xiàn) [D]，昆明，昆明理工大學(xué)，2011， 35.

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