通過(guò)Spiceworks的調(diào)查報(bào)告說(shuō)明，大約89%的中小型企業(yè)仍然使用傳真，大約62%的TI部門(mén)仍然使用物理傳真機(jī)。
在今天的VOIP網(wǎng)絡(luò)中，傳真的使用雖然在不斷增加，但是用戶可以選擇很多方式來(lái)實(shí)現(xiàn)傳真發(fā)送，而且傳真的話題也不是我們SIP系列中重要的話題，所以，筆者不打算花很多篇幅做非常深入的討論，只是通過(guò)幾個(gè)方面的介紹，幫助讀者能夠掌握SIP網(wǎng)絡(luò)中的傳真使用情況。我們涉及的內(nèi)容包括傳真的背景介紹，傳真的協(xié)議使用，傳真的幾種方式，帶寬和傳真問(wèn)題排查等幾個(gè)方面進(jìn)行討論。
1、傳真最早是在1843年發(fā)明的，但是傳真大規(guī)模的使用是在1970年后。當(dāng)時(shí)使用的協(xié)議是T.30，通過(guò)PSTN網(wǎng)絡(luò)在不同地區(qū)的部署來(lái)實(shí)現(xiàn)傳真收發(fā)。
首先讓我們看看T.30環(huán)境下，收發(fā)傳真是如何工作的。
- 發(fā)送傳真方首先啟動(dòng)一個(gè)發(fā)送傳真音，通知對(duì)端需要發(fā)送傳真。
- 接收傳真方返回一個(gè)CED表示可以接收傳真。
- 接下來(lái)，接收傳真方發(fā)送一個(gè)DIS表示所支持的能力，例如，速率等可選參數(shù)。
- 發(fā)送傳真方收到接收方所提供的可選參數(shù)，然后做一個(gè)協(xié)商，最后返回發(fā)送方所支持的最佳匹配參數(shù)（DCS）。
- 發(fā)送方然后發(fā)送一個(gè)TCF。
- 接收方發(fā)送一個(gè)確認(rèn)信息（CFR）。
- 發(fā)送方開(kāi)始正式發(fā)送傳真內(nèi)容，發(fā)送傳真完成以后，發(fā)送一個(gè)（EOP）表示傳真發(fā)送結(jié)束。
- 收發(fā)互發(fā)傳真結(jié)束確認(rèn)消息，掛斷傳真。
以下是不同階段所使用的相關(guān)語(yǔ)音和協(xié)議，這里大家注意，V.21是負(fù)責(zé)處理收發(fā)協(xié)議握手協(xié)商機(jī)制，V.27ter/V.17/V34,V.29則負(fù)責(zé)傳真?zhèn)鬏攨f(xié)議。各自的速率完全不同。
2、在上面的介紹中，我們可以看到，如果通過(guò)傳統(tǒng)的T30方式發(fā)送傳真需要經(jīng)過(guò)普通的PSTN網(wǎng)絡(luò)，使用成本比較高，同時(shí)需要購(gòu)買傳真機(jī)和其他的硬件設(shè)備。和傳統(tǒng)的傳真方式相比，基于VOIP網(wǎng)絡(luò)的傳真具有一下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：
- 和PSTN發(fā)送傳真成本，通過(guò)IP發(fā)送傳真可節(jié)約成本。
- 無(wú)需昂貴的傳真設(shè)備。
- IP傳真方案可靈活拓展。
- 無(wú)紙化傳真方式節(jié)省了大量傳真用紙，綠色環(huán)保。
- 是當(dāng)前融合通信的主要功能之一，用戶可以通過(guò)客戶端直接發(fā)送傳真。
基于SIP-TDM的傳真實(shí)現(xiàn)方式如下，傳真服務(wù)器遷移到了IPPBX中，IPPBX支持了PCI的語(yǔ)音板卡，語(yǔ)音板卡接口可以支持運(yùn)營(yíng)商的PSTN接入，當(dāng)然，這里的語(yǔ)音板卡也可以通過(guò)外置的語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)來(lái)代替，語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)通過(guò)SIP對(duì)接IPPBX。
如果用戶完全使用SIP trunk的話，用戶可以通過(guò)以下拓?fù)浞绞綄?shí)現(xiàn)傳真的收發(fā)。這里的FoIP表示Fax Over IP（使用了T.38）。傳真機(jī)通過(guò)網(wǎng)關(guān)發(fā)送到SIP trunk，運(yùn)營(yíng)商然后通過(guò)PSTN發(fā)送到客戶端的模擬傳真機(jī)。
具體的應(yīng)用細(xì)節(jié)如下：
如果我們看詳細(xì)的應(yīng)用場(chǎng)景，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，發(fā)送傳真的路徑可能經(jīng)過(guò)了多次協(xié)議的轉(zhuǎn)換，在整個(gè)路徑的不同用戶可以需要不同的傳真協(xié)議支持，這樣就可能導(dǎo)致很多傳真的問(wèn)題，例如因?yàn)檗D(zhuǎn)換的時(shí)延，可能導(dǎo)致傳真失敗或者傳真不能發(fā)送等問(wèn)題。
3、在FoIP中，傳真收發(fā)是通過(guò)三種協(xié)議來(lái)獲得支持， 它們是G.711 Pass-through，T.37和T38。
筆者分別介紹三種協(xié)議的具體內(nèi)容：
G.711 pass-through 的工作原理類似于普通的VOIP呼叫，pass-through 可以支持IP網(wǎng)絡(luò)和PSTN，終端可能仍然需要T.30來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
Pass-through具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：
- 協(xié)議相對(duì)比較簡(jiǎn)單。
- 支持實(shí)時(shí)傳輸方式。
- 工作方式和VoIP呼叫類似。
- 可以使用RTP和RTCP。
- 如果使用SG3的話，傳輸速度可以超過(guò)T.38。
- 對(duì)網(wǎng)絡(luò)延遲，抖動(dòng)，丟包比較敏感，如果出現(xiàn)前面所說(shuō)的情況，傳真數(shù)據(jù)可能丟失。
- 需要消耗很多帶寬支持傳輸。
- 僅支持編碼選擇，不能壓縮編碼。
- 可以使用SRTP支持加密傳輸。
T.37的工作原理是通過(guò)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)到方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。用戶傳真以PDF或者郵件的形式發(fā)送，然后在客戶端進(jìn)行經(jīng)過(guò)郵件處理，和傳真機(jī)協(xié)商后發(fā)送到傳真機(jī)。
T.37如果通過(guò)PSTN接收傳真時(shí)，傳真會(huì)通過(guò)T.38發(fā)送到本地的傳真網(wǎng)關(guān)，然后傳真文件被轉(zhuǎn)換成傳真文件格式Tiff或者PDF，郵件服務(wù)器會(huì)存儲(chǔ)這個(gè)傳真文件，然后通過(guò)郵箱附件形式轉(zhuǎn)發(fā)到客戶郵箱。
T.37存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)到方式具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：
- 支持存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)傳真文件，傳真文件保存在郵件服務(wù)器。
- 協(xié)議支持非常簡(jiǎn)單。
- 需要傳真機(jī)和郵件服務(wù)器支持，使用SMTP協(xié)議。
- 傳真之間不能互相協(xié)商。
- 無(wú)接收方接收傳真，這樣的話，發(fā)送方可能不知道傳真是否被成功接收接收或者是否成功發(fā)送。
- 非實(shí)時(shí)傳輸方式，因?yàn)槭峭ㄟ^(guò)郵件服務(wù)器來(lái)發(fā)送傳真，傳輸速度可能取決于郵件服務(wù)器本身。
- T.38 Relay方式通過(guò)T.38 發(fā)送傳真，傳真機(jī)則通過(guò)T.30來(lái)接收傳真，終端傳真機(jī)沒(méi)有意識(shí)到是通過(guò)多次IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膫髡鏀?shù)據(jù)。
T.38 Relay具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：
- 支持標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)傳輸方式。
- 避免了G.711 pass-through 的丟包帶來(lái)的影響。
- 可以確認(rèn)接收方信息。
- 可以支持終端逃生方式來(lái)支持傳真接收。
- 和G.711相比，需要相對(duì)比較低的帶寬。
- T.38使用UDPTL和RTP協(xié)議發(fā)送傳真。以下是通過(guò)UDPTL和UDP發(fā)送傳真的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)。
T.38 通過(guò)RTP發(fā)送傳真的方式雖然很多公司在嘗試使用，允許對(duì)傳真發(fā)送也是一個(gè)比較好的選擇。這里假設(shè)我們有兩個(gè)傳真需要發(fā)送（IFP3和IFP2），用戶可以通過(guò)RTP選擇UDP或者TCP方式發(fā)送。
通過(guò)RTP發(fā)送T.38 傳真具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)，用戶可以考慮：
- 支持UDP傳輸可以更好兼容很多第三方設(shè)備，兼容性可能比UDPTL好。
- 支持RTCP可以獲得傳真發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)告。
- 支持SRTP可以對(duì)傳真進(jìn)行加密處理。
- 支持cRTP可以支持對(duì)RTP頭進(jìn)行壓縮，節(jié)省帶寬。
- 如果使用TCP傳輸?shù)脑�，無(wú)需重發(fā)，支持更小的T.38 數(shù)據(jù)包。
4、使用FoIP發(fā)送時(shí)，用戶需要了解基本的傳真發(fā)送流程�，F(xiàn)在我們看看實(shí)際場(chǎng)景中SIP消息和SDP中的fax消息。在下面的圖例中，通過(guò)SIP消息發(fā)起INVITE，然后建立RTP媒體通道，通道建立后，接收方檢測(cè)到傳真音信號(hào)，然后再發(fā)起一個(gè)T.38 INVITE, 經(jīng)過(guò)雙方協(xié)商后，開(kāi)始傳輸傳真數(shù)據(jù)，最后雙方發(fā)送Bye消息。
以下圖例說(shuō)明了SDP中的fax 支持能力描述。具體的傳真SDP定義，建議用戶參考RFC3407。這里的sqn必須以0開(kāi)始，此值介于0-255之間遞增。
5、FoIP傳真業(yè)務(wù)很大程度上有賴于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)帶寬，這里的圖例介紹了各種傳輸協(xié)議下單帶寬占用情況，目前，T.38 仍然主宰著傳真市場(chǎng)，對(duì)于比較大的文件很多客戶仍然選擇G.711傳輸。這里的R的值表示一個(gè)冗余，R3表示級(jí)別最高。主要的協(xié)議包括V.29/V.17。
6、在傳統(tǒng)的PSTN環(huán)境下，傳真問(wèn)題不是一個(gè)非常普遍的問(wèn)題，但是基于IP的傳真可能經(jīng)常會(huì)遇到一些問(wèn)題導(dǎo)致傳真不能超過(guò)發(fā)送。通常情況下，這些問(wèn)題包括：
SIP響應(yīng)慢導(dǎo)致的T.38 Re-INVITE失敗。在前面的討論中，我們已經(jīng)介紹過(guò)，雙方在收到200 OK之前，要啟動(dòng)一個(gè)T.38的請(qǐng)求消息，如果雙方都沒(méi)有收到T.38的請(qǐng)求，則傳真就可能失敗。導(dǎo)致這個(gè)問(wèn)題發(fā)生的原因可能是網(wǎng)絡(luò)帶寬有問(wèn)題，或者網(wǎng)絡(luò)比較慢，可能有延時(shí)，抖動(dòng)或者丟包現(xiàn)象出現(xiàn)。建議用戶檢查網(wǎng)絡(luò)。
T.38 V3版本的問(wèn)題，因?yàn)檫\(yùn)營(yíng)商可能會(huì)根據(jù)管理策略對(duì)一些路徑進(jìn)行靜音設(shè)置，這樣可能導(dǎo)致無(wú)語(yǔ)音傳輸包括傳真音的測(cè)試。需要運(yùn)營(yíng)商檢查此參數(shù)。
V.34支持問(wèn)題，很多傳真機(jī)可能不支持V34。如果對(duì)端傳真機(jī)不支持V.34的話，需要重新協(xié)商通過(guò)V.17來(lái)重新發(fā)送。如果對(duì)端使用的是G.711方式發(fā)送到話，則可能傳真失敗。
ECM是彩色傳真，V.34 和MMP必須要求的參數(shù)，有一些運(yùn)營(yíng)商可能不支持ECM功能。所以，為了保證傳真能夠成功發(fā)送，可能需要關(guān)閉ECM，這樣用戶僅能收到黑白色的傳真文件。
編碼問(wèn)題可能導(dǎo)致傳真發(fā)送失敗。G.711語(yǔ)音編碼完全可以在Pass-through 模式下工作，但是如果遇到G.729編碼環(huán)境下的SIP trunk時(shí)，如果傳真在V.21和其他版本切換時(shí)，例如切換到V.29環(huán)境下時(shí)，編碼帶寬則可能出現(xiàn)問(wèn)題。因此，筆者建議用戶如果用戶經(jīng)常通過(guò)SIP trunk發(fā)送傳真的話，最好再創(chuàng)建一個(gè)G.711的pass-through 的中繼線路，支持傳真的收發(fā)。
終端的回聲抑制或者語(yǔ)音壓縮功能可能導(dǎo)致傳真失敗。回聲抑制和語(yǔ)音壓縮時(shí)可能會(huì)消除傳真音本身的數(shù)據(jù)，這樣可能傳真音不能被成功檢測(cè)。同時(shí)，如果從普通語(yǔ)音切換到傳真時(shí)，終端的回聲抑制或語(yǔ)音壓縮功能也可能出現(xiàn)錯(cuò)誤的判斷。如果傳真發(fā)送失敗的話，筆者也建議用戶關(guān)閉回聲抑制和壓縮功能。
在本章節(jié)的討論中，我們首先討論了企業(yè)用戶對(duì)傳真的需求，然后簡(jiǎn)單回顧了傳統(tǒng)PSTN收發(fā)傳真的基本知識(shí)背景和協(xié)議構(gòu)成。另外，筆者也介紹了FoIP的三種方式和各自的特點(diǎn)，另外介紹了關(guān)于傳真帶寬占用的介紹，最后羅列了幾個(gè)使用傳真時(shí)遇到的問(wèn)題。筆者希望通過(guò)幾個(gè)方面的介紹，幫助用戶能夠快速掌握基本的FoIP知識(shí)，同時(shí)可以快速排查問(wèn)題所在。
參考資料：
https://www.rfc-editor.org/info/rfc3206
https://www.qualitylogic.com/2013/04/30/v-34-to-v-17-can-be-a-hard-fall/
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