通過(guò)Spiceworks的調查報告說(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。
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(hù)可以選擇很多方式來(lái)實(shí)現傳真發(fā)送，而且傳真的話(huà)題也不是我們SIP系列中重要的話(huà)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，但是傳真大規模的使用是在1970年后。當時(shí)使用的協(xié)議是T.30，通過(guò)PSTN網(wǎng)絡(luò )在不同地區的部署來(lái)實(shí)現傳真收發(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。
- 發(fā)送傳真方收到接收方所提供的可選參數，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（DCS）。
- 發(fā)送方然后發(fā)送一個(gè)TCF。
- 接收方發(fā)送一個(gè)確認信息（CFR）。
- 發(fā)送方開(kāi)始正式發(fā)送傳真內容，發(fā)送傳真完成以后，發(fā)送一個(gè)（EOP）表示傳真發(fā)送結束。
- 收發(fā)互發(fā)傳真結束確認消息，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是負責處理收發(fā)協(xié)議握手協(xié)商機制，V.27ter/V.17/V34,V.29則負責傳真傳輸協(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)需要購買(mǎi)傳真機和其他的硬件設備。和傳統的傳真方式相比，基于VOIP網(wǎng)絡(luò )的傳真具有一下幾個(gè)方面的優(yōu)勢：
- 和PSTN發(fā)送傳真成本，通過(guò)IP發(fā)送傳真可節約成本。
- 無(wú)需昂貴的傳真設備。
- IP傳真方案可靈活拓展。
- 無(wú)紙化傳真方式節省了大量傳真用紙，綠色環(huán)保。
- 是當前融合通信的主要功能之一，用戶(hù)可以通過(guò)客戶(hù)端直接發(fā)送傳真。
基于SIP-TDM的傳真實(shí)現方式如下，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營(yíng)商的PSTN接入，當然，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對接IPPBX。
如果用戶(hù)完全使用SIP trunk的話(huà)，用戶(hù)可以通過(guò)以下拓撲方式實(shí)現傳真的收發(fā)。這里的FoIP表示Fax Over IP（使用了T.38）。傳真機通過(guò)網(wǎng)關(guān)發(fā)送到SIP trunk，運營(yíng)商然后通過(guò)PSTN發(fā)送到客戶(hù)端的模擬傳真機。
具體的應用細節如下：
如果我們看詳細的應用場(chǎng)景，可能會(huì )發(fā)現，發(fā)送傳真的路徑可能經(jīng)過(guò)了多次協(xié)議的轉換，在整個(gè)路徑的不同用戶(hù)可以需要不同的傳真協(xié)議支持，這樣就可能導致很多傳真的問(wèn)題，例如因為轉換的時(shí)延，可能導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)議的具體內容：
G.711 pass-through 的工作原理類(lèi)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)行轉換。
Pass-through具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：
- 協(xié)議相對比較簡(jiǎn)單。
- 支持實(shí)時(shí)傳輸方式。
- 工作方式和VoIP呼叫類(lèi)似。
- 可以使用RTP和RTCP。
- 如果使用SG3的話(huà)，傳輸速度可以超過(guò)T.38。
- 對網(wǎng)絡(luò )延遲，抖動(dòng)，丟包比較敏感，如果出現前面所說(shuō)的情況，傳真數據可能丟失。
- 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)存儲轉發(fā)到方式來(lái)實(shí)現。用戶(hù)傳真以PDF或者郵件的形式發(fā)送，然后在客戶(hù)端進(jìn)行經(jīng)過(guò)郵件處理，和傳真機協(xié)商后發(fā)送到傳真機。
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)，然后傳真文件被轉換成傳真文件格式Tiff或者PDF，郵件服務(wù)器會(huì )存儲這個(gè)傳真文件，然后通過(guò)郵箱附件形式轉發(fā)到客戶(hù)郵箱。
T.37存儲轉發(fā)到方式具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：
- 支持存儲轉發(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(huà)，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，因為是通過(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，傳真機則通過(guò)T.30來(lái)接收傳真，終端傳真機沒(méi)有意識到是通過(guò)多次IP網(wǎng)絡(luò )傳輸的傳真數據。
T.38 Relay具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：
- 支持標準的實(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)送傳真的數據標識。
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，允許對傳真發(fā)送也是一個(gè)比較好的選擇。這里假設我們有兩個(gè)傳真需要發(fā)送（IFP3和IFP2），用戶(hù)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(hù)可以考慮：
- 支持UDP傳輸可以更好兼容很多第三方設備，兼容性可能比UDPTL好。
- 支持RTCP可以獲得傳真發(fā)送數據報告。
- 支持SRTP可以對傳真進(jìn)行加密處理。
- 支持cRTP可以支持對RTP頭進(jìn)行壓縮，節省帶寬。
- 如果使用TCP傳輸的話(huà)，無(wú)需重發(fā)，支持更小的T.38 數據包。
4、使用FoIP發(fā)送時(shí)，用戶(hù)需要了解基本的傳真發(fā)送流程。現在我們看看實(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，接收方檢測到傳真音信號，然后再發(fā)起一個(gè)T.38 INVITE, 經(jīng)過(guò)雙方協(xié)商后，開(kāi)始傳輸傳真數據，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(hù)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(lài)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(zhù)傳真市場(chǎng)，對于比較大的文件很多客戶(hù)仍然選擇G.711傳輸。這里的R的值表示一個(gè)冗余，R3表示級別最高。主要的協(xié)議包括V.29/V.17。
6、在傳統的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響應慢導致的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的請求消息，如果雙方都沒(méi)有收到T.38的請求，則傳真就可能失敗。導致這個(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)或者丟包現象出現。建議用戶(hù)檢查網(wǎng)絡(luò )。
T.38 V3版本的問(wèn)題，因為運營(yíng)商可能會(huì )根據管理策略對一些路徑進(jìn)行靜音設置，這樣可能導致無(wú)語(yǔ)音傳輸包括傳真音的測試。需要運營(yíng)商檢查此參數。
V.34支持問(wèn)題，很多傳真機可能不支持V34。如果對端傳真機不支持V.34的話(huà)，需要重新協(xié)商通過(guò)V.17來(lái)重新發(fā)送。如果對端使用的是G.711方式發(fā)送到話(huà)，則可能傳真失敗。
ECM是彩色傳真，V.34 和MMP必須要求的參數，有一些運營(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(hù)僅能收到黑白色的傳真文件。
編碼問(wèn)題可能導致傳真發(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問(wèn)題。因此，筆者建議用戶(hù)如果用戶(hù)經(jīng)常通過(guò)SIP trunk發(fā)送傳真的話(huà)，最好再創(chuàng )建一個(gè)G.711的pass-through 的中繼線(xiàn)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據，這樣可能傳真音不能被成功檢測。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錯誤的判斷。如果傳真發(fā)送失敗的話(huà)，筆者也建議用戶(hù)關(guān)閉回聲抑制和壓縮功能。
在本章節的討論中，我們首先討論了企業(yè)用戶(hù)對傳真的需求，然后簡(jiǎn)單回顧了傳統PSTN收發(fā)傳真的基本知識背景和協(xié)議構成。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(hù)能夠快速掌握基本的FoIP知識，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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