T.38
T.38 är en ITU- rekommendation för att tillåta överföring av fax över IP-nätverk (FoIP) i realtid.
Historia
T.38 faxrelästandarden utarbetades 1998 som ett sätt att tillåta fax att transporteras över IP-nätverk mellan befintliga Group 3 (G3) faxterminaler . T.4 och relaterade faxstandarder publicerades av ITU 1980, innan Internets framväxt. I slutet av 1990-talet VoIP , eller Voice over IP, vinna mark som ett alternativ till det konventionella Public Switched Telephone Network (PSTN). Men eftersom de flesta VoIP-system är optimerade (genom deras användning av aggressiv bandbreddsbesparande komprimering) för röst snarare än datasamtal, fungerade konventionella faxmaskiner dåligt eller inte alls på dem på grund av nätverksförsämringar som fördröjning, jitter, paket förlust och så vidare. Således behövdes något sätt att överföra fax över IP .
Översikt
I praktiska scenarier har ett T.38-faxsamtal åtminstone en del av samtalet överfört via PSTN, även om detta inte krävs av T.38-definitionen, och två T.38-enheter kan skicka fax till varandra. Denna speciella typ av enhet kallas Internet-Aware Fax device , eller IAF , och den kan initiera eller slutföra ett faxsamtal mot IP-nätverket.
Det typiska scenariot där T.38 används är - T.38 Fax relä - där en T.30 faxenhet skickar ett fax över PSTN till en T.38 Fax gateway som omvandlar eller kapslar in T.30 protokollet till T.38 data ström. Detta skickas sedan antingen till en T.38-aktiverad slutpunkt som fax eller faxserver eller en annan T.38 Gateway som omvandlar den tillbaka till PSTN PCM eller analog signal och avslutar faxet på en T.30-enhet.
T.38-rekommendationen definierar användningen av både TCP och UDP för att transportera T.38-paket. Implementeringar tenderar att använda UDP, på grund av TCP:s krav på bekräftelsepaket och resulterande omsändning under paketförlust, vilket introducerar förseningar. När du använder UDP klarar T.38 paketförluster genom att använda redundanta datapaket.
T.38 är inte ett samtalsuppkopplingsprotokoll , därför måste T.38-enheterna använda standardprotokoll för samtalsuppkoppling för att förhandla om T.38-anropet, t.ex. H.323 , SIP & MGCP .
Drift
Det finns två primära sätt att faxtransaktioner förmedlas över paketnätverk. T.37 -standarden specificerar hur en faxbild kapslas in i e-post och i slutändan transporteras till mottagaren med hjälp av en lagra-och-sändningsprocess genom mellanliggande enheter . T.38 definierar dock ett protokoll som stöder användningen av T.30-protokollet i både avsändar- och mottagarterminaler. (Se diagram ovan.) Med T.38 kan man sända ett fax över ett IP-nätverk i realtid, precis som de ursprungliga G3-faxstandarderna gjorde för det traditionella (tidsdelningsmultiplexerade (TDM)) nätverket, även kallat den offentliga telefonen nätverk eller PSTN .
Ett speciellt protokoll behövs för realtidsfax över IP (Internet Protocol) eftersom befintliga faxterminaler endast stödde PSTN-anslutningar, där informationsflödet i allmänhet var smidigt och oavbrutet, i motsats till den skakiga ankomsten av IP-paket. Tricket var att ta fram ett protokoll som gör IP-nätverket "osynligt" för slutpunktens faxterminaler, vilket skulle innebära att användaren av en äldre faxterminal inte behöver veta att faxsamtalet gick igenom ett IP-nätverk.
Nätverksanslutningarna som stöds av T.38 visas ovan. De två faxterminalerna på vardera sidan av figuren kommunicerar med hjälp av T.30-faxprotokollet publicerat av ITU 1980. Sammankoppling av PSTN med IP-paketnätverket kräver en "gateway" mellan PSTN- och IP-nätverken. PSTN-IP-gateways stöder TDM-röst på PSTN-sidan och VoIP och FoIP på paketsidan.
För röstsessioner kommer gatewayen att ta in röstpaket på IP-sidan, samla några paket för att säkerställa ett smidigt flöde av TDM-data när de släpps, och sedan mäta ut dem över TDM där de så småningom hörs av en människa eller lagras på en dator för senare uppspelning. Gatewayen använder sig av pakethanteringstekniker för att förbättra kvaliteten på talet i närvaro av nätverksfel genom att dra fördel av en lyssnares naturliga förmåga att inte riktigt höra det enstaka saknade eller upprepade paketet.
Men faxdata överförs av modem , som inte är lika förlåtande som det mänskliga örat är för tal. Saknade paket leder ofta till att en faxsession misslyckas i värsta fall eller i bästa fall skapar en eller flera bildrader felaktigt. Så uppgiften för T.38 är att "lura" terminalen att "tro" att den kommunicerar direkt med en annan T.30-terminal. Det kommer också att korrigera för nätverksfördröjningar med så kallade spoofing-tekniker och saknade eller försenade paket med faxmedvetna bufferthanteringstekniker.
Spoofing hänvisar till logiken implementerad i protokollmotorn för ett T.38-relä som modifierar protokollkommandon och svar på TDM-sidan för att förhindra att nätverksfördröjningar på IP-sidan gör att transaktionen misslyckas. Detta görs till exempel genom att utfylla bildlinjer eller avsiktligt orsaka att ett meddelande återsänds för att göra nätverksfördröjningar transparenta för de sändande/mottagande faxterminalerna.
Nätverk som inte har paketförlust eller överdriven fördröjning kan uppvisa acceptabel faxprestanda utan T.38, förutsatt att PCM-klockorna i alla gateways har mycket hög noggrannhet (förklaras nedan). T.38 tar inte bara bort effekten av att PCM-klockor inte synkroniseras, utan minskar också den erforderliga nätverksbandbredden med en faktor 10, samtidigt som den korrigerar för paketförlust och fördröjning.
Bandbreddsminskning
Som visas i diagrammet nedan består en T.38- gateway av två primära element: faxmodem och T.38-delsystemet. Faxmodemen modulerar och demodulerar PCM-samplen av analoga data, vänder den samplade datarepresentationen av faxterminalens analoga signal till dess binära översättning och vice versa. PSTN-nätverket samplar den analoga signalen från en röst- eller modemsignal (det vet inte skillnaden) 8 000 gånger per sekund (SPS) och kodar dem som 8-bitars databyte. Detta innebär 8000 sampel per sekund gånger 8-bitar per sampel, eller 64 000 bitar per sekund (bit/s) för att representera modemets (eller röst) data i en riktning. För båda riktningarna förbrukar modemtransaktionen 128 000 bitar av nätverksbandbredd.
Det typiska modemet i en faxterminal sänder dock bilddata med 33 600 bit/s, så om den analoga datan först konverteras till det digitala innehåll de representerar behövs bara 33 600 bitar (plus nätverkskostnader på några byte). Och eftersom T.30 fax är ett halvduplexprotokoll behövs nätverket bara för en riktning åt gången.
Se RFC 3261
PCM klocksynkronisering
I diagrammet ovan finns en samplingsfrekvensklocka i faxterminalen och en i gatewayens modem som används för att trigga samplingen av den analoga linjen 8 000 gånger per sekund. Dessa klockor är vanligtvis ganska exakta, men i vissa billiga terminaladaptrar (en gateway med en eller två linjer) kan PCM-klockan vara förvånansvärt felaktig. Om terminalen skickar data till gatewayen och gatewayens klocka är för långsam, kommer buffertarna (jitterbuffertar) i gatewayen så småningom att svämma över, vilket gör att transaktionen misslyckas. Eftersom skillnaden ofta är ganska liten, uppstår detta problem på långa, detaljerade faxbilder som ger klockorna mer tid för att få jitterbufferten i gatewayen att antingen flöda över eller svämma över, vilket är precis samma sak som saknade eller duplicerade paket.
Paketförlust
T.38 tillhandahåller faciliteter för att eliminera effekterna av paketförlust genom dataredundans. När ett paket skickas upprepas antingen noll, ett, två, tre eller till och med fler av de tidigare skickade paketen. (Specifikationen sätter ingen gräns.) Detta ökar nätverksbandbredden som krävs (det är fortfarande mycket mindre än att inte använda T.38) men det tillåter den mottagande gatewayen att rekonstruera hela paketsekvensen, även med en ganska hög nivå av paketförlust .
Relaterade standarder
- T.4 är paraplyspecifikationen för fax. Den specificerar standardbildstorlekarna, två former av bilddatakomprimering (kodning), bilddataformatet och referenser, T.30 och de olika modemstandarderna.
- T.6 specificerar ett komprimeringsschema som minskar tiden som krävs för att överföra en bild med ungefär 50 procent.
- T.30 specificerar de procedurer som en sändande och mottagande terminal använder för att upprätta ett faxsamtal, bestämma bildstorlek, kodning och överföringshastighet, avgränsningen mellan sidor och avslutande av samtalet. T.30 refererar också till de olika modemstandarderna.
- V.21 , V.27ter , V.29 , V.17 , V.34 : ITU-modemstandarder som används i fax. De tre första ratificerades före 1980 och specificerades i de ursprungliga T.4- och T.30-standarderna. V.34 publicerades för fax 1994.
- T.37 ITU-standarden för att skicka en faxbildfil via e-post till den avsedda mottagaren av ett fax.
- G.711 passera - det är här T.30-faxsamtalet överförs i ett VoIP-samtal kodat som ljud. Detta är känsligt för nätverkspaketförlust, jitter och klocksynkronisering . När du använder högkompressionstekniker för röstkodning som, men inte begränsat till, G.729 , kanske vissa faxtonala signaler inte transporteras korrekt över paketnätverket.
- RFC 3362 definierar mediatypen image/t38 (tidigare känd som MIME-typ) för användning med Session Description Protocol .
Relaterad programvara
- Asterisk (PBX) öppen källkod PBX stöder T.38-faxning
- Freeswitch Softswitch / pbx stöder också T.38
- ICTFax webbfax / e-post till fax-gateway med stöd T.38