網(wǎng)絡(luò)傳真的工作原理

網(wǎng)絡(luò)傳真的工作原理

網(wǎng)絡(luò)傳真(FoIP)，又稱(chēng)為IP傳真，已經(jīng)面世多年。如果您通過(guò)電腦發(fā)送過(guò)傳真的話，那么您已經(jīng)使用過(guò)FoIP的一種形式。過(guò)去的IP傳真感覺(jué)并不像是常規(guī)的傳真會(huì)話，它沒(méi)有蜂鳴聲，所以您老得擔(dān)心是否已經(jīng)連接到目標(biāo)傳真機(jī)，并且無(wú)法確認(rèn)是否傳送成功。最新一代FoI系統(tǒng)則將傳統(tǒng)傳真的優(yōu)勢(shì)與互聯(lián)網(wǎng)傳送方式節(jié)約成本的優(yōu)點(diǎn)融于一體。

在本文中，我們將了解不同形式的IP傳真、典型的FoIP設(shè)置和基于互聯(lián)網(wǎng)的無(wú)縫傳真所面臨的挑戰(zhàn)。

基礎(chǔ)知識(shí)

FoIP也稱(chēng)為IP傳真，是一種基于互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送傳真的方法。FoIP改變了傳真的傳輸介質(zhì)，正如VoIP（基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的語(yǔ)音）改變了電話的傳輸介質(zhì)一樣。在兩種情況下，數(shù)據(jù)在發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備之間的全部或者大部分傳輸過(guò)程都是在分組數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)（通常是互聯(lián)網(wǎng)）上進(jìn)行的，且無(wú)需使用電路交換電話網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)途電話線（請(qǐng)參閱VoIP工作原理以了解線路交換與分組數(shù)據(jù)交換的區(qū)別）。這樣就降低了傳輸成本，而且可以為已經(jīng)能夠訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)寬帶的企業(yè)提供一種更加高效的方案。

FoIP中的“IP”代表互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(Internet Protocol)，它是用于通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)秸_的目標(biāo)地址的一系列標(biāo)準(zhǔn)與步驟。傳真信息以“IP分組數(shù)據(jù)”的形式經(jīng)過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸，而不是以模擬信號(hào)的形式經(jīng)過(guò)電話線傳輸。一個(gè)IP分組數(shù)據(jù)只是一塊經(jīng)過(guò)整理的數(shù)據(jù)，使互聯(lián)網(wǎng)路由器和目標(biāo)機(jī)器能夠理解它的內(nèi)容并進(jìn)行解碼。

要使用FoIP，并不需要購(gòu)買(mǎi)新的傳真機(jī)。FoIP允許傳統(tǒng)的（稱(chēng)為3G）傳真機(jī)使用電話線與互聯(lián)網(wǎng)之間的網(wǎng)關(guān)在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)。如果您希望完全跳過(guò)電話線，那么您可以使用直接連接到互聯(lián)網(wǎng)的IP傳真機(jī)。當(dāng)您在兩臺(tái)IP傳真機(jī)之間發(fā)送傳真時(shí)，不但發(fā)送成本與發(fā)送電子郵件的成本完全相同，而且速度更快，因?yàn)閭鬏斒峭耆ㄟ^(guò)寬帶通路進(jìn)行的。

FoIP設(shè)置與VoIP設(shè)置非常相似，您甚至可以使用VoIP服務(wù)器來(lái)發(fā)送IP傳真。不過(guò)，由于傳真比語(yǔ)音需要更多的帶寬，所以VoIP服務(wù)器并不能直接自動(dòng)發(fā)送傳真。它通常需要進(jìn)行一些修改，這些修改可以通過(guò)安裝軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。有些公司也生產(chǎn)針對(duì)VoIP和FoIP兩種應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化的服務(wù)器。

實(shí)現(xiàn)FoIP的方法有很多種。在下一節(jié)中，我們將為您介紹的是簡(jiǎn)單的IP傳真系統(tǒng)。

FoIP有兩種主要的傳輸方法：

• 在存儲(chǔ)并轉(zhuǎn)發(fā)方法中，傳真信息作為電子郵件附件在傳真服務(wù)器（也稱(chēng)為網(wǎng)關(guān)）之間傳送。這種方法使用了較低層的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（如SMTP）。如果您在近五年中都在從PC發(fā)送傳真，那么您可能已經(jīng)在使用“存儲(chǔ)并轉(zhuǎn)發(fā)”方法。這種方法類(lèi)似于發(fā)送目的地是傳真機(jī)而不是收件箱的電子郵件。它的缺點(diǎn)是傳真機(jī)并非實(shí)時(shí)交換信息，所以感覺(jué)并不像是傳統(tǒng)的傳真。傳真機(jī)并不會(huì)交流彼此的功能（如果發(fā)送方是彩色傳真機(jī)而接收方是黑白傳真機(jī)，那么結(jié)果將令人大失所望），而且發(fā)送方無(wú)法立即確認(rèn)每一頁(yè)都已經(jīng)收到。
  
• 在實(shí)時(shí)IP傳真方法中，通過(guò)使用高級(jí)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（如TCP或UDP），傳真信息以IP分組數(shù)據(jù)的形式在傳真服務(wù)器之間傳送。這些協(xié)議允許實(shí)時(shí)連接，使傳真機(jī)能夠在傳送過(guò)程中隨時(shí)交換信息（請(qǐng)參閱開(kāi)放系統(tǒng)互連(OSI)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介以了解協(xié)議層的更多信息）。實(shí)時(shí)IP傳真感覺(jué)與傳統(tǒng)電話線傳真無(wú)異。

目前大多數(shù)FoIP都采用實(shí)時(shí)方法。實(shí)時(shí)IP傳真系統(tǒng)的配置方案有很多種。其中較常見(jiàn)的一些方案包括：

• G3（傳統(tǒng)）傳真機(jī)到G3傳真機(jī)

• 具有傳真功能的PC到G3傳真機(jī)

• IP傳真機(jī)到G3傳真機(jī)

• IP傳真機(jī)到IP傳真機(jī)

無(wú)論采用哪種方法，傳輸過(guò)程中都一定會(huì)涉及到IP地址。IP地址是連接到互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備的識(shí)別代碼。如果您在兩臺(tái)IP傳真機(jī)之間發(fā)送傳真，傳真要發(fā)送到的電話號(hào)碼只不過(guò)是別名而已。這個(gè)號(hào)碼立即被轉(zhuǎn)換為接收方傳真機(jī)相應(yīng)的IP地址。如果您是在從IP傳真機(jī)發(fā)送到G3傳真機(jī)，IP傳真機(jī)將使用目標(biāo)電話號(hào)碼來(lái)生成與接收傳真機(jī)最近的傳真服務(wù)器的IP地址。距離非常重要，因?yàn)橥ㄟ^(guò)本地的傳真服務(wù)器把傳真從服務(wù)器傳送到接收傳真機(jī)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生昂貴的長(zhǎng)途費(fèi)用。

下圖較為詳細(xì)地展示了IP傳真機(jī)（發(fā)送方）和G3傳真機(jī)（接收方）之間的一次簡(jiǎn)化的實(shí)時(shí)FoIP會(huì)話：

實(shí)時(shí)IP傳真會(huì)話包含傳統(tǒng)傳真會(huì)話中發(fā)生的所有交換。

表面上看，這已經(jīng)顯示了IP傳真?zhèn)鬏數(shù)乃袃?nèi)容。但在這些內(nèi)容的背后，在電話線傳真（采用T.30協(xié)議）和實(shí)時(shí)IP傳真（采用T.38協(xié)議）之間還要經(jīng)過(guò)很多步驟來(lái)完成轉(zhuǎn)換。在下一節(jié)中，我們將為您詳細(xì)介紹這個(gè)過(guò)程。

要知道IP傳真會(huì)話中需要哪些步驟，先了解傳真的各個(gè)階段會(huì)有很大幫助。如果您已經(jīng)閱讀了傳真機(jī)工作原理，您應(yīng)該知道把文件放入傳真機(jī)撥號(hào)時(shí)，傳真機(jī)會(huì)通過(guò)電話線向接收傳真機(jī)發(fā)出信號(hào)以啟動(dòng)傳真會(huì)話。如果接收傳真機(jī)發(fā)出我們都已熟悉的那一系列鈴音來(lái)響應(yīng)，發(fā)送傳真機(jī)就知道連接已經(jīng)建立。這時(shí)，兩臺(tái)傳真機(jī)會(huì)交換一系列控制信號(hào)來(lái)告訴對(duì)方所處理的紙張大小、是否為黑白傳真機(jī)以及所支持的數(shù)據(jù)壓縮類(lèi)型等信息。

這里需要注意的是傳真機(jī)在本質(zhì)上是數(shù)字設(shè)備。他們開(kāi)始生成的是數(shù)字信號(hào)，最終識(shí)別的也是數(shù)字信號(hào)。但電話線是模擬線路。所以G3傳真機(jī)使用T.30協(xié)議在發(fā)送端將數(shù)字信息編碼為模擬信號(hào)，并在接收端將這些模擬信號(hào)再次解碼為數(shù)字信息。

當(dāng)傳真機(jī)知道了對(duì)方的功能后，發(fā)送傳真機(jī)開(kāi)始掃描頁(yè)面并生成一系列位（1或0）來(lái)以數(shù)字形式表示頁(yè)面上的黑白區(qū)域。然后，將這些位轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)使之在電話線上進(jìn)行傳輸。在另一端，接收傳真機(jī)將頁(yè)面數(shù)據(jù)再次解碼回?cái)?shù)字形式，讀取這些位并根據(jù)這些位提供的指令將頁(yè)面打印出來(lái)。

在傳真會(huì)話中，定時(shí)很重要。電話線在這方面非常出色，因?yàn)樗鼈兡転閭髡鏁?huì)話的每個(gè)階段提供保持不變的定時(shí)：建立鏈接、交換控制信號(hào)、發(fā)送并確認(rèn)收到頁(yè)面數(shù)據(jù)、發(fā)送并確認(rèn)多頁(yè)面告警以及結(jié)束會(huì)話。在這個(gè)過(guò)程中的每一個(gè)步驟，傳真機(jī)都在相互通信以確認(rèn)一切正常。上一節(jié)已經(jīng)說(shuō)過(guò)，互聯(lián)網(wǎng)上的實(shí)時(shí)傳真會(huì)話包含所有這些階段和確認(rèn)。FoIP與G3使用相同的圖像數(shù)據(jù)壓縮和解譯方法，但它在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)使用不同的協(xié)議。實(shí)現(xiàn)基于互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時(shí)傳真的協(xié)議就是T.38協(xié)議。

T.38協(xié)議將傳統(tǒng)傳真數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為適合互聯(lián)網(wǎng)的格式。它采用的方法基本上就是在發(fā)送端將T.30傳真信號(hào)和數(shù)據(jù)打包為IP分組數(shù)據(jù)，并在接收端將這些IP分組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換回T.30信號(hào)和數(shù)據(jù)。下圖顯示了兩臺(tái)G3傳真機(jī)之間FoIP會(huì)話的一個(gè)階段中發(fā)生的轉(zhuǎn)換過(guò)程：

從上圖您可以看到，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送傳真可能需要大量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。從效率的角度上看，拋棄舊的T.30協(xié)議并采用完全基于數(shù)字和分組數(shù)據(jù)的協(xié)議更有意義。但由于傳真是作為一種電話線技術(shù)發(fā)展起來(lái)的，所以T.30是唯一一種所有傳真機(jī)都能夠識(shí)別的語(yǔ)言。FoIP還不能將它拋棄。但要完成一次包含所有傳統(tǒng)T.30階段的實(shí)時(shí)會(huì)話需要穩(wěn)定的定時(shí)，而這正是互聯(lián)網(wǎng)所無(wú)法提供的。這只是FoIP面臨的挑戰(zhàn)之一。在下一節(jié)，我們將了解無(wú)縫IP傳真會(huì)話所遇到的阻礙。

FoIP挑戰(zhàn)

有幾種操作問(wèn)題會(huì)影響到基于互聯(lián)網(wǎng)的傳真的成功傳輸。協(xié)議轉(zhuǎn)換就是其中之一。由于世界上大概有2.5億臺(tái)傳真機(jī)只能識(shí)別T.30協(xié)議，因此FoIP必須將T.30數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為T(mén).38數(shù)據(jù)來(lái)傳輸，然后在接收時(shí)將T.38數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換回T.30數(shù)據(jù)。這種轉(zhuǎn)換發(fā)生在傳真服務(wù)器/網(wǎng)關(guān)上。

傳真服務(wù)器中的軟件包在這兩種協(xié)議之間起到了橋梁的作用。傳真/調(diào)制解調(diào)器組件在發(fā)送端將模擬傳真信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，然后在接收端將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)回傳真信號(hào)。傳真/網(wǎng)絡(luò)組件在發(fā)送端將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)打包到IP分組數(shù)據(jù)中，然后在接收端將這些包拆開(kāi)。傳真/協(xié)議組件按照T.30期望的定時(shí)來(lái)調(diào)整T.38的實(shí)際定時(shí)。例如當(dāng)信息包延遲時(shí)，軟件將發(fā)送信號(hào)以防止接收傳真機(jī)超時(shí)。

這就使IP傳真遇到了另一個(gè)問(wèn)題：網(wǎng)絡(luò)定時(shí)。經(jīng)過(guò)互聯(lián)網(wǎng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的傳輸時(shí)間并不像電話線定時(shí)那樣已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。如果傳真會(huì)話中關(guān)閉了定時(shí)，那么傳真機(jī)可能無(wú)法相互識(shí)別，并且信息的傳輸最終可能受到破壞甚至徹底失敗。IP傳真中可能出現(xiàn)由于以下原因引起的延遲：

• 處理——傳真網(wǎng)關(guān)執(zhí)行T.30/T.38轉(zhuǎn)換以及將傳真數(shù)據(jù)收集為IP分組數(shù)據(jù)以便傳送都需要時(shí)間。
• 網(wǎng)絡(luò)延遲如果網(wǎng)絡(luò)的任何一環(huán)出現(xiàn)了異常高的流量，分組數(shù)據(jù)的到達(dá)時(shí)間可能晚于預(yù)計(jì)時(shí)間。
• 抖動(dòng)緩沖——傳真網(wǎng)關(guān)可能會(huì)在接收端延遲分組數(shù)據(jù)以補(bǔ)償分組數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)間的不同。傳真網(wǎng)關(guān)希望所有分組數(shù)據(jù)都能按照正確的順序和時(shí)間間隔到達(dá)接收傳真機(jī)。

在抖動(dòng)緩沖的情況下，補(bǔ)償定時(shí)問(wèn)題的方法實(shí)際上會(huì)造成額外的延遲。在大多數(shù)定時(shí)不準(zhǔn)確的情況下，網(wǎng)關(guān)可以與接收傳真機(jī)協(xié)商以在傳輸完成前保持正常連接。如果分組數(shù)據(jù)未按照正確順序到達(dá)網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)可以讀取每個(gè)分組數(shù)據(jù)中的順序編號(hào)以將其放置在序列中的正確位置。

當(dāng)然，如果分組數(shù)據(jù)丟失，就沒(méi)有順序編號(hào)可以讀取。而且當(dāng)您在使用互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)時(shí)，分組數(shù)據(jù)有時(shí)會(huì)丟失。FoIP會(huì)使用各種糾錯(cuò)方法來(lái)補(bǔ)償丟失的分組數(shù)據(jù)。一種是冗余分組數(shù)據(jù)。在通過(guò)UDP/IP協(xié)議層傳輸傳真時(shí)會(huì)使用這種方法。每個(gè)分組數(shù)據(jù)都包含自己的數(shù)據(jù)以及前一個(gè)分組數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，這樣只有在連續(xù)兩個(gè)分組數(shù)據(jù)都丟失的情況下才可能丟失數(shù)據(jù)。另一種糾錯(cuò)方法已經(jīng)內(nèi)置在TCP/IP 協(xié)議層中。TCP對(duì)每個(gè)發(fā)送的分組數(shù)據(jù)都要求確認(rèn)收到，如果沒(méi)有確認(rèn)則會(huì)重新發(fā)送該分組數(shù)據(jù)。

FoIP的可靠性與傳統(tǒng)的電話線傳真相比還有很大的差距，但對(duì)經(jīng)常發(fā)送長(zhǎng)途傳真的人來(lái)說(shuō)，實(shí)時(shí)IP傳真方案的實(shí)現(xiàn)已經(jīng)使它成為一種頗具吸引力的選擇。在大多數(shù)情況下，F(xiàn)oIP節(jié)約成本和網(wǎng)絡(luò)集成的特點(diǎn)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)彌補(bǔ)了偶爾需要重新發(fā)送未傳到的傳真的缺點(diǎn)。