（信息与通信工程专业论文）融合通信中的网络传真技术研究.pdf

摘要 当前，企业透信正向着融合通信方向发展。作为企业通信中必不可少的手段，传统传真已无法 适应新形势。随着删t 有关网络传真通信建议的相继出台，构建企业网络传真服务器己成为新的 技术热点，有着广阔的发展前景。本文主要开展融合通信中的网络传真技术研究，研究目标是为企 业设计和实现基于企业i p - p b x 的实时网络传真服务器系统。本文完成的主要工作包括： 首先，介绍了融合通信的基本概念，c i s c o 和中小企业的融合通信解决方案；概述了存储转发 ( t 3 7 ) 和实时网络传真( t 3 8 ) ；总结了网络传真服务器的特点和发展现状；引出论文工作。 其次，研究了实时网络传真体系，包括：分析了p s t n 网上传真传输规程( 3 0 ) ；论述了t 3 8 协议规定的实时传真原理、u f l r 传输规程、u d p t l 分组结构和a s n 1p e r 编码；分析了s i p 呼叫体 系协议并给出了基于s i p 的实时网络传真流程；说明了t i f f 图像格式数据和传真数据格式t 4 t 6 的转换技术。 接着，在分析企业的i p - p b x 系统结构和i p p b x 系统中网络传真服务器需要实现的功能基础上， 给出了系统的总体设计方案，包括内含邮箱接口模块、传真控制模块、呼叫状态机模块、媒体处理 模块、定时器模块的模块框架设计，基于s e l e c t 机制的两线程软件框架设计和基于模块的传真流程 设计；随后，在总体设计的基础上，分别介绍了五个模块的实现并给出了系统工作流程。 最后，叙述了利用l i n u x 下a u t o m a k e a u t o c n f i g 自动化工具对整个网络传真服务器系统程序进 行编译，生成可执行文件；介绍了通过挂载在i p - p b x 下的普通传真机向企业内部i p a 用户发送传真， 测试网络传真服务器的性能并对全文工作进行了总结与展望。 关键词：融合通信，网络传真服务器，实时网络传真( t 3 8 ) ，t 3 0 ，会话初始化协议( s m ) ，i p p b x 些! 堂 a b s t r a c t n o w a d a y s , c o m p a n yc o m m u n i c a t i si s o r i e n t e dt o w a r d su m f i c dc o m m u n i c a t i o n s t r a d i t o n a l f a c s i m i l e , w h i c hi sa l le s s e n t i a lt o o li nc o m p a n yo f f i c i a lw o r k , f a i l st ok e e pl | pw i t ht h ef u t u r et r e n d w i t h t h ep u b l i c a t i o no f 玎u _ tr e c o m m e n d a t i o n su ni pf a s c i m i l ec o m m u n i c a t i o n s b u i l d i n gc o m p a n yi pf a x s e l - v o ri ni p - p b xh a sr e c e i v e dm u c hr e s e a r c ha t t e n t i o na n de n j o y sab r o a d p r o m i s i n gp r o s p e c t i v e t h i s p a p e rf o c u s e so nr e s e a r c ho i li pf a c s i m i l et e c h n i q u ei nu m f i e dc o m m u n i c a t i o n s ，a n dc a f r i c 8o u td e s i g n a n dr e a l i z a t i o no f i pf a xs e n hs y s t e mb u i l ti ni p - p b x t h em a i nc o n t e n to f t h i sp a p e ri sa sf o l l o w s ： f i r s t l y , w ei n t r o d u c ec o n c e p to f u n i f i e dc o m m u n i c a t i o n sa n dt w oh i g h l i g h t e ds o l u t i o n s ，g e n a l l yc e v c = r s t o r e - a n d - f o r w a r df a c s i m i l e 皿3 7 ) a n dr e n l - t i m ef a c s i m i l e ( t 3 8 ) ，m a k eac o n c l u s i o no f h i s t o r ya n dp r e s e n t a b o u ti pf a xs e n 口a n dg i v et h em a i n j o bw e v ed o n ei nt h ep a p e r s e c o n d l y , w ea n a l y s ep r o c e d u r ef o rd o c u m e n tf a c s i m i l et r a n s m i s s i o ni np s t n 口3 0 ) a n dt h ep r i n c i p l e o f r e a l - t i m e i p f a c s i m i l e , i f t p r o t o c o l ，s 仇l c t u r e o f u d p t l p a c k e t ，a s n 1p e r e n c o d i n gr u l e , f o l l o w e d b y a n a l y s i so fs e s s i o ni n i t i a t i o np r o t o c o l ( s i p ) c a l l i n gs y s t e ma n dt h ef l o wc h a r to fr e a l - t i m ei pf a c s i m i l e b a s e do l ls l p , w e l la 3e x p l a n a t i o no f t h ei n t e r t r a n s f o r mb e t w t i f fd a t aa n dt 4 t 6d a t a t h e n , w eg i v es y s t e md e s i g no f1 1 f a xs e s v c rb a s e do nt h es t r u c t u r eo fi p - p b xa n dt h er o l ei pf a x $ e r v c fp l a y si ni p - p b x , a n di n t r o d u c ef i v e - m o d u l ep a r t i t i o n , t w o - t h r e a ds o r w a r ef r a m e w o r kb a s e do n p r i n c i p l e o f s e l e c t , a s w e l l m o d u l e - b a s e d f a c s i m i l e f l o w o n t h i s b a s i s t h er e a l i z a t i u n o f f i v e m o d u l e s i s i n t r o d u c e d f o l l o w e db yt h ew a yt h ew h o l es y s t e mp r o g r a mw o r k s f i n a l l y , w ei n t r o d u c eh o wt oc o m p i l es y s t e mp r o g r a mo fi pf a xs o l v e ti n t oa ne x e c u t a b l ep r o c e d u r e w i t ha u t o m a k e a u t o e n n f i g ，e v a l u a t et h ep e r f o r m a n c eo f t h ee n t i r es y s t e mb r i e f l yb yw a n s m i t i n gf a xi m a g e s f r o mag 3e l e c 行o g r a p ht oa ni p au s e a n dm a k eac o n c l u s i o na n dd i s p l a y st h ep r o s p e c to fn u n f i n i s h e d w o r k k e yw o r d s ：u i n f i e dc o m m u n i c a t i o n s ，i pf a xs 日v c r , r e n l - t i m ei pf a s c i m i l e 仉3 8 ) ，t 3 0 ，s e s s i o n i i 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用 过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明 并表示了谢意。 研究生签名： 王之器e t 期。 啦2 月棚 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内 容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可 以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研 究生院办理。 研究生签名：王h 导师签名：弓姆日期：五鼋阜谚 第一章绪论 第一章绪论 1 1 融合通信基本概念和解决方案 融合通信常被称为统一通信( u n i f l e dc o m m u n i c a t i o n s ，简称u c ) ，是一个行业术语，描述了个 人用户出于商务和社交目的而使用的各种形式的呼叫和多媒体佼叉媒体消息管理功能。它涵盖了很 多新技术和潜在应用，是通信领域的一个重要发展方向。统一通信系统由许多子系统或功能模块， 包括统一消息( u n i f i e dm e s s a g i n g ) 模块，多媒体业务( m u l t i - m e d i as e r v i c e s ) ，协作交互系统 ( c o l l a b o r a t i o na n di n t e r a c t i o ns y s t e m s ) ，实时和近实时通讯( r e a l - t i m ea n dn e a rr e a l - t i m e c o m m u n i c a t i o n ) ，通知和事务处理系统( i n f o r m a t i o n a la n d t r a n s a c t i o n a ls y s t e m s ) 【l l 如图1 1 所示。 图i - 1 统一通信系统组成 图1 1 中，统一消息模块旨在让用户从单一的邮箱访问语音邮件、电子邮件和传真邮件而不考 虑访问用户的设备属性。多媒体业务包含了各种混合媒体类型消息业务一声音剪辑、视频、图片和 短信业务通信等。协作和交互系统蘑点关注日程安排、作业调度、工作流程、交互式语音应答 ( i n t e r a c t i v ev o i c er e s p o n s e ，简称i v r ) 和其他有助于提高个人和工作单位通信效率的企业应用。 1 东南大学硕士学位论文 实时和近实时通讯侧重于在个人之间利用应用软件或者系统进行基本的沟通，例如会议、即时消息、 传统和下一代专用分组交换机( p r i v a t eb r a n c he x c h a n g e ，简称p b ) 【) 和寻呼业务( p a g i n g ) 。事务处 理和通知系统重点是提供接入口给移动电子商务、电子商务，语音网页浏览、天气预报、股票信息 以及其他的企业应用业务。 统一通信把m 技术与传统通信技术融合一体，克服现实中不同设备或不同通信方式闻相互通信 的障碍，使得人们可以使用不同的通信模式、通信媒介和通信工具，随时随地地和任何人进行通信。 统一通信以其超强的“融合”功能成为许多著名通信技术企业争相研究的领域，思科、a v a y a 、n o r t e l 等公司都提出了自己的解决方案，尤其以思科最为典型。 思科利用其广泛的产品，提供了一个可满足任意规模企业的需求的解决方案。而且通过灵活、 透明的移植功能，企业能按照自己设定的速度部署思科统一通信产品。主要包含如下几个组成【2 】： 电话：c i s c ou n i f i e dc a l lm a n a g e r 是思科统一通信系统中基于软件的呼叫处理组件，提供了 一个便于扩展、高度可用的p 电话呼叫处理解决方案，可满足从远程工作人员、移动员工和分散的 机构到晟大型企业的各种需求。同时，思科还提供了位于思科接入路由器中的集成呼叫处理系统一 c i s c ou n i f i e dc a l lm a n a g e re x p r e s s ，为小型企业和大型企业分支机构提供了基本的呼叫路由和内部 通信等功能。尽管以上两个基于标准的系统能与大量第三方电话共用，思科仍提供了丰富的i p 电 话系列，包括c i s c ou n i f i e di p 电话、c i s c ou n i f i e d 无线口电话，和众多思科统一通信客户端。 统一通信客户端：c i s c ou n i f i e dp e r s o n a lc o m m u n i c a t o r 适用于c i s c ou n i f i e dc a l lm a n a g e r 用户， 将多种通信应用和服务透明地集成到一个桌面p c 应用之中。另外，c i s c oi pc o m m u n i c a t o r 是向基 于m i c r o s o f tw i n d o w s 的个人计算机提供高级电话功能的软件，无论用户从何地连接到公司网络，该 应用都提供高质量的语音呼叫。 企业在网状态和即时消息：c i s c ou n i f i e dp r e s e n c e 咖提供动态在网状态信息，用户可实时 查看同事的状态，减少“电话尾随”问题并提高生产率。它能够帮助客户在任意时间，采用最适合 的通信方式，最快地联系到他们的同事。 语音和统一消息：c i s c o u n i t y 消息处理解决方案也提供了出色的i p 通信功能和范围。除支持一 个强大的语音留言信息处理系统外，c i s c ou n i t y 解决方案还可帮助客户通过电话收听其电子邮件、 从互联网查看语音留言，并可在任意地点发送、接收和转发传真。 多媒体会议：c i s c ou n i f i e dm e e t i n gp l a c e 透明地集成了语音、视频和w e b 会议功能，可真正简 单地发起和进行高效率的远程会议。 移动解决方案：c i s c ou n i f i e dm o b i l i t ym a n a g e r 提供c i s c om o b i l ec o n n e c t 服务，籍此，常常处 于移动状态的员工向客户、同事和合作伙伴公布单一号码，并随时可将呼叫路由到对他们来说最方 2 第一章绪论 便的设备：办公室电话，家庭电话或手机。 思科的统一通信方案主要针对网络化程度比较高的中大型企业，对于网络化程度不高的0 e 4 , 企 业，图1 2 给出的解决方案是个合适的选择。 图l - 2 中小企业统一通信解决方案 图1 2 中的i p - p b x ( i p p r i v a t e b r a n c h e x c h a n g e ，i p 专用分组交换机) 是企业统一通信的平台， 可实现对普通电话和传真的数字化及v o i p ( v o i c e o v c r i p ，i p 语音) 转换。内部集成了支持h 3 2 3 ( i p 网络实时多媒体通信协议簇) 或s i p ( s e s s i o ni n i t i a t i o np r o t o c o l ，会话发起协议) 的呼叫中心和相应 的接入呼出模块，实现p s t n 上的电话接入以及系统语音和数据向p s t n 的输出同时i p p b x 中 还包含语音邮箱、传真服务器、会议服务器，统一消息服务器( u m s ) 等应用，实现和企业现有办公 系统的无缝连接。 两种解决方案中都提到了传真，然而，这里的传真不再是传统传真，而是基于口网的网络传真， 为此，下文对网络传真技术一个简单的介绍。在中小企业统一通信解决方案中提到了利用传真服务 器实现传统传真网络化的思路( 其实思科也是采用传真服务器作为传真业务的解决方案) 。为此，下 文也将在介绍网络传真的基础上总结网络传真服务器的特点和发展现状。 1 2 网络传真技术概述 网络传真业务技术焦点是如何在不修改传统传真的情况下，将传真应用到i n t e m e t 上，即通过 网关挂载的方式实现普通传真机接入i n t e m e t 。对此，丌u - t ( 国际电联) 提出了e 1 8 5 、t 3 7 、t 3 8 这三个建议规范网络传真。其中e 1 8 5 具体描述了i n t e m e t 传真业务指南，给出了利用i n t e m e t ，以 实时方式或通过e - m a i l 存储转发方式进行传真文件传输的有关技术要求。t 3 7 规定了“通过i n t e r n e t e - m a i l 传输传真的规程”，实现过程如下：发送传真机通过拨号叫通本地传真网关后，在拨接收传真 3 东南大学硕士学位论文 机电话号码；本地网关被叫通后，记录接收传真机号码，随后接收发来的传真报文；本地网关在收 完传真报文后，根据r f c 2 3 0 4 建议和e - m a i l 文件格式生成带有传真文件附件的e - m a i l ，进行排队 后自动转发到i n t e r n e t 上；接收端网关收到此e - m a i l 后，还原接收传真机号码和传真报文数据，根 据传真号码拨叫并发送报文 3 1 。t 3 8 协议规定了“i p 网络上三类传真实时通信的规程”，该协议规定 了在通过口网络连接的传真网关之间和戚连接的互联网知觉设备之间互换的消息和数据，给出了 参考的模型【4 】如图1 - 3 所示。 繁麟瓣凳$tsm燕 图l - 3t 3 8 - - i p 网络上传真传输模壁 实时网络传真的一个简单流程，涉及传真机和网关的通信以及网关和网关的通信。前者按照 p s t n 上的拨号规程和“p s t n 网上的文件传真传输规程”- - t 3 0 实现发端传真机和网关之间的通信。 如果网关支持直接拨号规程，那么，它可以作为p s t n 上的调制解调器接收来自发端传真机的信号。 后者遵循t 3 8 协议，发端网关将解调从发端传真机接收到的t 3 0 传输信号，通过传输协议( t c p 、 u d p 等) 使用p ( i n t e m e tf a c s i m i l ep r o t o c o l ，网络传真协议) 包，把传真控制和图像数据传递给 收端网关。收端网关将传过来的信息解码并按1 3 0 规程通被叫终端建立通信，然后再负责把收端传 真机的所有响应前转到发端网关。整个过程是一个不断继起的实时传输过程。 1 3 网络传真服务器的特点和发展现状 上文中的统一通信关于传真业务的解决方案是构建一个网络传真服务器。网络传真服务器一般 是指可以将i n t e r n e t 和公共电话网连接在一起的系统，管理公司或部门内部多个用户的传真发送 和接收业务。它的基本特点就是经济性、多用户性和“无纸化”性。网络传真服务器根据采用的网 络传真协议( t 3 7 或t 3 8 ) 而具有不同的特点。基于t 3 7 的传真服务器更像一个邮件服务器，实时 性不高，对m 网络的依赖型很高( 邮件的发送和接收需要口网络支持) 。基于t 3 8 的传真服务器 对现有的传统传真具有更好的兼容性( 它的对端不仅能连在m 网络上，也可以连在p s t n 网上) ， 4 第一章绪论 实时性高，传输保障性好，成为m 传真主要方向。 现在已经出现了很多网络传真服务器的产品。这些产品可以大致分为两类，一类是纯粹的软件， 另一类是网络传真通信网关。两家公司的产品正好代表了传真服务器的两类发展现状。 c a p t a r i s 公司的r i g h t f a x 传真服务器：c a p t a r i s 公司的r i 曲t f “电子传真服务及文档传输解决 方案是全球同类解决方案的佼佼者，全球财富1 0 0 强中的9 3 家企业都在使用该解决方案，诸如：佳 能，惠普，m m ，微软，甲骨文，s a p ，夏普等等。 图1 - 4r i g h t f a x 传真服务器应用场景口1 图1 _ 4 给出了r i g l i t f a x 传真服务器的应用场景，当该系统从i n t e r n e t 上发传真到普通g 3 传真机 上时，需要和一个网关进行连接，把妒网络上的数据转换成p s t n 网上的调制信号。若用户通过该 系统发送传真到i n t e m e t 网上的支持网络传真的设备和软件终端则无需任何辅助的设各。 r i g h t f a x 系统有两个版本，即面向中小企业的商业版和更高级的企业版。两个版本都具有强大 的功能：内含黜曲峨 客户端软件，支持桌面发送接受传真，具备完善的传真管理功能；包含s m t p 邮件模块，支持通过s m t p 服务将传真转发给邮件服务器；支持多种文件的传真发送，包括w o r d 、 p p t 、e x c e l 、j p g 、p d f 等；具备拨号规则，划分不同的传真发送等级权限；与m i c r o s o f te x c h a n g e 系统相继承，实现通过e x c h a n g e 服务器转发传真，用户可以使用桌面o u t l o o k 来收发传真，而无 需调用r i g h t f a x 客户端软件。 索享科技的d r e m m f a x 传真服务器设备；该设备使用户在收发传真时不必排队等候打印机、复 印机或传真机的工作，用户可以通过网络将需要发送传真的文件传送到d i m f “，由d r e a m f a x 发 送出去。无需担心传真是否已发送成功，可以放心去做其它更有意义的工作。接收传真时不需要经 过人工分发，由d r e a m f a x 按预定的方式自动分发到接收人的传真信箱中或e m a i l 信箱中，减少多 余的工作环节，缩短信息传递时间，使传真尽快得到处理，同时也增强了传真的保密性。电子文档 直接传真，可节省大量的资源，包括人力，纸张、打印、通信费用，维护费用等等，从而减少成本 i 研。 5 东南大学硕士学位论文 1 4 本文的主要工作 本论文课题来源于江苏省高技术研究项目“下一代m 融合通信系统( u c ) 中的主动统一威胁 管理( u t m ) 技术研究”，珠海市产学研合作项目“企业伊融合通信系统”，苏州工业园建设项目“苏 州独墅湖高教区m 融合通信示范网络”，以及企业委托项目“企业口融合通信关键技术研究与产品 研发”。本文主要开展融合通信中的网络传真技术研究，研究目标是为企业设计和实现基于企业 i p p b x 的实时网络传真服务器系统。本文完成的主要工作包括： 第一章介绍了融合通信的基本概念、c i s c o 和中小企业的融合通信解决方案，概述了t , 3 7 存储 转发和t 3 8 实时网络传真技术，总结了网络传真服务器的特点和发展现状，引出了本文的工作。 第二章文研究了实时网络传真体系。首先，研究了p s t n 网上传真传输规程- - 1 3 0 协议；接着， 研究了t 3 8 协议规定的实时网络传真原理、i f t 传输规程、u d p t l 分组结构和a s n 1p e r 编码； 随后，研究了s i p 呼叫体系协议，包括了s d p 协议和r t p 协议：最后，研究了传真报文数据格式 t 4 t 6 和t i f f 图像格式数据的转换技术。 第三章在分析企业的i p p b x 系统结构和i p - p b x 系统中网络传真服务器需要实现的功能基础 上，给出了系统的总体设计方案，包括内含邮箱接口模块、传真控制模块、呼叫状态机模块、媒体 处理模块、定时器模块五个的模块框架设计，基于s e l e c t 机制的两线程软件框架设计和基于模块的 传真流程设计；接着，在总体设计的基础上，分别介绍了五个模块的实现；最后，给出了系统工作 流程。 第四章叙述了利用l i n u x 下a u t o m a k e a u t o c o n f i g 自动化工具对整个网络传真服务器系统程序进 行编译，生成可执行文件；随后，介绍了通过挂载在i p - p b x 下的普通传真机向企业内部i p a 用户 发送传真，测试网络传真服务器的性能。 第五章对工作进行了总结与展望。 6 第二章实时网络传真体系研究 第二章实时网络传真体系研究 上文说到，实时网络传真简单流程涉及传真机和网关的通信以及隔关和网关的通信。前者按照 p s t n 上的拨号规程和“p s t n 网上的文件传真传输规程”- - t 3 0 实现发端传真机和网关之间的通信， 后者遵循t 3 8 协议。对应于p s t n 上的拨号规程，t 3 8 协议中规定呼叫控制协议- - h 3 2 3 和s i p 。 比较两个协议，s i p 要优于h 3 2 3 。此外，1 1 f f 和t 4 数据格式的相互转换也是融合通信中实时网 络传真的特点。为此，本文将从以上几个方面对实时网络传真体系进行研究。 2 1t 3 0 协议规程 传真呼叫的时间顺序可以分为五个阶段，如图2 - l 。p s t n 网上文件传真传输规程，即t 3 0 建 议，规定的通信规程包括建议的适用范围、所用术语的解释、传真呼叫描述、传真用的单音信号方 式和二进码信号方式。 发端传真机收端传真机 图2 - 1p s t n 上传真呼叫流程 7 阶段 呼叫建立 阶段b 控制和 能力协商 阶段c 页面传， 阶段d 报文后 过程 阶段e 呼叫释放 东南大学硕士学位论文 阶段a ：传真呼叫的建立可以人工实现或自动完成，规定了四种操作方法m 。 操作方法一：主叫和被叫均是人工操作，其具体事件流程如表2 1 所示 表2 1 操作方法一事件流程 匿篡孵碱攀捧麓瑟瑟”誓 。；主h 终壤一一? 二纛三。x _ i 一7 i 。：簇蹦终端纛，：琶 l操作员听到拨号音并拨叫所需号码 2 操作员听到振铃音振铃且操作员应答呼叫 3口头标识口头标识 4 将传真终端转换到线路并发送c n g 单音将传真切换到线路 5开始传真 开始传真 操作方法二：主叫终端是人工操作，被叫终端是自动操作，其具体事件流程如表2 2 所示 表2 2 操作方法二事件流程 鬻￥毒绎警 了誓鼍“= ? 一“7 + 釜瓣终糍”“j ” ：篆爰：i i 篓舔孵终壤? 。篡篡薹三碧 1操作员听到拨号音并拨叫所需号码 2操作员听到振铃音终端检测到振铃并应答呼叫 3发送录音口头通知( 可选) 4操作员听到c e d 或口头录音，将传真机连到线路上发送c e d 并发送c n g 5 开始传真开始传真 操作方法三：主叫终端是自动操作，被叫终端是人工操作，其具体事件流程如表2 3 所示 表2 3 操作方法三事件流程 ! 。博哦事伟碜9 ”9 # ”鼍登”i 釜骥终罐? ”黧”繁黟? 零”翼黧篡篆俐舞鼯薹瑟瑟鍪 l终端检测到拨号音并拨叫所需号码。为向被操作员清 楚地指出其与传真终端连接，或向普通电话用户提醒 其接错，在检测信号期间向线路发送c n g 2呼叫振铃且操作员应答呼叫 3操作员检测c h l g 并把传真终端 转换到线路( 作为选用方式，可 产生c e d ) 4开始传真开始传真 操作方法四：主叫终端和被叫终端都是自动操作，其具体事件流程如表2 4 所示 表2 4 操作方法四事件流程 匿蟹q 攀绛“”警零蛩”“”颡憾”胃甓譬警鬻秽i 翟篓被磷终戮”：黧篡纛翼 l 终端检测到拨号音并拨叫所需号码( 注) 。为向普通 电话用户指出其接错，在检测信号期甸向线路发送 c l q g 2终端检测到振铃并应答呼叫 3 发送录音口头通知( 可选) 4发送c e d 5开始传真开始传真 8 第二章实时网络传真体系研究 阶段a 中，c n g 是1 1 0 0 h z 断续单音信号( 一个周期中，通o 5 s ，断3 s ) ，c e d 是一个连续的 2 1 0 0 1 - l z 的单音，周期不小于2 6 s ，不大于4 s ，它们都有标识传真机连在线上和非话务终端的作用 同时，对主叫端来说c e d 还是呼叫请求得到应答的标识。呼叫建立后，两端传真机切换v 2 1 调制 ( 3 0 0 b p s 双工调制) 阶段，并且被叫端首先切换。 阶段b ：因为在报文传输( 阶段c ) 之前，又可称作报文前过程。在此阶段，被叫端将发送d i s ( 数字标识信号) 信号向主叫端报告自己的能力：数据信号速率、传真图像分辨率、传真图像编码 方式、可处理的图像页面尺寸和纠错模式等。同时，被叫端可以把c s i 信号( 被叫端的国际号码) 和n s f ( 被叫端传真机特有性能) 信号附加在d i s 信号后。主叫端在收到d i s 信号后，依据情况或 者说约定，发送d t c 信号( 如图2 - 2 ( a ) ) 或d c s 信号( 如图2 - 2 ( b ) ) 作为应答。d t c ( 数字发送命 令信号) 可以附带c i g 信号( 主叫端国际电话号码) 和n s c ( 主叫端传真机特有性能) 。当主叫端 发送d t c 时，表明主叫端想接收传真，正常情况下，被叫端将发送d c s ( 数字命令信号) 作为响 应- d c s 可以附带t s i ( 主叫端国际电话号码) 信号和n s s ( 非标准建立信号。对n s f 或n s c 的 响应) 。在d c s 发送后，传真发送端将用协商好的调制速率信号对传真接收端进行时长为1 5 s 的“全 零码”训练，以t 4 传真数据格式发送。传真接收端将发送c f r ( 接收确认) 表明训练成功，进入 阶段c ，或者发送兀1 ( 训练失败) 表明训练失败，需要跳到阶段b 的开始，重新训练。 主叫终端 被叫终靖 主叫终端键叫终端 (4)主叫靖接收(”主叫端发送 图2 - 2 阶段b 信号顺序 主叫端在进入b 阶段时，设立定时器t 1 ( 3 5 s ：l - 5s ) ，如果主叫端在规定时间内没有收到端的 d i s 信号，则主叫端进入拆线状态，向被叫端发送d c n 信号。被叫端在发送完d i s 后，设立定时 器t 2 ( 6 s ：t ：l s ) ，如果在规定时间内没有收到响应信号，则再发送d i s 信号，从新复位定时器，如果 发送3 次d i s 后，仍然没有收到响应，将进入拆线状态。d t c 信号发送后也要设立定时器t 2 ，情 9 嗍一m一一一一一雠一帆一 害三一 东南大学硕士学位论文 形和d i s 相同。传真发送端在发送训练信号前，设立定时器t 2 ，如果在规定时间内没有收到c f r 或兀飞进入拆线状态m 。 c s i t s i c i g 由2 0 个编码数字组成，它们的其最低有效数字的最低有效位将列为第一位发送。 例如数字“1 ”编码结果为“0 0 1 1 0 0 0 1 ”，最低位为“l ”，根据规则，发送顺序为“1 0 一o o l l - - 0 - - 0 ”，写成十六进制数为“0 x 8 c ”。如果有个号码为“1 2 3 4 5 6 ”，则发送顺序为“6 5 4 3 - - 2 - - 1 - - 1 4 个空格符”实际的十六进制值为“6 c a c 一2 c c c 一4 c 一8 c 1 4 个0 4 ” 7 1 。 阶段c ：传真发送端会根据协商的数据信令速率、编码格式等，传输t 4 规程规定的传真数据。 t 4 规程规定了一维编码( 改进的h u f f m a n 编码) 、二维编码( 改进的相对象素制定码) 和三维编码 ( 改进的二维编码) 。一页传真数据以e o l ( 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 ) 打头，不同扫描行数据间以e o l 间开， 以r t c ( 连续六个e o l ) 结束。示意图如下 s l ： 厂嗽帕 t 为全糖码扫描线的量小传时阿 阶段c 缩柬 图2 - 3 开始处和结束处扫描线数据传输格式 传真页面在发送期间不容中断，暂时还没有协议和定时方法把页面传输进行可控分批传送。一 旦传真页面的传送被中途打断，当且仅当中断破坏了e o l 分割符完整性，接收端才能检测出来。 阶段d ：在阶段c 结束后，又称传真后过程。传真链路回复到v 2 1 调制模式。在该阶段，传真 发送端将发送如下常见命令信号：e o p 一结束报文传送，进入呼叫释放阶段；m p s - - $ b 至阶段c 起 始处，继续传送下一页报文；e o m - - 报文传输结束，跳至阶段b 开始处。 阶段e ；呼叫释放阶段，通过自动发送d c n 或人工挂机进行会话释放。 2 2t 3 8 协议规程 2 2 1 实时网络传真原理 网关和网关之间的通信，遵循t 3 8 协议，整个流程和p s t n 网上的传真流程大体一致。从总体 1 0 第二章实时网络传真体系研究 上，整个流程分为两个部分：呼叫建立阶段和传真主过程。如图2 - 4 所示州。 发传真机发端胃美收端同关收靖传真机 拄号 ( 接收增电话号码) r蠹铃 c e d ( c e d ) c e d 一 d l s 一 1 ( d 晖) d i s 一 d c s r c i c s ) w 练d c s ， ( 训练) - 一诩练 ( c f i g ) c f i t 传真报文 ( 传直报文) 传真报文 一 d c n r ( 拆缱) 拆断连接) 拆缱) 图2 - 4t 3 8 - - i p 网络上实时传真原理圈 呼叫建立阶段主要负责接收被叫传真终端的号码输入，网关能力的协商，传真主过程的流程遵 循t 3 0 规程，网络包传输和封装遵循i f f 规程。目前，网络传真呼叫建立过程主要基于两种协议： r r u - t 制定的h 3 2 3 协议和i e t f 制定的s i p ，s i p 协议要优于h 3 2 3 2 2 2i f t 规程和u d p t l 分组结构 i f t ( i n t e r n e tf a c s i m i l et r a n s f e r ) 规程刚：该规程规定比特和字节的传输顺序和r f c 7 9 1 “i n t e m e t p r o t o c o l ”定义的相同。同时，规程还规定t 3 0 比特流的图样保持p s t n 和口网络之间的比特次序， 其含义是在第一个八位组的m s b 中存储传输的第一个比特。最后，它规定了i f p 分组承载在u d p 和t c p 协议上的封装格式以及l i p 包的格式，本文着重说明u d p 上的封装u d p t l 包。在介绍u d p t l 包之前，了解一下i f p 包的格式组成是必要的。 i f p 包格式 4 1 ：肿包，从总体上，是由n 甲e 域和d a t a 域构成。顾名思义，r 忡e 表示消息 的类型，d a t a 表示相应类型的数据。r 忡e 域包含t 3 0i n d i c a t o r 和3 3 0d a t a 两种类型。 3 3 0i n d i c a t o r 用来表示传真信号指示( c n g 和c e d ) ，前导标记和调制指示，该消息类型没有 对应的d a t a 域；t 3 0d a t a 表明存在d a t a 域并指示承载数据所使用的调制。 东南大学硕士学位论文 i f p 包的d a t a 域包含来自p s t n 连接的数据和数据格式的指示。数据单元由一个或多个字段 构成。每个字段有两部分：第一部分为字段类型，第二部分为字段数据。表2 5 给出了常用的字段 类型及其描述。 表2 5i f p 包d a t a 域字段类型及其描述 匿。二j i 。一：! ；字段类鹫：。奠篡譬。：一4 ”：“? ? 4 ”_ ? “字段娄登描述”+ 5 ，j 、+ i i ”“：! 在p s t n 连接上以h d l c 格式传输的数据。这些数据包括1 3 0 控制消息以及 h d l c 数据使用e c m 发送的传真报文数据。 其后的字段数据包含一些或所有单个的h d l c 数据帧，这些帧以h d l c 帧的 地址帧开始且以f c s 结束但不包括f c s 。从所有的数据中移出填充比特。用 f c s 指示符字段指示帧的结束。在将h d l c 数据发送到g 3 f e 时，网关负责 比特填充，f c s 生成并且用一个或多个标志( 0 x 7 e ) 分割帧。 h d l c - f c s o k 标识h d l c 帧的结束并收到了合适的f c s 。它也标识该帧不是最后一帧。该字 段类型无字段数据。 h d l c - f c s - o k - s i g - e n d 标识h d l c 帧的结束以及收到了合适的f c s 。在非v 3 4 模式中，它也标识 v 2 1 调制应终止。在v 3 4 模式中。应在帧之后发送标记。该字段类型无字段 数据。 h d l c f c s b a d 标识h d l c 帧的结束及未收到合适的f c s 。它也标识该帧不是最后一帧。该字 段类型无字段数据。 h d l c - f c s b a d - s i g - e n d 标识h d l c 帧的结束以及未收到合适的f c s 并且应停止发送。它也标识该帧 是最后一帧。该字段类型无字段数据。 t 4 - n o n e c m 在速率管理方法2 的情况下不使用纠错模式或t c f 发送t 4 数据。它也标识不 是过程数据报文数据的结束。 t 4 - n o n - e c m s i g - e n d 在速率管理方法2 的情况下不使用纠错模式或t c f 发送t 4 数据。它也标识报 文发送的结束。 图2 - 5 给出了使用三个连续的i f p 分组传送两个h d l c 帧的方法。类型单元v 2 1 表示调制方 式，f c s - o k 表示第一帧的结束并且没有数据错误，f c s - o k - s i g - e n d 表示第二帧( 末帧的结束) 并 且数据没有错误。 粪塑单党簸据单元 v 2 l 黢鬻 莰甓警： e d l c 珏垃ch d l eh d l cl d l ch d l ch d i l c h d i c 数据 地城经潮a 餐缀l效能缀2 八缝壤3，k 艇维4 凡垃组5几娩纽6 赶b v 2 1 数据。段娄帮t e d 珏d k丑d l j c 中段类馥 h d i x 数据 ，k 靛组7，k 娩缀s，、靛缀9f c s - o k v 2 l 数摧宇段燮聚： 珏呲珏d 珏d 字段燮携 h d l c 数据 造眨黪涮a 挝纽，托孓o x ( 0 x 在3s j g - e n d 图2 - 5 三个连续的i f p 分组传递皿l c 帧 u d p t l ( u d pt r a n s p o r tl a y e rp m t o d 分组结构【4 1 ：在使用u d p i p 包来传送传真信息时，由 于u d p 协议没有反馈重发的纠错机制，为了保证传输质量t 3 8 定义了u d p t l 协议。u d p t l 包由 第二章实时网络传真体系研究 u d p t l 头部和u d p t l 有效净荷两部分组成。u d p t l 头部包含所传送的i f p 包的序号，u d p t l 有 效净荷由分别称为“主要”和“次要”的砥部分组成，“主要”部分为所传送的i f p 包，“次要”部 分是为了纠错而增加的冗余部分。t 3 8 建议中提供了两种纠错方式，一种为通常情况下采用的冗余 包纠错方式，另一种为选用的f e c ( f o r w a r d e r r o r c o r r e c t i o n ) 纠错方式。如图2 - 6 。 图2 _ 6i f p u d p t l u d p i p 分组结构 在两种纠错方法中，冗余包纠错简单，所以常常采用冗余包组成。次级”i f p 包，如图2 - 7 。 幽2 7 兀余包纠错梗式f 的u d p t l 分组结构 u d p t l 包是t 3 8 常用的封包格式，它的核心就是a s n 1 ( a b s t a r a c ts y n t a xn o t a i o no n e ) p e r ( p a c k e