Fax transmission over IP

IP 네트워크 상에 팩스 전송

우선, 팩스는 Fax Pass-through로 전송하는 것이 가장 간단한 방법이지만, IP 네트워크 상에서는 DSP를이용하여 더 작은 대역폭을 사용하기도 하며, 패킷 지연 및 패킷 손실이 발생할 수도 있기에 신뢰할 수 있는 전송을 보장하는Fax relay가 선호됩니다. 이 문서는 시스코 IOS 게이트웨이를 중심으로 전개되었으며, Cisco Fax Relay 같은경우는 시스코 간에만 사용될 수 있습니다. 따라서, 서로 다른 벤더의 제품간 연동시에는 T.38을 사용해야 합니다

Fax Pass-through

Fax Pass-through는 IP 상으로 팩스를 전송하는 가장 단순한 기술입니다. 이 모드에서, 게이트웨이는Fax 호와 음성 호를 구분하지 못합니다. 팩스 단말 상호간에 팩스 통신은 voice in-band를 이용합니다. Faxpass-through with upspeed를 이용할 때, 게이트웨이는 CED Fax tone을 인식하고 자동으로 음성 코덱을G.711로 전환하면서, Echo cancellation 및 VAD (Voice Activity Detection)을 비활성화합니다.

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다음 그림은 Fax Pass-through 에 대한 Call Flow입니다. Call Flow는 다음과 같습니다.

1. 음성 호가 개설 된후, DSP는 2100Hz CED tone을 검출하여 팩스 또는 모뎀임을 확인
2. Originating Gateway는 DSP가 TGW로 NSE (Named Service Event)를 전송하여 TGW에게 코덱 변경을 요청
3. TGW는 승인 후 Fax pass-through 진행

 

  NSE (Named Service Event)는 IETF의 NTE (Named Telephony Event)의Cisco 버전입니다. NTE는 전화 시그널링 및 이벤트를 in-band RTP로 보내는 것으로, RTP Payload Type을 100으로 합니다. 반면에 NSE는 RTP Payload를 101로 사용합니다. NSE와 NTE 모두 in-band로단순하게 Tone을 그대로 보내는 것보다 이벤트로 하여 패킷으로 전송하여 신뢰도를 증가시킵니다.

Cisco Fax Relay

Cisco Fax Relay는 시스코 IOS 게이트웨이 상에서 팩스를 전송하는 가장 오래된 방법입니다. 게이트웨이는 가상팩스 머신으로 동작하면서 T.30 Fax 시그널링을 터미네이션하고, 게이트웨이간에는 RTP 기반의 Cisco Fax Relay프로토콜을 통해 통신합니다. Fax-pathrough와 달리 게이트웨이가 수신된 팩스신호를 복조한 후 fax relay프로토콜로 변환하여 전송합니다.

시스코 IOS 게이트웨이의 디폴트 팩스 전송 방법은 Cisco Fax Relay입니다.

Cisco Fax relay는 크게 두가지 Phase로 구분됩니다.

• Cisco Fax Relay Fax Setup Phase
  1. 음성 호가 이루어진 후 CED tone이 검출되면, DSP는 통신 단말이 Fax임을 인지하고 Modem Pass-through로 전환
  2. TGW는 DIS 메세지(Capability 협상)를 생성하고, 게이트웨이는 HDLC Flag를 검출하면, Fax relay mode로 전환
  3. DSP는 RTP Payload Type 96으로 설정하여 OGW로 전송
  4. OGW의 DSP는 Fax 모드로 전환한 후 RTP Payload Type 97로 응답
  5. TGW는 코덱 다운로드한 후 Fax relay 시작
  
   
  
  
• Cisco  Fax Relay Transfer Phase
  OGW의 DSP는 T.30 아날로그 팩스 신호를 복조 및 패킷타이징을 합니다. TGW는 받은 패킷을 T.30 아날로그 팩스 신호로 변조하여 PSTN으로 전송합니다.

          

T.38 Real-time Fax Relay

90년대 말 VoIP가 인터넷을 통해 활성화 되었을 당시에 VoIP는 압축기법을 이용하여 최소한의 대역폭을 사용하여전송하였기에 Fax의 품질이 좋지 않았기 때문에, 기존의 Group 3(G3) 팩스 단말 사이에 IP 네트워크를 이용하여 팩스전송하는 방법으로 1998년 ITU에 의해 표준화 되었습니다.

T.38은 T.30으로 들어온 아날로그 신호로부터 팩스 이미지를 추출하여 T.38 데이타 스트림으로 변경하여전송합니다. T.38은 H.323, SIP, MGCP 등의 시그널링 프로토콜에 상관없이 팩스를 송수신할 수있는 가장 범용적인솔루션입니다.  T.38은 패킷 손실에 대해 data redundancy를 사용하며, T.38 패킷 구조는 다음과 같습니다.

위의 그림에서 보듯이 팩스 이미지는 IFP에 포함되어 전송됩니다.

T.38은 호 제어 프로토콜이 무엇인가에 따라 협상에 차이가 있습니다. 간단하게 살펴보겠습니다.

• H.323 T.38 Fax Relay
  H.323일 때 음성 모드에서 T.38 Faxmode로 전환하기 위해 사용되는 매커니즘은 T.38 Annex B 표준입니다. 호 설정이 완료되면, DSP는 CED 톤을감지하고 이때H.245 협상을 통해 Fax 모드로 전환합니다. 아래 그림에서 보듯이 기존의 LogicalChannel을 닫고,T.38 UDP 스트림을 보내고 받기 위한 LogicalChannel을 새로 개방합니다. 즉, 새로운 UDP 포트를 사용하여통신합니다.
  
  
  
• SIP T.38 Fax Relay
  SIP일 때 음성 모드에서 T.38 Faxmode로 전환하기 위해 사용되는 매커니즘은 T.38 Annex D 표준입니다. 호 설정이 완료되면, DSP는 CED 및HDLC Flag를 감지하면 SIP INVITE with T.38 Details in SDP field 메세지를 전송합니다.SIP의 경우 Voice Channel을 그대로 사용합니다. 즉, 새로운 UDP포트를 협상하지 않습니다.
  
  
  

• MGCP T.38 Fax Relay
  MGCP를 이용할 경우 2 가지 모드가 있습니다.
  - Gateway-controlled mode : 게이트웨이간에 SDP 메세지가 교환되며, CA는 단순히 전달만 합니다.
  - Call-agent-caontrolled mode : CA는 게이트웨이에게 T.38 모드로 전환하도록 명령
  
  Call Flow는 다음과 같습니다.
  1. 음성호 설정 후 게이트웨이는 SDP 메세지를 교환합니다.
  2.게이트웨이가 T.38 Fax Relay를 지원하지 않으면, Fax Pass-through를 사용합니다. 그러나, T.38을지원하나, T.38 프로세스를 하던 중 실패하게 되면 Fax pass-through로 전환되지는 않습니다.
  
  

Super G3

Super Group 3 (SG3)는 V.8 시그널링 및 V.34 단방향 변조를 지원하는 차세대 팩스 단말입니다. 슈퍼G3 팩스는 일반적인 G3 팩스와 비슷하지만, 최대 33.6Kbps까지 팩스를 전송할 수 있는 V.34 변조 방식을 사용하는것이 특징입니다. 

게이트웨이 입장에서는 고속 모뎀으로 인식됩니다. 따라서, Super G3 팩스 호를 전송하기 위해서는 modempassthrough 가 사용되어야 합니다. 왜냐하면, Syper G3 는 HDLC 플래그를 사용하지 않기 때문입니다. HDLC플래그가 검출되어야 Fax relay가 시작됩니다. 그러나, modem pass-through가 설정되어 있지 않으면, G3팩스 프로시져로 시작됩니다.

위의 그림에서 보듯이 Super G3는 ANSam,CM,JM이라는 메세지 교환이 포함됩니다.

전체적으로 IP 상에서 실시간 Fax를 전송하는 방법을 알아보았습니다. 일반적으로 사용되지 않기에 T.37 Storeand Forward에 대한 설명은 제외했습니다. 나중에 또 기회가 되면, T.37에 대해서도 설명하도록 하겠습니다. 이 글은Cisco의 "Cisco IOS Fax and Modem Services over IP Application Guide" 를참조하여 구성되었습니다.

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