Jak działa fax internetowy

Fax internetowy nie jest e-mailem z inną nazwą. Sieć telefoniczna nadal jest w torze — zmienia się tylko miejsce, w którym się kończy: zamiast do gniazdka w biurze, dobiega do bramki operatora, a stamtąd dokument jedzie jako plik.

Pieniądze liczymy w zestawieniu kosztów, praktykę obsługi opisuje instrukcja wysyłki i odbioru, a pojęcia w formie haseł — słownik. Tu chodzi o sam styk sieci telefonicznej z pocztą — i o pytania, które z niego wynikają.

01 Dwie bramki i dwa kierunki

Architektura usługi mieści się w dwóch urządzeniach opisanych przez IETF w dokumencie RFC 4160. Bramka onramp „odbiera faksy z urządzeń faksowych GSTN i generuje Internet Fax przesyłany przez Internet do dowolnego urządzenia Internet Fax” — to kierunek odbioru. Bramka offramp „odbiera wiadomości Internet Fax i generuje faks GSTN wysyłany do dowolnego urządzenia faksowego GSTN” — to kierunek wysyłki. Panel i skrzynki pocztowe są nadbudową nad tymi funkcjami.

RFC 4160 wymienia trzy rzeczy, które obie bramki obsługiwać muszą: tłumaczenie adresów, konwersję formatu obrazu i obsługę powiadomień o błędach lub zwrotach. Jedyną funkcją wymienioną jako opcjonalna jest autoryzacja użytkownika — sam dokument nie wymaga więc sprawdzenia, kto zleca wysyłkę. Po stronie telefonicznej konto ma przypisany numer w publicznej sieci; jego dobór i przenoszenie opisuje część o numerze faksowym.

Tę samą drogę, opisaną językiem usługi zamiast normy, przedstawia dokumentacja otoFaks — zestawienie obu opisów pokazuje, jak niewiele z tej techniki użytkownik widzi.

02 Co słychać na linii: sesja T.30

Protokół T.30 dzieli połączenie na pięć faz: A to zestawienie połączenia, B — procedura przedwiadomościowa, w której urządzenia się przedstawiają i wybierają możliwości, C — transmisja wiadomości, D — powiadomienie z potwierdzeniem strony, E — rozłączenie.

Pisk słyszalny po podniesieniu słuchawki przy połączeniu faksowym to dwa sygnały. Aparat wywołujący nadaje ton CNG: 1100 Hz ±38 Hz, pół sekundy dźwięku i trzy sekundy przerwy. Odbierający odpowiada tonem CED: ciągłe 2100 Hz ±15 Hz przez nie mniej niż 2,6 s i nie więcej niż 4,0 s. Bramka T.38 nie przenosi tych dźwięków przez sieć IP — odtwarza je lokalnie, po swojej stronie toru.

Negocjacja idzie najwolniejszym kanałem sesji: sygnały sterujące DIS, DCS, CSI i TSI przesyła się z prędkością 300 bit/s. Przy okazji powstają identyfikatory stron — CSI jest przesyłane opcjonalnie razem z ramką DIS, a TSI razem z DCS, więc nadawca przedstawia się, zanim popłynie choćby jedna linia obrazu.

Dopiero potem rusza obraz — i to on korzysta z pełnej prędkości modemu. Terminal deklarujący modulację V.27 ter uznaje się za zdolny do 4800 lub 2400 bit/s, V.29 — do 9600 lub 7200 bit/s, V.17 — do 14 400, 12 000, 9600 lub 7200 bit/s; wyżej wchodzi się tylko modulacją V.34. Gdy warunki się psują, implementacje schodzą po tych stopniach w dół — sama drabinka jest zachowaniem urządzeń, a nie zapisem normy. Po każdej poprawnie odebranej stronie odbiornik odsyła sygnał MCF.

33 600 bit/s

03 Korekcja błędów ECM i jej granice

Tryb korekcji błędów ECM opisuje Załącznik A do T.30, a jego użycie jest opcjonalne. Metoda polega na półdupleksowym selektywnym powtarzaniu ramek: nadajnik decyduje w ramce DCS, czy ramka ECM ma 256, czy 64 oktety, a odbiornik musi przyjąć oba rozmiary. Gdy coś nie doszło poprawnie, odbiornik nadaje sygnał PPR z numerami ramek do powtórzenia, a nadajnik retransmituje dokładnie te ramki, a nie całą stronę.

Mechanizm ma granicę wpisaną w normę: po czterokrotnym PPR dla tego samego bloku nadajnik wysyła EOR, czyli koniec retransmisji, albo CTC — kontynuację korekty z możliwym obniżeniem prędkości.

Są sytuacje, w których ECM przestaje być opcją: nie da się bez niego wysłać niczego z modulacją V.34, obowiązkowy jest też przy kodowaniu MMR i kompresji JBIG. Konsekwencja jest niewygodna — najszybszy wariant faksu najsilniej zależy od jakości łącza.

04 T.38 i T.37 — dwa pomysły na to samo

Oba zalecenia przyjęto w czerwcu 1998 r. i oba dotyczą faksu w sieciach IP, ale podchodzą do problemu z przeciwnych stron. Zakres T.38 mówi o sytuacji, w której „a portion of the transmission path used between terminals includes an IP network, e.g., the Internet” — część drogi biegnie przez sieć IP, reszta pozostaje siecią telefoniczną. T.37 opisuje z kolei przesyłanie danych faksowych pocztą internetową jako systemem z zapamiętaniem, czyli robi z faksu załącznik.

T.38 jest protokołem czasu rzeczywistego: bramka stoi między siecią IP a siecią telefoniczną i odtwarza wobec faksu G3 pełną sesję T.30. Zalecenie było wielokrotnie poprawiane: między 1998 a 2015 r. ukazało się siedem pełnych wydań i dwanaście dokumentów poprawkowych, a obowiązuje wydanie z listopada 2015 r. Duża jego część odpowiada na jedno pytanie: co zrobić, gdy sieć IP zgubi pakiet. Przed stratami broni się nadmiarowością, czyli powtarzaniem wcześniejszych pakietów w polach „secondary”, albo kodem korekcyjnym z Załącznika C.

T.37 jest prostszy. W trybie Simple Mode formatem obrazu jest profil S wedle RFC 2301, a transportem zwykła poczta: SMTP, ESMTP, POP3 i IMAP4. Każdy terminal zdolny do odbioru musi ten tryb obsłużyć — to gwarantowany poziom współpracy. Cena prostoty: Simple Mode nie przewiduje wymiany możliwości ani potwierdzeń, więc potwierdzenie, jeśli jest, pochodzi z warstwy usługi.

Jest jeszcze parametr bywający źródłem cichych awarii. Atrybut T38FaxVersion przyjmuje wartości od 0 do 4, a gdy w opisie sesji SDP go nie ma, punkt końcowy musi założyć wersję 0 — ta zaś nie obejmuje V.34, czyli Super G3. Odbiorca oferty nie może odpowiedzieć wersją wyższą niż zaoferowana; wolno mu ją przyjąć albo obniżyć.

05 Dlaczego zwykły VoIP nie wystarcza

Faks to modem, a modem przesyła dane dźwiękiem, którego kodek zaprojektowany pod mowę nie odtwarza wiernie. Kodeki o wysokim stopniu kompresji, takie jak G.729 z przepływnością 8 kbit/s, są zoptymalizowane pod mowę: zmodulowany sygnał faksu zwykle nie przechodzi przez nie poprawnie i połączenie kończy się niepowodzeniem. Przechodzi natomiast przez G.711 z 64 kbit/s bez kompresji stratnej.

Stąd dwa rozwiązania. Pierwsze to T.38, czyli wyjęcie faksu z warstwy dźwięku i przeniesienie go jako danych protokołu. Drugie to tryb pass-through: bramka po wykryciu tonu CED przełącza kodek na G.711 i na czas połączenia wyłącza kasowanie echa oraz detekcję aktywności głosowej. Ruch idzie wtedy nieskompresowany w pakietach RTP — z narzutem IP około 96 kbit/s. Faks wymaga więc chwilowego rozmontowania mechanizmów, na których stoi jakość rozmowy.

Ta sama różnica tłumaczy, dlaczego łącze brzmiące w rozmowie bez zarzutu potrafi zerwać faks: adaptacyjny bufor jittera do transmisji faksowej się nie nadaje, a poślizgi zegara na łączach cyfrowych są w rozmowie niezauważalne. W protokole SIP połączenie faksowe jest w chwili zestawienia nieodróżnialne od głosowego, bo przełączenie na T.38 następuje dopiero potem — dlatego IETF wydał w marcu 2013 r. dokument RFC 6913 ze znacznikiem cechy mediów „sip.fax”.

06 Obraz: rozdzielczość, linia i twardy limit czasu

Faks nie przesyła strony, tylko jej linie. Standardowa linia skanowania to 1728 czarno-białych elementów obrazu na 215 mm ±1%; norma dopuszcza też linie o większej liczbie elementów — opcjonalnie do 4864. W pionie rozdzielczość standardowa wynosi 3,85 linii/mm ±1%, a wartości 7,7 i 15,4 linii/mm są opcjonalne — nadawca nie ma gwarancji, że odbiornik je zadeklaruje. Norma zrównuje przy tym 200 × 200 dpi z 8 × 7,7 linii/mm, a obsługiwane formaty stron to ISO A4, ISO B4, ISO A3, Letter i Legal.

Jest jeszcze parametr, o którym w ofertach się nie mówi. Minimalny czas transmisji zakodowanej linii wynosi standardowo 20 ms; rozpoznane opcje to 10, 5, 0 i 40 ms, a warianty krótsze wymagają obowiązkowego wycofania się do wolniejszych. Ograniczenie pochodzi z mechaniki odbiornika, nie z modemu, a wybiera się je w fazie B — o realnym tempie decyduje więc wolniejsze z dwóch urządzeń. Z drugiej strony stoi limit twardy: czas transmisji jednej linii musi być krótszy niż 13 sekund, po czym odbiornik ma obowiązek rozłączyć.

1728

07 Dlaczego dostajesz PDF, a nie TIFF

Naturalnym formatem faksu jest TIFF. To w nim IETF zdefiniowało profile faksowe: RFC 2306 opisuje TIFF-F, a RFC 3949 z lutego 2005 r. — sześć profili TIFF-FX. Sam TIFF Revision 6.0 jest specyfikacją Adobe Systems z 3 czerwca 1992 r., a więc ani normą ISO, ani zaleceniem ITU-T. Najuboższy z profili, S, dopuszcza wyłącznie kompresję MH i to on jest obowiązkowy w trybie Simple Mode zalecenia T.37.

PDF ma odwrotny rodowód: jest normą ISO. Wydanie PDF 2.0 to ISO 32000-2:2020, a archiwalny PDF/A — osobna norma ISO 19005-1:2005. Dostawcy przesyłają odebrane faksy w PDF, choć normy faksowe przewidują TIFF; w praktyce dlatego, że PDF otwiera się bez dodatkowego oprogramowania, a wielostronicowy TIFF-F na wielu systemach nie. To obserwacja rynkowa, nie zapis dokumentu ITU czy IETF.

Jedno zastrzeżenie: plik z faksu jest obrazem strony, a nie dokumentem z warstwą tekstową. Wyszukiwanie w treści i wczytanie do systemu księgowego wymagają osobnego rozpoznania znaków — formatu pliku to nie zmienia.

08 Cztery pytania, które z tego wynikają

Z powyższego układa się krótka lista pytań do dostawcy. W jakiej wersji obsługuje T.38 — bo brak deklaracji w opisie sesji oznacza wersję 0, czyli tor bez Super G3. Czy na odcinku do sieci telefonicznej nie stoi kodek stratny. Czy bramka autoryzuje zlecenie wysyłki, skoro norma tego nie wymaga. W jakim formacie i w jakiej rozdzielczości dostaniesz plik. Pełną listę pytań, także spoza techniki, zebraliśmy w poradniku wyboru usługi.

Technika nie rozstrzyga dwóch rzeczy. Z tego, że dokument dojdzie, nie wynika, kto go weźmie do ręki po drugiej stronie — to temat bezpieczeństwa i RODO. Nie wynika też, czy zmiana się opłaca; oba tory, wraz z sytuacjami, w których stary aparat wygrywa, zestawiamy w porównaniu faksu internetowego i tradycyjnego.

Źródła

1. ITU-T Recommendation T.4 (07/2003), Standardization of Group 3 facsimile terminals for document transmission — rozdzielczości, linia skanowania, czas linii.
2. ITU-T Recommendation T.30 (09/2005) wraz z Amendment 1 (01/2007), Procedures for document facsimile transmission in the general switched telephone network — fazy sesji, tony, prędkości, Annex A o korekcji błędów.
3. ITU-T Recommendation T.37 (06/98), Procedures for the transfer of facsimile data via store-and-forward on the Internet.
4. ITU-T Recommendation T.38 (11/2015), Procedures for real-time Group 3 facsimile communication over IP networks.
5. RFC 4160, Internet Fax Gateway Requirements, IETF, sierpień 2005 — wymagania dla bramek onramp i offramp; RFC 6913, Indicating Fax over IP Capability in the Session Initiation Protocol (SIP), IETF, marzec 2013.
6. RFC 3949, File Format for Internet Fax, IETF, luty 2005 — profile pliku TIFF-FX (zastąpiło RFC 2301); RFC 2306, TIFF — F Profile for Facsimile, IETF, marzec 1998.
7. Cisco, Troubleshoot Fax Relay, dokument nr 20227 oraz Cisco IOS, Fax, Modem, and Text Support over IP Configuration Guide — kodeki, tryb pass-through, tolerancja strat.
8. Adobe, TIFF Revision 6.0 Final (3 czerwca 1992) oraz normy ISO 32000-2:2020 i ISO 19005-1:2005 — formaty pliku wynikowego.