传输传真数据的方法

专利名称：传输传真数据的方法
技术领域：
本发明属于计算机网络技术领域，特别涉及帧中继传真业务在语音网关上的应用技术。
背景技术：
路由器已经成为构建数据网络中不可或缺的基本设备，如何在路由器上充分利用已有的硬件平台，借助于路由器强大的数据处理能力，为客户提供附加超值的增值业务，分流已有的部分业务，降低运行成本，已经成为众多设备提供商一个比较有竞争力的砝码。
在传统的交换电话网络(PSTN-Plain switch telephone network)中，两台传真机A、B之间实现传真传输过程如图1所示，两台传真机A、B分别通过一台语音网关1、2与帧中继网络相连，图中，传真设备是可以提供传真功能的设备，可以是传真机，也可以是发送传真的调制解调器。语音网关可以提供连接广域网的接口，同时提供PSTN网络的接口，以便接入用户的传真设备；语音网关设备可以提供对数据的调制和解调功能，为传真设备提供接口，帧中继网络是链路层为帧中继，可以提供数据异地传输的广域网络。
上述两台传真机之间实现传真通信，使用的协议是国际电信联盟(ITU-T-International telecommunication union)给出的T.30规程。当传真机借助广域网来实现传真通信，网关要提供的功能就是为传真机提供发送建立连接控制信号和传真图像数据的通路，为传真机提供同传统的PSTN网络功能一样的数据通路，具体到传真建立连接控制信号和传真图像数据如何在广域网上远程异地传输于传真机而言是完全透明的，只要在传真机和提供广域网连接的网关之间使用T.30协议，提供传真机在传真传输过程中需要的信号和数据，就可以实现不同于传统的PSTN网络提供数据传输实现传真通信。
如何实现在帧中继网络上传输T.30协议，帧中继论坛(Frame-Relayforum)给出一种FRF.11附录D解决方案，此协议详细介绍了通过帧中继网络传输T.30协议中的传真控制信号和传真图像数据的封装格式和传输方法。对于建立传真连接重要的控制信号，提供了一定程度的数据冗余备份。
一个典型的传真传输基本过程分为以下5个阶段阶段A—呼叫建立，人工或者是自动建立呼叫；阶段B—报文前过程，双方传真的标识和性能协商阶段；阶段C—报文中过程，阶段C1为对传输报文过程的控制，包括报文的同步，阶段C2为传真报文过程；阶段D—报文后过程，一页报文结束后的处理，包括报文结束、接收到报文证实、多页传输、传真过程结束等；阶段E—呼叫释放，本次传真结束，释放传真通信线路。
传真过程中传输的报文中的数据可以归纳为以下3种类型1、CNG或者是被叫终端标识(CED-Called terminal description)的单音信号，该数据发生在传真过程的阶段A2、高级数据链路控制(HDLC-High data link control)格式的传真控制信号，该数据发生在传真过程的阶段B的能力协商过程，阶段D和阶段E3、传真训练数据和传真图像数据；其中，传真训练数据发生在传真过程的阶段B的速率训练过程，传真图像数据发生在传真过程的C阶段在传真建立过程中，传真控制信号是最重要的数据，根据控制信号的属性又可以细分为命令、响应和指示3种类型信号命令是发送后必须需要接收到对端的响应信号；响应是对命令的应答信号；指示信号用于向对端通告本端的状态，不需要对端的响应。如何保证传真控制信号数据可靠地、正确地在广域网上传输就成为解决帧中继传真通信可靠性和成功率的关键。
在帧中继论坛上发表的FRF.11附录D给出了一种建议实现帧中继传真的方式，给出了对上述三种数据打包的封装格式分别用来传输3种类型的数据即单音信号数据、传真控制信号数据和训练数据及传真图像数据。
下面分别介绍格式1单音信号数据的封装格式如表1所示。
表1位

FRF.11附录D使用表1封装格式发送单音信号数据，表中，序号表示要发送的多个数据包的顺序；中继命令为二进制的001；时间戳表示是物理端口设备发生模拟信号的相对时间，时间单位是1ms，时间的精度在±5ms之内；HDLC位为1，保留位为二进制的000，调制类型为二进制的0000；频率高字节、频率低字节组合代表单音的频率。
格式2传真控制信号数据封装格式如表2所示。
表2位

表中，序号表示要发送的多个数据包的顺序；中继命令＝010表示数据包中的内容为传真控制信号＝011表示传真控制信号帧的结尾＝100表示传真控制信号的FCS帧校验错误
FRF.11规定了一种冗余备份机制来传输传真控制信号数据，其中每一个数据包只发送传真控制信号中的1个字节有效数据(数据[I])，数据[I-1]字节是对上一个数据包中携带的有效数据的冗余备份，数据[I-2]字节是对上上一个数据包中携带的有效数据的冗余备份，即1个数据包可以提供对先前已经发送的2个字节数据进行冗余备份，特点是可以为上两个发送的数据提供冗余备份。
格式3传真图像数据封装格式如表3所示。
表3位

表3中传真图像数据封装格式携带的信息包括数据包序号、中继命令及携带的多个传真图像数据等等，接收端根据此封装格式就可以将其中的传真图像数据提出来，实现传真图像数据传输，特点是不为已经发送过的数据通过冗余备份，额外负载小，数据发送效率高。
在上述FRF.11给出的现有实现传真传输方案中，使用了上述3种数据封装格式，并根据待发送数据的不同属性，选择对数据使用不同封装格式，但是不管传输何种类型数据的方法都采用常规的传输方式，即应用层将待传输数据封装成一定格式的数据包，然后直接交给底层的物理层进行数据传输，使用此简单的数据传输方式不能提供有效的措施，不能保证物理层将数据正确、完整地发送到目的地。这种常规数据传输方式的通信协议栈格式如图2所示。
包括广义应用层、链路层(Frame-Relay)和物理层，其中，物理层提供向物理线路上发送和接收数据的接口，链路层之上直接就是广义应用层。其传输数据的方法为从广义应用层接收到数据交给链路层，链路层将需要传输的数据封装成帧中继数据包格式直接交给物理层接口进行发送，对于数据包是否完整、正确地传输到目的地不提供任何的保证措施，基本上是发送出去就不管的方式。由于在广域网上传输数据的情况是很复杂的，可能会出现数据流量突发、物理线路故障等导致数据丢失。这样在传输重要的传真控制信号时，如果传真控制信号的数据包被连续丢失2包以上(超过协议备份的上限)，则被丢失的数据就不能通过后续数据包中的冗余备份数据进行恢复，就导致发送此传真控制信号的所有数据包传输无效，导致此帧被丢弃，可能导致传真过程建立失败。

发明内容
本发明针对上述技术不能可靠保证传输传真控制信号的弊端，提出一种传输传真数据的方法，针对不同的数据类型使用不同的数据传输方式，即使用可靠的数据传输方式来传输传真控制信号数据，使用普通的数据传输方式传输单音信号、传真训练数据和传真图像数据。这样既保证了传输的又提高了传输效率。
本发明提出的一种传输传真数据的方法，该方法包括传输传真控制信号数据的报文、单音信号数据、传真训练数据和图像数据的报文，其特征在于它采用具有标准X.25协议面向连接的方式传输传真控制信号数据报文，采用常规传输方式传输单音信号数据、传真训练数据和图像数据报文。
所说的采用具有标准X.25协议面向连接的方式可数据发送方式使用的协议栈可由广义应用层、链路层、物理层及设置在广义应用层与链路层之间的X.25协议组成。
所说的使用面向连接方式的传输方法，可包括以下步骤1)从X.25协议之上的广义应用层接收到数据后，对待发送的数据进行打包封装编号；2)发送端将数据包发送出去后，申请定时器，等待对端的确认消息；
3)接收端对接收到的数据包序号进行确认，并将确认回应信息发给发送端；4)若发送端在规定的时间里接收到确认的回应信息，则删除定时器，结束；5)若发送端在规定的时间里未接收到确认的回应信息，则在发送端申请的定时器超时，重新发送该数据包，再转至第2步继续。
所说的对传真控制数据打包的封装格式，可包括消息属性、消息标识、扩展标识、数据标识、数据块个数以及数据内容。
所说的消息属性可包括由前导标志、传真训练和传真模拟信号组成的T30指示符和指示传真信号或报文的调制方式和速率的T30数据。
所说的对传真单音数据打包的封装格式可为在传真单音数据内容前增设一个字节的包头，该包头的第一个字节高3位为标识对应数据包先后顺序的序号位，第一个字节的低5位为填充位。
所说的传输单音信号数据、传真训练数据和图像数据的发送使用的通信协议栈可包括广义应用层、链路层(Frame-Relay)和物理层。
所说的传输单音信号数据、传真训练数据和图像数据的发送方法可包括从广义应用层接收数据并交给链路层的步骤；链路层将需要传输的数据封装成帧中继数据包格式直接交给物理层接口进行发送的步骤。
本发明的原理是根据传输数据类型选用不同特性的方式来传输对于传真连接过程中内容重要、数据量少的传真控制信号，使用面向连接的方式(X.25 over Frame-Relay协议)来传输，当数据在广域网传输过程中被丢失，由X.25 over Frame-Relay协议来实现丢失的数据重新传输，保证数据的可靠传输，面向连接的数据传输机制保证了传真控制信号的可靠传输，类似于TCP/IP(TCP-transmit control protocol传输控制协议，IP-internet protocol网间网协议)协议中的TCP传输协议的功能，保证了数据传输的可靠性，避免发生由于传真控制信号丢失导致传真失败的现象；对于数据量大、可以少量丢失的的单音信号、传真训练和传真图像数据，使用普通的数据传输方式传输，不保证被发送数据的可靠传输，即使有数据的少量丢失，也不提供重新传输，类似于TCP/IP协议中的UDP(Userdatagram protocol用户数据报文协议)传输协议的功能，保证了大数据量传输的效率。
本发明的特点及良好效果本发明将需要提供额外的保证、处理复杂、占用网络带宽资源大的可靠的数据传输方式，用于传输数据量少、内容重要的传真控制信号；将不需要额外保证措施、实现简单、占用网络带宽资源少的常规数据传输方式，用于传输数据量比较大、允许少量丢失的数据；这样既保证了传输的可靠性，又提高了传输效率。


图1为典型的帧中继传真的基本网络组成示意图。
图2为传真训练数据和图像数据使用的协议栈的示意图。
图3为传输数据协议栈的示意图。
图4为本发明利用可靠数据发送协议栈格式的传输方法实施例框图。
具体实施例方式
本发明提出的一种传输传真数据的方法结合实施例详细说明如下本发明的方法为传真控制信号数据使用具有标准X.25协议的面向连接的方式传输，单音信号数据、传真训练数据和图像数据使用与上述已有的常规传输方式传输。
其中，传真训练数据和图像数据使用常规的数据传输方式的协议栈也与上述已有的实现方案相同，如图2所示。
本发明所说的具有标准的X.25 over Frame-Relay协议面向连接的方式可采用的传输数据协议栈实施例，如图3所示，包括广义应用层、链路层、物理层及设置在广义应用层与链路层之间的X.25协议。
其中，X.25协议可以提供数据可靠传输的保证措施，利用这种可靠数据传输协议栈格式的传输方法如图4所示，包括
1)从X.25协议之上的广义应用层接收到数据后，对待发送的数据进行打包封装编号；2)发送端对数据打包发送后申请定时器；3)接收端对接收到的数据包序号进行确认，并将确认回应信息发给发送端；4)若发送端在规定的时间(本实施例设为180秒钟)内接收到确认回应信息，则删除定时器，结束；5)若发送端在规定的时间里未接收到确认回应信息，则在发送端申请的定时器超时，重新发送该数据包，再转至第2)步继续。直到接收到接收端回应的确认消息。通过这种方法保障X.25协议之上的应用层提供可靠的数据传输机制。当在链路层协议为帧中继的基础上实现X.25协议，如表5的虚线部分，就实现了一种隧道协议-X.25 over Frame-relay协议。X.25 over Frame-relay协议为已知标准的协议，已经公开、标准的规程介绍，在此不再做详细介绍。
本发明的应用层实现传真控制信号数据的封装、传真图像数据和单音数据封装的实施例分别说明如下。
传真机通过语音网关接入广域网实现传真通信，网关发送的传真控制信号全部是来自于同传真机之间的信号交互，交互的信号在T.30协议中都有着比较明确的规定，本发明要解决是如何将这些少量的控制信号以一种约定的格式在可靠的通路上传输，其中可靠的通路由X.25 overFrame-Relay来提供，信号的封装格式可完全采用用户自己定义的格式，没有强制规定，只要是双方定义相同格式即可，这样传真控制信号的发送方使用此约定的格式来封装信号，通过x.25 over Frame-Relay提供的传输通道发送到对端，信号的接收方使用同样约定的格式来解封装就可以将其中携带的数据提取出来，然后组合还原回初始的传真控制信号就实现信号的可靠传输。传真控制信号数据传输的特点是要传输的数据量很少，但是因为是重要的控制信号，因此需要可靠、正确地传输，首先注重的是可靠性，然后是效率，同时对要传输的信号使用尽可能少网络带宽。本发明设计的对传真控制信号数据打包的封装格式实施例，包括消息属性、消息标识、扩展标识、数据标识、数据块个数及数据内容，如表4所示，在实际中使用不限于此格式。
表4

表4中，消息属性表示此数据包中携带消息的类型属性，分为两种类型，一种为T30指示符，内容包括前导标志、传真训练和传真模拟信号；另外一种为T30数据，指示传真信号或报文的调制方式和速率；消息标识是对消息属性的进一步解释，需要结合消息属性共同使用，如果消息属性为T30指示符，消息标识内容就解释为前导训练、传真训练和传真模拟等信号中的一种；扩展标识表示此数据包中是否携带着扩展数据，在本实施例中此数据包的扩展标识为0时，表示没有扩展数据，如果此数据包的扩展标识为1时，表示此数据包中携带有扩展数据；数据标识表示此数据包中是否携带消息数据，在本实施例中如果此数据包的数据标识表示为0时，表示不携带数据，如果此标识为1，表示数据包携带消息数据；数据块个数表示此数据包中携带数据包的块数；数据内容表示携带的消息数据。
本发明在设计传真图像数据封装格式时，基本的原则是此类型数据传输的特点是数据量比较大，数据传输的可靠性要求不高，即使有少量数据丢失，也只会在一定程度上影响到传真图像的质量，丢失少量的数据包是可以接受的，重要的是考虑发送数据包的效率，尽可能少地占用网络带宽。本发明中传真图像数据封装格式实施例可使用如表3所示的格式，但是不仅仅限于此种传真图像封装格式。
本发明在设计对传真单音信息数据打包的封装格式时，基本原则是单音信息仅仅是一个固定频率的单一频率信息，因为传真是建立在语音通话基础之上，因此可以使用语音数据包格式来封装传真单音数据包，当做普通语音信息来传输，这样做的好处是不需要再为单音信息再定义一种封装格式，在语音阶段向传真阶段切换时可以平滑过渡。
本发明设计的对传真单音数据封装格式实施例如表5所示，但不仅仅限于此种传真图像封装格式。
表5.
位

该传真单音封装格式为在传真单音内容前增加一个字节的包头，包头的第一个字节高3位为序号位，标识此数据包的序号，表示数据包之间的先后顺序，序号的有效取值范围为0～7，第一个字节的低5位为填充位，保留不使用，第2个字节之后的数据为传真单音数据。
权利要求
1.一种传输传真数据的方法，传真数据包括传真控制信号数据、单音信号数据、传真训练数据和图像数据，其特征在于所述方法采用具有标准X.25协议的面向连接的方式传输传真控制信号数据报文，采用常规传输方式传输单音信号数据、传真训练数据和图像数据报文。
2.如权利要求1所说的传输传真数据的方法，其特征在于，所说的采用具有标准X.25协议的面向连接的方式数据发送方式使用的协议栈包括广义应用层、链路层、物理层及设置在广义应用层与链路层之间的X.25协议。
3.如权利要求2所说的传输传真数据的方法，其特征在于，所说的采用具有标准X.25协议的面向连接方式的传输方法，具体包括以下步骤1)从X.25协议之上的广义应用层接收到数据后，对待发送的数据进行打包封装编号；2)发送端将数据包发送出去后，申请定时器，等待对端的确认消息；3)接收端对接收到的数据包序号进行确认，并将确认回应信息发给发送端；4)若发送端在规定的时间里接收到确认的回应信息，则删除定时器，结束；5)若发送端在规定的时间里未接收到确认的回应信息，则在发送端申请的定时器超时，重新发送该数据包，再转至第2步继续。
4.如权利要求3所说的传输传真数据的方法，其特征在于，所说的对传真控制数据打包的封装格式，包括消息属性、消息标识、扩展标识、数据标识、数据块个数以及数据内容。
5.如权利要求4所说的传输传真数据的方法，其特征在于，所说的消息属性包括由前导标志、传真训练和传真模拟信号组成的T30指示符和指示传真信号或报文的调制方式和速率的T30数据。
6.如权利要求3所说的传输传真数据的方法，其特征在于，所说的对传真单音数据打包的封装格式为在传真单音数据内容前增设一个字节的包头，该包头的第一个字节高3位为标识对应数据包先后顺序的序号位，第一个字节的低5位为填充位。
7.如权利要求1所说的传输传真数据的方法，其特征在于，所说的传输单音信号数据、传真训练数据和图像数据的发送使用的通信协议栈包括广义应用层、链路层(Frame-Relay)和物理层。
8.如权利要求7所说的传输传真数据的方法，其特征在于，所说的传输单音信号数据、传真训练数据和图像数据的发送方法包括从广义应用层接收数据并交给链路层的步骤；链路层将需要传输的数据封装成帧中继数据包格式直接交给物理层接口进行发送的步骤。
全文摘要
本发明属于计算机网络技术领域，涉及在帧中继网络上实现传真可靠传输的方法。本方法为对传真控制信号数据报文采用具有标准X.25协议面向连接的方式传输，对单音信号数据、传真训练数据和图像数据报文采用常规传输方式传输。本发明既保证了传输的可靠性，又兼顾了传输效率。
文档编号H04L29/06GK1505378SQ0215468
公开日2004年6月16日 申请日期2002年12月4日 优先权日2002年12月4日
发明者褚清晨 申请人:华为技术有限公司