T.38

T.38 es una recomendación de la UIT para permitir la transmisión de fax a través de redes IP (FoIP) en tiempo real.

El estándar de retransmisión de fax T.38 se ideó en 1998 como una forma de permitir que los faxes se transportaran a través de redes IP entre terminales de fax del Grupo 3 (G3) existentes . El T.4 y los estándares de fax relacionados fueron publicados por la UIT en 1980, antes del surgimiento de Internet. A fines de la década de 1990, VoIP , o Voz sobre IP, comenzó a ganar terreno como una alternativa a la Red Telefónica Pública Conmutada (RTPC) convencional. Sin embargo, debido a que la mayoría de los sistemas VoIP están optimizados (a través de su uso de compresión agresiva con ahorro de ancho de banda con pérdida) para llamadas de voz en lugar de llamadas de datos, las máquinas de fax convencionales funcionaban mal o no funcionaban en absoluto debido a las deficiencias de la red, como demora, fluctuación, pérdida de paquetes, etc. Por lo tanto, se necesitaba alguna forma de transmitir faxes sobre IP.

En la práctica, una llamada de fax T.38 tiene al menos una parte de la llamada transmitida a través de PSTN, aunque la definición T.38 no lo exige, y dos dispositivos T.38 pueden enviarse faxes entre sí. Este tipo particular de dispositivo se denomina dispositivo de fax con reconocimiento de Internet o IAF , y es capaz de iniciar o completar una llamada de fax hacia la red IP.

El escenario típico en el que se utiliza T.38 es el de retransmisión de fax T.38, en el que un dispositivo de fax T.30 envía un fax por PSTN a una pasarela de fax T.38 que convierte o encapsula el protocolo T.30 en un flujo de datos T.38. Este se envía a un punto final habilitado para T.38, como una máquina de fax o un servidor de fax , u otra pasarela T.38 que lo convierte de nuevo en una señal analógica o PCM PSTN y termina el fax en un dispositivo T.30.

La recomendación T.38 define el uso de TCP y UDP para transportar paquetes T.38. Las implementaciones tienden a utilizar UDP, debido al requisito de TCP de paquetes de reconocimiento y la retransmisión resultante durante la pérdida de paquetes, lo que genera demoras. Cuando se utiliza UDP, T.38 resuelve la pérdida de paquetes mediante el uso de paquetes de datos redundantes.

T.38 no es un protocolo de configuración de llamadas , por lo tanto, los dispositivos T.38 necesitan utilizar protocolos de configuración de llamadas estándar para negociar la llamada T.38, por ejemplo, H.323 , SIP y MGCP .

Existen dos formas principales de transmitir las transacciones de fax a través de redes de paquetes. El estándar T.37 especifica cómo se encapsula una imagen de fax en un correo electrónico y se transporta, en última instancia, al destinatario mediante un proceso de almacenamiento y reenvío a través de entidades intermediarias. Sin embargo, el estándar T.38 define un protocolo que admite el uso del protocolo T.30 tanto en los terminales del remitente como del destinatario (consulte el diagrama anterior). El estándar T.38 permite transmitir un fax a través de una red IP en tiempo real, al igual que lo hacían los estándares de fax G3 originales para la red tradicional (multiplexada por división de tiempo (TDM)), también llamada red telefónica pública conmutada o PSTN .

Se necesita un protocolo especial para el fax en tiempo real sobre IP (Protocolo de Internet), ya que los terminales de fax existentes sólo admitían conexiones PSTN, donde el flujo de información era generalmente fluido e ininterrumpido, a diferencia de la llegada inestable de paquetes IP. El truco consistía en idear un protocolo que hiciera que la red IP fuera “invisible” para los terminales de fax de punto final, lo que significaría que el usuario de un terminal de fax antiguo no tendría por qué saber que la llamada de fax estaba atravesando una red IP.

Las interconexiones de red admitidas por T.38 se muestran arriba. Los dos terminales de fax a cada lado de la figura se comunican utilizando el protocolo de fax T.30 publicado por la UIT en 1980. La interconexión de la PSTN con la red de paquetes IP requiere una “puerta de enlace” entre las redes PSTN e IP. Las puertas de enlace PSTN-IP admiten voz TDM en el lado PSTN y VoIP y FoIP en el lado de los paquetes.

En el caso de las sesiones de voz, el gateway recibirá los paquetes de voz del lado IP, acumulará algunos paquetes para garantizar un flujo fluido de datos TDM al momento de su liberación y luego los distribuirá a través de TDM, donde finalmente serán escuchados por un humano o almacenados en una computadora para su reproducción posterior. El gateway emplea técnicas de administración de paquetes para mejorar la calidad de la voz en presencia de errores de red aprovechando la capacidad natural de un oyente de no escuchar realmente el ocasional paquete que falta o se repite.

Pero los datos de fax se transmiten por módems , que no son tan indulgentes como el oído humano con el habla. Los paquetes que faltan a menudo harán que una sesión de fax falle en el peor de los casos o que se creen una o más líneas de imagen erróneas en el mejor de los casos. Por lo tanto, el trabajo de T.38 es "engañar" al terminal para que "piense" que se está comunicando directamente con otro terminal T.30. También corregirá los retrasos de la red con las llamadas técnicas de suplantación de identidad y los paquetes que faltan o se retrasan con técnicas de gestión de búfer que tienen en cuenta el fax.

La suplantación de identidad se refiere a la lógica implementada en el motor de protocolo de un relé T.38 que modifica los comandos y respuestas del protocolo en el lado TDM para evitar que los retrasos de la red en el lado IP provoquen que la transacción falle. Esto se hace, por ejemplo, rellenando líneas de imagen o provocando deliberadamente que se retransmita un mensaje para que los retrasos de la red sean transparentes para los terminales de envío y recepción de fax.

Las redes que no tienen pérdida de paquetes ni demoras excesivas pueden mostrar un rendimiento de fax aceptable sin T.38, siempre que los relojes PCM en todas las puertas de enlace sean de muy alta precisión (explicado a continuación). T.38 no solo elimina el efecto de los relojes PCM que no están sincronizados, sino que también reduce el ancho de banda de red requerido por un factor de 10, al tiempo que corrige la pérdida de paquetes y las demoras.

Como se muestra en el diagrama siguiente, una puerta de enlace T.38 se compone de dos elementos principales: los módems de fax y el subsistema T.38. Los módems de fax modulan y demodulan las muestras PCM de los datos analógicos, convirtiendo la representación de los datos muestreados de la señal analógica del terminal de fax en su traducción binaria, y viceversa. La red PSTN muestrea la señal analógica de una señal de voz o módem (no conoce la diferencia) 8.000 veces por segundo (SPS) y las codifica como bytes de datos de 8 bits. Esto significa 8000 muestras por segundo por 8 bits por muestra, o 64.000 bits por segundo (bit/s) para representar los datos del módem (o de voz) en una dirección. Para ambas direcciones, la transacción del módem consume 128.000 bits de ancho de banda de red.

Sin embargo, el módem típico de una terminal de fax transmite los datos de imagen a 33.600 bit/s, por lo que si los datos analógicos se convierten primero al contenido digital que representan, sólo se necesitan 33.600 bits (más una sobrecarga de red de unos pocos bytes). Y como el fax T.30 es un protocolo semidúplex, la red sólo se necesita para una dirección a la vez.

Consulte RFC 3261

En el diagrama anterior, hay un reloj de frecuencia de muestreo en el terminal de fax y otro en los módems del gateway que se utiliza para activar el muestreo de la línea analógica 8.000 veces por segundo. Estos relojes suelen ser bastante precisos, pero en algunos adaptadores de terminal de bajo coste (un gateway de una o dos líneas) el reloj PCM puede ser sorprendentemente impreciso. Si el terminal está enviando datos al gateway y el reloj del gateway es demasiado lento, los búferes (buffers de fluctuación) del gateway acabarán desbordándose, lo que provocará que la transacción falle. Dado que la diferencia suele ser bastante pequeña, este problema se produce en imágenes de fax largas y detalladas, lo que da a los relojes más tiempo para provocar que el búfer de fluctuación del gateway se desborde o se desborde por debajo de su capacidad, lo que es lo mismo que los paquetes faltantes o duplicados.

La especificación T.38 proporciona funciones para eliminar los efectos de la pérdida de paquetes mediante redundancia de datos. Cuando se envía un paquete, se repiten cero, uno, dos, tres o incluso más de los paquetes enviados anteriormente (la especificación no impone ningún límite). Esto aumenta el ancho de banda de red necesario (sigue siendo mucho menor que si no se utiliza la especificación T.38), pero permite que la puerta de enlace receptora reconstruya la secuencia completa de paquetes, incluso con un nivel bastante alto de pérdida de paquetes.

• T.4 es la especificación general para fax. Especifica los tamaños de imagen estándar, dos formas de compresión (codificación) de datos de imagen, el formato de datos de imagen y hace referencia a T.30 y a los distintos estándares de módem.
• T.6 especifica un esquema de compresión que reduce el tiempo necesario para transmitir una imagen en aproximadamente el 50 por ciento.
• La T.30 especifica los procedimientos que utilizan un terminal emisor y receptor para establecer una llamada de fax, determinar el tamaño de la imagen, la codificación y la velocidad de transferencia, la demarcación entre páginas y la terminación de la llamada. La T.30 también hace referencia a los distintos estándares de módem.
• V.21 , V.27ter , V.29 , V.17 , V.34 : normas de módem de la UIT utilizadas en fax. Las tres primeras fueron ratificadas antes de 1980 y se especificaron en las normas originales T.4 y T.30. La V.34 se publicó para fax en 1994. ^[1]
• T.37 Norma de la UIT para enviar un archivo de imagen de fax por correo electrónico al destinatario previsto de un fax.
• Paso G.711 : aquí es donde la llamada de fax T.30 se transmite en una llamada VoIP codificada como audio. Esto es sensible a la pérdida de paquetes de red , la inestabilidad y la sincronización del reloj. Al utilizar técnicas de codificación de voz de alta compresión, como G.729 , entre otras , es posible que algunas señales tonales de fax no se transporten correctamente a través de la red de paquetes.
• RFC 3362 define el tipo de medio image/t38 (antes conocido como tipo MIME) para su uso con el Protocolo de descripción de sesión .

• Asterisk (PBX) PBX de código abierto compatible con fax T.38
• Los Softswitch/PBX de Freeswitch también admiten T.38
• Puerta de enlace de fax web / correo electrónico a fax de ICTFax compatible con T.38

• Fax por Internet
• Telefonía

• Página UIT-T T.38
• Artículo científico del autor de spandsp sobre FoIP