传真机和POS机功能在软交换的实现

吕智

摘 要：随着社会的发展，用户需求也在不断变化，呈现多样化的趋势。集语音、数据、传真和视频业务于一体的全新网络已在我公司改造完成。就传真和POS功能在软交换的实施进行阐述。

关键词：传真；POS机；PSTN网络；IP网络

中图分类号：TH693.5 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）10-0120-03

随着无源光纤网络（PON）的不断增多和深入发展，软交换逐渐取代了传统的公共交换电话网络（PSTN），软交换电话业务已经日趋成熟，经软交换接入的传真机和POS机已经是网络中必不可少的业务。通过IP网络实现的传真机和POS机有一个共同点，就是需要将通话的语音通道切换到数据通道，才能保证信号的有效传递。

IP网络本身不能提供像PSTN网络一样稳定、可靠的连接，丢包率、时延、抖动等参数都会影响连接的质量。对传真业务而言，调制成语音的数据其完整性必须要得到保证，否则，收端传真机无法还原传真内容。同时，在IP网络的要求下，可以继续使用PSTN网络中的传真机，原先为适应PSTN网络而制定的传真机协议参数（特别是协议中的定时器）也必须在IP网络中不加修改地使用，所以，对丢包率、时延、抖动等参数有着比语音业务更苛刻的要求。

为了在IP网络中实现传真，需要对传输内容进行不同于语音的额外保护，比如ITU-T T.38协议和带冗余信息的ITU-T G.711编码，都成为了传真业务应用时的数据协议。

在PSTN网络中，传真直接在两端传真机之间使用相关的协议（比如ITU-T T.30），通过端到端的方式实现。交换机本身只是提供一种传输通道，并不关心传输内容。交换机并不控制传真的实现，不介入传真能力协商。

在IP网络中，可以继续使用与PSTN相同的端到端的方式进行传真。软交换和网关（MG和IAD）除了继续提供端到端的传真实现技术外，还提供了由软交换参与传真通道建立/释放、语音/传真媒体的切换机制。该机制完全符合中国电信企业标准——有关H.248、MGCP、SIP的顺从规范，也参照了ITU-T T.38、Annex D和Annex E。

1 传真机与POS机业务在软交换中的实现

1.1 传真机呼叫原理

1.1.1 传真呼叫流程

当由软交换参与传真控制时，建立通话的过程与传统的语音业务完全相同，但进入通话阶段后，如果启用传真，其控制步骤分为四步：①传真开始。网关（MG和IAD）在检测出传真/Modem信号，并经过确认是传真开始事件后，将此事件上报给软交换。②媒体切入传真模式。软交换接收到传真开始事件后，协商传真媒体，确认通信双方的传真端口（可以启用第二个端口）、确认通信双方采用的传真协议（T.38、G.711等），并在协商完成后进行媒体切换。此时，通信双方的传真机则可以进行后续的传真能力协商和内容传输。③传真结束。当传真完成后，网关（MG和IAD）可以检测出传真结束事件，并上报给软交换。④媒体切回语音模式。软交换接收到传真结束事件后，再次发起媒体切换过程，将原先保存的传真开始前的语音能力重新下达给网关（MG和IAD），使双方可以重新开始语音通话。

1.1.2 传真过程简要概述

传真拨完号码后，无论是发传真还是收传真，主被叫哪一方发送SEND，哪一方就给软交换发送DTT=V21FLAG信令。

具体做法是可以通过跟踪主叫或H248，判断软交换（SS）有没有切换；通过上报DTT=V21FLAG消息给SS，SS下发第二段传真T38传真模式，传真采用G.711打包格式，并将其切换至数据通道。但这一切的前提是PON需要支持T38、T30，在PON上改SS全控，调整FAX参数。

1.1.3 SS侧传真数据配置

1.1.3.1 SDP参数

T.38的描述：

v=0 SDP协议的版本号

c=IN IP4 $ 连接地址类型为IP4

m=image $ udptl t38 媒体类型表示为T38的传真

a=ptime：20 发包间隔时间，20 ms

a=T38FaxRateManagement：transferredTCF 转发TCF

a=T38FaxUdpEC：t38UDPRedundancy UDP的冗余错误检测

a=T38MaxBitRate：14400 传真速率

G.711语音透传的描述

v=0

c=IN IP4 $

m=audio $ RTP/AVP 8

a=ptime：10

1.1.3.2 信令比较说明

与没有传真控制功能的呼叫信令相比，传真控制信令的建立过程略有不同，表述如下：①在创建上下文阶段（比如主叫回铃音阶段、被叫振铃阶段或通话阶段）时，需要新增对TDM用户（可以是中继用户或模拟用户线用户）下发检测传真事件（ctype/dtone，al/on）。②用户A在传真机上按“开始/Start”，开始触发传真，网关检测并确认是传真事件后，向软交换上报ctyp/dtone{dtt=V21flag}事件（普通语音呼叫流程中没有此信令）。③软交换收到传真事件后，发起传真能力协商和切换媒体流程。一方面为TDM用户下发fax/faxconnchange事件检测传真结束信号；另一方面，对已建立的RTP终结点（TerminationID）设置传真参数，比如设置faxstate为negotiating，以指明呼叫为FAX；将本地媒体能力置为上文属性模板配置中的传真媒体能力集。④网关返回应答后，软交换就可以将该用户作为传真时的媒体端口。⑤软交换将网关USER0用户的传真能力传递给另一通话方，并将其中TDM用户置为传真模式，设置 TerminationState的fax/faxstate为Negotiating，LocalControl中的tdmc/ec为off，并使用fax/faxconnchange检测该用户传真结束事件，同时，将对应的RTP用户置为传真模式，ctyp/calltyp为FAX。⑥网关返回响应，将该用户传真媒体端口返回给软交换。⑦软交换将协商后的传真媒体发向传真发起侧，填入Remote描述符。⑧网关返回响应，双方进入传真状态。⑨传真结束后，任意一方都可以上报传真结束事件。⑩软交换收到传真结束事件后，将通话双方从传真模式切回到语音模式。endprint

1.2 POS机呼叫原理

1.2.1 POS机刷卡过程

刷POS机的过程就是拨号过程，处在SDP的第一段音频、拨叫服务器的过程就相当于拨打电话，服务器给SS一个MODEM信号，上传DTT=INSBR的消息，SS收到消息后，再指示下发SDP第二段描述AUP.8，SS指示PON和网关切换到数据通道，然后传送卡号、密码，建立数据通道连接。需要特别提出的是，在用户侧PON的数据参数MODEM，业务控制选项应该调整为受控于软交换。

1.2.2 POS机刷卡不成功的原因

造成POS机不能正常工作的最主要原因是POS机所呼叫的服务器位于不同位置，接入不同的汇接局或关口局，呼叫流程烦琐，而且其在TG9000上电路消息又极不容易跟踪。为了简化呼叫流程，提高POS机呼叫的成功率，最直接、最简便的办法就是在软交换（SS）上增加相应服务器的控制媒体。POS拨号后与控制媒体数据匹配，省略了SDP的第一段音频，直接下发第二段，直接进入数据通道，不需要再切换，大大提高了POS机接通的成功率。

另外，POS机型号杂乱，例如惠普等不同厂家，有些与PON不兼容，这也是造成POS机刷卡不成功的原因之一。

1.3 POS机的解决办法：增加业务控制媒体

1.3.1 业务控制媒体需求的提出

在当前软交换版本中，对RTP媒体的控制——主要是指编解码能力的选择，一般情况是通过对这个用户所属的节点（网关）配置缺省属性模板的形式实现的，对需要呼叫的节点下发允许支持的编解码方式和其他媒体控制选项，也就是说，对媒体的控制是针对整个节点（网关）的。在实际应用过程中，有时也会遇到一些特别情况：①需要针对节点（网关）中的部分用户设置不同的媒体能力，例如对重要、优先用户则采用高保真的编解码能力。②根据不同被叫号码来选择媒体，例如当进行上网拨号呼叫时，可能需要采用G.711编码。③根据不同的业务类别选择媒体，例如国际长途呼叫使用G.729编码。④根据业务呼叫的承载能力来选择媒体，例如ISDN用户当采用64K不受限业务时，可能需要指定使用G.711作为语音编解码。同时，可能需要设置回声抑制、增益、静音检测等参数。⑤有时也会有更灵活的需求，比如某个号码分析子拨打某个号码段时，用一种编码方式，其他的号码分析子拨打该号码时用普通的编码方式。

如果网关和网络设备（比如路由器）支持，可以下发一些QOS参数，设置不同媒体、信令的TOS值，从而区分语音和上网数据，保证语音、视频的质量。软交换可以设置不同的媒体优先级、信令优先级，通过H.248/MGCP协议下发给网关。

以上种种就是业务控制媒体所要实现的功能，其目的在于可以在使用缺省媒体能力的同时，满足为个别用户定制媒体能力的需要。

1.3.2 业务控制媒体的原理

业务控制媒体目前的版本提供了五种输入参数，经过组合后，可以得到所需要的三种输出参数。

1.3.2.1 五种输入参数

这五种输入参数是：①号码分析子，代表主叫用户信息。在通常情况下，同一节点（网关）采用相同的缺省属性、包模板等，但是，其中的不同用户可以采用不同的号码分析子得到不同的允许呼叫范围。如果填入0，表示所有号码分析子都可以参与组合。②用户类别。这里主要用于区分用户是属于普通用户还是重要优先用户等。如果填入0，就表示所有用户类别。③业务类别。这里主要用于区分呼叫类别是属于市话、本地、国内长途，还是国际长途等。④承载业务。这里主要是用于区分是语音、64K不受限等承载业务，一般来自7号信令中的对应参数。填写时，要根据7号的标准来填写。如果填入0，表示所有承载业务。⑤被叫号码信息。这里可以指定被叫号码，可以实现对诸如拨号上网业务的区分。当前版本提供两种方式来指定被叫号码信息，被叫号码前三位，比如163，169，114等业务字冠，凡是被叫号码前三位符合条件的，均会触发业务控制媒体所设置的输出参数，也可以完整的被叫号码，比如单位总机、信息台号码、彩票中心、公话管理中心等。如果不填任何号码，则表示全部被叫号码。

1.3.2.2 三种输出参数

1.3.2.2.1 缺省属性模板

当前版本通过不同的缺省属性模板表示不同的媒体能力。在这个属性模板中，可以对媒体编解码能力、回声抑制、数字增益等参数进行配置。每个节点（网关）都有对应的缺省属性模板，如果这个值选择了不同于节点（网关）的缺省属性模板值A，当用户满足了业务控制媒体的5个输入参数，系统在创建媒体时就可以将该模板A中的媒体能力作为此次呼叫的媒体能力下发给网关。这个值不能填为0或其他不存在的属性模板标识。对H.248协议的网关或IAD，如果在包模板中设置了TDMC包，则在下发的H.248命令中将包含有关回声抑制、数字增益等参数的输出；如果在包模板中设置了NT包，则下发的H.248命令中将包含有关检测上报语音质量告警、网络失效等门限值。

1.3.2.2.2 语音流优先级

当前版本通过该参数来设置媒体优先级，网关收到此参数后，在封装IP包时填入TOS字段。它与IP协议中TOS字节相对应，取值范围在0～255之间。如果取0，则为缺省，表示没有优先级。对于H.248协议的网关或IAD，只有在包模板中设置了DIFFSERV包，则下发的H.248命令才将包含对应的媒体流优先级参数输出。

1.3.2.2.3 信令等级

当前版本通过该参数来设置信令优先级，网关收到此参数后，在封装IP包时填入TOS字段。它与IP协议中TOS字节相对应，取值范围在0～255之间。如果取0，则为缺省，表示没有优先级。对于H.248协议的网关或IAD，该参数填入上下文的Priority描述符中，只有在信令等级不为0的情况下，下发的H.248命令才会将包含对应的信令等级参数输出，否则不会出现。endprint

1.3.3 如何判断业务媒体控制是否生效

对用户进行H.248信令跟踪，对跟踪信令进行分析，检查配置是否生效。如果业务控制媒体起到了控制作用，在通话建立之前可以看到SS下发的信令如下：

！/1 [10.44.13.1]：2944 T=67296265{C=${A=T004000000200 0900002{M{ST=1{O{MO=SR}}}}， A=${M{ST=1{O{MO=RC，nt/jit=40， }，L{

v=0

c=IN IP4 $

m=audio $ RTP/AVP 8

a=ptime：10

a=X-ChannelAttr：1

}}}，E=67110864{nt/netfail，nt/qualert{th=80}}}}}

这说明：①如果起用信令流优先级，那么信令中有PR=1的参数，PR后的数字对应业务控制媒体记录中的信令等级配置的值。②如果起用媒体流优先级，那么信令中有diffserv/dscp=1的参数，后面的数字对应业务控制媒体记录中语音流优先级配置的值。如果没有在要进行控制的网关上添加249-diffserv包，那信令中就没有“diffserv/dscp=”部分，则语音流优先级的控制就不起作用。

1.3.4 常用属性模板

配置采用G.711u、G.711A、G.729能力，同时增加RFC2833能力集，可以进行如下配置：

回声抑制：选择（打开）。

SDP语音流配置：

v=0

c=IN IP4 $

m=audio $ RTP/AVP 8 0 18 97 96

a=ptime：20

a=rtpmap：96 red/8000/1

a=rtpmap：97 telephone-event/8000/1

a=fmtp：96 97

MODEM、彩票机等采用高速业务控制媒体，可以进行如下配置：

回声抑制：不选择（关闭）。

SDP语音流配置：

v=0

c=IN IP4 $

m=audio $ RTP/AVP 8

a=ptime：10

a=X-ChannelAttr：1

加密传真采用低速业务控制媒体，可以如下配置：

回声抑制：选择（打开）。

SDP语音流配置：

v=0

c=IN IP4 $

m=audio $ RTP/AVP 8

a=ptime：20

a=X-ChannelAttr：2

ISDN透明传输可以进行如下配置：

回声抑制：不选择（关闭）。

SDP语音流配置：

v=0

c=IN IP4 $

m=audio $ RTP/AVP 101

a=rtpmap：101 CLEARMODE/8000

a=ptime：10

2 传真机和POS机故障处理

2.1 遇到传真和POS机故障分析流程

具体分析流程如下：①检查PON的受控方式。②检查有没有DTT信号。③查看消息在切换数据通道时有没有报错。④检查通道质量。因为丢包、时延是影响传真、POS机工作的两个主要因素。传真和POS对通道质量的要求要比通话质量的要求高得多。⑤在TG上抓包，对电路域和IP域进行分析。

2.2 典型故障分析

2.2.1 问题描述

NGN本地网，AG下用户通过16300拨号上网，根本连不上服务器或刚连上就断了。而该用户从PSTN网割接以前都没有出现这个问题。

出现此问题后，抓H.248信令观察发现是服务器根本没响应。通过抓包发现，有非常严重的丢包率。因为16300拨号上网对IP承载网质量要求非常高，它不像普通语音电话，少量丢包率不会对它有影响。咨询800，800答复“用业务控制媒体可以有效地排除此故障”，即在用16300拨号上网时，使用特殊号码分析子，不进行切换。对相关文档进行配置后发现，16300拨号上网情况有了很大的改善，但也并不是每次都能拨上去，分析其原因，还是丢包率造成的。针对此问题，冗余功能可以很好地处理。在TG上加上冗余功能后，问题基本解决了。由于IP承载网本来就不稳定，以前就专门测试过IP承载网的问题性，发现确实有丢包现象，由此可知，这类故障是由IP网丢包引起的。

2.2.2 接收成功率低

部分AG5200用户自动接收传真时，接收成功率很低。通过相关分析，处理这个问题的方法有：①建议用户在利用其他PSTN线路检测传真机自动接收时，测试传真机没有问题。②由于传真方式为SS全不控方式，所以，在SS上进行行令跟踪是看不到传真的媒体交互过程的，因此，只能简单看一下七号流程，看AG用户有没有回应答消息。结果发现，当成功时就有应答消息，失败时就没有应答，而是超时释放。由此可以判定，传真机和设备的配合出现了问题。

解决这个问题分方法是：查看AG5200的传真方式，设为T30，而TG（MSG9000）为T38模式，更改TG为T30模式后，测试正常。

这里需要说明的一点是，TG上可以设定多种传真模式，比如T30、T38等，但是，传真最终的模式是由AG模式决定的，也就是说即使在TG上设成了T38，假如AG设为T30的话，TG最终会将传真模式改为T30的，但是，这会多一个协商过程，假如传真机要求苛刻，就会出现自动接受成功率降低的情况。

2.3 总结

传真受SS的控制方式有三种，即全控制方式、部分控制方式和全不控方式，即完全由网关自己协商。第二种方式已经很少用了，所以不多叙述了，只详细讲第一种和第三种方式。

常用的传真模式有两种，即T30（透传模式）和T38。

当传真的受控方式和传真模式组合时，就会出现多种情况，我们分情况进行分析。

全不控方式下的T30模式：SS上无需特殊设置，只要能打通电话就行。AG5200利用4000命令更改FAXMODE为T30.TG（MSG9000）应该在VTCA板的单元配置中的模板配置中，将FAXMODE设置为T30，参数代号为2.

全不控方式下的T38模式：SS上无需特殊设置，只要能打通电话就行。AG5200利用4000命令更改FAXMODE为T38.TG（MSG9000）应该在VTCA板的单元配置中的模板配置中，将FAXMODE设置为T38，参数代号为1.

全控制方式下的T30模式：SS上主要要对AG和TG的包模板中加入19号包，属性模板中需要在第2个SDP中加入传真，描述中也要加入相应的描述数据。AG5200利用4000命令更改FAXMODE为T30.TG（MSG9000）应该在VTCA板的单元配置中的模板配置中，将FAXMODE设置为全控，参数代号为11.

全控制方式下的T38模式：SS上主要在AG和TG的包模板中加入19号包，在属性模板中，需要在第二个SDP中加入传真，描述中也要加入相应的描述数据。AG5200利用4000命令更改FAXMODE为T38.TG（MSG9000）应该在VTCA板的单元配置中的模板配置中，将FAXMODE设置为全控，参数代号为11.

参考文献

[1]宋华煜，王燕.软交换网络中传真业务故障的处理[J].信息通信，2012（1）.

[2]庞蕊.软交换核心技术及其应用[D].北京：北京邮电大学，2011.

[3]张玉慧.临沂华为软交换POS机刷卡业务故障分析[J].山东通信技术，2009（3）.

〔编辑：白洁〕endprint