Avantajele costurilor reduse şi micşorării lărgimii de bandă la reţelele care transportă FoIP sunt asociate cu câteva aspecte QoS care sunt unice pentru pachetele de reţea
Sincronizarea
O problemă majoră în implementarea reţelelor FoIP este cea a sincronizării mesajelor, provocată de întârzierile datorate reţelei. Întârzierea pachetelor de fax prin pachetele de reţea presupune o sincronizare precisă, ceea ce implică aglomerarea multor părţi ale protocolului de fax şi poate avea ca efect pierderea apelului. Protocolul FoIP în IWF trebuie să compenseze pierderea sincronizării mesajelor în pachetele de reţea astfel încât protocolul T.30 operează fără erori.
Într-un apel FoIP sunt două surse de întârzieri:
• întârzieri datorate reţelei – Acestea sunt cauzate de mediul fizic şi de protocoalele folosite pentru transmiterea datelor de fax şi de bufferele folosite pentru eliminarea pachetelor jitter la terminalul de recepţie. Aceste întârzieri depind de capacitatea legăturilor din reţea şi procesarea care survine atunci când pachetele tranzitează reţeaua.
Bufferele pentru jiter contribuie la întârzieri atunci când elimină variaţia întârzierii pachetelor pentru fiecare pachet care tranzitează pachetele de reţea. Această întârziere poate fi o parte importantă din întârzierea totală atunci când variaţia întârzierii pachetelor poate ajunge la 70…100 milisecunde în anumite reţele cu comutare de pachete şi chiar mai mare în reţelele IP.
• întârzieri datorate procesării – Acestea sunt cauzate de procesul de demodulare şi de adunarea informaţiilor digitale de fax într-un pachet pentru transmiterea acestui pachet în reţea. Întârzierea de codare este în funcţie atât de timpul de execuţie al procesorului cât şi de cantitatea de date adunate înainte de trimiterea unui pachet în reţea. Datele de viteză mică, de exemplu, sunt trimise de obicei cu un singur byte pe pachet, în timp ce timpul necesar pentru a aduna un byte de informaţie la 300 bps este de 30 de milisecunde.
Jitterul
Problemele legate de întârziere sunt legate de nevoia de a elimina jitterul, o sincronizare variabilă între pachete provocată de reţeaua prin care trece un pachet. O abordare pentru eliminarea jitterului este de a aduna pachetele şi a le ţine destul de mult astfel ca atunci când ultimul pachet soseşte, şi acesta se încadrează în secvenţa corectă. Această abordare provoacă întârzieri suplimentare. În majoritatea protocoalelor FoIP este inserată în pachet o etichetă de timp pentru siguranţa că informaţia este trimisă la timp.
Compensarea pentru pachetele pierdute
Pachetele pierdute pot constitui o problemă chiar mai gravă, în funcţie de tipul de pachet de reţea care este folosit. În aplicaţiile VoIP pierderea pachetelor poate fi rezolvată prin retransmiterea ultimului pachet sau prin alte metode de interpolare. O aplicaţie FoIP are reguli mai stricte privind pierderile de date pentru că protocolul de fax poate eşua dacă este pierdută informaţie. Gravitatea acestei probleme este în funcţie de aparatul fax folosit şi de faptul că modul de corecţie al erorilor poate fi pornit sau oprit. FoIP rezolvă această problemă a pierderi de cadre în două feluri:
• repetarea informaţiei în cadrele următoare astfel încât eroarea poate fi corectată de receptor;
• folosirea unui protocol de corectare a erorilor, cum ar fi TCP, pentru transportul datelor de fax, dar cu o întârziere suplimentară.
Arhitectura software-lui FoIP
Unitatea de interfaţă pentu fax FIU (Facsimile Interface Unit) este modulul de software care există într-un IWF pentru FoIP. El demodulează semnalele din banda vocală de la o interfaţă analogică şi le converteşte într-un format digital potrivit pentru transportul într-un pachet de reţea. De asemenea el remodulează datele primite dintr-un pachet de reţea şi le transmite către interfaţa analogică. Pentru aceasta FIU realizează conversia de protocol între protocolul de fax Group-3 şi protocolul de fax digital folosit de pachetul de reţea. FIU (v. figura), este alcătuit din următoarele trei unităţi:
• unitatea de modem-fax (FM) – Aceaste prelucrează eşantioanele PCM în funcţie de modul curent de modulaţie şi acceptă următoarele funcţii:
– modularea şi demodularea semnalului binar V.21 Canal 2 (300 bps);
– cadrarea HDLC (High-level Data Link Control – controlul legăturii de date la nivel înalt) (înserarea /eliminarea bitului 0, generarea/controlul CRC);
– modularea şi demodularea datelor de viteză mare V.27 ter (2400/4800 bps);
– modularea şi demodularea datelor de viteză mare V.29 (7200/9600 bps);
– modularea şi demodularea datelor de viteză mare V.17 (7200/9600/12000/14400 bps);
– modularea şi demodularea datelor de viteză mare V.33 (12000/14400 bps);
– detecţia şi generarea CED;
– detecţia şi generarea CNG;
– detecţia V.21 Canal-2;
• unitatea de protocol fax (FP) – Aceasta compensează efectul sincronizării şi pierderilor de pachete datorate pachetului de reţea. FP previne expirarea timpului de aşteptare a răspunsului de la celălalt capăt pentru aparatul local fax prin generarea de flaguri HDLC. Dacă, după expirarea timpului, răspunsul de la celălalt aparat de fax nu este primit, el mai trimite un cadru de repetare a comenzii (CRP) pentru retrimiterea cadrului. Această unitate monitorizează sincronizarea tranzacţiilor, direcţia curentului de transmisie şi configurarea corectă a modemului. El realizează următoarele funcţii:
– procesarea protocolului (fax grup-3);
– verificarea/modificarea mesajelor de semnale binare pentru asigurarea compatibilităţii transferului de fax cu limitările canalului de transmisie;
– formatarea datelor pentru interfaţa canalului de reţea;
– tranziţiile stărilor liniilor;
• unitatea driver fax pentru reţea (FND) – Acesta împachetează şi despachetează pachetele de fax pentru transmiterea în reţea şi este unitatea de interfaţă între FP şi modulele de reţea. Controlul pachetelor de informaţie se face cu ajutorul unui antet şi al unei informaţii de timp. Între PCM şi pachetul de reţea FND adună numărul specificat de byte şi transmite pachetul în reţea. Către recepţie FND pune la dispoziţie date, cu sincronizarea necesară (ca şi cum ar fi generate de partea care transmite şi refăcute cu ajutorul informaţiei de timp recepţionate), pentru restul din FIU. FND formatează pachetele de reţea pentru transmisie pe baza protocoalelor de reţea specifice. FND întârzie datele pentru eliminarea jitter-ului din pachetul care soseşte şi realizează următoarele funcţii:
– formatarea informaţiilor de control;
– formatarea datelor de fax;
– sincronizarea datelor;
– realizarea operaţiei de buffering în mod elastic;
– compensarea pachetelor pierdute.
Ing. Aurelian Blejan