Факс

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Факс (англ. Fax, сокращ. от facsimile (новолат. faximile, от лат. fac simile, "сделай подобным образом", "сделай подобное"), Факси́мильная связь — телекоммуникационная технология передачи изображений электрическими сигналами. Исторически включалась в состав телеграфной связи и является разновидностью электросвязи.

История создания[править | править вики-текст]

Артур Корн в 1902 году в Германии продемонстрировал первую фотоэлектрическую факс-систему, а в 1922 году — систему на основе радиосигналов. Факсы стали широко использовать для передачи газетных статей и карт погоды. Но только в 1968 году Международный союз электросвязи утвердил первые международные стандарты для факсимильной передачи (Группа 1), в 1972 году — Группу 2 и в 1980 году — Группу 3. Принятие стандартов стало важным фактором развития факсимильной передачи: время передачи страницы сократилось с шести минут до менее одной минуты. Бум факс-технологий пришелся на 80-е годы ХХ века.

Принцип действия[править | править вики-текст]

Факсимильная связь включает в себя основные операции:

  • деление всей площади предназначенного для передачи оригинала на большое количество элементов малого размера, отличающихся друг от друга по какому-либо определённому физическому параметру. Типично для изображений — по оптической плотности;
  • последовательное измерение для каждого такого элемента этого физического параметра, преобразование в величину электрического тока или в набор электрических импульсов, в соответствии с предусмотренным протоколом связи;
  • трансляция сигнала по линии связи;
  • преобразование полученного сигнала, как правило, синхронное и синфазное процессу передачи, запись в приёмном устройстве полученной информации.

Устройство[править | править вики-текст]

Тракт факсимильной связи включает передатчик, линию связи и приёмник.

Развёртка[править | править вики-текст]

В передатчике происходит анализ оригинала перемещающимся или переключаемым световым пятном. Оно обегает всю площадь изображения построчно, причём отражённый световой поток оказывается модулирован по интенсивности. Далее он попадает на фотоэлектрический преобразователь, в результате чего колебания интенсивности потока преобразуются в электрические — видеосигнал.

Как правило, развёртка по строке осуществляется электронным переключением элементов строки сканера, а развёртка по вертикали — путём механической его протяжки перпендикулярно строке.

В качестве фотоэлектрических преобразователей в факсимильной аппаратуре использовались фотоэлектронные умножители (ФЭУ), фотоэлементы. Современные аппараты имеют полупроводниковые линейные или матричные датчики изображения.

Модуляция[править | править вики-текст]

Передающее устройство производит модуляцию несущей частоты видеосигналом в соответствии с одним из выбранных протоколов связи, тем самым достигая максимальной совместимости с конкретным типом канала связи.

В факсимильной связи применяется, как правило, амплитудная модуляция, реже частотная.

Применяемые в факсимильной связи протоколы первоначально были полностью отделены от протоколов передачи данных, однако по мере развития техники унификация свела некоторые из них воедино, и наиболее современное факсовое оборудование принимает и передаёт изображения по некоторым модемным протоколам:

название стандарта ITU Дата публикации Скорости, бит/с Способ модуляции
V.27 1988 4800, 2400 Фазовая манипуляция
V.29 1988 9600, 7200, 4800 Квадратурная модуляция
V.17 1991 14 400, 12 000, 9600, 7200 Треллис-модуляция
V.34 1994 28 800 Квадратурная модуляция
V.34bis 1998 33 600 Квадратурная модуляция

Каналы связи[править | править вики-текст]

В настоящее время основными каналами связи для передачи факсов стали стандартные телефонные коммутируемые линии с характерной для них полосой пропускания 0,3 до 3,4 кГц. Однако ещё при организации фототелеграфной связи для передачи газетных полос полиграфического качества при децентрализованной печати ежедневных газет понадобилась большая полоса пропускания. Поэтому основными каналами передачи факсимильных сообщений по телеграфным линиям связи были выделенные каналы — первичный, с полосой 48 кГц, или вторичный — 240 кГц.

Приём сигнала[править | править вики-текст]

Принимающая аппаратура осуществляет демодуляцию сигнала, получая из него исходный видеосигнал.

Свёртка[править | править вики-текст]

Большинство факс-машин осуществляет преобразование видеосигнала в копию изображения, обратное развёртке, синхронно и синфазно с развёрткой на передающей стороне. Копия создаётся в печатающем блоке факса из принятых значений видеосигнала и располагает элементарные участки изображения на носителе в той же последовательности, в какой располагались соответствующие оригинальные. Эта операция в факсимильной связи называется свёрткой изображения.

Запись изображения[править | править вики-текст]

В факсимильной связи массово применяются или применялись следующие методы записи изображения:

  • фотографический — запись ведётся источником света, яркость которого промодулирована видеосигналом, на светочувствительный материал (обычно — фотобумагу);
  • электрохимический — в нём применяется специальная бумага, меняющая цвет при пропускании электрического тока через неё (в этом случае она проходит между двумя точечными электродами, на которые подаётся усиленный видеосигнал) или в малой области на одной из сторон;
  • штриховой, или чернильный, — в качестве носителя используется обычная бумага, запись совершается роликом, смазанным краской, или чернильным пером, положение которого определяется электромагнитом, на который подаётся видеосигнал. Также возможно механическое воздействие электромагнитом через копировальную бумагу;
  • термопечать — в качестве носителя применяется темнеющая при нагревании бумага, а воздействует на неё в таком случае линейка миниатюрных нагревателей.

При всех вышеописанных способах записывающий элемент перемещается по носителю вдоль строки (применяется также электронное переключение элементов, например, светодиодов при термопечати), а затем переходит на следующую строку, как и развёртывающий элемент на передающей стороне. Если передатчик и приёмник не соблюдают синхронность и синфазность перемещения, появляются геометрические искажения принятого изображения. Синхронизация и фазирование в факсимильной связи ранее осуществлялось вручную (особыми органами управления аппаратурой), в современных протоколах факсовой связи — автоматически.

Способы записи делят на закрытые и открытые по возможности контролировать визуально качество копии непосредственно в процессе создания изображения (а значит, и в процессе передачи информации по каналу связи).

Фотографический способ — закрытый: фотоматериал помещается в светонепроницаемую кассету и не позволяет убедиться в качестве принятой информации до завершения последующей фотохимической обработки. Все прочие способы записи — открытые.

Запись информации[править | править вики-текст]

Всё большее распространение получает информационный способ приёма факсов — при нём происходит запись декодированной информации в виде графического файла на компьютер, файловый сервер или в память специализированного оборудования, где она хранится до запроса пользователя на визуализацию или печать.

Перечисленные программы позволяют принимать и отправлять факсы с ПК, оборудованного факс-модемом.

  • PamFax for Skype
  • Fax4Word
  • Fax4Outlook
  • Joy Fax Server
  • Joyfax Server
  • ActFax
  • VentaFax & Voice

Части современного офисного факс-аппарата[править | править вики-текст]

  • Сканер, в большинстве случаев — протяжного типа;
  • принтер с устройством подачи рулонной (реже — листовой) бумаги;
  • модем — модулятор-демодулятор электрического сигнала;
  • узлы телефонного аппарата — номеронабиратель, телефонная трубка.

Современный факсовый аппарат в конкретном сеансе передачи факсимильного сообщения может выступать как приёмник или как передатчик.

По мере удешевления компьютерного оборудования и доступа к сети Интернет всё чаще для передачи изображений используется подключённый к сети компьютер общего назначения, имеющий принтер, сканер. Такой тип компьютеров по цели использования иногда носит отдельное название «Офисный компьютер». В ряде случаев использование такого компьютера именно в процессе передачи изображений также называют «факсимильной связью». Главным преимуществом перед традиционным факсом является отсутствие необходимости в синхронной и синфазной работе всех элементов тракта связи. Благодаря же создаваемым факс-гейтам точная граница между традиционной факсимильной связью и такой компьютерной отсутствует совершенно.

Факс-гейт[править | править вики-текст]

Организация связи между абонентами[править | править вики-текст]

История[править | править вики-текст]

Фототелеграф[править | править вики-текст]

В 1843 году шотландский физик Александр Бэйн продемонстрировал и запатентовал собственную конструкцию электрического телеграфа, которая позволяла передавать изображения по проводам. Аппарат Бэйна считается первой примитивной факс-машиной.

В 1855 году итальянский изобретатель Джованни Казелли создал аналогичное устройство, которое назвал Пантелеграф и предложил его для коммерческого использования. Аппараты Казелли некоторое время использовались для передачи изображений посредством электрических сигналов на телеграфных линиях как во Франции, так и в России.

Аппарат Казелли передавал изображение текста, чертежа или рисунка, нарисованного на свинцовой фольге специальным изолирующим лаком. Контактный штифт скользил по этой совокупности перемежающихся участков с большой и малой электропроводностью, «считывая» элементы изображения. Передаваемый электрический сигнал записывался на приёмной стороне электрохимическим способом на увлажнённой бумаге, пропитанной раствором железосинеродистого калия (феррицианида калия). Аппараты Казелли использовались на линиях связи Москва — Петербург (в 18661868 годах), Париж — Марсель, Париж — Лион.

В 1868 году немецким изобретателем Б. Мейером был предложен метод фиксации принимаемого изображения путём управляемого электрическим током движения одновитковой спирали, покрытой слоем типографской краски. Прижимая спираль к обычной бумаге, получали изображение, сложенное из мелких штрихов, тем более тёмных, чем дольше была приложена спираль. Этот способ применяется в усовершенствованном виде и в некоторых современных факсовых аппаратах.

С 1920-х годов, после открытия фотоэффекта, благодаря изобретению электронных ламп и усилителей электрических колебаний с их применением, а также по мере роста сети каналов связи, произошёл колоссальный скачок в развитии факсимильной связи. Массовое развитие и стандартизация голосовой телефонии привело к появлению и стандартизации протоколов передачи изображения, совместимых с телефонными каналами связи.

Факсимильный аппарат в привычном для XX века виде впервые был разработан в AT&T лаборатории Гербертом И. Ивсом при участии Гарри Найквиста. Аппарат был представлен публике в 1924 году.

В 1930-х годах в СССР были созданы собственные фототелеграфные аппараты (например, ЗФТ-А4, ФТ-37, ФТ-38), использовавшие фотографические методы и материалы для записи изображения. В Германии подобная аппаратура носила название бильдтелеграф, в США — телефакс, телеавтограф.

Эти, пожалуй самые совершенные из фототелеграфных аппаратов, производили считывание изображения построчно фотоэлементом и световым пятном, которое обегало всю площадь оригинала. Световой поток, в зависимости от отражающей способности участка оригинала, воздействовал на фотоэлемент и преобразовывался им в электрический сигнал. По линии связи этот сигнал передавался на приёмный аппарат, в котором модулирует по интенсивности световой луч, синхронно и синфазно обегающий поверхность листа фотобумаги.

После проявления фотобумаги на ней получалось изображение, являющееся копией передаваемого — фототелеграмма.[1]

Начиная с 1950-х годов, фототелеграф используется для передачи не только фототелеграмм. Ему находят применение в картографии, а также передают газетные полосы.

В это же время развились другие методы записи изображения на приёмной стороне, помимо фотографического, а в качестве канала связи стали использоваться не только телеграфные, но и телефонные линии и радиосвязь. Поэтому ранее применявшийся термин «фототелеграфная связь» по рекомендации Международного консультативного комитета по телефонии и телеграфии (МККТТ) в 1953 году был заменён более общим — «Факсимильная связь».[2]

Применение[править | править вики-текст]

Факсимильная связь также применяется для передачи иллюстраций к печатным периодическим изданиям, оптической и пространственной информации с космических аппаратов. На крупных предприятиях по внутрипроизводственной сети происходит также обмен инженерной и технологической информацией, метеорологические станции обмениваются гидрометеокартами.

Виды изображений[править | править вики-текст]

Изображения, передаваемые в рамках факсимильной связи, так же как и факсимильные аппараты, подразделяются на три основные группы:

  • чёрно-белые — содержат две градации оптической плотности (обычно чёрный и белый цвета оригинала). к ним относят рукописи, чертежи, карты, изображения газетных полос и машинописный текст. Для представления яркости конкретного элемента изображения достаточно одного бита. Записываются с достаточной точностью и качеством любым из использовавшихся в факсимильной связи методов записи;
  • полутоновые — имеют несколько градаций плотности. Таковы, например, художественные фотографии, для воспроизведения которых необходимо иметь возможность передавать не менее 8—12 градаций оптической плотности. Приемлемое качество достигается только фотографическим способом передачи;
  • цветные — отличаются от полутонового изображения тем, что для передачи вместо одного канала оптической плотности используются три — R,G и B, причем полоса пропускания каждого равна полосе частот «черно-белого» факсимильного сигнала. Отсюда следует вывод, что для передачи цветного изображения требуется канал связи в 3 раза более широкий, чем для передачи полутонового изображения, либо время передачи увеличится втрое. В связи с этим в настоящее время цветные факсимильные аппараты, использующие «чистые» факсимильные технологии не применяются. На смену им пришли комбинированные устройства, использующие более совершенные способы сжатия изображения.

Развитие вычислительной техники и математического аппарата позволило «экономить» пропускную способность линий. Например, Canon Fax B215C осуществляет передачу ч/б изображений по стандартным факсовым протоколам MH, MR, MMR, JBIG, а цветных изображений со сжатием по стандарту JPEG. При этом время передачи цветной страницы составляет около 4 мин. для цветного изображения и 3 мин. для полутоновой изображения среднего качества.[источник не указан 1343 дня]

Количественные показатели[править | править вики-текст]

Для сравнения традиционных систем факсимильной связи используются следующие параметры:

  • Размер передаваемого изображения. Существует два основных стандарта:
  • 220×290 мм — размер, близкий формату A4 и используемый в делопроизводстве;
  • 422×600 мм — размер для передачи газетных полос.
  • Скорость, измеряемая числом строк, передаваемых в минуту. Для телефонных и радиотелефонных линий связи установлены стандартные скорости 60, 120 и 250 строк в мин. Передача газетных полос ведётся со скоростями 178, 1500 или 2250 строк в мин.
  • Время передачи изображения зависит от скорости передачи и составляет: для формата 220×290 мм — от 6 до 25 мин; для газетной полосы — от 2,8 до 50 мин.
  • Чёткость, или разрешающая способность (в инструкциях к оборудованию иногда употребляется термин линеатура, однако это употребление неточно) — определяет качество воспроизведения мелких деталей изображения. Измеряется как максимальное количество линий, приходящихся на 1 мм (в Европе — на дюйм) длины строки, которые раздельно, не сливаясь, воспроизводятся приёмником. Значение чёткости в обычных факсимильных аппаратах — 5 линий на мм, а в аппаратуре для передачи газетных полос — от 13 до 16 линий на мм. В англоязычной литературе единица измерения — lpi (англ. lines per inch).
  • Число градаций — для полутоновых аппаратов: сколько градаций оптической плотности раздельно воспроизводятся на принятой копии.

Настоящее время[править | править вики-текст]

Считается, что факсимильная связь вытесняется электронной почтой и иными средствами передачи файлов, однако ее роль в современном бизнесе уменьшается достаточно медленными темпами. Помимо удобства и простоты этого вида связи, значительную роль играет распространенность факсимильных аппаратов, возможность передачи цветных изображений, а также нежелание некоторых организаций переходить на иные методы связи, поскольку это потребует капитальных затрат и усилий на переподготовку персонала. Кроме того, современные факсы имеют возможность использовать обычную писчую бумагу взамен использовавшейся ранее специальной термобумаги.

Основные производители[править | править вики-текст]

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Л.Я.Крауш Фототелеграмма // Фотокинотехника: Энциклопедия / Главный редактор Е. А. Иофис. — М.: Советская энциклопедия, 1981.
  2. БСЭ. Статья «Фототелеграф»

Ссылки[править | править вики-текст]