Факсимильная связь

Содержание

Исторические сведения

Область электросвязи, которая занимается передачей неподвижных изображений по каналам электрической связи, называется факсимильной связью

Первый телефакс был запатентован в 1843 г. шотландским изобретателем А. Бейном. Его "записывающий телеграф" работал на телеграфных линиях и был способен передавать только черные и белые изображения, без полутонов. Однако для того времени это было огромным достижением

Спустя несколько лет некоторые идеи А. Бейна нашли свое применение в различных сферах. В 1865 г. возможности факсимильной техники впервые были использованы в коммерческих целях Д. Кассели. Его пантелеграф (Pantelegraph) обеспечивал передачу документов по линии, соединяющей Париж с Лондоном. Позднее к ним присоединились и многие другие города. Сконструированный Д. Кассели электромеханический аппарат мог передавать изображение текста, чертежа или рисунка, предварительно нанесённого на свинцовую фольгу специальным изолирующим лаком так, что оригинал представлял собой совокупность перемежающихся элементов с большой (фольга) и ничтожно малой (лак) электропроводностью. Передающее устройство посредством контактного штифта, скользящего по оригиналу, "считывало" элементы изображения, передавая в линию связи токовые и бестоковые сигналы. Принятое изображение записывалось электрохимическим способом на увлажнённой бумаге, пропитанной раствором железосинеродистого калия (феррицианида калия). Аппараты Касселли использовались на линиях связи Москва – Петербург (1866–68), Париж – Марсель, Париж – Лион. Однако несовершенство таких аппаратов и главным образом необходимость переноса передаваемого изображения на фольгу ограничили область их применения

К 30-м годам XX в. системы, использующие основные принципы, разработанные А. Бэйном и Дж. Кассели, уже широко применялись в офисах издательств (для передачи свежих выпусков газет), служб защиты правопорядка (для передачи фотографий и других графических материалов).. Используемые в те годы факсимильные аппараты не были стандартизованы и отличались большим многообразием как используемых для изготовления технологий, так и основных принципов, что затрудняло или даже делало невозможным их совместное применение

В 1868 нем. изобретатель Б. Мейер предложил способ записи принимаемого изображения с помощью одновитковой спирали, покрытой слоем типографской краски. На обычной бумаге, прижимаемой в определённые моменты времени к вращающейся спирали, оставались мелкие штрихи, из которых и складывалось изображение. Этот способ применяется в усовершенствованном виде и в современных факсимильных аппаратах

Качественно новые способы и технические средства факсимильной связи начали развиваться с 20-х гг. 20 в. после открытия фотоэффекта, изобретения электронных ламп, усилителей электрических колебаний и создания разветвленной сети линий и каналов связи, по которым осуществляется факсимильная передача. В 30-х гг. в СССР были разработаны и получили распространение фототелеграфные аппараты (например, ЗФТ-А4, ФТ-37, ФТ-38), основанные на использовании при записи изображения фотографических методов и материалов. В Германии подобная аппаратура носила название бильдтелеграф, в США – телефакс, телеавтограф. С 50-х – 60-х гг. факсимильная связь применяется для передачи не только фототелеграмм, но и изображений картографических материалов и газетных полос

Требовалось разработать единые стандарты, которые позволяли бы любым пользователям обмениваться информацией независимо от того, кто является производителем используемого у них оборудования

Кроме фотографического, появились и др. методы записи изображения, поэтому ранее использовавшийся термин "фототелеграфная связь" по рекомендации Международного консультативного комитета по телефонии и телеграфии (МККТТ) в 1953 был заменен более общим – "Факсимильная связь"

Факсимильный аппарат предназначен для передачи черно-белых графических изображений по аналоговым каналам электросвязи. Факсимильный аппарат неспособен передавать полутоновые изображения (например, фотографии), поэтому факсимильная связь используется в основном только при передаче изображений официальных документов с печатным и рукописным текстом

Изображение документа (рис.1) считывается построчно оптоэлектронным датчиком, который меняет силу тока в зависимости от яркости падающего на него света. Аналого-цифровой преобразователь преобразует ток в цифровой вид и запоминается в промежуточный буфер. При поступлении в буфер информация анализируется и упаковывается. Затем упакованная информация через модем передается в линию

Рис.1. Структурная схема факсимильного аппарата

На другом конце модем факса-приемника принимает информацию. Информация обратно распаковывается и также построчно выводится на бумагу, используя собственное печатающее устройство. Самый простой способ - использование термобумаги. Для того, чтобы бумага в данной точке стала черной это место достаточно нагреть до определенной температуры, используя полупроводниковый или световой нагреватели

Тракт факсимильной связи включает передатчик, линию связи и приёмник. В передатчике факсимильного аппарата осуществляется анализ оригинала точечным световым пятном – развёртывающим элементом, который построчно обегает всю площадь оригинала, разбивая её на элементарные площадки, характеризующиеся способностью в разной степени отражать падающий на них световой поток. Отражённый от поверхности оригинала световой поток, модулированный по интенсивности в соответствии с отражательной способностью площадок, падает на фотоэлектрический преобразователь, где превращается в пропорциональный световому потоку электрический ток – видеосигнал. В качестве фотоэлектрических преобразователей в факсимильной аппаратуре используют фотоэлектронные умножители (ФЭУ) или (реже) фотоэлементы. Далее в передатчике производится модуляция ВЧ колебаний видеосигналом с целью преобразования последнего к форме, удобной для передачи по каналу связи. В факсимильной связи, как правило, применяется амплитудная или (реже) частотная модуляция. В качестве каналов факсимильной связи. используют стандартные телефонные каналы проводной связи или радиотелефонные каналы, характеризующиеся полосой пропускания от 0,3 до 3,4 кГц. Для быстрой передачи больших объёмов факсимильной информации (например, газетных полос) указанный диапазон частот становится недостаточным, в этом случае для передачи изображений необходимы более широкополосные каналы – первичный, с полосой 48 кГц, или вторичный – 240 кГц. В приёмнике факсимильного аппарата прежде всего осуществляется демодуляция принятого линейного сигнала, т. е. выделение из него видеосигнала. Далее производится преобразование видеосигнала в изображение (копию), записываемое на носитель. Копия синтезируется в приёмнике из всех элементарных площадок, располагаемых на носителе в той же последовательности, в которой соответствующие площадки располагались на оригинале. Эту операцию называют свёрткой изображения. В факсимилии нашли применение следующие способы записи принимаемого изображения: фотографический, при котором в качестве носителя используется фотобумага или фотоплёнка (запись ведётся точечным источником света, яркость которого изменяется в соответствии с изменением видеосигнала во времени); электрохимический, основанный на использования специальной бумаги, чернеющей при пропускании через неё электрического тока (записывающим элементом служат 2 точечных электрода, между которыми располагается бумага, и запись осуществляется непосредственно видеосигналом, усиленным до требуемой величины); штриховой, или чернильный, при котором носителем является обычная бумага, а записывающим элементом – ролик, смазанный специальной краской, или чернильное перо, приводимое в движение электромагнитом (модификацией этого способа является запись через копировальную бумагу). Фотографический способ – закрытый: фотобумага или плёнка помещается в светонепроницаемую кассету. Это не позволяет контролировать визуально качество копии до окончания приёма и последующей фотохимической обработки носителя. Открытые способы записи – электрохимический и штриховой – лишены этого недостатка и не требуют дополнительной обработки носителя после записи. Др. способы записи – электротермический и электростатический – не получили значительного распространения. При всех способах записи записывающий элемент перемещается по носителю вдоль строки, а затем переходит на следующую строку. Развёртывающий элемент передатчика также движется по строкам. Для обеспечения точного соответствия копии оригиналу необходимо, чтобы передатчик и приёмник работали синхронно и синфазно, т. е. движение развёртывающего элемента передатчика и записывающего элемента приёмника происходило с одинаковой скоростью и начиналось для каждой из строк в один и тот же момент времени. Несоблюдение этих условий приводит к появлению геометрических искажений принятого изображения или полной потере изображения. Синхронизация и фазирование в факсимильных аппаратах осуществляются вручную или автоматически, при помощи специальных устройств, управляющих перемещением развёртывающего и записывающего элементов. Все изображения, передаваемые средствами факсимильной связи (а также сами факсимильные аппараты), подразделяются на 2 группы: чёрно-белые, имеющие лишь две градации оптической плотности – чёрную и белую (к ним относят рукописи, чертежи, карты, изображения газетных полос и машинописный текст); полутоновые, имеющие несколько градаций плотности, например чёрную, тёмную, серую, светлую и белую (примером полутоновых изображений являются художественные фотографии, для высококачественного воспроизведения которых необходимо иметь возможность передавать не менее 8–12 градаций оптической плотности). Черно-белые изображения могут быть записаны в приёмнике любым из перечисленных способов записи. Полутоновые материалы хорошо воспроизводятся лишь фотографическим способом

Параметры факсимильной связи

1. Размер передаваемого изображения.

Стандартный формат изображения – 220 х 290 мм, при передаче газетных полос он составляет 422 х 600 мм. 2) Скорость факсимильной передачи, измеряемая количеством строк, передаваемых в минуту

При передаче изображений по телефонным и радиотелефонным каналам стандартизованы скорости 60, 120 и 250 строк в мин. Передача газетных полос ведётся со скоростями 178, 1500 или 2250 строк в мин

1. Время передачи изображения.

Оно составляет (в зависимости от скорости передачи): для формата 220 Х 290 мм – от 6 до 25 мин, для газетной полосы – от 2,8 до 50 мин. 4) Чёткость, или разрешающая способность, характеризующая качество воспроизведения мелких деталей изображения. Измеряется максимальным количеством линий, приходящихся на 1 мм 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

5) Количество градаций оптической плотности, раздельно воспроизводимых на принятой копии (только для полутоновых аппаратов)

Принципы факсимильной передачи сообщений

Передаваемое изображение — оригинал — разбивается на элементарные площадки. Яркость этих площадок при отражении (или пропускании) падающего на них светового потока преобразуется в электрические импульсы, которые в определенной последовательности передаются по каналу связи. На приеме эти электрические сигналы в той же последовательности преобразуются в соответствующие элементы изображения на каком-либо носителе записи. В результате получается копия изображения (факсимиле)

Любое изображение можно рассматривать как совокупность большого числа элементов, способных в различной степени отражать падающий на них свет. Образование элементарных площадок (растр-элементов) происходит за счет перемещения по поверхности изображения светового луча, создаваемого светооптической системой. Процесс перемещения луча называется разверткой, в результате действия которой изображение разбивается на строки. Отраженный световой поток попадает на фотоэлектрический преобразователь, выходной электрический сигнал которого повторяет форму входного светового сигнала. Узлы передающей аппаратуры, обеспечивающие развертку изображения и фотоэлектрическое преобразование, объединяются в группу анализирующих устройств

В приемном аппарате осуществляется обратное преобразование переданных электрических сигналов в той же последовательности, что и на передаче. Соответствующие электрические (или преобразованные световые) сигналы вызывают окрашивание элементарных площадок на поверхности носителя записи. В результате записанное построчно изображение — копия переданного. Совокупность устройств, осуществляющих эти преобразования, объединяется в группу синтезирующих устройств

Какое бы изображение ни передавалось по каналу связи, сигнал на выходе фотоэлектрического преобразователя является аналоговым, т.е. непрерывным по уровню и времени видеосигналом. В аналоговых аппаратах факсимильной связи (аппараты группы 1 и 2) этот сигнал после усиления переносится в область высоких частот и непосредственно передается в линию связи

В цифровых факсимильных системах аналоговый сигнал подвергается квантованию, дискретизации по времени и кодированию. После этих преобразований цифровой сигнал по своей структуре ничем не отличается от аналогичных сигналов систем передачи данных. Современные факсимильные аппараты — как правило, цифровые

Цифровые факсимильные аппараты (стандарт группа 3). Аппараты этой группы характеризуются плоскостной разверткой и электронным анализирующим устройством на приборах с зарядовой связью (ПЗС) . Обычно используется однострочная линейка ПЗС на 2048 элементов. Запись изображения производится многоэлектродными головками на электростатическую или электротермическую бумагу

Способы сканирования документов

Документ, подлежащий передаче, сканируется по горизонтали построчно. Следовательно, близость соседних строк определяет разрешение по вертикали (для разрешения с удовлетворительным качеством достаточно от 3,5 до 4 строк на миллиметр). Вертикальное смещение для разнесения строк — относительно медленное и обеспечивается механическим продвижением бумаги или сканирующей головки. В процессе горизонтального сканирования создается аналоговый или цифровой сигнал, соответствующий интенсивности отраженного света вдоль строки. Сканирование обеспечивается механически за счет горизонтального смещения сканирующей головки вдоль каждой строки и поперечного по странице, но в этом случае требуется очень быстрый возврат головки при переходе с одной строки на другую

В другом варианте механического сканирования бумага наматывается на барабан и за время одного оборота барабана сканируется одна строка, а сканирующая головка смещается на расстояние разнесения соседних строк. Механическое устройство сканирования оказывается простым и надежным, но в нем нельзя использовать бумажные рулоны. В системах с механическим сканированием для получения электрического сигнала применяются фотоэлектрические преобразователи, сфокусированные на бумагу, а для обеспечения горизонтального сканирования предложены различные оптические системы, например вращающийся зеркальный многогранник. Каждое зеркало поочередно обеспечивает оптический путь между точкой на бумаге и фотоэлектрическим преобразователем, и при вращении зеркала точка перемещается по бумаге

Электронное вертикальное сканирование строк не дает какого-либо преимущества; действительно, для подачи бумаги (в листах и в рулоне) требуется ее механически перемещать. Однако электронное горизонтальное сканирование, которое устраняет ограничения по скорости, налагаемые механической системой, обеспечивает очень быстрый возврат к началу строки, а также допускает очень быстрое сканирование по строке, что уменьшает время передачи и печати

Электронное сканирование выполняется либо путем отклонения электронного луча (чтобы сканировать оптический образ строки), либо с помощью матрицы пьезоэлектрических элементов, контролирующей всю строку сразу, причем сигнал с элементов матрицы снимается последовательно

Разрешение по горизонтали определяется числом элементов изображения (пикселов), приходящихся на 1 мм. Элемент изображения — это минимальное расстояние, на котором может быть достигнут переход от уровня белого к уровню черного, что в цифровой системе соответствует расстоянию, представляемому одним битом. Следовательно, для равного разрешения по вертикали и горизонтали ширина элемента изображения, или “ширина” бита, должна быть равна разнесению между соседними строками. Например, при этом условии разнесение строк 4 стр/мм потребовало бы 16 пикселов на 1 мм 2 , а для передачи потребовалось бы 1600 бит на каждый квадратный сантиметр документа

Типы факсимильных аппаратов

Необходимо проводить различие между факсимильной аппаратурой, в которой требуется только воспроизведение белого и черного, и аппаратурой, которая может воспроизводить градации “серого”. Для воспроизведения большинства документов, включая подписи и чертежи, вполне достаточно черно-белой печати, причем от запачканного оригинала будет получена чистая копия, если запачканный фон воспринимается аппаратом как уровень белого. Принтер, способный воспроизводить градации серого (иногда называемые полутонами), необходим, если требуется фотографическое или художественное воспроизведение. На рис. 2 показана связь между интенсивностью света от элемента изображения и передаваемым сигналом; чтобы получать градации серого, передаваемый сигнал либо должен быть аналоговым, либо содержать более одного бита на элемент изображения

Оборудование для подключения к линиям телефонной сети общего пользования соответствует рекомендациям ITU-T для факсимильных аппаратов групп 1-3, технические характеристики которых представлены в табл. 1

Имеется еще одна группа (группа 4), предназначенная для высокоскоростной (64 кбит/с) передачи, правда, пригодная для использования только на частных каналах, в сетях ISDN и LAN, способных принимать цифровые сигналы со скоростью передачи 64 кбит/с. Для таких сетей аппаратура группы 4 обеспечивает очень высокую скорость передачи документов: передача копии формата А4 занимает лишь 2-4 с

Аппаратура группы 1 уже устарела, а группы 2 применяется очень редко. Аппаратура группы 3 работает быстрее (частично благодаря тому, что в ней предусматриваются пропуски белых зон), обеспечивает более качественное воспроизведение и является цифровой. Поэтому при необходимости она присоединяется к другому цифровому оборудованию и к PSTN через модем. Метод многоуровневой фазовой манипуляции MPSK (Multilevel Phase-Shift Keying), применяемый в таком модеме, подобен методу 4-уровневой фазовой манипуляции QPSK (Quaternary Phase-Shift Keying), но в нем используется большее число фазовых сдвигов

Факсимильные аппараты группы 3 обладают большими скоростными возможностями за счет применения более высокоскоростных модемов. Вначале в них использовались модемы стандарта V.27 ter, которые передавали сигналы со скоростью 2,4 или 4,8 кбит/с. Аппараты группы 3, выпускавшиеся в начале 90-х гг., использовали модемы стандарта V.29, которые могли передавать сигналы со скоростью 7,2 или 9,6 кбит/с. В середине 90-х гг., чтобы повысить скорость передачи до 12 или 14,4 кбит/с, использовались модемы стандарта V.17. Наконец, в конце 90-х гг. были введены модемы V.34, скорость передачи которых достигала 28,8 кбит/с

Факсимильные аппараты группы 4 сопрягаются с терминалами ISDN, но могут также работать с факсимильными аппаратами

группы 3

Методы печати

Принтер факсимильного аппарата работает как сканер и обычно содержит те же механические элементы. Существует много альтернативных методов печати, выбор которых зависит от используемого типа сканирования. К ним относятся:

Струйная печать

Используется управляемая струя распыленной краски. Требуется механическое горизонтальное сканирование. Воспроизведение градаций серого регулируется с трудом

  Таблица 7.1. Характеристики факсимильных аппаратов групп 1-4

    Термопечать

Вощеная поверхность бумаги прожигается, и формируется оттиск. Для этого используются нагревательные элементы с низким сопротивлением, каждый из которых “печатает” один элемент изображения. Они образуют матрицу вдоль горизонтальной строки и подключаются к источнику питания группами, чтобы каждый элемент мог разогреться и начать печатать. В такой системе устраняется механическое горизонтальное сканирование. Этот метод печати широко распространен для факсимильных аппаратов группы 3. К сожалению, в этом случае для печати требуется специальная бумага

Лазерная печать

Лазерный луч сканирует по покрытой селеном поверхности барабана, который электростатически заряжается в точках, освещаемых лазерным лучом. Заряженная поверхность притягивает угольный порошок, который наносится на бумагу, когда барабан вращается. Затем бумага нагревается так, что клеящее вещество (адгезив), прикрепленное к частицам угольного порошка, плавится и фиксирует их на поверхности бумаги, создавая, таким образом, четкое изображение. Лазерная печать наиболее часто применяется в факсимильных аппаратах, выпущенных во второй половине 90-х гг. Это связано с тем, что можно использовать обычную бумагу, к тому же резко подешевели лазерные принтеры, поскольку они используются во многих компьютерных системах

Факсимильная передача более устойчива к ошибкам в передаваемых битах, чем телекс, поскольку одна ошибка поражает только один элемент изображения, а это может исказить символ, но не изменить его. Поэтому при факсимильной цифровой передаче не нужны биты проверки четности. Чтобы установить совместимость между передающим и принимающим оборудованием, до начала передачи выполняется специальная процедура обмена сигналами

Кроме возможности передачи документов по схеме факс-факс существует возможность передачи по схеме факс-компьютер и компьютер-факс. Последние модели модемов (факс-модемы) могут полностью дублировать функции факсимильного аппарата, при этом в компьютере создается электронное изображение переданного документа. Абонент может просмотреть его, удалить или напечатать и при этом количество копий неограниченно. При передаче факсимильного сообщения удобно использовать компьютер как при создании документа , так и при рассылке факсимильных сообщений множеству адресатов. Рассылка может выполняться в автоматически в указанное время, при этом присутствие человека необязательно. Например рассылка может производится ночью, когда телефонные линии разгружены и вторая сторона не занимает телефон. При приеме факсимильных сообщений компьютером, сообщения могут быть записаны в электронные абонентские ящики внутри предприятия, разделяя при этом доступ к принятым документам. То есть документы могут читать только те, кому предназначается данное факсимильное сообщение

Сжатие данных

Известно, что факсимильное сообщение обладает большой избыточностью. Для сокращения этой избыточности применяется кодирование источника с использованием различных кодов. Одним из часто используемых является модифицированный код Хаффмена (МКХ) (рекомендация Т.4 МСЭ-Т). МКХ является неравномерным кодом, обеспечивающим сжатие дискретных факсимильных сигналов путем кодирования черных и белых элементов изображения. Каждая серия элементов изображения, длина которой больше 64, разбивается на две серии — основную длиной N х 64 (где N-целое число) и завершающую длиной 0...63

Быстродействие факсимильных аппаратов групп 3 и 4 значительно выше, чем аппаратов групп 1 и 2, благодаря сжатию данных. Зная источник данных (а это чаще всего белый лист бумаги с черными отметками), можно уменьшить объем данных для передачи, если подсчитывать число соседних белых или черных элементов изображения и передавать двоичный код этого числа

Чтобы уменьшить число передаваемых битов, кодовые слова, представляющие число белых и черных элементов изображения, должны формироваться очень аккуратно. Структура кодового слова должна быть уникальной, чтобы слово могло быть безошибочно распознано на приемном конце и не принято за другой код. Для уменьшения объема данных кодовые слова выбираются разной длины, причем наиболее часто встречающимся сериям элементов изображения для белого и черного соответствуют наиболее короткие коды. Это похоже на код Морзе, в котором наиболее часто встречающейся букве Е соответствует короткая тональная посылка (“точка”), тогда как букве О — три длинные посылки (три “тире”),

В факсимильных аппаратах группы 3 используется модифицированный код Хаффмена. В каждой сканируемой строке насчитывается не менее 1728 точек. Кодированные данные всегда начинаются с числа точек белого поля; это может быть 0, если первый элемент изображения черный. Если число соседних белых или черных элементов изображения равно 63 и меньше, то посылается так называемое завершающее кодовое слово длиной до 12 бит. Если длина серии элементов изображения одного цвета превышает 63, то кодовое слово образуется из так называемого кода приближения, за которым следует завершающий код. Завершающие кодовые слова имеются для чисел от 0 до 63. Кодовые слова приближения соответствуют числам, кратным 64, вплоть до числа 1728. Предположим, что обнаружена серия из 153 черных точек. В этом случае используется кодовое слово приближения для 128 точек (000011001000) и завершающее кодовое слово для остальных 25 точек (00000011000). Таким образом, передается код 00001100100000000011000

Каждая строка завершается кодом конца строки EOL (end of line), который представляет собой 11 нулей, за которыми следует единица (000000000001). Если принимающему аппарату требуется время на восстановление печатающего устройства, то в сообщениях при начальном установлении соединения производится обмен информацией об этом обстоятельстве. Передающий аппарат будет создавать паузу, вводя нули в передаваемые данные перед сообщением EOL

Примеры завершающих кодов даны в табл. 2. Некоторые коды приближения приведены в табл. 3

Факсимильные аппараты группы 3 имеют опцию, предусматривающую кодирование по модифицированному методу READ (MR, modified READ). Этот метод основан на том факте, что на соседних строках черные и белые элементы изображения с большой

Таблица 2. Завершающие коды

Таблица 3. Коды приближения

    вероятностью располагаются на схожих позициях, что обычно верно для текста. Для белых межстрочных интервалов в тексте это условие безусловно выполняется. Правила, определяемые методом, учитывают серии черных и белых элементов изображения там, где смещение от верхней строки не более чем 3 элемента изображения. Если же оно превышает 3 элемента, вместо этих серий передается модифицированный код Хаффмена. Преимущество модифицированного метода READ заключается в том, что длина используемых кодовых слов составляет 1-7 бит, и они посылаются только при изменении цвета. В конце каждой строки, как уже говорилось выше, посылается кодовое слово EOL. Схема кодирования MR учитывает возможность ошибок передачи. Для этого обычно через каждые 4 строки посылается модифицированный код Хаффмена. Кодовые слова модифицированного метода READ приведены в табл.4

Рис. 3 иллюстрирует кодирование по методу MR. В данном случае элемент изображения а0 находится на одну позицию правее элемента b0, поэтому посылается код 011. Первый элемент серии белых элементов изображения а1 находится на 2 позиции правее элемента b1, поэтому посылается код 000011

b0 b1 b2 b3 b4

а0 а1 а2 а3 а4

Рис. 3. Кодирование по методу MR

Верхняя строка – опорная

Нижняя – кодируемая

  Таблица 4. Коды, используемые в модифицированном методе READ

  В факсимильных аппаратах группы 4 используется модифицированный метод MR (MMR, modified modified READ). Эта схема кодирования учитывает тот факт, что передача данных в ISDN отличается высокой надежностью, поэтому кодовые слова EOL не передаются. Кроме того, не нужно передавать через каждые 4 строки коды Хаффмена. Эти изменения позволяют существенно снизить объем передаваемых данных и обеспечивают более высокую скорость передачи страницы документа

Длины серий одинаковых элементов (0 ... 63) кодируются кодовой комбинацией так называемых оконечных кодовых слов (ОКС). Длины серий, содержащих более 64 элементов, кодируются комбинацией начального кодового слова (НКС), которая соответствует требуемой длине серии, и комбинацией ОКС, которая определяет разницу между истинной длиной серии и длиной серии, закодированной НКС. За каждой кодируемой строкой должна следовать специальная кодовая комбинация конца строки (КС) 000 .. 01 (12 бит), которая не встречается в кодах длин серий

Устранение избыточности при помощи кода МКХ обеспечивает реализацию коэффициента сжатия по битам более 4,7

Протоколы, используемые в модемах факсимильных аппаратов

В модемах факсимильных аппаратов наиболее часто используются следующие протоколы:

V.27 ter — полудуплексный протокол, в котором применяется трехкратная ОФМ с частотой несущего колебания 1,8 кГц. Существуют два режима с разными информационными скоростями: 2,4 и 4,8 Кбит/с. Линейная скорость 2,4 Кбит/с достигается при использовании двукратной ОФМ со скоростью модуляции 1200 Бод, а 4,8 Кбит/с — трехкратной ОФМ со скоростью модуляции 1600 Бод

Следует заметить, что существуют еще два модемных протокола данного семейства — V.27 и V.27 bis, которые отличаются от V.27 ter в основном типом канала, для которого они предназначены (выделенный четырехпроводной). В настоящее время V.27 и V.27 bis практически не применяются

V.29 — первый стандарт, в котором было предложено использовать QAM. В конце 70-х годов XX в. он нашел широкое применение в нашей стране и за рубежом для скоростной (9,6 Кбит/с) передачи данных по выделенным каналам с чстырехпроводным окончанием. Позднее этот протокол был стандартизован для факсимильной связи в полудуплексном режиме и работы по обычным коммутируемым каналам. Частота несущего сигнала 1,7 КГц, модуляционная скорость 2400 Бод. Стандарт имеет режимы двухпозиционной однократной ОФМ, чстырехпозиционной двукратной ОФМ, восьмипозиционной трехкратной ОФМ, шестнадцатипозиционной QAM модуляции. Соответственно информационная скорость может быть 2,4, 4,8, 7,2 и 9,6 Кбит/с (в некоторых модемах нижний предел 4,8 Кбит/с)

V.I 7 — по своим параметрам точный аналог V.32 bis, но предназначен только для полудуплексного режима работы. В нем используется модуляция с решетчатым кодированием без алгоритмов эхокомпенсации. Частота несущего сигнала 1,8 Кгц, модуляционная скорость 2400 Бод. Имеет режимы 16-ТСМ, 32-ТСМ, 64-ТСМ и 128-ТСМ. Информационная скорость 7,2, 9,6, 12,0 и 14,4 Кбит/с соответственно

Организация факсимильной связи

По принципам предоставления услуг организация служб факсимильной связи осуществляется по двум, традиционным для телеграфной подотрасли, направлениям — клиентские и абонентские. К клиентской службе относится Бюрофакс, к наиболее ярким представителям абонентской службы — Телефакс

Традиционные абонентские установки (телефаксы) характеризуются следующими недостатками:

— подверженность значительному механическому износу. При частом использовании сканер телефакса забивается пылью и грязью, попадающими со считываемых документов. Пластиковые шестерни изнашиваются. Все это приводит к перекосам и неравномерной подаче как считываемых документов в сканер, так и термобумаги в записывающее устройство;

— сложность отправления документов большому числу адресатов;

• неэффективное использование термобумаги. Большинство факсимильных аппаратов распечатывает все получаемые сообщения (в том числе и не несущие никакой полезной информации) на специальной дорогой термобумаге. Кроме высокой цены, у этой бумаги есть еще один существенный недостаток — изображение на ней неизбежно выцветает со временем. Таким образом, все важные сообщения необходимо для хранения копировать
• Рост объема информации, передаваемой пользователями, вызвал у многих из них заинтересованность в использовании не только простых автономных телефаксов, выполняющих ограниченное строго определенное число функций, но и более совершенных систем, которые позволяют автоматизировать процесс приема, обработки и рассылки факсимильных сообщений и исключить отмеченные выше недостатки. Реализация таких систем возможна только на основе персональных компьютеров. Первая компьютерная факсимильная плата была создана в 1985 г. фирмой GammaLink. Это позволило подключить телефонную -линию непосредственно к компьютеру и превратить его в мощный и многофункциональный телефакс. Сегодня компьютерные факсимильные платы выпускают огромное количество производителей. Их продукция, различающаяся по некоторым функциональным возможностям, служит одной цели — автоматизации процесса передачи, приема и распределения факсимильных сообщений, обмен которыми происходит по обычным телефонным линиям. Стоимость таких плат варьирует от 50 дол. (за обычные низкоскоростные факс-модемные платы) до 5000—7000 дол. (за специальные факсимильные платы, способные передавать различную информацию со скоростью 14 400 бит/с одновременно по 12 телефонным линиям). Системы на базе ПК с применением таких плат обладают рядом преимуществ перед обычными факсимильными аппаратами:

— удобство использования. Интеграция ПК с телефонной сетью и наделение его возможностями телефакса позволяет пользователям получать, обрабатывать и отправлять факсимильные сообщения, не отрываясь от своих компьютеров;

— эффективное применение телефонных линий. Факсимильная система, строящаяся на базе ПК, обеспечивает эффективный обмен информацией по малому числу телефонных линий, заменяя собой множество автономных телефаксов, для каждого из которых требуется отдельная линия;

— высокое качество передаваемого изображения. Любой документ текстового или графического редакторов может быть передан в виде факсимильного сообщения высокого качества. Для этого с помощью специального программного обеспечения он преобразуется в формат, используемый факсимильной платой для передачи сообщений. Таким образом, гарантируется высокое качество изображения, поскольку документ не может быть "испорчен" ни низким качеством печати печатающего устройства, ни загрязнением сканера телефакса, ни неполадками в механизме подачи бумаги;

— сохранение конфиденциальности принимаемых сообщений. В отличие от обычных телефаксов, распечатывающих все поступающие сообщения на едином рулоне бумаги, рассматриваемые системы принимают и сохраняют их в персональных директориях пользователей, доступ к которым ограничивается паролем. Таким образом, полностью исключается просмотр важных документов посторонними людьми

Кроме того, применение ПК для управления работой факсимильных карт позволяет реализовать множество полезных и удобных приложений. Наиболее распространены такие приложения (службы), как факс-сервер, факс по запросу и факс-рассылка. Применение факс-сервера сводит к минимуму временные и материальные затраты при приеме и. передаче факсимильных сообщений. Факс по запросу позволяет автоматизировать процесс предоставления абонентам часто запрашиваемых документов. Факс-рассылка значительно упрощает работу персонала при рассылке большого количества разных документов большому числу адресатов

Факс-сервер

Представляет собой компьютер, оборудованный несколькими специальными факсимильными платами (или одной многоканальной картой) и интегрированный с локальной вычислительной сетью (ЛВС). Он обладает многими преимуществами по сравнению с группой из нескольких автономных телефаксов, позволяя обмениваться факсимильными сообщениями с лучшим качеством, большими удобствами и меньшими издержками. Факс-сервер наделяет каждого пользователя ЛВС возможностью передавать и принимать факсимильные сообщения с помощью своего рабочего ПК. При его использовании отпадает необходимость в дорогой термобумаге, так как все принятые сообщения сохраняются в виде файлов, которые в случае необходимости можно распечатать с помощью обычного сетевого или локального принтера; облегчается контроль затрат на пересылку сообщений (факс-сервер регистрирует все процессы в файле-отчете); и наконец, факс-сервер является более дешевым вариантом, чем подключение каждой рабочей станции к телефонной сети с помощью модема

Передача

На каждом ПК локальной сети устанавливается специальная программа. Она даст возможность пользователю отправлять документы со своего компьютера. Достаточно указать документ, подлежащий отправке, и телефонный номер адресата. Все остальное факс-сервер сделает сам, оповестив пользователя об успешной передаче документа адресату. Причем все несрочные сообщения могут быть сохранены на диске факс-сервера и отправлены в ночное время по более низким

тарифам. Некоторые факсимильные серверы также позволяют рассылать документы большому числу адресатов

Прием

Факс-сервер принимает каждое поступающее факсимильное сообщение и сохраняет его в общей директории либо в персональной директории пользователя, извещая об этом в первом случае секретаря, а во втором — конкретного пользователя. Права доступа к обеим директориям для каждого пользователя могут быть ограничены. Этим обеспечивается сохранение конфиденциальности принимаемой информации

Понятно, что сохранение поступающих сообщений в персональных директориях пользователей является наиболее удобным, однако для реализации такой возможности требуется применение специальных способов маршрутизации сообщений. На сегодняшний день актуальны следующие два способа: ручная маршрутизация и распознавание тональных сигналов

При применении ручной маршрутизации все поступающие сообщения сохраняются в общей директории. На компьютер секретаря каждый раз выводятся извещение и "шапка" поступившего сообщения. Если ее достаточно для определения конечного адресата, то секретарь нажатием одной клавиши отправляет сообщение в персональную директорию сотрудника. В противном случае секретарь просматривает все сообщение и только после этого переадресует документ

Распознавание тональных сигналов — наиболее практичный способ маршрутизации. Его суть проста. Каждый сотрудник имеет персональный добавочный номер, который указывается после номера телефакса организации. Для того. чтобы передать документ конкретному сотруднику, достаточно позвонить по номеру организации и после ответа факс-сервера ввести добавочный номер сотрудника с помощью тональных сигналов. Таким образом, документ сразу попадает в его персональную директорию

Факс по запросу

Системы факс по запросу (ФПЗ) позволяют автоматизировать обработку запросов абонентов с предоставлением им факсимильных сообщений. Как показывает практика, при обработке запросов вручную обычно выполняется следующая последовательность действий. Абонент звонит по номеру, на котором не установлен телефакс, и запрашивает какой-либо документ. Сотруднику нужно найти необходимый документ, дойти до телефакса, установить с абонентом новое соединение (известно, что 75 % вызовов не достигают цели с первой попытки — занято, не отвечает и т.д.) и отправить документ. Данный процесс обычно отнимает не менее пяти минут рабочего времени, а при передаче многостраничных документов временные затраты увеличиваются еще больше. Если допустить, что в день приходится обрабатывать десять запросов, на каждый из которых уходит 5 мин, то получается, что примерно одна восьмая часть рабочего времени тратится на выполнение рутинной работы. Если даже запрос поступает по линии, на которой установлен телефакс, то не каждый абонент, тем более иногородний, может позволить себе ждать, пока секретарь найдет необходимый документ

На сегодняшний день применение систем ФПЗ — лучший подход к решению подобного рода проблем. Системы ФПЗ позволяют в цепочке абонент—сотрудник—документ полностью исключить звено "сотрудник". Это достигается за счет широких возможностей взаимодействия с абонентами. Именно по этому признаку системы ФПЗ можно разделить на три вида — простого ответа, вещательные и интерактивные

Работа систем простого ответа выглядит следующим образом. Организация, имеющая в своем распоряжении систему ФПЗ, указывает в рекламе рядом с каждым коммерческим предложением его индекс. Клиент, позвонив с телефакса по номеру системы ФПЗ, вводит один из этих индексов, используя функцию тонального набора, доступную на любом современном телефаксе. В ответ система автоматически высылает соответствующий индексу документ, в котором содержится подробная информация о коммерческом предложении. Все документы хранятся в системе в виде файлов специального формата. Их можно создать двумя путями: позвонить на номер системы с обычного телефакса и передать документ, после чего он будет автоматически преобразован в используемый формат;

преобразовать документ текстового или графического редактора в используемый формат с помощью специального программного обеспечения. Возможности систем простого ответа не выходят за рамки приведенного примера. Они просты в установке, их техническое обслуживание заключается лишь в пополнении библиотеки документов. Все это обусловливает их минимальную по сравнению с другими видами систем ФПЗ стоимость, которая определяется используемой факсимильной платой и программным обеспечением. Она может варьировать от 450 дол. (за систему, обслуживающую одну линию) до десятков тысяч долларов (за системы, обрабатывающие одновременно десятки запросов)

Вещательные системы ФПЗ в отличие от систем простого ответа позволяют абоненту выбирать документы, следуя кратким речевым инструкциям. Система "поднимает трубку", приветствует абонента и проигрывает речевое меню. Разные пункты меню содержат информацию, соответствующую разным видам продукции или услуг, предлагаемых организацией. В ответ абонент может сделать следующее: как в предыдущем случае, ввести известный индекс предложения и сразу получить необходимый документ; нажать клавишу, соответствующую одному из пунктов меню; переключиться на оператора. При выборе абонентом пункта меню система проигрывает речевое сообщение, которое содержит информацию о конкретных товарах или услугах и соответствующих им индексах. Абонент вводит заинтересовавший его индекс (или несколько индексов) и получает соответственно один или несколько документов

Вещательные системы позволяют организовывать древовидные речевые меню с разным числом ветвей и уровней, информация в которых может быть представлена как в факсимильном, так и в речевом виде. Техническое обслуживание вещательных систем заключается не только в пополнении библиотеки документов, но и в строгом контроле за структурой меню. Организация таких меню требует аккуратного и продуманного подхода. Стоимость вещательных систем по сравнению с системами простого ответа выше минимум в 1,5 раза. Это объясняется применением дополнительного аппаратного обеспечения, для управления работой которого также необходимы более сложные программы

Интерактивные системы ФПЗ, так же как и вещательные, позволяют абонентам получать доступ к информации с помощью индексов и древовидных речевых меню. Разница между этими системами состоит в том, что интерактивные системы ФПЗ могут предоставлять каждому абоненту не только однотипные документы, но и индивидуальные. Они создаются системой в процессе общения, в зависимости от набираемой абонентом на телефонном аппарате последовательности команд. Выглядит это следующим образом. Абонент звонит на номер системы ФПЗ, вводит свой персональный номер, код и, следуя речевым инструкциям, получает доступ к персональной информации. Другой вариант — абонент отвечает на вопросы системы, которая формирует сообщение в зависимости от ответов, включая/не включая те или иные данные в документ. Таким образом, все сообщения, высылаемые интерактивной системой ФПЗ, индивидуальны для каждого абонента

Интерактивные системы ФПЗ предоставляют абонентам самый высокий уровень сервиса. Они сложнее в установке и эксплуатации, так как для создания высылаемых документов требуется оперативное обращение к различным базам данных, а следовательно, интеграция с ЛВС. Соответственно цена таких систем самая высокая среди систем ФПЗ и определяется как стоимостью аппаратного и программного обеспечения, так и стоимостью услуг специалистов по ее наладке и запуску

Факс-рассылка

Системы факс-рассылки целесообразно использовать в организациях, которым по роду своей деятельности приходится рассылать большие объемы факсимильных сообщений большому числу адресатов. Системы факс-рассылки обычно строятся на базе ПК с помощью многоканальной факсимильной карты, что позволяет одновременно рассылать по разным линиям различные по содержанию документы разным группам адресатов. Для рассылки документов, например, 1000 абонентам достаточно объединить их телефонные номера во временную группу и соотнести ее с рассылаемыми документами. Системы факс-рассылки обычно без проблем взаимодействуют с любой широко распространенной базой данных, используя хранящуюся в ней информацию о номерах абонентов. После этого, если необходимо, указывается интервал времени, в течение которого следует производить рассылку. Все остальное система делает автоматически

Клиентская служба Бюрофакс

Предназначена, в первую очередь, для предоставления услуг факсимильной связи потребителям, не имеющим собственных факсимильных аппаратов (телефаксов). Служба Бюрофакс обеспечивает передачу, прием и доставку сообщений с помощью факсимильного терминального оборудования, располагаемого в так называемом "бюро общего пользования". Базой для создания предприятиями телеграфной подотрасли службы Бюрофакс являются существующая служба доставки телеграмм и разветвленная сеть отделений связи, в которых предоставляются телеграфные услуги и которые могут быть использованы для развертывания факсимильных "бюро общего пользования"

Служба Бюрофакс предоставляет для потребителей следующие услуги:

— подачу документов для отправки через операционное окно передающего отделения связи;

— подачу документа с факсимильной установки отправителя;

— доставку факсимильного сообщения адресату (получателю) доставщиком;

— доставку факсимильного сообщения получателю средствами электросвязи на факсимильную установку;

— доставку факсимильного сообщения средствами почты;

— выдачу факсимильного сообщения получателю без предварительного уведомления (до востребования);

— выдачу факсимильного сообщения получателю по предварительному уведомлению, переданному средствами почты или электросвязи (по телефону, на абонентскую установку АТ/Телскс);

— различные категории срочности передачи и доставки сообщений

Способ доставки сообщения получателю определяется отправителем

Служба передачи газет. Обеспечивает передачу факсимильным способом оригиналов-оттисков центральных газет, поступающих от издательств в пункты децентрализованного печатания. Для передачи газетных полос применяются некоммутируемые каналы: дуплексные вторичные широкополосные каналы наземных систем передачи, симплексные групповые тракты спутниковых систем, первичные цифровые каналы спутниковых систем передачи “Орбита-РВ”. Передача газетных полос осуществляется из центра циркулярными пучками. сеть построена с применением аналоговой факсимильной оконечной техники “Газета-2”. Применение аналогового способа передачи не обеспечивает в полной мере требований, предъявляемых полиграфистами

перестройка службы передачи газет связана в основном с изменениями, происходящими в редакционно-издательской сфере, с внедрением компьютерных технологий. Передача газет в дальнейшем постепенно превращается в передачу файлов между компьютерами редакционно-издательских комплексов т. е. передачу данных. При этом методы ввода и вывода сообщений останутся на ближайшую перспективу факсимильными

Комфакс является абонентской службой передачи факсимильных сообщений с накоплением. Служба комфакс используется в случае если необходима пересылка факсимильных сообщений большому количеству адресатов, имеющих в своем распоряжении факсимильные аппараты, но нет полной уверенности в том, что приемная сторона будет готова к приему и связь не будет прервана по какой-либо причине. Служба комфакс состоит из автоматизированного центра по приему факсимильных сообщений, сервера для временного хранения рассылаемых сообщений и аппаратуры для передачи сохраненных факсимильных сообщений указанным адресатам. Эта служба получила широкое распространение с появлением компьютерной почты и в частности с появлением сети Интернет. Для передачи факсимильного сообщения достаточно выслать по электронной почте заказ на передачу документа. При этом нет необходимости в связи по междугородным линиям и постоянном контроле за ходом самой пересылки. Задача по пересылке сообщений абонентам ложится на сам центр службы комфакс

Исследования показывают, что оборот факсов растет быстрыми темпами с увеличением числа заказчиков и партнеров компании в других городах и странах. “Все виды связи активно развиваются, но факсимильная связь остается одной из наиболее популярных по целому ряду причин, в том числе благодаря простоте использования и интероперабельности факс-аппаратов”, — объясняет Симаррон Бузер, вице-президент по услугам Internet в компании-провайдере факсимильных услуг FaxNet . Кроме того, графическая природа факса делает его весьма привлекательным для решения целого ряда практических задач. Кроме того, факс имеет привлекательную функцию самодокументирования. При создании факса в верхней части листа печатаются дата, время и имя отправителя. При отправке факса автоматически генерируется журнальная запись с подтверждением выполнения звонка. Контракт или заказ на покупку отправляется обычно по факсу, так как это позволяет отправителю быть уверенным, что документ не будет изменен без его ведома. Факсы принимаются в качестве доказательства в суде, а банки, страховые компании и другие институты рассматривают факсы в качестве законных документов. Наконец, многие люди просто предпочитают иметь дело с печатными копиями

Список литературы:

1. Крук Б. И. Телекоммуникационные системы и сети. Новосибирск: Наука,1998.

2. Уайндер С. Справочник по технологиям и средствам связи/пер. с англ.; Под ред. Субина О. М. – М.: Мир, 2000

3. Шувалов В. П. Факсимильная связь. М.: Радио и связь,1990