Передача факсимильных сообщений. Принцип факсимильной связи Что такое факсимильные сообщения

Факсимильная связь (по-другому - фототелеграф) - это передача на дальнее расстояние неподвижного изображения (текста, иллюстрации, фотографии) с последующим воспроизведением его в принимаемом пункте. Исторически возникла в результате развития но способна передавать большее количество видов информации и более устойчива к помехам.

Факсимильная связь используется при передаче фототелеграмм, при децентрализованной печати периодических изданий (передача материалов газетных полос и иллюстраций), на крупных предприятиях для обмена производственной информацией, для получения данных с и (обмен гидрометеокартами), а также во множестве других случаев.

Процесс передачи производится с помощью аппарата факсимильной связи (факса). Принцип работы факса состоит в следующем: передатчик аппарата производит разбиение поверхности передаваемого на множество мелких частей (т. н. элементарных площадок), которые отличаются друг от друга по определенному признаку, чаще всего по Затем все элементы последовательно преобразуются из графического изображения в поток электрических импульсов. Информация о передаваемом объекте сохраняется по выбранным признакам.

Затем факсимильное сообщение в виде серии электрических сигналов передается по линии связи, в качестве которой выступает обычная телефонная линия. В приемном устройстве происходит обратное преобразование с сохранением последовательности элементов, в результате чего мы получаем копию нужного нам изображения.

Принцип факсимильной связи был установлен в 1855 году итальянским физиком Д. Казелли. Сконструированный им аппарат передавал изображение, нанесенное на свинцовую фольгу специальным лаком с крайне низкой степенью электропроводности (практически нулевой). Таким образом, изображение состояло из чередующихся элементов высокой (фольга) и низкой электропроводности. Контактный штифт, скользя по изображению, передавал попеременно токовые и бестоковые импульсы-сигналы. Принимаемое изображение электрохимическим способом записывалось на фольгу.

Эти прототипы современного факса использовались для передачи сообщений на телеграфных линиях Париж - Марсель и Москва - Санкт-Петербург, но постепенно сошли на нет из-за своего несовершенства и трудоемкости процесса передачи.

В 1868 году Б. Мейером был придуман способ приема изображения и записи его на обычную бумагу с помощью вращающейся спирали, покрытой краской. Спираль, прижимаясь к бумаге в нужные моменты, оставляла ряд штрихов, из них складывалось изображение. Данный способ, усовершенствовав, применяют и поныне.

В двадцатом веке факсимильная связь вышла на качественно иной уровень благодаря появлению широкой сети линий связи, изобретению электронных ламп, открытию фотоэффекта. В 30-х годах в нашей стране появились первые фототелеграфные аппараты. В дальнейшем использование фотографических материалов и методов нашло применение по всему миру.

Современная факсимильная связь осуществляется при помощи передатчика, приемника и линии связи. В передатчике точечное световое пятно построчно обегает всю поверхность оригинала, разбивая ее на элементарные участки (площадки) с разной светоотражательной способностью. Отражаясь от них, переменной интенсивности попадает на фотоэлектрический преобразователь и превращается в видеосигнал, затем производится модуляция колебаний (амплитудная или частотная) для перевода видеосигнала в удобную для передачи по линии связи форму. Линии связи - обычные проводные или радиотелефонные каналы. В случае передачи большого количества информации (газетных полос, например), используют многоканальную связь с широкополосными каналами.

В приемнике факсимильного аппарата производится демодуляция полученного сигнала (выделение) и преобразование последнего в копию, которая записывается на носитель (т. е. его свертка) в той же последовательности, что и на оригинале. Способы записи принятого сигнала:

Фотографический (на фотобумагу или пленку, которая помещается в светонепроницаемую кассету). При этом невозможно проконтролировать качество принятого сообщения до окончания процесса фотохимической обработки такого носителя.

Электрохимический (изображение наносится на специальную бумагу, которая чернеет при пропускании сквозь нее тока).

Чернильный - на обычную бумагу смазанным чернилами роликом или пером.

Факсимильная связь

фототелеграфная связь, фототелеграф, передача на расстояние плоских неподвижных изображений (графических, иллюстративных и буквенно-цифровых) с воспроизведением их в пункте приёма, осуществляемая электрическими сигналами, распространяющимися по проводам, или радиосигналами; вид электросвязи (См. Электросвязь). Исторически Ф. с. включают в состав телеграфной связи (См. Телеграфная связь). По сравнению с последней она характеризуется большим разнообразием передаваемой документальной информации и более высокой Помехоустойчивость ю.

Методами и средствами Ф. с. пользуются при передаче фототелеграмм и материалов полос центральных газет при децентрализованной печати последних. Ф. с. служит также для оперативной передачи иллюстраций к печатным периодическим изданиям, визуальной информации с космических аппаратов, инженерной и технологической информации при внутрипроизводственной связи (на крупных предприятиях), для обмена гидрометеокартами между метеорологическими станциями и т.д.

Ф. с. включает следующие основные операции: разбиение всей поверхности объекта передачи (оригинала) в передатчике факсимильного аппарата (См. Факсимильный аппарат) на большое число достаточно малых элементов (элементарных площадок), различающихся по определённому физическому признаку (например, по оптической плотности), и последовательное – элемент за элементом – преобразование изображения объекта в серию электрических импульсов, несущих информацию об оригинале в соответствии с выбранным признаком; передача этих импульсов по линии связи (См. Линия связи), их обратное преобразование и запись в той же последовательности в приёмном устройстве, в результате чего получается копия передаваемого изображения.

Историческая справка. Впервые передачу на расстояние неподвижного изображения осуществил итал. физик Дж. Казелли в 1855. Сконструированный им 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 Казелли 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.

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 Ф. с.

Качественно новые способы и технические средства Ф. с. начали развиваться с 20-х гг. 20 в. после открытия Фотоэффект а, изобретения электронных ламп (См. Электронная лампа), усилителей электрических колебаний (См. Усилитель электрических колебаний) и создания разветвленной сети линий и каналов связи (См. Канал 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 (см. Фотографическая запись). В Германии подобная аппаратура носила название бильдтелеграф, в США – телефакс, телеавтограф. С 50-х – 60-х гг. Ф. с. применяется для передачи не только фототелеграмм, но и изображений картографических материалов и газетных полос. 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 – «Ф. с.».

Структура, технические средства и методы современной Ф. с. Тракт Ф. с. включает передатчик, линию связи и приёмник.

В передатчике факсимильного аппарата осуществляется анализ оригинала точечным световым пятном – развёртывающим элементом (см. Развёртка (См. Развёртка оптическая)), 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 (См. Фотоэлектронный умножитель) (ФЭУ) или (реже) Фотоэлемент ы. Далее в передатчике производится Модуляция ВЧ колебаний видеосигналом с целью преобразования последнего к форме, удобной для передачи по каналу связи. В Ф. с., как правило, применяется амплитудная или (реже) частотная модуляция.

В качестве каналов Ф. с. 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 (см. Многоканальная связь).

В приёмнике факсимильного аппарата прежде всего осуществляется демодуляция (см. Детектирование) 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 в Ф. с. называют свёрткой изображения.

В Ф. с. 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 Ф. с. (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.

Количественные показатели Ф. с .

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. 3) 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).

Лит.: Передача дискретной информации и телеграфия, 2 изд., М., 1974; Копничев Л. Н., Коган В. С., Телеграфные аппараты и аппаратура передачи данных, М., 1975.

Л. Н. Копничев.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое "Факсимильная связь" в других словарях:

- (фототелеграфная связь) электрический способ передачи графической информации неподвижного изображения текста или таблиц, чертежей, схем, графиков, фотографий и т. п. Осуществляется при помощи факсимильных аппаратов и каналов электросвязи (в т. ч … Большой Энциклопедический словарь

Современная энциклопедия

Передача по телефонным каналам с помощью телефакса изображений, писем, фотографий, документов на бумажных носителях. Райзберг Б.А., Лозовский Л.Ш., Стародубцева Е.Б.. Современный экономический словарь. 2 е изд., испр. М.: ИНФРА М. 479 с.. 1999 … Экономический словарь

факсимильная связь - Вид электросвязи для воспроизведения на расстоянии графических документов в виде других графических документов, геометрически подобных оригиналу (МСЭ R V.662 3). Тематики электросвязь … Справочник технического переводчика

Факсимильная связь - ФАКСИМИЛЬНАЯ СВЯЗЬ, электрический способ передачи изображений неподвижных плоских объектов (текстов газет, рукописных текстов, таблиц, чертежей, фотографий и т.п.) по каналам электрической связи. Осуществляется при помощи факсимильных аппаратов.… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

ФАКСИМИЛЬНАЯ СВЯЗЬ - (от лат. fac simile сделай подобное; англ. telefax) передача по телефонным каналам с помощью телефакса изображений, писем, фотографий, документов на бумажных носителях … Юридическая энциклопедия

Факс факсимильная связь фототелеграф, передача на расстояние графических, иллюстративных изображений и текстов (рукописных, печатных и др.) с неподвижных плоских оригиналов, осуществляемая электрическими сигналами по проводным линиям или… … Энциклопедия техники

Передача фотоснимков, рисунков, карт и рукописных или напечатанных текстов электрическими сигналами. (Впервые ее осуществил итальянский физик Дж.Казелли в 1855.) Свет, отраженный от изображения, преобразуется в электрические сигналы, которые… … Энциклопедия Кольера

Факсимильная связь - 1. Факсимильная связь Вид электросвязи, обеспечивающий передачу и воспроизведение на расстоянии неподвижных изображений

Вопросы

Лекция 13. Информационное обслуживание

1. Факсимильная передача информации.

2. Электронная почта

Факсимильные средства передачи документов получили широкое распространение лишь в последние десятилетия. Ранее, в силу своей дороговизны и специфических особенностей, они использовались в очень ограниченной сфере деятельности.

Факси́мильная связь - телекоммуникационная технология передачи изображений электрическими сигналами. Исторически включалась в состав телеграфной связи и является разновидностью электросвязи.

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.

Факсимильной связью называется передача заранее подготовленных и нанесённых на бумагу неподвижных изображений по каналам связи, обеспечивающая визуальное восприятие информации. Термин факсимиле (лат. fag-simile - делай подобное) означает точное воспроизведение копии графического оригинала (рукописи, документа, подписи), например, фотографическим или штриховым способами.

В факсимильной технике используется принцип развёртки, т.е. разложения изображения на отдельные элементарные площадки (растровые элементы) и последовательной во времени передачи электрических сигналов, пропорциональных яркости элементов разложения.

Функциональная схема простейшей факсимильной системы с барабанной развёрткой представлена на рисунке 1. Система работает следующим образом. Оригинал с передаваемым изображением закрепляется на развёртывающем барабане 2. Объектив создает на поверхности барабана точечное изображение источника света. Развёртка осуществляется вращением барабана и одновременным поступательным перемещением его вдоль оси. Световое пятно описывает на цилиндрической поверхности барабана винтовую линию. На развёрнутом бланке оригинала эта винтовая линия образует строчный растр. Часть светового потока источника света, отражённого оригиналом, попадает в фотоэлемент. Количество света, попадающего в фотоэлемент, пропорционально средней яркости освещённого элемента. Сигнал, снимаемый с фотоэлемента, усиливается до уровня, достаточного для передачи по каналу связи. При равномерном перемещении светового потока с линейной скоростью V (мм/с) по изображению оригинала, состоящему из чередующихся чёрных и белых линий шириной d (мм), максимальная частота спектра факсимильного сигнала в Гц составит величину

1 – высокоскоростной модем; 2 – устройство управления сетью; 3 – устройство управления модемом; 4 – сканер; 5 – устройство управления сканером; 6 – кодирующее устройство; 7 – главное устройство управления; 8 – декодирующее устройство; 9 – электростатическая записывающая система; 10 – внутренняя управляющая шина; 11 – линза; 12 – устройство управления вводом-выводом; 13 – флуоресцентная лампа; 14 – преобразователь тока; 15 – устройство управления передатчиком; 16 – устройство управления приемником; 17 – панель управления

Рисунок 1 – Функциональная схема современного факсимильного аппарата третьей группы

В приёмном устройстве принятый сигнал вновь усиливается и модулирует яркость свечения безынерционного источника света 11. Объектив 12 фокусирует на поверхность барабана, на котором закреплена светочувствительная бумага, световое пятно. Яркость этого пятна пропорциональна переданному сигналу, т.е. пропорциональна яркости анализируемого элемента изображения. Развёртывающие барабаны в приёмном и передающем устройствах вращаются синхронно и синфазно. После приёма фотобумага с записанным скрытым изображением обрабатывается обычными фотохимическими методами.

Факсимильная аппаратура, осуществляя передачу неподвижных изображений, всегда обеспечивает точное воспроизведение очертаний различных знаков. При этом воспроизведение всех градаций яркости (полутонов) может быть полным или условным. В последнем случае получаемая копия будет содержать элементы только двух градаций яркости (черное и белое).

Факсимильная аппаратура по назначению классифицируется на пять типов: 1) передача-прием газет в пункты децентрализованного печатания; 2) передача-приём фотофаксимильной информации; 3) передача-приём метеорологических карт; 4) передача-приём факсимильной документальной информации; 5) переприём факсимильной информации, представленной в цифровой форме.

В целях унификации и стандартизации факсимильная аппаратура, работающая по сетям электросвязи общего пользования (предназначена для передачи любой графической информации, кроме ИГП), по рекомендации МСЭ разделена на четыре группы (таблица 12.1). Данные факсимильные аппараты работают по телефонным линиям связи или по каналам передачи данных. На основании сравнения основных параметров современную факсимильную аппаратуру можно охарактеризовать следующим образом.

Таблица 12.1 – Параметры факсимильной аппаратуры, классифицированной по группам МСЭ

Наличие в спектре факсимильного сигнала постоянной составляющей и низких частот не позволяет непосредственно передавать его по каналам ТЧ. Перенос спектра частот факсимильного сигнала в область более высоких частот, совпадающую с полосой пропускания канала ТЧ, производится в процессе модуляции. Поэтому в факсимильной аппаратуре первой группы предусматривается передача модулированного сигнала с двумя боковыми полосами частот, а при уменьшении времени передачи до 3 мин допускается передача изображений формата А4 с пониженной разрешающей способностью. Для снижения стоимости факсимильных аппаратов первой группы используются простые технические решения, такие как совмещение передающего и приёмного устройств в одном аппарате, барабанная развёртка, контактная запись на обычную бумагу. В ряде моделей используются ксерографическая запись изображения с помощью гелий-неонового лазера, электротермическая запись на специальную бумагу, автоматическая, бесконтактная запись, наносимая чернильной струёй на рулон обыкновенной бумаги.

В факсимильных аппаратах второй группы для уменьшения времени передачи изображения формата А4 по 3 мин с плотностью не менее 3,85 строк/мм используются сигналы с трёхуровневой амплитудно-фазовой модуляцией (АМ-ФМ) и частично подавленной одной боковой полосой частот.

В факсимильных аппаратах третьей группы используются цифровое копирование разности видеосигналов двух соседних строк и трёхуровневая однополосная амплитудная модуляция (АМ).

Факсимильная аппаратура четвёртой группы представляет собой цифровые приёмо-передающие устройства. Время передачи изображения формата А4 составляет 10-30 с. В качестве анализатора изображения используются ПЗС (приборы с зарядовой связью) линейки, состоящие из 1782 элементов. Для воспроизведения копий применяется электростатический способ записи. Факсимильные аппараты четвёртой группы используются на сетях передачи данных общего пользования, включая сети с коммутацией каналов, с коммутацией пакетов, а также цифровые сети с интеграцией служб (ISDN). Данные факсимильные аппараты могут работать и по телефонным сетям, для чего необходимо применять соответствующие способы модуляции. Независимо от используемой сети электросвязи в факсимильные устройствах имеются средства снижения избыточности информации в передаваемых изображениях.

В современных факсимильных аппаратах широко применяются плоскостные анализирующие устройства со светочувствительными линейными матрицами ПЗС. Анализирующие линейки на основе ПЗС отличаются конструктивной и технологической простотой, долговечностью, стабильностью параметров, надежностью, малыми габаритами. Явление самосканирования в линейной матрице ПЗС в сочетании с фотопреобразованием делает это устройство одним из наиболее перспективных преобразователей изображения в электрический сигнал в строчном направлении. Развёртка по кадру в таком анализирующем устройстве производится механическим перемещением оригинала перпендикулярно развёртке, осуществляемой линейкой ПЗС. Например, линейная матрица ПЗС с числом элементов 1000-2000 позволяет осуществлять электронную развёртку по строке со скоростями от 100 до десятков тысяч строк в минуту. Анализирующие устройства подобного типа называются оптико-электронными.

Рассмотрим пример реализации плоскостной строчной развёртки с использованием линейной фоточувствительной матрицы ПЗС, которая позволяет получить разрешающую способность по строке не менее 8...15 линий /мм (рисунок 12.2). Работу такого устройства во времени можно разделить на два этапа. Сначала отражённый от оригинала световой поток попадает на фоточувствительные элементы, т.е. осуществляется восприятие строки изображения. В этом случае на электроды ПЗС ячеек подаётся потенциал хранения, при котором происходит накопление фотогенерируемых носителей. Затем, по окончании цикла восприятия строки изображения, накопленные электрические заряды от каждой ячейки через канал переноса поступают в аналоговый регистр переноса, имеющий МОП-структуру, на который подаются тактовые импульсы сдвига. Образуемые на МОП-структуре зарядовые пакеты под действием тактовых импульсов сдвига перемешаются на выход, образуя на нагрузке выходного устройства видеосигнал строки изображения, который после обработки поступает в линию связи.

1 – аналоговый регистр сдвига; 2 – выходное устройство; 3 – канал переноса; 4 – светочувствительные ПЗС ячейки

Рисунок 2 – Устройство плоскостной строчной развертки на ПЗС

элементах

Ряд фирм разрабатывает системы лазерного считывания графической информации, основанные на принципе фокусировки луча лазера и его последующего отклонения. Помимо высокой скорости считывания эти устройства имеют высокую разрешающую способность. Реализуется несколько способов считывания с использованием лазерного луча: развертка с помощью спирального зеркала с разрешающей способностью 5-6 точек/мм, развертка с помощью качающегося или вращающегося зеркала, обеспечивающая более высокую разрешающую способность, развертка с использованием акустического отклоняющего устройства, и самая последняя разработка – развертка с помощью вращающейся голографической сетки.

Основные технические показатели записывающих устройств факсимильных аппаратов – разрешающая способность и градационная характеристика. Требования к синтезирующим устройствам противоречивы, так как в факсимильных аппаратах необходимо одновременно обеспечить высокое качество записи, оперативность, простоту конструкции и технического обслуживания.

В современных факсимильных аппаратах применяются два вида записи - закрытый и открытый. При закрытом способе записи принятый электрический сигнал преобразуется в световой, и запись производится на светочувствительную бумагу или плёнку, а затем осуществляется проявление изображения на основе принципов электростатики. Подобный способ называется ксерографией или электрографией. Электростатическое изображение может регистрироваться либо на специальной бумаге, покрытой фотопроводящим слоем, либо на барабане с фотопроводящим покрытием с последующим переносом изображения на обычную бумагу. При открытом способе запись осуществляется на открытой для света бумаге с помощью электрохимических и других реакций, а также с помощью электрохимических устройств чернилами или через копировальную бумагу, В последнем случае принятый сигнал преобразуется в механические колебания.

В факсимильной аппаратуре в основном используются методы электрографии в сочетании с электронной строчной разверткой. При этом применение электрочувствительной, термочувствительной или простой бумаги более перспективно по сравнению с электролитической бумагой. Электротермическая бумага состоит из трёх слоев: нижнего металлизированного, среднего слоя бумаги, смешанного с графитом, и верхнего токопроводящего, с которым соприкасаются записывающие электроды. Преимущество электротермической (электроискровой) бумаги заключается в возможности получения полутоновых и мгновенных изображений, а также малое потребление энергии при записи. Однако она относительно хрупка. Записывающих электродов (ИГЛ), которые группируются вдоль всей линии строчной развёртки в соответствии с требуемым количеством воспроизводимых элементов в строке, хватает максимум на 200 копий. Точечные заряды, соответствующие воспроизводимой яркости документа, формируется на электрической поверхности бумаги рядом электродов печатающей головки. Цепи заряда электрически замыкаются контрэлектродами, которые находятся в плотном контакте с бумажной основой. Видеосигнал подводится непосредственно к контрэлектродам и к записывающим электродам. При наличии сигнала происходит обжигание верхнего, обнажение среднего слоя, смешанного с графитом, и, следовательно, окрашивание поверхности бумаги. При записи обеспечивается разрешающая способность около 4 линий/мм. Основной недостаток данного способа заключается в выделении вредных веществ при записи, поэтому требуется хорошая вентиляция помещения. Металлизированная бумага (с диэлектрической подложкой) имеет чувствительность в 10-20 раз более высокую, чем электротермическая бумага, меньшее электрическое напряжение, необходимое для записи, при этом воспроизводятся более тонкие линии, и обеспечивается больший срок службы записывающего электрода.

Несмотря на хорошую контрастность воспроизводимых изображений и малое потребление энергия при записи, злектрочувствительная бумага является достаточно дорогой. Требуются особые условия, для её хранения.

Термочувствительная бумага, изображение на которую переносится инфракрасным излучением, несмотря на сложность хранения, гораздо дешевле и представляет практический интерес с этой точки зрения. При локальном нагреве чувствительного слоя бумаги он изменяет свой цвет в месте нагрева. Пишущий элемент термографической записи выполнен в виде многоэлектродной термолинейки. По сравнению с электрографической записью время регистрации одного элемента изображения термоголовкой больше примерно в 10 раз, поэтому необходима параллельная запись, что требует введения дополнительных электронных устройств. В этом случае отсутствуют устройства, предназначенные для проявления и фиксации изображения. В стадии разработки находятся новые способы записи на простую бумагу с использованием проводящих и плавких чернил, что позволит снизить потребляемую энергию и обеспечить срок службы записывающей головки для получения порядка 100 тысяч копий.

Таблица 2 – Технические характеристики факсимильных аппаратов, выпускаемых ведущими зарубежными фирмами

К отечественной цифровой факсимильной аппаратуре относится комплекс Луга для передачи и приёма метеокарт размером 480x700мм по каналам ТЧ со скоростью 9600 бит/с. В аппаратуре реализована кодированная передача с использованием планарного кода, что обеспечивает её работу по телефонным каналам с вероятностью ошибки не более 10.

Для обеспечения цифровой передачи документальной информации и фотографий создан отечественный комплекс факсимильной аппаратуры “Фант”, использующий выделенные телефонные каналы со скоростью передачи 2400, 4800, 9600 бит/с при вероятности ошибки не более . Время передачи машинописной страницы текста, напечатанного через полтора интервала, не более 1,5 мин. Запись осуществляется на электрохимическую бумагу. Высокая помехоустойчивость достигается применением кода с исправлением до двух ошибок в блоке. По сравнению с аналогичными зарубежными факсимильными аппаратами комплекс “Фант” имеет меньшую степень искажения тонких штрихов, способен работать в каналах связи с достаточно высокой вероятностью ошибок.

Выполнять функции телефаксного оборудования, т.е. принимать и передавать факсимильные сообщения, могут и ПЭВМ. Для этого в них достаточно ввести дополнительную факсимильную плату расширения. Эта плата содержит интерфейс с телефонной линией, модем на скорость передачи от 2400 до 9600 бит/с, процессор для сжатия сигнала изображения, устройство автонабора номера. Плата обеспечивает преобразование компьютерных файлов в стандартный факсимильный сигнал, обратное преобразование, приём и передачу сообщений.

ПЭВМ, выполняющий функции факсимильного аппарата, обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционными факсимильными устройствами:

· отказ от специальных типов бумаги;

· наличие банка изображений на магнитных носителях;

· возможность редактирования и компоновки изображений;

· меньшая доступность изображений, накопленных в ПЭВМ,

имеющей защиту от несанкционированного доступа

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.

[править] Настоящее время

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.

[править] Основные производители

Факсимильная связь (facsimile communication) -- процесс дистанционной передачи неподвижных изображений и текста. Основной ее функцией является передача документов с бумажных листов отправителей на бумажные листы получателей. В качестве таких документов могут быть использованы тексты, чертежи, рисунки, схемы, фотоснимки и т. п. По существу, факсимильный способ передачи информации заключается в дистанционном копировании документов.

Для организации факсимильной связи используют факсимильные аппараты -телефаксы. В качестве каналов связи чаще всего используются телефонные каналы, реже цифровые и радиоканалы. В основе использования факсимильного метода лежит тот факт, что различные участки поверхности изображения имеют разные коэффициенты отражения света. Принцип работы и взаимодействия элементов системы факсимильной связи рассмотрим по структурной схеме, приведенной на рис. 1.

Рис. 1.

В состав передатчика входят: анализирующее устройство, устройство преобразования сигналов передатчика, устройство синхронизации и фазирования.

В состав приемника входят: устройство преобразования сигналов приемника; синтезирующее устройство; устройство синхронизации и фазирования.

Оригинал (рис. 2.), подлежащий передаче, разбивается на элементарные площадки а 0 , каждая из которых характеризуется однородной функцией оптической плотности D (x, y).

Рис. 2.

Анализирующее устройство передатчика преобразует плотности отдельных площадок в пропорциональные по величине электрические сигналы I(t) - видеосигналы. Очередность выделения электрических площадок обеспечивается развертывающим устройством, которое формирует растровую развертку (рис. 3.).

Рис. 3.

Его работа задается устройством синхронизации и фазирования (УСФ). На выходе анализирующего устройства формируется последовательность факсимильных видеосигналов I(t). Эти сигналы в устройстве преобразования сигналов (УПС) приводятся к виду удобному для передачи по каналу связи - U (t).

Для согласованной работы передающего и приемного устройств факсовых аппаратов осуществляется их синхронизация и фазирование. Операция фазирования, то есть начальной установки исходного положения элементарных площадок развертки производится фазирующими устройствами передающего и приемного аппаратов непосредственно перед началом передачи бланка.

Информация о фазе передается специальными сигналами в течении фиксированного времени. Эти сигналы «замешиваются» в общий сигнал, а на приемной стороне выделяются из него для обеспечения согласованной работы УСФ приемника.

На приемной стороне осуществляется обратное преобразование. Подобие копии D" (x, y) оригиналу D (x, y) обеспечивается работой УСФ приемника, поддерживающего постоянное равенство координат в течение всего времени передачи бланка (рис.11): (Хпер., Хпр) = (Упер., Упр.)

Факсимильные аппараты

Выпускаемые в настоящее время факсимильные аппараты отличаются способом воспроизведения изображения, видом развертки и разрешающей способностью.

По способу воспроизведения изображения факсимильные аппараты делятся на: термографические, струйные лазерные, электрографические, фотографические, электрохимические, электромеханические.

Большинство современных факсимильных аппаратов термографического типа. Они не дорогие и имеют достаточно хорошие характеристики. Разрешающая способность таких аппаратов 7-10 точек/мм. Они могут передавать от 16 до 32 уровней серого цвета.

Примерно того же класса электрографические и струйные факсимильные аппараты, но их важной особенностью является использование обычной бумаги. Они несколько дороже.

Лучшие характеристики с разрешением до 16 точек/мм и 64 уровней серого имеют лазерные факсимильные аппараты, но они существенно дороже.

Фотографические факсимильные аппараты лучше других передают полутона и имеют высокую разрешающую способность - до 16 точек/мм, но используют дорогую фотографическую бумагу.

Разрешающая способность электрохимических и электромеханических аппаратов примерно одинаковая и находится в пределах 4-6 точек/мм, но электромеханические аппараты не передают полутонов, поэтому их часто называют штриховыми аппаратами. Электрохимические аппараты используют специальную электрохимическую бумагу. Достоинства электромеханических аппаратов в использовании обычной бумаги и просты по конструкции.

По виду развертки факсимильные аппараты делятся на плоскостные и барабанные. В плоскостных аппаратах передаваемые документы ограничиваются размером только по ширине, так как может передаваться рулонный документ. В барабанных аппаратах передаваемые документы ограничиваются размером и по ширине и по длине.

Факсимильный аппарат барабанного типа

Принцип осуществления факсимильной связи рассмотрим на примере использования аппарата барабанного типа (рис. 4).

В анализирующем устройстве элементарные площадки поочередно освещаются источником света ИС через специальные линзы Л1. Отраженный световой поток собирается с помощью объектива Л2 и направляется на фотокатод фотоэлектрических преобразователей (ФЭП).

Рис. 4.

В цепи ФЭП будет протекать ток, пропорциональный оптической плотности площадки D (x, y). Последовательность «обхода» площадок обеспечивается с помощью специальных развертывающих устройств. Развертывающее устройство барабанного типа, совершает 2 движения: вращательное - вокруг оси и поступательное - вдоль оси. В результате формируется развертка изображения, а в цепи фотоэлектрического преобразователя возникает изменяющийся во времени сигнал U (t).

Синтезирующее устройство состоит из модулятора света (МС), объектива (Лз) и развертывающего устройства барабанного типа.

Модулятор света излучает световой поток, яркость которого пропорциональна величине проходящего через него потока (сигнала). Световой поток собирается и фокусируется объективом на участке светочувствительного материала, закрепленного на поверхности барабана, совершающего движения синхронно и синфазно с движением барабана анализирующего устройства.

В результате на светочувствительном материале воспроизводится копия оригинала.

Каналы факсимильной связи.

Факсимильный аппараты подключаются к АТС с помощью абонентской линии городской телефонной сети. Спектр сигнала переносится в полосу частот телефонных каналов (0,3-3,4) кГц. Для повышения помехоустойчивости осуществляется частотная модуляция несущей частоты 1900 Гц. Максимальная девиация частоты Df принята равной 400 Гц. Отсюда нижняя частота, соответствующая белому полю изображения равна 1500 Гц, а верхняя, соответствующая черному полю - 2300 Гц. Сигналы фазирования передаются на частоте 1500Гц.

Развитие факсимильной связи долгое время сдерживалось низкими скоростями передачи и большой избыточностью факсимильных сообщений, а также несовершенством оконечной аппаратуры. Например, при передаче текста факсимильное сообщение примерно в 100 раз длиннее, чем текст, закодированный телеграфным кодом.

В последнее время созданы факсимильные аппараты, позволившие преодолеть отмеченные недостатки. В целом время, затрачиваемое на передачу одного листа документа, зависит от размеров этого листа, характера изображения на нем, скорости передачи и режима разрешающей способности. Скорости передачи факсимильной информации по телефонным каналам связи лежат в пределах 4800-28800 бит/с, а при использовании цифровых каналов доходят до 64 000 бит/с. Факсимильные аппараты могут автоматически устанавливать скорость передачи данных в случае, если принимающий телефакс или канал связи не достаточно качественны. В этих случаях первоначально установленная, обычно максимально возможная, скорость передачи снижается до тех пор, пока не будет достигнут уверенный прием сообщений, подтвержденный принимающим телефаксом. Для этого в начале сеанса передающий телефакс посылает специальный сигнал. Принимающий аппарат, распознав этот сигнал, посылает сообщение, подтверждающее прием.

Например, время передачи текстового документа формата А4 при скорости передачи 9600 бит/с составляет около 20 с, но если из-за низкого качества канала связи телефакс снизит скорость передачи до 4800 бит/с, время передачи документа удвоится, а при скорости 2400 бит/с -- увеличится в 4 раза, то есть документ будет передаваться уже более одной минуты.

С улучшением технических параметров, ростом скорости считывания изображения и его передачи факсимильный способ передачи начинает вытеснять телеграфный.

Факсимильная связь может использоваться для автоматического ввода передаваемой информации в компьютер, если последний оборудован факс-модемом.

Факсимильной связью называется передача неподвижных изображений и по каналам связи. Принимаемые изображения воспроизводятся на твердом носителе (обычной или специальной бумаге), поэтому факсимильная связь относится к документальным видам связи – ДФС (документальная факсимильная связь). Передаваемый документ может быть напечатан, написан вручную, содержать рисунки, текст, быть черно-белым, цветным и т.д.

Основным элементом, осуществляющим фотоэлектрическое преобразование (ФЭП), является сканер на основе линейки миниатюрных приборов с зарядовой связью (ПЗС). Совокупность ПЗС «просматривает» расположенную под ними узкую полосу (строку) изображения передаваемого документа. Световой поток, отраженный от поверхности растр-элемента, т.е. участка строки, находящегося под соответствующим ПЗС, вызывает в нем зарядовый пакет электронов, величина которого пропорциональна силе отраженного от растр-элемента светового потока. При помощи 2-х сдвиговых транспортных ПЗС – регистров зарядовые пакеты переносятся вдоль линейки ПЗС в выходное устройство, где преобразуются в импульсы видеосигнала. После «просмотра» и формирования импульсов видеосигнала одной строки документ протягивается под линейкой ПЗС для «просмотра» и передачи сигналов строки и т.д.

Сканирование элементов строки передаваемого документа совместно с процессом переноса зарядов вдоль линейки ПЗС в выходное устройство называется строчной разверткой. Ее скорость определяется частотой тактовых импульсов, поступающих на сдвиговые транспортные ПЗС-регистры.

Минимальные размеры элементов строки, которые могут быть различимы сканирующей системой, определяют разрешающую способность фотоэлектрического преобразователя вдоль строки. По вертикали (кадру) разрешающая способность зависит не только от разрядов ПЗС, но и от величины протяжки документа после передачи очередной строки. Большее разрешение позволяет более качественно передавать документы, но время передачи возрастает пропорционально. Процессом сканирования документа по горизонтали и вертикали управляет устройство развертки.

Для сокращения полосы частот используется компрессия на передаче и декомпрессия на приеме. Затем при помощи модема осуществляется передача информации в линию.

На приеме импульсы видеосигнала поступают в синтезирующее устройство (устройство записи). В современных аппаратах широко используется термографический способ записи с помощью линейки микрорезисторов на термочувствительную бумагу. При локальном нагреве микрорезистором термочувствительного слоя бумаги, он меняет свой цвет в точке нагрева. В последнее время начал применяться струйный способ записи на обычную бумагу с помощью специальной краски.

Для воспроизведения копии документа без искажений, записывающее устройство на приеме должно работать согласованно с анализирующим устройством (ФЭП) аппарата передающей стороны. Для этого сканирование строки и ее запись должны осуществляться с одинаковой скоростью и начинаться с одинаковых положений на оригинале и копии. Оба этих условия обеспечивают устройства синхронизации, управляющие устройствами разверток.

Недостатки традиционных факсов:

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

б) сложность отправления документов большому числу адресатов.

г) неэффективное использование термобумаги. Большинство факсимильных аппаратов распечатывает все получаемые сообщения на дорогой термобумаге. Кроме высокой цены у бумаги есть еще один недостаток – изображение на ней со временем выцветает, и важные документы приходится копировать для хранения.

д) ограниченное, строго определенное число выполняемых функций.

Для устранения этих недостатков и в связи с постоянным ростом объемом передаваемой информации были созданы системы на базе персональных компьютеров. Специальные факсимильные платы устанавливаются в ПК вместе с программным обеспечением. Это позволило подключить телефонную линию непосредственно к ПК и превратить его во многофункциональный терминал. Данные системы имеют ряд достоинств:

а) удобство пользования. Позволяет получать, обрабатывать и отправлять факсимильные сообщения, не отрываясь от ПК. Позволяют автоматизировать процесс приема, обработки и рассылки факсов.

б) эффективное использование телефонных линий. Факсимильная система на базе ПК, обеспечивает эффективный обмен информацией по малому числу телефонных линий, заменяя собой множество автономных факсимильных аппаратов, для каждого из которых требуется своя телефонная линия.

в) стоимость факсимильной платы во много раз меньше стоимости автономного факсимильного аппарата, а функциональных возможностей много больше. Позволяет отказаться от дорогой термобумаги и производить распечатку сообщений на обычной бумаге или хранить документы в электронном виде.

г) высокое качество передаваемого изображения. Любой документ текстового или графического редактора может быть передан в виде факсимильного сообщения высокого качества. Для этого при помощи специального программного обеспечения он преобразуется в формат, используемый факсимильной платой. Качество изображения не может быть испорчено ни низким качеством печати, ни загрязнением сканера, ни неполадками в механизме подачи бумаги.

д) сохранение конфиденциальности принимаемых сообщений. В отличии от обычных телефаксов, распечатывающих все поступающие сообщения на едином рулоне бумаги, здесь все принимаемые факсы сохраняются в персональных директориях пользователей, доступ к которым ограничен паролями.