Системы факсимильной связи

## 3.2.1. Принципы передачи и приема факсимильных сообщений.
Основные параметры и характеристики факсимильных аппаратов.
Цифровые факсимильные аппараты (ЦФА). Рекомендации ITU-T для ЦФА

Факсимильная передача изображений

Для передачи и воспроизведения на расстоянии неподвижных изображений предназначена система факсимильной связи. Передаваемым изображением может быть рукописный, машинописный или типографский текст, фотография, чертеж, карта и др.

Факсимильное сообщение следует считать непрерывным - любой участок изображения сколь угодно малых размеров может иметь любое значение оптической плотности в некотором диапазоне плотностей. Ограниченные возможности зрения позволяют дискретизировать непрерывное факсимильное сообщение и тем самым снизить его избыточность до разумной величины. Дискретизация производится по площади изображения и по оптической плотности отдельных участков с учетом разрешающей способности и контрастной чувствительности глаза.

Суть дискретизации по площади заключается в разложении всей площади изображения на отдельные элементарные площадки. Каждая площадка характеризуется одним единственным значением оптической плотности, получаемым путем усреднения плотностей в пределах этой площадки.

В факсимильных аппаратах общего назначения размер элементарной площадки должен составлять около 0,1 мм.

Дискретизация по оптической плотности заключается в округлении полученного значения плотности элементарной площадки оригинала до ближайшей фиксированной величины. В результате на копии будут воспроизведены только определенные, фиксированные плотности, число которых сравнительно невелико. Для качественной передачи художественной фотографии необходимо передать и воспроизвести на копии 10-15 градаций оптической плотности, отличающихся друг от друга. При передаче двух-градационных изображений дискретизацию производят двумя уровнями оптической плотности - черным и белым.

МККТТ (ITU-T) определил четыре группы стандартных факсимильных аппаратов, классифицируемых по типу сканируемого сигнала, используемому методу модуляции и коммуникационным характеристикам.

Аппараты группы G1 кодируют и передают аналоговые сигналы. Определена стандартная частота сканирования линий - 180 линий в минуту, исходя из характеристик канала связи, могут быть установлены другие значения скорости. Факсимильные аппараты группы 1 работают с разрешением 3,85 линии на 1 мм и затрачивают примерно 6 мин на передачу документа формата A4. Только на выделенных линиях аппараты группы 1 могут использовать амплитудную модуляцию. Частота несущей должна находиться в интервале 1300-1900 Гц. Во время передачи самый высокий уровень сигнала соответствует черному цвету, самый низкий - белому. Как на выделенных, так и на коммутируемых линиях, аппараты группы 1 могут использовать частотную модуляцию. Для коммутируемых линий частота несущей равна 1700 Гц. Для выделенных линий частота несущей принимается 1900 Гц, частоты 1500 Гц и 2300 Гц для белого и черного цветов.

Аппараты группы G2 кодируют и передают аналоговые сигналы, как и аппараты группы 1, но используют более эффективные методы модуляции. Это позволяет обеспечить стандартную скорость сканирования 360 линий в минуту. Аппараты группы 2 обеспечивают тоже самое разрешение, что и аппараты первой группы, но затрачивают от 2 до 3 минут на передачу того же самого изображения. Амплитудная модуляция приводит к образованию двух боковых полос, которые являются зеркальным отображением друг друга и несут одинаковую информацию. Факсимильные аппараты группы 2 предназначены для работы в сетях телефонного типа, использующих амплитудную модуляцию с частично подавленной боковой полосой. Модуляционная система такого типа подавляет одну из избыточных боковых полос, уменьшая полную ширину полосы частот сигнала, обеспечивая тем самым возможность расширения информационной полосы частот. Аппараты группы 2 используют несущую с частотой 2100 Гц. Уровень белого соответствует максимальной амплитуде сигнала, а уровень черного - минимальной амплитуде или вообще отсутствию сигнала.

Примеры отечественной факсимильной техники.

Цифровые факсимильные аппарат

Развитие техники связи идет в направлении цифровизации. Это связано с тем, что цифровые системы имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с аналоговыми: возможностью регенерации сигнала на промежуточных пунктах; универсальностью способа передачи, что позволяет передавать факсимильную информацию наряду с другими видами сообщений по единой цифровой системе связи; возможностью сокращения времени передачи за счет оптимального кодирования факсимильного сигнала; применением хорошо развитой цифровой элементной базы при создании новых образцов цифровой факсимильной аппаратуры; возможностью сопряжения цифровых факсимильных аппаратов с ЭВМ в целях обработки факсимильной информации.

Аппараты группы G3 знаменуют переход от аналоговых к цифровым методам передачи факсимильных сообщений и существенно отличаются от аппаратов групп 1 и 2. Цифровые факсимильные аппараты рассматривают изображение как набор дискретных элементов (пикселей). Каждый пиксель может быть или черным (ему соответствует двоичная 1) или белым (двоичный 0) - промежуточные полутона не допускаются. Последовательность двоичных цифр, вырабатываемая при оцифровке изображения, может быть сжата, передана по каналу связи и проконтролирована на наличие ошибок с использованием любых методов, применяемых в модемах.

Стандарты факсимильной аппаратуры группы 3 определяет Рекомендация Т.4: размер листа передаваемого документа, направление сканирования документа, разрешение, алгоритмы сжатия передаваемой графической информации и др. Например, для формата А4 (210х297 мм) зона гарантированного воспроизведения должна составлять 196,6x281.46 мм, направление развертки должно быть слева направо, сверху вниз; стандартная разрешающая способность по вертикали - 3,85 строки/мм. Возможна установка более высокого разрешения - 7,7 линии на миллиметр. В обоих случаях разрешение по горизонтали устанавливается на уровне 1728 пикселей для стандартной линии сканирования длиной 215 мм, что эквивалентно 8 пикселям на миллиметр. В модификации стандарта T.4, датированной 1992 г., добавляются новые режимы кодирования с более высоким разрешением: 15,4 линии на миллиметр по вертикали и 16 пикселей на миллиметр по горизонтали. Минимальное время передачи всей кодированной строки развертки 20 мс, максимальное - не более 5 секунд; в качестве алгоритма сжатия определена одномерная схема кодирования длин серий (допускается использование двумерной схемы кодирования).

Аппаратура группы 3, работающая по коммутируемой телефонной сети общего пользования, должна использовать сигнал модуляции, скремблера, коррекции и синхронизации, определенные в рекомендации V.27ter. При работе по арендованным каналам или коммутируемым цепям высокого качества указанные сигналы могут определяться Рекомендацией V.29.

В цифровых факсимильных аппаратах блоки электрооптического анализа и синтез-дискретные (в качестве преобразователей свет-сигнал используется, например, ПЗС-линейка и термопечатающая линейка).

В результате цифровых преобразований получается последовательность единичных элементов (двоичный код), поэтому скорость передачи факсимильной информации измеряют количеством бит в секунду (бит/с).

Цифровые данные, формирующие каждую линию сканирования, уплотняются перед передачей. Поэтому время, затрачиваемое на передачу одной линии сканирования может изменяться от линии к линии внутри некоторого произвольно определяемого интервала. Стандарт T.4 рекомендует затрачивать на передачу каждой линии сканирования не менее 20 мс, хотя допустимо изменение этого параметра в пределах от 0 до 40 мс. Максимальное время передачи линии сканирования не должно превышать 5 с.

Внутри линии сканирования группы смежных черных и белых пикселей чередуются. Для обеспечения синхронизации цветов воспроизводимого и передаваемого изображений все линии должны начинаться с группы белых пикселей. Если линия начинается с черного пикселя, передается цепочка белых пикселей нулевой длины.

Примеры факсимильной аппаратуры группы 3.

Применение аппаратов группы G4 в основном концентрируется на интеграции службы факсимильной связи с другими службами связи и передачи сообщений. Служба факсимильной связи с использованием аппаратов группы 4 добавляет некоторые полезные усовершенствования в передачу факсимильных сообщений, не отказываясь при этом от концепции растровой графики. Определены, например, базовые величины разрешения: 200, 300 и 400 точек на дюйм. Добавлен режим передачи без сжатия данных, позволяющий осуществлять передачу изображения, не применяя обычные алгоритмы сжатия. Новый режим, называемый смешанным режимом, обеспечивает пересылку текста как данных и передачу графических изображений в растровой форме.

Стандарты для аппаратов группы 4 ввели три класса факсимильных терминалов в соответствии с их рабочими характеристиками. Терминалы, которые просто посылают и принимают факсимильные сообщения, определяются как терминалы класса 1. Терминалы класса 2 могут получать как телексы (текстовые сообщения, пересылаемые между факсимильными аппаратами), так и смешанные сообщения. И, наконец, терминалы. Формирующие группу 3, могут создавать, передавать и принимать сообщения в любой форме.

Факсимильная аппаратура группы 4 нашла широкое применение в системах печатания газет децентрализованным способом.

Рекомендация T.30 "Процедуры для факсимильной передачи документов по коммутируемой телефонной сети общего пользования" регламентирует процедуру установления соединения, согласование параметров связи, передачу образа документа и завершение связи. Так, установление соединения может осуществляться вручную или автоматически; передаче сообщения предшествует процедура предсообщения, которая должна осуществлять идентификацию возможностей и контроль выбранных условий. Процедура передачи сообщения должна отвечать требованиям соответствующей Рекомендации, касающейся оборудования. В процессе передачи сообщения должно обеспечиваться управление синхронизацией, обнаружением и исправлением ошибок, а также контролем линии. Завершение связи должно включать последовательное выполнение двух этапов: процедуры пост-сообщения, обрабатывающей сигналы "конец сообщения", "многостраничная передача" и "конец факсимильной процедуры", и этапа разъединения соединения, выполняемого вручную или автоматически.

## 3.2.2. Факс-модемная технология. Назначение и основные характеристики факс-модемов.
Рекомендации ITU-T для факс-модемов. Управление факс-модемами

Назначение факс-модемов

По мере развития вычислительной техники многие фирмы стали выпускать платы расширения к персональным компьютерам (ПК), позволяющие ПК обмениваться факсимильными сообщениями с факсимильными аппаратами группы 3. Такая плата получила название факс-платы. Выпускались две их разновидности, позволяющие только передавать факсы или передавать и принимать их.

Так как факс-платы основывались на тех же принципах передачи информации, что и обыкновенные модемы, то эти два устройства были объединены вместе и названы факс-модемом.

Имея компьютер, сканер и печатающее устройство, можно не приобретать факсимильный аппарат. Достаточно дополнительно приобрести только факс-модем. Подключив его к компьютеру, получаем факс-машину, которая реализует все функции факсимильного аппарата.

Более того, комбинация компьютера в факс-модем имеет несколько преимуществ перед традиционными факсимильными аппаратами:

- если в качестве печатающего устройства используется струйный или лазерный принтер, то качество принятых и выведенных на принтер факсимильных сообщений, как правило выше, чем при использовании обычных факсимильных аппаратов;
- факсимильный аппарат не может выполнять другие функции, кроме передачи образов бумажных документов. Компьютер, сканер, факс-модем и принтер можно задействовать для решения других задач;
- факс-модем позволяет передавать не только факсимильные сообщения, но и обычные файлы, работая как обычный модем;
- установив факс-модем в локальной сети, можно обеспечить его совместное использование пользователями, что позволяет сэкономить денежные средства;
- принятое компьютером факсимильное сообщение может быть передано на другую факс-машину без потери качества, так как компьютер передает принятый "электронный образ" документа.

  Рекомендации ITU-T для факс-модемов

  Факс-модемы представляют собой более сложные устройства, чем обычные модемы. Они предназначены для работы с факсимильными аппаратами, и поэтому должны поддерживать все протоколы, с которыми работают факсимильные аппараты группы 3.

  Наиболее распространенные рекомендации для факс-модемов представлены в следующей таблице.

  Рекомендация | Скорость передачи (бит/с)
  V.21 | 300
  V.17 | 9600, 14400
  V.27bis | 4800
  V.27ter | 2400, 4800
  V.29 | 7200, 9600

  Протокол V.21 применяется только на этапе установления связи. Далее начинают работу другие протоколы: V.17, V.27bis, V.27ter или V.29. Эти протоколы обеспечивают прием или передачу факсимильного сообщения в полудуплексном режиме. Необходимо, чтобы факс-модем поддерживал кроме V.21 как минимум одну рекомендацию по передаче данных по телефонным линиям.

  Кроме указанных протоколов факс модем должен соответствовать рекомендациям МККТТ Т.4 и Т.30 из перечня рекомендаций серии Т "Оконечное оборудование и протоколы для телематических служб".

  Рассмотрим более подробно некоторые протоколы.

  Протокол V.21

  Дуплексный протокол с частотным разделением каналов и частотной модуляцией. Скорость передачи данных 300 бит/с. Предназначен для использования как в коммутируемых телефонных сетях общего пользования, так и на арендованных линиях. Так как модуляция двоичных данных осуществляется путем изменения частоты сигнала, то скорость модуляции равна скорости передачи данных. На нижнем канале (его обычно использует для передачи вызывающий модем) "1" передается частотой 980 Гц, а "0" - 1180 Гц. На верхнем канале (передает отвечающий модем) "1" передается частотой 1650 Гц, а "0" - 1850 Гц. Данные могут передаваться в синхронном либо асинхронном режиме.

  Протокол V.21 используется факсимильными аппаратами группы 3 (для передачи управляющих команд при факсимильной связи используется только верхний канал) и факс-модемами на этапе установления связи. Сама передача факсимильных сообщений происходит уже в соответствии с другим, более эффективным протоколом.

  Протокол V.17

  Полудуплексный факсимильный протокол для использования в коммутируемых телефонных сетях общего пользования. В нем используется модуляция с решетчатым кодированием, или треллис-модуляция (TCM - Trellis Coded Modulation). TCM является вариантом многопозиционной амплитудно-фазовой модуляции, которую называют еще квадратурной амплитудной модуляцией (QAM -Quadrature Amplitude Modulation). Здесь изменяется и фаза, и амплитуда сигнала, однако, для повышения помехозащищенности передачи информации, вводится избыточность, что позволяет в процессе демодуляции использовать более совершенный алгоритм декодирования.

  Частота несущего сигнала - 1800 Гц, модуляционная скорость 2400 Бод. Протокол имеет режимы 16-ТСМ, 32-ТСМ, 64-ТСМ и 128-ТСМ. Соответственно информационная скорость может быть 7200, 9600, 12000 и 14400 бит/с.

  Протокол V.27ter

  В этом протоколе применяется фазоразностная модуляция (DPSK - Differential Phase Shift Keying) с частотой несущего сигнала 1800 Гц. Могут использоваться два режима с разными информационными скоростями: 2400 и 4800 бит/с. Информационная скорость 2400 бит/с достигается модуляционной скоростью 1200 Бод и кодированием дибита (4-поэиционная DPSK) а 4800 бит/с - скоростью 1600 бод и кодированием трибита (8-позиционная DPSK).

  Протоколы данного семейства - V.27 и V.27bis используются редко. Они отличаются от V.27ter, главным образом, типом канала - выделенного четырехпроводного, для которого они предназначены.

  Протокол V.29

  Протокол для дуплексной работы ее скоростью передачи данных 9600 бит/с по 4-проводным арендованным каналам тональной частоты, удовлетворяющим рекомендациям М.1020 или М.1025 (рекомендации о характеристиках каналов особого качества). В протоколе применяется квадратурная амплитудная модуляция. Частота несущего сигнала - 1700 Гц, модуляционная скорость - 2400 Бод. Имеет режимы 8- и 16- позиционной QAM. Соответственно информационная скорость может быть 7200 и 9600 бит/с. Предусмотрена возможность снижения скорости до 7200 или 4800 бит/с. В состав модема, реализующего этот протокол, входит адаптивный автоматический корректор, а также скремблер. Может входить также мультиплексор для разделения общего потока (например со скоростью 9600 бит/с) на несколько подканалов с меньшими скоростями (например, 2400 и 4800 бит/с).

  В дополнение к расширенному набору AT-команд факс-модем должен поддерживать набор команд класса 1 или класса 2, предназначенных для управления факсом.

  Управление факс-модемами

  Подобно модемам, поддерживающими набор AT-команд управления, факс-модемы также используют специальные AT-команды. В настоящее время существуют специальные два различных стандарта на такие команды. Они называются командами класса 1 и класса 2. Факс-модем может поддерживать один или оба класса команд управления.

  Чтобы определить без документации, является ли модем факс-модемом, а также узнать, какие классы команд управления он поддерживает, надо ввести команду

  > AT+FCLASS=?

  В ответ на эту команду модем может вернуть строку, в которой через запятую будут перечислены цифры 0,1 и 2. Например, можно получить строку

  > 0, 1

  или

  > 0, 1, 2.

  Цифра 0 означает, что факс-модем может работать в режиме обычного модема и передавать данные. Цифры 1 и 2 означают, что модем поддерживает команды класса 1 и 2 соответственно.

  Если модем вернул в ответ на команду AT+FCLASS=? строку

  > ERROR

  то это означает, что он не может работать в режиме обмена факсимильными сообщениями.

  Если модем вернул в ответ на команду AT+FCLASS=? строку

  > ОК

  то, возможно, такой модем может быть использован в качестве факс модема. Подробную информацию о возможностях модема можно получить ив документации или с помощью команды ATI.

  Обычно после включения питания факс-модем работает как обычный модем и не реагирует на команды класса 1 и 2 (кроме команды +FCLASS). Чтобы переключить факс-модем в режим факсимильной связи, необходимо ввести команду

  > AT+FCLASS=1

  или команду

  > AT+FCLASS=2

  После ввода первой команды факс-модем начинает воспринимать команды класса 1, но не реагирует на команды класса 2. Если введена вторая команда, факс-модем станет откликаться на команды класса 2, но не перестанет реагировать на команды класса 1. Передав модему команду

  > AT+FCLASS=0

  можно вернуть его в режим обычного модема.

  Чтобы узнать текущий режим работы факс-модема, надо передать ему команду

  > AT+FCLASS?

  Рассмотрим некоторые команды для факс-модемов:

  AT+FTH | Инициализирует передачу данных в соответствии с протоколом HDLC
  AT+FTM | Передача факсимильных данных
  AT+FRM | Прием факсимильных данных
  AT+FTS | Передача паузы
  AT-FRS | Прием паузы
  AT+FAA | Выбор режима автоматического ответа
  AT+FMFR? | Выдать идентификатор фирмы-изготовителя факс-модема
  AT+FMDL? | Выдать идентификатор модели факс-модема
  AT+FREV? | Выдать идентификатор версии факс-модема
  AT+FDCC? | Выдать параметры устройства
  AT+FDIS? | Выдать параметры текущего сеанса связи
  AT+FDCS? | Выдать согласованные параметры текущего сеанса связи
  AT+FLID? | Выдать идентификатор станции
  AT+FPTS? | Состояние передачи страницы
  AT+FCR? | Вовможность приема факсимильных сообщений
  AT+FAA? | Режим автоответа
  AT+FBUF? | Размер буфера факс-модема
  AT+FPHCTO? | Определение тайм-аута
  AT+FAXERR? | Значение кода ошибки
  AT+FBOR? | Порядок следования опт данных
  AT+FDT | Передача данных
  AT+FET=N | Передать пунктуацию страницы
  AT+FDR | Начать или продолжить прием данных
  AT+FK | Завершить сеанс связи

  Пример:

  > > АТ+FMFR?
  > > ROCKWELL
  > > OK
  > > AT+FMDL?
  > > RC32ACL
  > > OK
  > > AT+FREV?
  > > CES-03 931216
  > > OK

  Приведенный пример показывает, как использовать команды класса 2 для определения фирмы-изготовителя, идентификатора и модификации факс-модема.

  ## 3.2.3. ПО для подготовки, передачи, приема и обработки факсимильных сообщений
  с использованием факс-модемов. Структура; возможности; параметры для настройки;
  алгоритмы установления связи и обмена файлами с удаленным абонентом

  Требования к телекоммуникационному программному обеспечению
  для обмена факсимильными сообщениями между факс-машинами по телефонному каналу

  Разработка собственного программного обеспечения для обмена факсимильными сообщениями является достаточно сложной задачей, требующей знания Рекомендаций ITU-T (МККТТ) Т.4 и Т.30 и навыков по составлению драйверов для различных операционных сред.

  В настоящее время имеется широкий выбор приложений, предназначенных для подготовки, отправки и приема факсимильных сообщений как из среды операционной системы Windows, так и из среды MS-DOS.

  Назовем основные требования, которым должны отвечать такие программыные средства и кратко рассмотрим некоторые из них.

  Первое требование. Возможность задания способа подключения факс-модема:

  - номер COM-порта, если факс-модем установлен в компьютере;
  - работа в сети, если факс-модем установлен на другом компьютере;
  - …

  Программа должна проверить, действительно ли к компьютеру подключен факс-модем и, если необходимо, осуществить его настройку.

  Второе требование. Настройка факс-модема:

  - ввод кода страны, региона и номера вашего факс-модема;
  - установка режима ответа факс-модема на входящие телефонные звонки. Например, факс-модем не будет отвечать на входящие звонки и не станет принимать факсимильные сообщения от удаленного модема; ручной ответ на входящие вызовы; автоматический ответ на входящие вызовы и прием факсимильного сообщения, при этом может быть указано количество звонков, после которого факс-модем снимет трубку и установит соединение;
  - режим работы динамика факс-модема и громкость звуковых сигналов. Например, динамик постоянно отключен/включен, включен только на время набора номера;
  - тип набора: импульсный или тоновый.

  Третье требование. Передача факсимильного сообщения. Возможность настроек - время передачи факсимильного сообщения (как можно быстрее, в заданное время или передать по самому дешевому тарифу).

  Четвертое требование. Автоматический и ручной прием факсимильных сообщений. Автоматическая печать факса после получения.

  Пятое требование. Наличие телефонной книги. Возможность автоматической отправки факсимильного сообщения по отмеченным телефонным номерам абонентов.

  Шестое требование. Просмотр и печать полученных факсимильных сообщений в различных масштабах.

  Седьмое требование. Наличие встроенных редакторов для составления сообщений. Комбинирование файлов и использование шаблонов при составлении сообщений.

  Восьмое требование. Протоколирование сеансов связи по передаче и приему факсимильных сообщений.

  #### Программы для управления факс-модемами из среды операционной системы MS-DOS

  Имеется большое количество программ MS-DOS, предназначенных для посылки и приема факсимильных сообщений, например, программа BitFax for DOS.

  BitFax является полностью оснащенной программой для работы с факсимильными сообщениями для операционной системы MS-DOS. Среди возможностей BitFax:

  - отправление и получение факсимильных сообщений в фоновом режиме
  - автоматическая печать факсимильного сообщения после получения
  - просмотр и печать полученного изображения
  - автоматическое определение принимаемых сигналов: факс-связь, модем-связь, голос
  - обработка различных типов файлов
  - отправление нескольких файлов за один сеанс связи
  - "телефонная книга"
  - совместимость с текстовыми редакторами
  - комбинирование файлов на одной странице
  - сеанс связи, запланированный по времени
  - автоповтор набора номера при занятой линии
  - просмотр текстовых, графических и факс файлов
  - общий отчет и протокол передач (программы Bitfaxrx.log и Bitfaxtx.log)
  - использование заготовок писем
  - сохранение экрана и запись текста печати в файл

  Однако операционная система MS-DOS мало приспособлена для работы с факсимильными сообщениями. Отсутствие поддержки многих шрифтов может существенно затруднить процесс подготовки и передачи факсимильных сообщений в том числе с символами кириллицы.

  #### Программы для посылки и приема факсимильных сообщений in среды операционной системы Windows

  Среди приложений для факс-модемов для ОС Windows 3.1 следует отметить продукцию фирмы Delrina: WinFax Lite и WinFax PRO 4.0. Эти приложения, как и приложение Microsoft AT Work PC Fax, позволяют передавать факсимильное сообщение так же просто, как распечатать документ на принтере.

  WinFax Lite - небольшое приложение, обеспечивающее основные возможности передачи и приема факсимильных сообщений. Отличается простотой, удобством использования и небольшими требованиями к ресурсам компьютера.

  WinFax PRO 4.0 - сложное профессиональное приложение, предназначенное для управления факс-модемами. Может перенаправлять принятые факсимильные сообщения по другому телефонному номеру. Предусмотрена возможность автоматического распознавания текста. Графическое изображение принятого факсимильного сообщения может быть переведено в текстовую форму, пригодную для дальнейшей обработки обычным текстовым редактором.

  WinFax является программой для операционных систем Windows 9Х/NT. Оснащена всеми необходимыми возможностями, обеспечивает большее разнообразие особенностей индивидуализации и автоматизации посылки факсов.

  Позволяет просматривать и изменять факсы во время их создания, оформить титульный лист и т.д. Удобный набор номеров факсимильных аппаратов с непосредственным использованием телефонной книги.

  Факсы передаются быстрее и с улучшенным факсимильным сжатием. WinFax обнаруживает и исправляет помехи, которые могут привести к недостаточному качеству передачи. Возможно посылать факсы с лазерным качеством с высокой вероятностью получения такого же качества копии на другой факс машине.

  Кроме того, WinFax обладает следующими особенностями:

  - Вам не обязательно иметь модем непосредственно на вашем компьютере. Вы можете посылать и принимать факсы через модем на ведущей станции в Вашей локальной сети.
  - Расширенный диалог посылки данных.
  - Расширенная телефонная книга. Интеграция с MS Outlook. Возможность использования базы данных под управлением MS Access в качестве телефонной книги.
  - Возможность принять факсы и звуковые сообщения немедленно после старта Вашего компьютера.
  - Поддержка множества различных модемов. Возможность мобильной связи. Поддержка факс устройств, таких как телефоны, которые могут быть подсоединены к компьютеру и управляться подобно модему.

  Программа VentaFax предназначена для работы с факс-модемами Класса 1 или Класса 2 в среде Windows 3.х, Windows 9х. Требования к системным ресурсам минимальны.

  Программа имеет оригинальный интерфейс на русском языке, благодаря которому работать с программой очень легко и приятно.

  Прием и передача факс-сообщений производится как в автоматическом, так и в ручном режиме. Программу отличает высокая скорость работы, что позволяет быстро отправить подготовленный документ.

  Принимаемая и передаваемая страницы документа в реальном времени отображаются на экране в виде движущейся страницы на фоне факс-аппарата.

  Программа организована таким образом, что некоторые ее части можно использовать автономно в качестве оперативной Lite-версии.

  В качестве дополнительных возможностей программа VentaFax позволяет:

  - передавать документ на фоне бланка или логотипа и подписи;
  - запрашивать документ от абонента (режим polling);
  - осуществить автоматическую рассылку документов по расписанию, с использованием различных стратегий рассылки;
  - вести один или несколько телефонных справочников, в том числе защищенных паролем;
  - импортировать и экспортировать справочники из других форматов;
  - быстро разложить по назначенным папкам (каталогам) пришедшие факсы;
  - осуществить предварительный просмотр документа перед отправкой;
  - очистить от "мусора" факс-сообщение, принятое от факса с плохим сканером;
  - сохранить документ или его часть в одном из графических форматов bmp, tif или pcx;
  - просматривать и печатать документы в различных масштабах;
  - посылать несколько документов в одном сеансе связи;
  - работать с "горячей" записной книжкой на 10 абонентов;
  - хранить факсы в форматах qfx и tiff (class F);
  - и много других удобных возможностей.

    Порядок обмена сообщениями между факсимильным аппаратом и факс-машиной

    Передача ФС с ФА

    1. Проверить, подключен ли ФА к телефонной линии и сети питания
    2. Переключить ФА в режим передачи факсимильных сообщений
    3. Установить требуемую разрешающую способность (Standard, Fine, Super Fine, Half Tone…) и контрастность (Light, Original…)
    4. Вставить документ
    5. Поднять трубку и набрать номер, по которому необходимо послать ФС
    6. Если на приемной стороне ответили, попросить их нажать кнопку пуска для начала приема ФС
    7. Нажать на ФА кнопку пуска (Start, Send…), когда услышите сигнал факса
    8. Положите трубку

    Осуществляется сканирование и передача документа

    Передача ФС с факс-машины

    1. Подготовить документ для посылки
    2. Запустить телекоммуникационную программу для посылки факсимильного сообщения
    3. Указать, какой документ (файл) необходимо переслать
    4. Ввести номер, по которому необходимо послать документ
    5. Выполнить команду посылки факсимильного сообщения

    После этого факс-машина произведет инициализацию факс-модема, наберет указанный номер удаленного абонента и попытается установить связь. В случае успешного установления связи программа передаст факсимильное сообщение и завершится. Если номер занят или возникли какие-то проблемы, программа повторит попытку соединения через некоторое время в зависимости от настроек оператора.

    Прием ФС факсимильным аппаратом или факс-машиной

    1. Этот процесс может происходить в автоматическом режиме после заданного числа звонков, после которых факс-аппарат или факс-машина сняли трубку и установили связь
    2. В ручном режиме необходимо при поступлении звонка перевести факс-аппарат или факс-машину в режим приема факсимильного сообщения

    Осуществляется вывод принимаемого ФС на специальную или обычную бумагу. При приеме ФС факс-машиной оно обрабатывается и хранится как файл.

    Рис. 3.2.1. Блок-схема алгоритма передачи ФС с факс-машины на ФА

    Рис. 3.2.2. Блок-схема алгоритма приема ФС с ФА на факс-машину

    ## 3.2.4. Методы сокращения полосы частот факсимильного сигнала

    При переходе к цифровому факсимильному сигналу увеличивается полоса частот сигнала, а, следовательно, потребуется более широкий канал связи для передачи сигнала в цифровом виде по сравнению с передачей аналогового сигнала. Поэтому весьма остро ставится вопрос о сокращении полосы частот факсимильного сигнала.

    Методы сокращения полосы частот факсимильного сигнала основаны на учете избыточности изображения. Как полутоновые, так и двухградационные черно-белые изображения имеют большую статистическую избыточность.

    Имеется ряд статистических моделей двухградационного изображения. Так, при электрооптическом анализе двухградационного изображения после соответствующей обработки сигнала, образующегося на выходе фотоэлектрического преобразователя, получается сигнал в виде случайной последовательности единиц и нулей, причем единицы и нули группируются. Если принять сигнал, соответствующий "черному" за "1", а сигнал, соответствующий "белому" за "0", то получатся пачки (серии) единиц и нулей. Статистика появления серий единиц и нулей обуславливается правилами формирования знаков (букв, цифр). При разбиении изображения на элементарные площадки (элементы изображения) число их достаточно велико. Если же элементами изображения считать серии черно-белых отрезков изображения вдоль строки, то объём передаваемых сообщений уменьшится. Модель двухградационного изображения в виде серий является основой для разработки методов эффективного кодирования.

    Алгоритм кодирования длин серий

    При кодировании по этому методу двухуровневый факсимильный сигнал от каждой строки развертки разбивается на отдельные элементы - дискретизируется. Элементам белого приписывается значение логического нуля, а черного единицы. При этом учитывается, что, как правило, в среднем длины черных участков изображения много короче белых. Длины белых участков кодируются, например, шестиэлементными кодовыми комбинациями (до 63 элементов сигнала), а отрезки черного - трехэлементными (до семи элементов сигнала). Кодирование строки всегда начинается с белого; для определения начала строки передается служебная комбинация из девяти нулей. При кодировании белого различают отрезки; меньше 63 элементов изображения; больше, но не кратные 63 элементам; равные или кратные 63 элементам. В первом случае отрезки кодируются шестиэлементными кодовыми комбинациями. Во втором случае длина отрезка кодируется несколькими шестиэлементными комбинациями, причем все они, кроме последней, состоят из одних единиц. В третьем случае длина отрезка кодируется одной или несколькими шестиэлементными комбинациями, состоящими из одних единиц, и для определения окончания белого передастся служебная кодовая комбинация из шести нулей.

    При кодировании черного различают отрезки; меньше 7 элементов изображения; больше, но не кратные 7 элементам; равные или кратные 7 элементам. Они кодируются так же, как и отрезки белого, но при этом используются не шести, а трехэлементные кодовые комбинации.

    Для оценки методов сжатия используется коэффициент сжатия, который определяется по формуле:

    K = N / Nсж

    где N - число элементов на изображении, Nсж - число двоичных разрядов для представления сжатого изображения (с учетом служебных кодовых комбинаций).

    Метод КДС обладает низкой помехоустойчивостью. Неверно принятый код длины серии приводит к так называемому "треку ошибок", поскольку декодер воспроизведет серию не той длины. Таким образом, даже одиночная ошибка за счет помехи в канале приводит к "разрушению" строки.

    Алгоритм адресно-позиционного кодирования

    При кодировании штриховых изображений возможны новые значения двух типов: переход из белого в чёрное и переход из чёрного в белое. Координата элемента с новым значением яркости (КНЗ) отсчитывается относительно начала строки изображения. Для безошибочного восстановления изображения по сжатым данным необходимо в начале кодограммы строки указать признак (код) её начала и значение яркости первого элемента строки:

    [код начала строки] [код первого элемента] [КНЗ] [КНЗ] ...... [КНЗ].

    При равномерном кодировании длина кода будет определяться из условия, что элемент с новым значением яркости находится в конце строки. Таким образом, длина двоичного кода k = log2 N, где N - число элементов изображения на строке.

    Данный метод не эффективно применять для обработки текстовых факсимильных документов. При передаче контурных карт, чертежей и подобных им изображений избыточность сокращается примерно в 5-6 раз.

    Метод АПК менее чувствителен к ошибкам, т.е. обладает большей помехоустойчивостью, чем многие другие методы сжатия. Помехоустойчивость АПК заключается в том, что поражение ошибкой координаты нового значения яркости приводит к искажению небольшой группы элементов строки до следующего нового значения яркости. При кодировании длин серий (КДС), случайная ошибка приводит к сдвигу всех последующих серий до конца строки. Таким образом, подтверждается непреложное правило: помехоустойчивость тем ниже, чем меньше избыточности в передаваемых данных и наоборот; то есть выигрывая в эффективности сжатия, безусловно теряем в помехозащищенности.

    Еще одним критерием оценки различных методов сжатия является сложность построения их алгоритмов, которая в свою очередь определяет максимальные затраты времени на обработку сигнала процессором и объем вычислительных ресурсов. Благодаря постоянному совершенствованию цифровой элементной базы, относительная стоимость обработки сигналов постоянно снижается по сравнению с общей стоимостью аппаратуры факсимильной связи. Кроме того, тактовые частоты современных процессоров в среднем на пять порядков выше верхней частоты факсимильного сигнала, поэтому время передачи в целом в меньшей степени зависит от сложности алгоритмов программ и, соответственно, от скорости обработки цифрового сигнала изображения. В значительной степени скорость передачи факсимильной информации определяется скоростью развертки и временем прохождения трафика в сети. Таким образом, сложность алгоритмов сжатия-восстановления не является определяющим критерием при обосновании и выборе различных методов.

    Подводя итог оценке основных характеристик АПК, можно заключить, что данный метод можно использовать для передачи определенной факсимильной информации. Алгоритм АПК построен для двухградационных изображений и с приемлемой эффективностью устраняет избыточность в таких изображениях, как метеокарты, графики, чертежи, укрупненные контурные рисунки и т. п. Повышенная помехозащищенность данного метода позволяет вести передачу в условиях помех, несколько худших, чем это допускают многие другие методы сжатия.

    Алгоритм оптимального неравномерного кодирования

    Алгоритм оптимального неравномерного кодирования учитывает статистику исходного двоичного изображения: наиболее вероятные длины серий кодируются наиболее короткими кодовыми комбинациями, а наименее вероятные - наиболее длинными. Примером такого кода является одномерный код Хаффмана. При использовании этого кода серии черных и белых элементов кодируются в соответствии с кодовой таблицей (таблицы 1/T.4 и 2/T.4). Размер кодовой комбинации в таблице обратно пропорционален вероятности появления соответствующей длины серии.

    Характерная особенность этих кодовых комбинаций заключается в том, что они не содержат повторяющихся последовательностей единичных и нулевых элементов. Этим обеспечивается однозначное декодирование и, кроме того, не требуется вводить дополнительные элементы для обозначения начала или конца кодовых комбинаций. Иначе говоря, в любой последовательности кодовых комбинаций всегда однозначно определяются начало и конец каждой из них, т.е. код является самосинхронизирующимся.

    Код Хаффмана имеет ряд модификаций и считается одним из самых эффективных для кодирования факсимильных изображений текстов и рисунков. Модифицированные коды Хаффмана (МКФ) широко применяются в факсимильной аппаратуре третьей группы.

    Еще более эффективны способы так называемого двумерного кодирования. Для них характерно, что позиция каждого меняющегося элемента кодируемой строки кодируется с учетом позиции соответствующего меняющегося элемента опорной строки, расположенной непосредственно над кодируемой строкой. При этом используются корреляционные свойства изображения соседних строк (их "похожесть"). После кодирования опорной строки следующая строка изображения вычитается из опорной, а затем кодируется разностный сигнал. Поскольку при вычитании фактически осуществляется декорреляция изображения (разрушаются статистические связи), то устраняется избыточность. Энтропия преобразованного сигнала возрастает, а, следовательно, возрастает эффективность кодирования.

    Рассмотренные методы сжатия обладают низкой помехоустойчивостью. Неверно принятый код длины серии приводит к так называемому "треку ошибок", поскольку декодер воспроизведет серию не той длины (и не той градации яркости). Таким образом, даже одиночная ошибка за счет помехи в канале может вызвать поток ошибок при декодировании сигнала.

    Особенно чувствительно к ошибкам двумерное кодирование, поскольку ошибки приводят не только к "трекам", но и распространяются на соседние строки. Чтобы предотвратить вертикальное распространение искажений от строки к строке, двумерным способом кодируется не более двух - четырех соседних строк, после чего строка кодируется одномерным способом.

    Одномерная схема кодирования длин серий, рекомендованная для факсимильной аппаратуры группы 3, следующая:

    Данные (Data)

    Строка Data состоит из серий кодовых слов переменной длины. Каждое кодовое слово представляет длину серии только белого либо только черного. Серии белого и черного чередуются. В сумме 1728 элементов изображения представляют одну горизонтальную строку развертки длиной 215мм.

    Для того чтобы гарантировать удержание синхронизации и цвета на приеме, все строки Data должны начинаться кодовым словом длины серии белого. Если фактическая строка развертки начинается с серии черного, передается длина серии белого, равная нулю. Длина серий черного или белого вплоть до максимальной длины одной строки развертки (1728 элементов изображения) определяется с помощью кодовых слов по таблице 1/Т.4 и 2/Т.4. Существуют кодовые слова двух типов: завершающие и начальные кодовые слова. Каждая длина серии представляется либо одним словом завершающего кода, либо одним начальным кодовым словом, за которым следует завершающее кодовое слово.

    Длина серий в диапазоне от 0 до 63 элементов изображения кодируется соответствующим завершающим кодовым словом. Необходимо отметить, что существуют разные перечни кодовых слов для длины черных и белых серий.

    Длина серий в диапазоне от 64 до 1728 элементов изображения кодируется сперва начальным кодовым словом, представляющим длину серии, которая равна или короче требуемой. Затем следует завершающее кодовое слово, представляющее разность между реальной длиной серии и длиной серии, представленной начальным кодом.

    Конец строки (EOL)

    Это кодовое слово следует за каждой строкой Data. Это - специальное кодовое слово, которое никогда не появляется в действительной строке Data; поэтому возможна ресинхронизация после пакета ошибок.

    Кроме того, этот сигнал передается перед первой строкой Data страницы.

    Формат: 000000000001

    Заполнение (FILL)

    Пауза в потоке сообщений может заполняться путем передачи сигнала FILL. FILL может вставляться между строкой Data и EOL, но никогда не вводится в строку Data. FILL должен добавляться для гарантии, что суммарное время передачи Data, FILL и EOL не меньше минимального времени передачи всей кодированной строки развертки, установленного в процедуре управления, указанной в предсообщении.

    Формат: последовательность нулей переменной длины.

    Возврат к управлению (RTC)

    Конец передачи документа обозначается путем передачи шести последовательных сигналов EOL. После сигнала RTC передатчик будет передавать команды постсообщения в соответствии с цикловым форматом и скоростями передачи сигналов управления, определенных в Рекомендации Т.30.

    Формат: 000000000001........000000000001
    (в сумме 6 раз)

    Рис. 3.2.3 и 3.2.4 уточняют связь определенных выше сигналов. На рис. 3.2.3 показаны несколько строк развертки данных, начиная с начала переданной страницы. На рис. 3.2.4 показана последняя кодированная строка развертки страницы.

    Рис. 3.2.3.

    T - минимальное время передачи полной кодированной строки развертки

    Рис. 3.2.4.