3.1. Факс-модемная технология. Назначение факс-модемов. Основные
характеристики факс-модемов
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 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.
Цифровые факсимильные аппараты
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.
Факсимильные 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. Все
аппараты группы 3 обеспечивают стандартное вертикальное разрешение 3,85 линии
на миллиметр. 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.
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.
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.
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.
|
<<<