Факс (сокращение от «факсимиле» ), иногда называемый телекопированием или телефаксом (сокращение от «телефаксимиле »), представляет собой телефонную передачу отсканированного печатного материала (как текста, так и изображений), обычно на телефонный номер, подключенный к принтеру или другому устройству вывода. Исходный документ сканируется факсимильным аппаратом (или телекопировальным аппаратом ), который обрабатывает содержимое (текст или изображения) как единое фиксированное графическое изображение, преобразуя его в растровое изображение , а затем передавая его через телефонную систему в виде аудио. -частотные тона. Принимающий факсимильный аппарат интерпретирует тона и реконструирует изображение, печатая бумажную копию. [1] Ранние системы использовали прямое преобразование темноты изображения в звуковой тон непрерывным или аналоговым способом. С 1980-х годов большинство машин передают цифровое представление страницы в аудиокодировании, используя сжатие данных для более быстрой передачи полностью белых или полностью черных областей.
Факсы были повсеместно распространены в офисах в 1980-х и 1990-х годах, но постепенно стали устаревшими из-за интернет -технологий, таких как электронная почта и Всемирная паутина . Они остаются особенно популярными в медицинской администрации и правоохранительных органах. [2]
Шотландский изобретатель Александр Бейн работал над химико-механическими устройствами типа факса и в 1846 году смог воспроизвести графические знаки в лабораторных экспериментах. 27 мая 1843 года он получил британский патент № 9745 на свой «Электрический печатный телеграф». [3] [4] [5] Фредерик Бейкуэлл внес несколько усовершенствований в конструкцию Бэйна и продемонстрировал телефакс. [6] [7] [ 8] Пантелеграф был изобретен итальянским физиком Джованни Казелли . [9] Он ввел первую коммерческую услугу телефакса между Парижем и Лионом в 1865 году, примерно за 11 лет до изобретения телефона . [10] [11]
В 1880 году английский изобретатель Шелфорд Бидуэлл сконструировал сканирующий фототелеграф , который стал первым телефаксом, способным сканировать любые двумерные оригиналы, не требуя ручного черчения или рисования. [12] Отчет о «телефане» Генри Саттона был опубликован в 1896 году. Примерно в 1900 году немецкий физик Артур Корн изобрел Bildtelegraph , получивший широкое распространение в континентальной Европе, особенно после широко известной передачи фотографии разыскиваемого человека из Парижа в Лондон в 1908 году. [13] использовался до более широкого распространения радиофакса. [14] [15] [16] Его главными конкурентами были сначала « Белинограф » Эдуарда Белена , а затем, с 1930-х годов, «Хеллшрайбер» , изобретенный в 1929 году немецким изобретателем Рудольфом Хеллом , пионером в области механического сканирования и передачи изображений. [17]
Изобретение Элишой Греем в 1888 году телеавтографа ознаменовало дальнейшее развитие технологии факсимильной связи, позволив пользователям отправлять подписи на большие расстояния, тем самым позволяя проверять личность или право собственности на большие расстояния. [18] [19] [20]
19 мая 1924 года ученые корпорации AT&T «с помощью нового процесса передачи изображений с помощью электричества» отправили по телефону 15 фотографий из Кливленда в Нью-Йорк, такие фотографии были пригодны для репродукции в газетах. Раньше фотографии отправлялись по радио с помощью этого процесса. [21]
Факсовый аппарат Western Union «Deskfax», анонсированный в 1948 году, представлял собой компактный аппарат, который удобно помещался на рабочем столе и использовал специальную бумагу для искрового принтера . [22]
.jpg/1280px-Krant_per_fax_-_Faxed_newspaper_(4193509648).jpg)
Будучи проектировщиком Радиокорпорации Америки (RCA), в 1924 году Ричард Х. Рейнджер изобрел беспроводную фоторадиограмму, или трансокеанское радиофаксимиле , предшественника сегодняшних «факсов». Фотография президента Кэлвина Кулиджа , отправленная из Нью-Йорка в Лондон 29 ноября 1924 года, стала первым фотоизображением, воспроизведенным трансокеанским радиофаксимиле. Коммерческое использование продукта Ranger началось два года спустя. Также в 1924 году Герберт Э. Айвс из AT&T передал и реконструировал первое цветное факсимиле - фотографию звезды немого кино Рудольфа Валентино в естественном цвете в старинном костюме с использованием красного, зеленого и синего цветоделения. [23]
Начиная с конца 1930-х годов, факсимильная система Финча использовалась для передачи «радиогазеты» в частные дома через коммерческие AM-радиостанции и обычные радиоприемники, оснащенные принтером Финча, в котором использовалась термобумага. Почувствовав новую и потенциально прекрасную возможность, конкуренты вскоре вышли на поле, но принтер и специальная бумага были дорогой роскошью, радиопередача AM была очень медленной и уязвимой для статического электричества, а газета была слишком маленькой. После более чем десяти лет неоднократных попыток Финча и других создать такую услугу в качестве жизнеспособного бизнеса, общественность, по-видимому, вполне довольствуется более дешевыми и гораздо более солидными ежедневными газетами, доставляемыми на дом, а также обычными речевыми радиобюллетенями, обеспечивающими любую информацию. «горячие» новости по-прежнему демонстрировали лишь мимолетный интерес к новому средству массовой информации. [24]
К концу 1940-х годов приемники радиофаксов были достаточно миниатюрными, чтобы их можно было разместить под приборной панелью транспортных средств доставки телеграмм Western Union «Telecar» . [22]
В 1960-х годах армия Соединенных Штатов передала первую фотографию по спутниковому факсу в Пуэрто-Рико с испытательного полигона Дил, используя спутник Courier .
Радиофакс сегодня все еще используется ограниченно для передачи карт погоды и информации на суда в море. Близкородственная технология медленного телевидения до сих пор используется радиолюбителями .
В 1964 году корпорация Xerox представила (и запатентовала) то, что многие считают первой коммерческой версией современного факсимильного аппарата, под названием (LDX) или ксерография на большие расстояния. Два года спустя эта модель была заменена устройством, которое действительно установило стандарт для факсимильных аппаратов на долгие годы вперед. До этого момента факсимильные аппараты были очень дорогими и сложными в эксплуатации. В 1966 году Xerox выпустила Magnafax Telecopiers, меньший факсимильный аппарат весом 46 фунтов (21 кг). Это устройство было намного проще в эксплуатации, и его можно было подключить к любой стандартной телефонной линии. Эта машина была способна передать документ размером с письмо примерно за шесть минут. Первый цифровой факсимильный аппарат, работающий меньше минуты, был разработан компанией Dacom , в основе которого лежит технология сжатия цифровых данных, первоначально разработанная в Lockheed для спутниковой связи. [25] [26]
К концу 1970-х годов многие компании по всему миру (особенно японские) вышли на рынок факсов. Вскоре после этого на рынке появится новая волна более компактных, быстрых и эффективных факсимильных аппаратов. Xerox продолжала совершенствовать факсимильный аппарат в течение многих лет после выпуска своего новаторского первого аппарата. В последующие годы его объединили с копировальным оборудованием, чтобы создать гибридные машины, которые мы имеем сегодня, которые копируют, сканируют и отправляют факсы. Некоторые из менее известных возможностей факс-технологий Xerox включали в себя факсимильные службы с поддержкой Ethernet на 8000 рабочих станциях в начале 1980-х годов.
До появления повсеместного факсимильного аппарата, одним из первых был Exxon Qwip [27] в середине 1970-х годов, факсимильные аппараты работали путем оптического сканирования документа или рисунка, вращающегося на барабане. Отраженный свет, интенсивность которого менялась в зависимости от светлых и темных участков документа, фокусировался на фотоэлементе, так что ток в цепи менялся в зависимости от количества света. Этот ток использовался для управления генератором тона ( модулятором ), ток определял частоту производимого тона. Этот звуковой тон затем передавался с помощью акустического соединителя (в данном случае динамика), прикрепленного к микрофону обычной телефонной трубки . На приемной стороне динамик телефонной трубки подключался к акустическому соединителю (микрофону), а демодулятор преобразовывал изменяющийся тон в переменный ток, который управлял механическим движением ручки или карандаша для воспроизведения изображения на чистом листе бумаги. на одинаковом барабане, вращающемся с одинаковой скоростью.
В 1985 году Хэнк Магнуски , основатель GammaLink , выпустил первую компьютерную факс-плату, названную GammaFax . Такие платы могут обеспечивать голосовую телефонию через аналоговую шину расширения . [28]
Хотя компании обычно поддерживают некоторые возможности факсимильной связи, эта технология сталкивается с растущей конкуренцией со стороны альтернатив, основанных на Интернете . В некоторых странах [ каких? ] поскольку электронные подписи в контрактах еще не признаны законом , в то время как контракты, отправляемые по факсу с копиями подписей, признаются, факсимильные аппараты пользуются постоянной поддержкой в бизнесе. [30] По состоянию на сентябрь 2020 года в Японии факсы по-прежнему широко используются по культурным и графическим причинам. [31] [32] [33] [34] Их можно отправить как внутренним, так и международным получателям из более чем 81% всех магазинов повседневного спроса по всей стране. Факсы в магазинах повседневного спроса обычно печатают слегка измененное содержимое отправленного факса на электронном бланке подтверждения на бумаге формата А4 . [35] [36] [37] Использование факсимильных аппаратов для сообщения о случаях заболевания во время пандемии COVID-19 подверглось критике в Японии за появление ошибок в данных и задержку отчетности, замедление усилий по реагированию на сдерживание распространения инфекций и затруднение перехода к удаленная работа . [38] [39] [40]
Во многих корпоративных средах отдельно стоящие факсимильные аппараты были заменены факс-серверами и другими компьютеризированными системами, способными принимать и хранить входящие факсы в электронном виде, а затем перенаправлять их пользователям в бумажном виде или по электронной почте ( которая может быть защищена). [41] Преимущество таких систем заключается в сокращении затрат за счет исключения ненужных распечаток и уменьшения количества входящих аналоговых телефонных линий, необходимых офису.
Некогда вездесущий факсимильный аппарат также начал исчезать из небольших офисов и домашних офисов. [ нужна цитата ] Удаленно размещенные услуги факс-сервера широко доступны у провайдеров VoIP и электронной почты, что позволяет пользователям отправлять и получать факсы, используя существующие учетные записи электронной почты, без необходимости использования какого-либо оборудования или выделенных факсимильных линий. Персональные компьютеры уже давно могут обрабатывать входящие и исходящие факсы с помощью аналоговых модемов или ISDN , что устраняет необходимость в отдельном факсимильном аппарате. Эти решения зачастую идеально подходят для пользователей, которым лишь изредка приходится пользоваться услугами факса. В июле 2017 года Национальная служба здравоохранения Соединенного Королевства была названа крупнейшим в мире покупателем факсов, поскольку цифровая революция в значительной степени обошла ее стороной. [42] В июне 2018 года Лейбористская партия заявила, что в Национальной системе здравоохранения имеется не менее 11 620 действующих факсимильных аппаратов [43] , а в декабре Министерство здравоохранения и социального обеспечения заявило, что с 2019 года больше нельзя покупать факсимильные аппараты и что существующие должен быть заменен защищенной электронной почтой до 31 марта 2020 г. [44]
Учебные больницы Лидса NHS Trust , которые в Национальной системе здравоохранения обычно считаются продвинутыми в области цифровых технологий, в начале 2019 года были заняты процессом демонтажа своих факсимильных аппаратов. Это включало довольно много решений для электронной факсимильной связи из-за необходимости связи с аптеками и домами престарелых. которые могут не иметь доступа к системе электронной почты Национальной службы здравоохранения, и им может потребоваться что-то в их бумажных записях. [45]
В 2018 году две трети канадских врачей сообщили, что они в основном используют факсы для общения с другими врачами. Факсы по-прежнему считаются более безопасными и надежными, а электронные системы часто не могут взаимодействовать друг с другом. [46]
Больницы являются ведущими пользователями факсимильных аппаратов в Соединенных Штатах, где почти все врачи предпочитают факсимильные аппараты электронной почте, часто из-за опасений по поводу случайного нарушения HIPAA . [47] Однако число факсимильных аппаратов начинает приходить в упадок из-за расширения телемедицины в результате пандемии COVID-19 , а виртуальные визиты часто заменяют пациенту необходимость отправлять информацию по факсу или почте врачу, поскольку врач будет получать информацию через платформу телемедицины, такую как Zoom или Microsoft Teams .
Существует несколько показателей возможностей факса: группа, класс, скорость передачи данных и соответствие рекомендациям ITU-T (ранее CCITT ). После решения Carterfone в 1968 году большинство факсимильных аппаратов были разработаны для подключения к стандартным линиям и телефонным номерам PSTN .
Факсы групп 1 и 2 отправляются так же, как кадр аналогового телевидения , при этом каждая отсканированная строка передается как непрерывный аналоговый сигнал. Горизонтальное разрешение зависело от качества сканера, линии передачи и принтера. Аналоговые факсы устарели и больше не производятся. Рекомендации МСЭ-Т T.2 и T.3 были отозваны как устаревшие в июле 1996 года.
Крупный прорыв в развитии современной факсимильной системы стал результатом внедрения цифровых технологий, при которых аналоговый сигнал от сканеров оцифровывался, а затем сжимался, что давало возможность передавать данные с высокой скоростью по стандартным телефонным линиям. Первым цифровым факсимильным аппаратом был Dacom Rapidfax, впервые проданный в конце 1960-х годов, в котором использовалась технология сжатия цифровых данных, разработанная Lockheed для передачи изображений со спутников. [25] [26]
Факсы групп 3 и 4 представляют собой цифровые форматы и используют методы цифрового сжатия, позволяющие значительно сократить время передачи.
Факс по IP ( FoIP ) может передавать и получать предварительно оцифрованные документы со скоростью , близкой к реальному времени [ неопределенно ] , используя рекомендацию ITU-T T.38 для отправки оцифрованных изображений по IP-сети с использованием сжатия JPEG . T.38 предназначен для работы со службами VoIP и часто поддерживается аналоговыми телефонными адаптерами, используемыми устаревшими факсимильными аппаратами, которым необходимо подключаться через службу VoIP. Сканированные документы ограничены количеством времени, которое пользователь тратит на загрузку документа в сканер и на обработку устройством цифрового файла. Разрешение может варьироваться от 150 DPI до 9600 DPI и более. Этот тип отправки факсов не связан со службой передачи электронной почты на факс, которая до сих пор использует факс-модемы, по крайней мере, в одном направлении.
Компьютерные модемы часто обозначаются определенным классом факса, который указывает, какая часть обработки переносится с ЦП компьютера на факс-модем.
Факсы используют несколько различных методов модуляции телефонной линии. Они согласовываются во время установления связи между факсом и модемом , и факсимильные устройства будут использовать самую высокую скорость передачи данных, которую поддерживают оба факсимильных устройства, обычно минимум 14,4 кбит/с для факса группы 3.
Факсы «Супергруппы 3» используют модуляцию V.34bis, которая обеспечивает скорость передачи данных до 33,6 кбит/с.
Помимо определения разрешения (и допустимого физического размера) изображения, отправляемого по факсу, рекомендация ITU-T T.4 определяет два метода сжатия для уменьшения объема данных, которые необходимо передать между факсимильными аппаратами для передачи изображения. Двумя методами, определенными в T.4, являются: [52]
Дополнительный метод указан в Т.6: [48]
Позже к рекомендации ITU-T T.30 были добавлены другие методы сжатия, такие как более эффективный JBIG (T.82, T.85) для двухуровневого контента и JPEG (T.81), T.43. , MRC (T.44) и T.45 для оттенков серого, палитры и цветового содержимого. [54] Факсы могут согласовывать в начале сеанса T.30 использование наилучшего метода, реализованного с обеих сторон.
Модифицированный Хаффман (MH), определенный в T.4 как одномерная схема кодирования, представляет собой схему кодирования длин серий на основе кодовой книги, оптимизированную для эффективного сжатия пробелов. [52] Поскольку большинство факсов состоят в основном из пустого пространства, это минимизирует время передачи большинства факсов. Каждая сканируемая строка сжимается независимо от ее предшественника и последующего. [52]
Модифицированный READ, определенный как необязательная схема двумерного кодирования в T.4, кодирует первую отсканированную строку с использованием MH. [52] Следующая строка сравнивается с первой, определяются различия, а затем различия кодируются и передаются. [52] Это эффективно, поскольку большинство линий мало чем отличаются от своих предшественников. Это не продолжается до конца передачи факса, а только для ограниченного числа строк, пока процесс не будет сброшен и не будет создана новая «первая строка», закодированная с помощью MH. Такое ограниченное количество строк предназначено для предотвращения распространения ошибок по всему факсу, поскольку стандарт не предусматривает исправление ошибок. Это дополнительная возможность, и некоторые факсимильные аппараты не используют MR, чтобы минимизировать объем вычислений, требуемых аппаратом. Ограниченное количество строк — 2 для факсов со стандартным разрешением и 4 для факсов с высоким разрешением.
Рекомендация ITU-T T.6 добавляет дополнительный тип сжатия Modified Modified READ (MMR), который просто позволяет кодировать большее количество строк с помощью MR, чем в T.4. [48] Это связано с тем, что в T.6 предполагается, что передача осуществляется по каналу с малым количеством ошибок на линии, например, по цифровому ISDN . При этом количество строк, для которых кодируются различия, не ограничено.
В 1999 году в рекомендации ITU-T T.30 был добавлен JBIG (ITU-T T.82) в качестве еще одного алгоритма двухуровневого сжатия без потерь или, точнее, подмножества JBIG (ITU-T T.85) «профиля факса». Страницы со сжатием JBIG обеспечивают скорость передачи на 20–50 % быстрее, чем страницы со сжатием MMR, и до 30 раз быстрее, если страница содержит полутоновые изображения.
JBIG выполняет адаптивное сжатие , то есть и кодер, и декодер собирают статистическую информацию о переданном изображении из переданных на данный момент пикселей, чтобы предсказать вероятность того, что каждый следующий пиксель будет черным или белым. Для каждого нового пикселя JBIG просматривает десять соседних ранее переданных пикселей. Он подсчитывает, как часто в прошлом следующий пиксель был черным или белым в том же районе, и на основании этого оценивает распределение вероятностей следующего пикселя. Это подается в арифметический кодер , который добавляет лишь небольшую долю бита к выходной последовательности, если затем встречается более вероятный пиксель.
«Профиль факса» ITU-T T.85 ограничивает некоторые дополнительные функции полного стандарта JBIG, например, кодекам не нужно постоянно хранить в памяти данные о более чем трех последних строках пикселей изображения. Это позволяет осуществлять потоковую передачу «бесконечных» изображений, при этом высота изображения может быть неизвестна до тех пор, пока не будет передана последняя строка.
ITU-T T.30 позволяет факсимильным аппаратам согласовывать один из двух вариантов «профиля факса» T.85:
В факсимильных аппаратах Panasonic используется запатентованная схема сжатия Matsushita Whiteline Skip (MWS). Его можно наложить на другие схемы сжатия, но он работает только тогда, когда два устройства Panasonic обмениваются данными друг с другом. Эта система обнаруживает пустые области сканирования между строками текста, а затем сжимает несколько пустых строк сканирования в пространство данных одного символа. (JBIG реализует аналогичный метод, называемый «типичным прогнозированием», если флаг заголовка TPBON установлен в 1.)
Факсы группы 3 передают одну или несколько печатных или рукописных страниц в минуту в черно-белом (битональном) режиме с разрешением 204×98 (нормальное) или 204×196 (высокое) точек на квадратный дюйм. Скорость передачи составляет 14,4 кбит/с или выше для модемов и некоторых факсимильных аппаратов, но факсимильные аппараты поддерживают скорость, начиная с 2400 бит/с и обычно работают со скоростью 9600 бит/с. Форматы передаваемых изображений называются группой факсов ITU-T (ранее CCITT) 3 или 4. Факсы группы 3 имеют суффикс и .g3 тип MIME image/g3fax .
В самом простом режиме факса передача осуществляется только в черно-белом режиме. Исходная страница сканируется с разрешением 1728 пикселей /стр. и 1145 стр./стр. (для формата А4 ). Полученные необработанные данные сжимаются с использованием модифицированного кода Хаффмана , оптимизированного для письменного текста, достигая среднего коэффициента сжатия около 20. Обычно для передачи страницы требуется 10 секунд вместо примерно трех минут для тех же несжатых необработанных данных размером 1728×1145 бит при скорость 9600 бит/с. Метод сжатия использует кодовую книгу Хаффмана для длин черно-белых серий в одной сканируемой строке, а также может использовать тот факт, что две соседние строки сканирования обычно очень похожи, что экономит полосу пропускания за счет кодирования только различий.
Классы факса обозначают способ взаимодействия факсовых программ с факсимильным оборудованием. Доступные классы включают класс 1, класс 2, класс 2.0 и 2.1, а также Intel CAS. Многие модемы поддерживают как минимум класс 1, а часто и класс 2, или класс 2.0. Что предпочтительнее использовать, зависит от таких факторов, как аппаратное обеспечение, программное обеспечение, прошивка модема и предполагаемое использование.
Факсы с 1970-х по 1990-е годы часто использовали принтеры прямой термопечати с рулонами термобумаги в качестве технологии печати, но с середины 1990-х годов произошел переход к факсам на обычной бумаге: термотрансферным принтерам , струйным принтерам и лазерным принтерам .
Одним из преимуществ струйной печати является то, что струйные принтеры позволяют печатать цветные изображения по доступной цене ; поэтому многие струйные факсимильные аппараты заявляют, что имеют функцию цветной факсимильной связи. Существует стандарт ITU-T30e (формально Рекомендация ITU-T T.30 Приложение E [55] ) для передачи цветных факсов; однако он не получил широкой поддержки, поэтому многие цветные факсимильные аппараты могут отправлять цветные факсы только на аппараты одного и того же производителя. [ нужна цитата ]
Скорость хода в факсимильных системах — это скорость, с которой фиксированная линия, перпендикулярная направлению сканирования, пересекается в одном направлении пятном сканирования или записи. Скорость гребка обычно выражается в количестве гребков в минуту. Когда факсимильная система сканирует в обоих направлениях, скорость хода увеличивается в два раза. В большинстве традиционных механических систем 20-го века скорость хода эквивалентна скорости барабана. [56]
В качестве меры предосторожности термобумага для факса обычно не принимается в архивах или в качестве документального доказательства в некоторых судах, если она не является фотокопией. Это связано с тем, что формирующее изображение покрытие легко стирается, становится хрупким и имеет тенденцию отслаиваться от носителя после длительного хранения. [57]
Тон CNG — это тон 1100 Гц, передаваемый факсимильным аппаратом при вызове другого факсимильного аппарата. Звуковые сигналы факса могут вызвать осложнения при передаче факсов по IP .
Одной из популярных альтернатив является подписка на службу интернет-факсов , позволяющую пользователям отправлять и получать факсы со своих персональных компьютеров , используя существующую учетную запись электронной почты . Никакого программного обеспечения, факс-сервера или факсимильного аппарата не требуется. Факсы принимаются в виде прикрепленных файлов TIFF или PDF или в собственных форматах, требующих использования программного обеспечения поставщика услуг. Факсы можно отправлять или получать из любого места в любое время, когда у пользователя есть доступ в Интернет. Некоторые службы предлагают безопасную отправку факсов в соответствии со строгими требованиями HIPAA и Закона Грэма-Лича-Блайли , обеспечивающими конфиденциальность и безопасность медицинской информации и финансовой информации. Использование поставщика факсимильных услуг не требует бумаги, выделенной линии факса или расходных материалов. [58]
Другой альтернативой физическому факсу является использование компьютерного программного обеспечения , которое позволяет людям отправлять и получать факсы, используя свои собственные компьютеры, используя факс-серверы и унифицированную систему обмена сообщениями . Виртуальный факс (по электронной почте) можно распечатать, затем подписать и отсканировать обратно на компьютер перед отправкой по электронной почте. Также отправитель может прикрепить к файлу документа цифровую подпись.
С ростом популярности мобильных телефонов виртуальные факсимильные аппараты теперь можно загружать в виде приложений для Android и iOS. Эти приложения используют внутреннюю камеру телефона для сканирования факсимильных документов для загрузки или могут импортировать их из различных облачных сервисов.
Эта статья включает общедоступные материалы из Федерального стандарта 1037C. Управление общего обслуживания . Архивировано из оригинала 22 января 2022 г. (в поддержку MIL-STD-188 ).
