Введение
Метод передачи изображений, часто документов. Факс (сокращение от факсимиле), иногда называемый телекопированием или телефаксом (сокращение от телефаксимиле), – это телефонная передача отсканированных печатных материалов (как текста, так и изображений), обычно на телефонный номер, подключенный к принтеру или другому устройству вывода. Оригинальный документ сканируется факсом (или телекопиром), который обрабатывает содержимое (текст или изображения) как единое фиксированное графическое изображение, преобразуя его в растровое изображение и затем передавая через телефонную сеть в виде звуковых тонов. Принимающий факс интерпретирует эти тоны и восстанавливает изображение, печатая бумажную копию. Ранние системы использовали прямое преобразование яркости изображения в звуковой тон в непрерывном или аналоговом режиме. С 1980-х годов большинство устройств передают цифровое представление страницы, закодированное в аудиосигнале, используя сжатие данных для более быстрой передачи однородных белых или черных областей. Изначально являясь нишевым продуктом, факсы стали широко распространены в офисах в 1980-х и 1990-х годах. Они постепенно устаревают благодаря интернет-технологиям, таким как электронная почта и Всемирная паутина, но все еще используются в некоторых областях медицины и правоохранительных органах.
Fax (short for facsimile), sometimes called telecopying or telefax (short for telefacsimile), is the telephonic transmission of scanned printed material (both text and images), normally to a telephone number connected to a printer or other output device. The original document is scanned with a fax machine (or a telecopier), which processes the contents (text or images) as a single fixed graphic image, converting it into a bitmap, and then transmitting it through the telephone system in the form of audio frequency tones. The receiving fax machine interprets the tones and reconstructs the image, printing a paper copy. Early systems used direct conversions of image darkness to audio tone in a continuous or analog manner. Since the 1980s, most machines transmit an audio encoded digital representation of the page, using data compression to more quickly transmit areas that are all white or all black. Initially a niche product, fax machines became ubiquitous in offices in the 1980s and 1990s. They have gradually been rendered obsolete by Internet based technologies such as email and the World Wide Web, but are still used in some medical administration and law enforcement settings.
Проводная передача
Шотландские изобретатели Мэтью Кэш и Александр Бэйн работали над устройствами химико-механического факсимильного типа и в 1846 году смогли воспроизвести графические знаки в лабораторных экспериментах. 27 мая 1843 года он получил британский патент 9745 на свой "Электрический печатающий телеграф". Фредерик Бейкуэлл внес несколько улучшений в конструкцию Бэйна и продемонстрировал телефаксную машину. Пантелеграф был изобретен итальянским физиком Джованни Казелли. Он внедрил первую коммерческую телефаксную службу между Парижем и Лионом в 1865 году, примерно за 11 лет до изобретения телефона. В 1880 году английский изобретатель Шелфорд Бидвелл сконструировал сканирующий фототелеграф, который стал первой телефаксной машиной, способной сканировать любой двухмерный оригинал, не требуя ручной прорисовки или нанесения на график. В 1896 году была опубликована информация об устройстве Генри Саттона под названием "телефан". Около 1900 года немецкий физик Артур Корн изобрел Bildtelegraph, получивший широкое распространение в континентальной Европе, особенно после широко освещенной передачи фотографии разыскиваемого лица из Парижа в Лондон в 1908 году, и использовавшийся до более широкого распространения радиофакса. Его основными конкурентами были Белинограф Эдуарда Белина, а затем, с 1930-х годов, Hellschreiber, изобретенный в 1929 году немецким изобретателем Рудольфом Хеллом, пионером в области механического сканирования и передачи изображений. Изобретение телеавтографа Элишей Греем в 1888 году ознаменовало дальнейшее развитие технологии факса, позволяя пользователям отправлять подписи на большие расстояния, что обеспечивало возможность проверки личности или права собственности удаленно. 19 мая 1924 года ученые корпорации AT&T "новым методом передачи изображений посредством электричества" отправили 15 фотографий по телефонной линии из Кливленда в Нью-Йорк, которые подходили для воспроизведения в газетах. Ранее фотографии передавались по радио с использованием этого метода. Факс-машина Western Union "Deskfax", представленная в 1948 году, была компактным устройством, которое удобно размещалось на рабочем столе и использовала специальную бумагу для искровой печати.
Беспроводная передача
В 1924 году Ричард Рэнджер, работавший в Radio Corporation of America (RCA), изобрел беспроводную фоторадиограмму, или трансокеанский радиофаксимиль – предшественник современных факсимильных аппаратов. Фотография президента Кэлвина Кулиджа, отправленная из Нью-Йорка в Лондон 29 ноября 1924 года, стала первым изображением, воспроизведенным с помощью трансокеанского радиофаксимиля. Коммерческое использование разработки Рэнджера началось два года спустя. Также в 1924 году Герберт Ивс из AT&T передал и восстановил первое цветное факсимильное изображение – цветную фотографию звезды немого кино Рудольфа Валентино в костюме той эпохи, используя цветовое разделение на красный, зеленый и синий каналы. Начиная с конца 1930-х годов, система Finch Facsimile использовалась для передачи "радиогазеты" в дома через коммерческие AM-радиостанции и обычные радиоприемники, оснащенные принтером Финча, работающим на термобумаге. Заметив новую и потенциально выгодную возможность, конкуренты вскоре вышли на этот рынок, однако принтер и специальная бумага были дорогостоящей роскошью, AM-радиопередача была медленной и подверженной помехам, а сама "газета" имела слишком маленький формат. После более чем десяти лет безуспешных попыток Финча и других сделать эту услугу прибыльной, общественность, казалось, вполне довольствовалась более дешевыми и содержательными бумажными газетами, доставляемыми на дом, и обычными новостными радиовыпусками, предоставляющими актуальную информацию, и проявляла лишь мимолетный интерес к новому средству. К концу 1940-х годов радиофаксимильные приемники стали достаточно компактными, чтобы их можно было установить под приборной панелью телеграммных автомобилей "Telecar" компании Western Union. К концу 1970-х годов многие компании по всему миру, особенно японские, вышли на рынок факсов. Вскоре после этого на рынок вышла новая волна более компактных, быстрых и эффективных факсимильных аппаратов. Xerox продолжала совершенствовать факс в течение многих лет после выпуска своей первой революционной модели. Позже он был объединен с копировальным оборудованием, создав гибридные устройства, которые мы используем сегодня для копирования, сканирования и отправки факсов. Среди менее известных возможностей факсимильных технологий Xerox – поддержка Ethernet Fax Services на рабочих станциях 8000 в начале 1980-х годов. До появления широко распространенного факса, одним из первых был Exxon Qwip в середине 1970-х годов, факсимильные аппараты работали за счет оптического сканирования документа или чертежа, вращающегося на барабане. Отраженный свет, интенсивность которого менялась в зависимости от светлых и темных участков документа, фокусировался на фотоэлементе, в результате чего ток в цепи изменялся пропорционально количеству света. Этот ток использовался для управления генератором тона (модулятором), частота которого определялась величиной тока. Затем этот звуковой сигнал передавался через акустическую связку (динамик в данном случае), подключенную к микрофону обычного телефонного аппарата. На принимающей стороне динамик телефона подключался к акустической связке (микрофону), а демодулятор преобразовывал изменяющийся тон в переменный ток, который управлял механическим движением пера или карандаша для воспроизведения изображения на чистом листе бумаги на идентичном барабане, вращающемся с той же скоростью.
Интерфейс компьютерного факсимиля
В 1985 году Хэнк Магнуски, основатель GammaLink, создал первую компьютерную факс-плату, названную GammaFax. Такие платы могли обеспечивать голосовую телефонию через аналоговую шину расширения.
В XXI веке
Хотя предприятия обычно поддерживают возможность отправки и получения факсов, эта технология столкнулась с растущей конкуренцией со стороны интернет-альтернатив. В некоторых странах, поскольку электронные подписи на контрактах пока не имеют юридической силы, а факсимильные копии контрактов с подписями – имеют, факсы продолжают пользоваться поддержкой в деловой среде. В Японии факсы по-прежнему широко используются по состоянию на сентябрь 2020 года по культурным и типографским причинам. Отправить факс внутренним и международным адресатам можно более чем в 81% всех магазинов шаговой доступности по всей стране. Факс-аппараты в этих магазинах обычно печатают немного измененное содержание отправленного факса на электронном подтверждении в формате А4. Использование факсов для сообщения о случаях заболевания во время пандемии COVID-19 в Японии подверглось критике из-за возникающих ошибок в данных и задержек в передаче информации, что замедляло усилия по сдерживанию распространения инфекций и препятствовало переходу на удаленную работу. Во многих компаниях отдельные факс-аппараты заменены факс-серверами и другими компьютерными системами, способными принимать и хранить входящие факсы в электронном виде, а затем пересылать их пользователям на бумаге или по электронной почте (которая может быть защищена). Такие системы позволяют снизить затраты за счет сокращения ненужных распечаток и уменьшения количества необходимых офису аналоговых телефонных линий. Факс, когда-то повсеместный, постепенно исчезает и из малых и домашних офисов. Услуги удаленного факс-сервера широко доступны от VoIP-провайдеров и поставщиков электронной почты, позволяя пользователям отправлять и получать факсы, используя свои существующие учетные записи электронной почты, без необходимости приобретения оборудования или выделенных факс-линий. Персональные компьютеры давно могут обрабатывать входящие и исходящие факсы с помощью аналоговых модемов или ISDN, что устраняет необходимость в отдельном факсимильном аппарате. Эти решения часто идеально подходят для пользователей, которым лишь изредка требуется отправлять или получать факсы. В июле 2017 года Национальная служба здравоохранения Великобритании была названа крупнейшим в мире покупателем факсов, поскольку цифровая революция в значительной степени ее обошла. В июне 2018 года Лейбористская партия заявила, что в NHS работает не менее 11 620 факсов, а в декабре Министерство здравоохранения и социального обеспечения сообщило, что закупки новых факсов прекращены с 2019 года, а существующие должны быть заменены защищенной электронной почтой к 31 марта 2020 года. Leeds Teaching Hospitals NHS Trust, считающийся одним из наиболее цифровизированных в NHS, в начале 2019 года приступил к процессу замены факсов. Это потребовало использования большого количества решений для электронной отправки факсов, поскольку необходимо было поддерживать связь с аптеками и домами престарелых, у которых может не быть доступа к электронной почте NHS и которым могут потребоваться бумажные документы. В 2018 году две трети канадских врачей сообщили, что в основном используют факсы для общения с коллегами. Факсы по-прежнему считаются более безопасными, а электронные системы часто несовместимы друг с другом. В Соединенных Штатах больницы являются основными пользователями факсов, где почти все врачи предпочитают факсы электронной почте, часто из-за опасений случайного нарушения требований HIPAA. Однако использование факсов сокращается по мере развития телемедицины в результате пандемии COVID-19, а виртуальные консультации часто заменяют необходимость для пациента отправлять или получать информацию по факсу или почте, поскольку врач получает информацию через телемедицинскую платформу, такую как Zoom или Microsoft Teams.
Способность
Существует несколько показателей возможностей факса: группа, класс, скорость передачи данных и соответствие рекомендациям ITU-T (ранее CCITT). Начиная с решения по делу Carterfone 1968 года, большинство факсимильных аппаратов разрабатывались для подключения к стандартным линиям PSTN и телефонным номерам.
Аналогичные
Факсы групп 1 и 2 передаются аналогично кадрам 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 ITU-T T.2 и T.3 были признаны устаревшими и отозваны в июле 1996 года. Факсы группы 1 соответствуют рекомендации ITU-T T.2. Для передачи одной страницы факса группы 1 требуется шесть минут, при вертикальном разрешении 96 строк сканирования на дюйм. Факсы группы 1 устарели и больше не производятся. Факсы группы 2 соответствуют рекомендациям ITU-T T.3 и T.30. Для передачи одной страницы факса группы 2 требуется три минуты, при вертикальном разрешении 96 строк сканирования на дюйм. Факсы группы 2 практически устарели и больше не производятся. Факсы группы 2 могут взаимодействовать с факсами группы 3.
Цифровая
Dacom DFC 10 — первая цифровая факсимильная машина. То, что обычно называют "Классом 2", является неофициальным классом факсимильных устройств, которые самостоятельно осуществляют управление сеансами T.30, но сжатие данных T.4/T.6 выполняется программным обеспечением на управляющем компьютере. Реализации этого "класса" основаны на черновиках стандарта, который впоследствии значительно эволюционировал и стал Классом 2.0. Все реализации "Класса 2" являются специфичными для конкретного производителя. Класс 2.0 — это официальная версия ITU-T Класса 2, и он обычно называется Классом 2.0, чтобы отличать его от множества реализаций, разработанных разными производителями, которые обычно называют "Классом 2". Он использует отличный, но стандартизированный набор команд, в отличие от различных реализаций "Класса 2", разработанных разными производителями. Соответствующая рекомендация ITU-T — T.32. Модифицированный Хаффман (MH). Модифицированный READ (MR) (Relative Element Address Designate), опционально. Дополнительный метод указан в T.6: Modified Modified READ (MMR). Позже, в качестве опций к рекомендации ITU-T T.30 были добавлены другие методы сжатия, такие как более эффективный JBIG (T.82, T.85) для двух уровневого содержимого, и JPEG (T.81), T.43, MRC (T.44) и T.45 для полутонового, палитрованного и цветного содержимого. Факсимильные аппараты могут согласовывать в начале сеанса T.30 использование наилучшего метода, поддерживаемого обеими сторонами.
What is commonly known as "Class 2" is an unofficial class of fax devices that perform T.30 session management themselves, but the T.4/T.6 data compression is performed by software on a controlling computer. Implementations of this "class" are based on draft versions of the standard that eventually significantly evolved to become Class 2.0. All implementations of "Class 2" are manufacturer specific. Class 2.0 is the official ITU T version of Class 2 and is commonly known as Class 2.0 to differentiate it from many manufacturer specific implementations of what is commonly known as "Class 2". It uses a different but standardized command set than the various manufacturer specific implementations of "Class 2". The relevant ITU T recommendation is T.32. Modified Huffman (MH). Modified READ (MR) (Relative Element Address Designate), optional. An additional method is specified in T.6:
Modified Modified READ (MMR). Later, other compression techniques were added as options to ITU T recommendation T.30, such as the more efficient JBIG (T.82, T.85) for bi level content, and JPEG (T.81), T.43, MRC (T.44), and T.45 for grayscale, palette, and colour content. Fax machines can negotiate at the start of the T.30 session to use the best technique implemented on both sides.
Модифицированный Хаффман
Модифицированный алгоритм Хаффмана (MH), описанный в T.4 как одномерная схема кодирования, является схемой кодирования длин серий на основе кодовой книги, оптимизированной для эффективного сжатия пробельных символов при цветной факсимильной связи. Однако он не получил широкого распространения, поэтому многие цветные факсимильные аппараты могут отправлять цветные факсы только на аппараты того же производителя.
Скорость хода
Скорость прохождения в факсимильных системах – это скорость, с которой сканирующая или записывающая точка пересекает в одном направлении неподвижную линию, перпендикулярную направлению сканирования. Скорость прохождения обычно выражается в количестве проходов в минуту. Если факсимильная система сканирует в обоих направлениях, скорость прохождения удваивается. В большинстве традиционных механических систем XX века скорость прохождения эквивалентна скорости вращения барабана.
Тонус факса
Тональный сигнал CNG — это тон частотой 1100 Гц, передаваемый факсимильным аппаратом при установлении соединения с другим факсом. Факсимильные сигналы могут создавать проблемы при реализации факсимильной связи через IP.
Интернет-факс
Одним из популярных вариантов является подписка на интернет-факс, позволяющий пользователям отправлять и получать факсы со своих персональных компьютеров, используя существующую учетную запись электронной почты. Не требуется программное обеспечение, факс-сервер или факсимильный аппарат. Факсы принимаются в виде прикрепленных файлов TIFF или PDF, либо в проприетарных форматах, требующих использования программного обеспечения поставщика услуг. Факсы можно отправлять или получать из любого места в любое время при наличии доступа к Интернету. Некоторые сервисы предлагают защищенную отправку факсов в соответствии со строгими требованиями HIPAA и Gramm–Leach–Bliley Act для обеспечения конфиденциальности и безопасности медицинской и финансовой информации. Использование факс-сервиса не требует бумаги, выделенной телефонной линии для факса или расходных материалов. Альтернативой физическому факсимильному аппарату является использование компьютерного программного обеспечения, позволяющего отправлять и получать факсы с помощью собственных компьютеров, используя факс-серверы и системы унифицированных сообщений. Виртуальный (электронный) факс можно распечатать, подписать и отсканировать обратно на компьютер перед отправкой по электронной почте. Отправитель также может прикрепить цифровую подпись к документу. С ростом популярности мобильных телефонов виртуальные факсы теперь доступны в виде приложений для Android и iOS. Эти приложения используют встроенную камеру телефона для сканирования документов для отправки факсом или импорта из различных облачных сервисов.