Elektrinis ryšys, kuriuo perduodami nejudantys vaizdai elektrinio ryšio kanalais vadinamas faksimiliniu ryšiu. Faksimilinis informacijos perdavimo būdas yra universalus. Juo patogu perduoti bet kokius nejudančius vaizdus: spalvotus ir juodai baltus, brėžinius, grafiką bei laikraščius ar kita. Faksimilinis ryšys, kuriuo perduodami juodai balti vaizdai vadinamas fotofaksimiliniu ryšiu, o kai perduodami spalvoti vaizdai – spalvotu faksimiliniu ryšiu.
Visais atvejais faksimilinio ryšio principas panašus. Perduodamas vaizdas (dokumento originalas) dalijamas į atitinkamus segmentus (plotelius). Šių plotelių ryškumas atspindėjimo atveju krintant ant jų šviesos srautui verčiamas į elektrinius impulsus. Pastarieji nuosekliai perduodami ryšio linija. Priėmimo pusėje tokiu pat nuoseklumu elektriniai impulsai transformuojami į atitinkamus vaizdo elementus. Rezultate gaunama kopija.
Faksimilinis aparatas skirtas perduoti nejudamus vaizdus bendro naudojimo tinklu. Labiausiai paplitę fakso aparatai naudojami perduoti įvairiems tekstiniams pranešimams. Šie aparatai yra pritaikyti perduoti standartinį A4 formato ( 210 x 290 mm) popieriaus lapą. Tokio formato perdavimas šiuolaikiniais fakso aparatais nesiekia nei vienos minutės. Taipogi yra ir tokių faksimilinių aparatų, kurie sėkmingai perduoda kitų formatų (pvz. mažesnių A5,A6, Letter) faksimiles.
Faksimilinių aparatų aptaravimas yra paprastas ir lengvai įsisavinamas kiekvienam vartotojui. Dauguma jų funkcijų yra pilnai automatizuotos. Skirtingų firmų įvairiose šalyse pagaminti ir prijungti aparatai yra lengvai suderinami tarpusavyje. Jie jungiami prie įprastinių telefono linijų ar kitų telekomunikacinių tinklų (pvz. Internet), todėl gali būti instaliuojami bet kurioje mūsų planetos vietoje.
Įvadas
Šiame darbe aptarsiu pagrindines faksimilinio ryšio sistemų charakteristikas. Žinotina, jog faksimilinio ryšio “krikštatėvis” yra telegrafinis ryšys. Telegrafinis ryšys yra dokumentinis- tai yra priimtoji telegrama laikoma dokumentu. Faksimilinis ryšys tokiu nelaikomas, kol neįsigalios “elektroninis parašas”. Galima būtų teigti, jog telegrafinis ryšys yra greitaeigiškesnis: telegrafo atveju, užkoduoti vieną simbolį užtenka penkių bitų, tuo tarpu faksimiliniame ryšyje šiai procedūrai prireiktų daugiau nei 150 kartų didesnės kodinės kombinacijos.
Tačiau, kaip nebūtų keista, atsiradus fakso aparatams, žymiai supaprastėjo ir pagreitėjo įvairių dokumentų perdavimas. Kyla klausimas: kodėl? Atsakymui pateiksiu elementarų palyginimą. Sakykime, kad dėl linijos trukdymų ar dėl kitų kokių nors priežasčių perduodant pranešimą atsiranda klaida. Tai yra pasikeičia informacinio signalo vienas bitas (vienetuką pakeitė nuliukas arba atvirkščiai). Jei tai atsitiko perduodant pranešimą telegrafo aparatu mes gauname priėmimo gale jau visai kitą simbolį, nes telegrafo ryšyje simboliui naudojamos penkios skiltys. Pasikeitus vienai skilčiai pasikeičia kodas ir priėmimo gale gaunam kitą simbolį. Taip gaunama klaida, kurią mes pastebėsime skaitydami siųstą pranešimą.
Esant faksimiliniam ryšiui, atsiradus klaidai, tai yra pasikeitus vienam bitui, atsiųstą pranešimą perskaitysime be klaidų, kadangi tas vienas taškelis, esantis milimetre, mūsų akiai reikšmės nesudaro, nes iš viso vienam milimetre yra nuo 8 iki 60 taškelių. Todėl mes to nepastebėję perskaitysime be klaidų.
Taigi panagrinėsiu faksimilinio ryšio charakteristikas ir tikiuosi paaiškės, kodėl faksimilinis ryšys yra toks patikimas, populiarus, paprastas jo naudojimas ir kodėl jis po truputį išstumia iš telekomunikacijų rinkos telegrafinį ryšį.
Faksimilinio ryšio principas
Faksimilinio ryšio aparatas panašus į kopijavimo įrenginį arba tiksliau – du kopijavimo įrenginius, sujungtus tarpusavyje. Vaizdą nuskaitančioji „kopijavimo įrenginio” dalis sukuria signalus, kuriais atvaizduojamas siunčiamasis dokumento puslapis. Tie signalai yra perduodami telefono linijomis lygiai taip pat, kaip yra perduodami pokalbiai. Priimant, signalai vėl atverčiami į vaizdą ir atspausdinami antrosios „kopijavimo įrenginio” pusės.
1 paveiksle pavaizduota struktūrinė faksimilinio ryšio schema (schemoje: RL – ryšio linija; RK – ryšio kanalas).
1 pav. Struktūrinė faksimilinio ryšio schema
Fakso siunčiamojoje dalyje yra fotosensoriai, paverčiantys įvairių puslapio vietų šviesumą elektriniu signalu. Šis signalas iš analoginio verčiamas skaitmeniniu ir informacija apie vaizdą puslapyje pateikiama 1 bito impulsų ( balta – juoda ) seka. Dviejų gretimų linijų vaizdo elementai yra įsimenami ir bitų seka yra suspaudžiama iki 20 kartų ją užkoduojant. Jau suspaustas skaitmeninis signalas dar kartą suspaudžiamas modeme, tuo pačiu vėl jį koduojant arba, jeigu reikia, keičiant į analoginį.
Imtuvo modemas vėl paverčia priimtąjį analoginį fakso signalą į skaitmeninį, jeigu perdavimui naudojama analoginė ryšio linija. Dekodavimo blokas šį signalą išplečia ir jis vėl tampa juodus ir baltus taškus žyminčių impulsų seka, kuri valdo fakso kopijos užrašymo įrenginį.
Faksimilių siuntimo fazės
Pagal ITU T.30 rekomendaciją:
A Fazė – iššaukimas. Siunčiantysis faksas surenka kito fakso aparato telefoninį numerį. Skambučio signalas ir papildomas pypsintis signalas, pranešantis, kad jungtis bando ne paprastas telefonas, o fakso aparatas, yra priimamas kviečiamajame fakse. Pastarasis faksas įsijungia ir, palaukęs 1 s, 3 sekundes siunčia atgal 2100 Hz signalą, taip vadinamą CSI (called station identification – kviečiamosios stoties identifikacija).
B Fazė – procedūra prieš ryšį. Kviečiamasis faksas pasiunčia 300 bit/s greičiu savo skaitmeninės identifikacijos signalą, kuris apibūdina to fakso galimybes. Išgirdęs šį būdingą signalą, siunčiantysis asmuo spaudžia mygtuką SEND – SIŲSK (automatinis fakso aparatas tą padaro pats). Po to siunčiantysis faksas perduoda skaitmeninę komandą, nurodančią, kokios bus ryšio charakteristikos, ir didelio greičio bandomąjį signalą. Jeigu kviečiamasis faksas yra “lėtesnis”, tai bandomasis signalas “lėtinamas” tol, kol kviečiamasis atsiųs atgal patvirtinimą, jog bandomasis signalas yra priimtas ir kad jis pasiruošęs priimti siunčiamą informaciją.
C Fazė(C1,C2) – perdavimas. Vyksta informacijos perdavimas.
D Fazė – procedūra po ryšio. Siunčiantysis faksas perduoda signalą RTC (return to control – grįžk prie kontrolės), perjungia modemą l į 300 bit/s greitį ir perduoda signalą EOP ( end of procedure – procedūros pabaiga). Kviečiantysis faksas signalu MCF (message confirmation -ryšio patvirtinimas) patvirtina, kad faksograma priimta sėkmingai.
E Fazė – skambučio atjungimas. Siunčiantysis faksas perduoda signalą DCN ( disconnect – atsijunk) ir abu aparatai atsijungia nuo telefono tinklo.
2pav. Faksimilinio ryšio fazės
Faksimilinio ryšio charakteristikos
l. Skiriamoji geba
čia: a – šviesos ploto diametras, mm
Faksimilinio vaizdo kokybė apibūdinama aparato galimybėmis perduoti (ir atkurti) pačias mažiausias vaizdo daleles, t.y. skiriamąja geba. Esant didelei skiriamajai gebai, vaizdas yra aiškus, ryškumo gradacijos skirtumai gerai išsiskiria, gali būti perduodamos pačios ploniausios linijos. Esant mažai skiriamajai gebai, vaizdas gaunasi neryškus, plonos linijos gali būti prarastos.
Skiriamosios gebos dydžio parinkimas nustatomas pagal faksimilinių vaizdų kokybės reikalavimus ir daugumoje atvejų atitinka regimojo suvokimo savybes.
2. Skleidimo eilutės ilgis
Šiuolaikinėje faksimilinėje aparatūroje vaizdo kokybei įtakos turi skleidimo eilutės ilgis – tai atstumas tarp vaizdo kraštų, susidedantis iš diskretizuotų laike signalų – plotelių. Šiuo atveju galima laikyti, kad visas vaizdas padalintas į elementarius plotelius, kurių dydis nustatomas pagal faksimilinio aparato analizuojamos sistemos skiriamąją gebą.
3. Skleidimo žingsnis ()
Tai yra atstumas tarp dviejų gretimų eilučių centrų. Skleidimo žingsnis priklauso nuo nustatomos šviesos dėmelės dydžio ( aukščio bs arba diametro ds). Jis yra dažniausiai lygus ( arba mažesnis ) skleidimo reikšmei.
4. Skleidimo tankis
Tai – eilučių skaičius milimetre.
5. Skleidimo greitis
Skleidimo greitis apibūdinamas kaip eilučių skaičius per minutę (220,240 eilučių). Šiuo metu naudojama charakteristika – modemo perdavimo greitis(iki 64 kbit/s).
6. Informacijos pertekliškumas
Faksimiliniam ryšiui būdingas didelis informacijos pertekliškumas (spausdintas dokumentas turi labai daug balto lauko, nenešančio naudingos informacijos). Spausdintas dokumentas gali turėti nuo 80% iki 90 % balto lauko. Informacijos pertekliškumui sumažinti naudojami kompresiniai kodai.
7. Kompresiniai kodai:
Segmentų ilgio kodavimas( SIK)
Šis kodas pateiktas „1” ir „0” sekos pavidalu. Skiriami trys segmentų ilgio kodavimo tipai:
• SIK-1: šešių bitų žodis. B1segmento ilgis; būsenos įvertinimas (11 – valdymo signalas, 01 – juoda spalva, 10 – balta spalva, 00 – nekoduojama grupė).
• SIK-2: baltos ir juodos spalvos atkarpos koduojamos atskirais kodais (6 elementai baltos spalvos kodui ir 5 elementai juodos spalvos kodui).
• SIK-3: analizuoja eilutę ir nustato reikalingą kodavimo būdą.
Modifikuotas Huffman’o (MH) kodas
Šis kodas įvertina įvairaus ilgio vienos spalvos pasirodymo atkarpų tikimybes. Huffman’o kodo esmė – pagrindinės efektyvaus kodavimo idėjos realizacija, tai reiškia, kad pranešimo kodinės kombinacijos ilgis atvirkščiai proporcingas jo pasirodymo tikimybei. Norint užkoduoti tokiu kodu, turim turėti originalo charakteristikas. Koduojant šiuo kodu atkarpos ilgis, kuris pasirodo dažniausia yra koduojamas trumpesniu kodu ( mažiau elementų kodinėje kombinacijoje). Kuo mažesnė tikimybė, tuo ilgesnė atkarpa jai užkoduoti. Jeigu žinom eilutės kodavimo pradžią, tai šioje sekoje nėra pasikartojančių kodinių kombinacijų. Atskirai koduojamos baltos ir atskirai juodos atkarpos, nes jų pasirodymo tikimybės yra nevienodos.
READ kodas
READ kodas – tai daugiamatis, santykinio elemento adreso išrinkimo kodas. Šiame kode kiekvieno elemento pozicija koduojama prieš tai buvusios eilutės atžvilgiu. Šis kodas panašus į Huffman’o kodą. Esminiai skirtumai tarp šių kodų:
• Jeigu modifikuotame Huffman’o kode atraminis elementas, nuo kurio atskaitomas kodavimo nuoseklumas visada yra toje pačioje eilutėje, kuri yra koduojama, tai READ kode atraminis elementas gali būti pasirinktas iš ankstesnės eilutės. Todėl READ kodas ir laikomas daugiamačiu.
• Jeigu modifikuotame Huffman’o kode viena kodinė grupė atitinka vienos spalvos serijos ilgį, tai READ kode kai kada koduojamos iš karto dvi viena po kitos skirtingų spalvų serijos. READ kodas gali padidinti signalo suspaudimą apie 20 – 40 %.
Kiti kodai
Dar yra dvimačiai kodai, suspaudimui naudojantys kelių eilučių informaciją. Tokiu būdu, norint sumažinti informacijos kiekį perduodant laikraščių puslapius, naudojamas kodavimas su nuspėjimu. Kito elemento nuspėjimas vyksta pagal dvylika aplinkui esančių elementų. Nuspėjimo klaida koduojama Huffman’o kodu. Toks kodavimo būdas leidžia gauti aukštą informacijos suspaudimo koeficientą (1012 ).
Faksimiliniai aparatai
Priklausomai nuo perdavimo terpės faksimilinis ryšys gali būti:
1. Laidinė fotografija ir telefotografija, jeigu naudojamos laidinės grandinės (varinės gijos).
2. Radiofotografija, jei naudojamos RRL.
3. Šiuolaikinės technologijos leidžia apsikeisti faksimiliniais duomenimis turint kompiuterį (pvz. perdavimo terpe gali būti ir Internet).
Visi faksimiliniai aparatai skirstomi į grupes:
I grupė(G1)
Juodos ir baltos spalvos (nespalvotas) faksimilinis aparatas. Naudojama amplitudinė moduliacija (AM) be jokių specialių priemonių suspausti juostos plotį (perduodamą informaciją). Skiriamoji geba 100 X 100 dpi (dpi – taškai į colį). Perdavimui naudojamas paprastas telefoninis kanalas. A4 formato lapo informacija perduodama apytiksliai per 6 minutes. Perdavimo sparta iki 300 bit/s
II grupė(G2)
Nespalvotas faksimilinio ryšio aparatas. Naudojamos AM ir FM moduliacijos. Skiriamoji geba 100 X 100 dpi. Perdavimui naudojamas telefoninis kanalas (2100Hz). A4 formato lapo perdavimo laikas nesiekia 3 minučių. Perdavimo sparta 300×2400 bit/s.
III grupė(G3)
Nespalvotas faksimilinio ryšio aparatas. Informacijos signalų pertekliškumas sumažinamas naudojant kompresinius kodus (SIK, MH, READ). Skiriamoji geba 203 X 98 ( galima 300 X 300) bit/s. Aparatai turi integruotus skaitmeninius modemus. A4 dokumentas gali būti perduotas per 1 minutę ar greičiau telefoniniu kanalu. Perdavimo sparta 2400×19200 bit/s. Tai populiariausi aparatai, nes puikiai dirba su G1 bei G2 aparatais.
IV grupė(G4)
Šie faksimiliniai aparatai dirba skaitmeniniais kanalais (ISDN ir kitais). Skiriamoji geba 400 X 400 dpi. Perduoda suspaustus signalus. Gali taisyti klaidas. Numatytas spalvotas (Color) darbo režimas. A4 formato dokumentą perduoda mažiau nei per 1 minutę. Perdavimo sparta 28000×64000 bit/s.
V grupė
Faksimilinio ryšio perspektyva. „V- osios grupės faksimilinio ryšio forumas” parengė naujos kartos fakso standarto projektą. Naujasis metodas leidžia fakso pranešimams kaip visai nepriklausomiems dokumentams keliauti visais esančiais tinklais. Kai kurie fakso aparatai įjungti į elektroninio pašto sistemą, be to duomenys perduodami įvairiomis kryptimis, juos galima sujungti su elektroniniais laiškais bei papildomais dokumentais, ir visa tai atspausdinama fakso aparatais. Naujosios kartos fakso sistema susieja teigiamas elektroninio pašto ir fakso savybes. V grupės faksimiliniai aparatai puikiai suderinti su kitų grupių aparatais. Žymiai didesnės faksų galimybės (pvz. parengtą dokumentą vienos operacijos metu galima pasiųsti iš karto daugeliui abonentų). Gaunami ir išsiunčiami pranešimai automatiškai išsaugomi aparato atmintyje arba serveryje. Numatytos labai geros apsaugos sistemos (pvz. RSA šifravimas, viešų raktų (public key), atsitiktinio simetrinio rakto (symmetric key)). Šiuo metu labai populiarios NetMoves ir INTERFAX LP siūlomos internetinio faksimilinio ryšio technologijos.
Kai kurių Canon firmos siūlomų faksimilinių aparatų charakteristikos pateiktos priede.
Išvados
• Esant didelei faksimilinio aparato skiriamajai gebai, priimtosios dokumento kopijos kokybė gali būti žymiai geresnė nei originalo.
• Faksimiliniame ryšyje,atvirkščiai nei telegrafiniame, nėra klaidų dėl operatoriaus kaltės. Jeigu atsiranda klaidų siunčiant duomenis, tai tam numatyti įvairūs klaidų taisymo algoritmai.
• Faksimilinis ryšys yra labai atsparus trukdžiams (didelis pertekliškumas leidžia padidinti perduodamos informacijos tikslumą).
• Jeigu norėtume nuskaityti perduodamus duomenis, turėtume lygiagrečiai prisijungti prie perdavimo linijos. Kadangi tai įvykdyti nelengva, tai galima teigti, jog faksimilinis ryšys yra labai saugus.
• Kuo daugiau dokumente yra baltos spalvos, tuo didesnį suspaudimo koeficientą galime pasiekti. Tuo pačiu padidėja duomenų perdavimo greitis.
• “Internetinis” faksimilinis ryšys yra daug pigesnis lyginant su ryšiu, kuris palaikomas įprastais telefoniniais kanalais (telefoniniai kanalai yra labai brangūs).
Atsiųsti moku.lt_faksimilinis_rysys