Приведите функциональную схему и кратко опишите принцип работы факсмильного аппарата.

Телефакс изобрёл Александр Байн в 1843 г.

Факсимильной связью называется передача неподвижных изображений (рисунков, текстов, фотографий) по телефонным линиям связи. Первичные факсимильные сигналы получают в результате электрооптического анализа, заключающегося в преобразовании в фотоэлементе (ФЭ) светового потока, отраженного от элементарных площадок изображения, в первичные электрические сигналы. Для этого световое пятно перемещается по поверхности изображения. В приемнике электрические сигналы осуществляют физическое воздействие, окрашивающее носитель записи (рис. 7.22).

 

Рис. 7.22. Принцип действия факсимильного аппарата

 

Первое факсимильное устройство появилось в 1928 году, но массовое использование началось в 70-х годах прошлого века для автоматизации офисов. Связь факсимильных аппаратов осуществляется по-телефонному – путём набора номера. Первичные электрические сигналы кодируются и передаются в телефонную линию (рис. 7.23).

 

Рис. 7.23. Устройство факсимильного аппарата

 

Микроконтроллер (МК) – управляет работой считывателя, устройства термопечати (Т), пульта управления (ПУ) и модема. Считыватель (С) – построен на основе устройства с зарядовой связью. Стандартный размер изображения А4 (лист бумаги 21*29 см). С помощью оптической системы изображение построчно переносится в ОЗУ.

Используются следующие стандарты на разрешающую способность и скорость передачи:

- G 1 – низкоскоростной телефакс, работа по аналоговым каналам, разрешающая способность ∆ R =3,85 линии/мм, время передачи t _пер =6 мин, две градации яркости;

- G 2 – среднескоростной телефакс, работа по аналоговым каналам, разрешающая способность ∆ R =3,85 линии/мм, время передачи t _пер =3 мин, две градации яркости;

- G 3 – высокоскоростной телефакс, работа по аналоговым каналам, разрешающая способность ∆ R =3,85 линии/мм (стандартный), ∆ R =7,7 линии/мм (качественный), время передачи t _пер =20 с, 8 градаций яркости;

- суперкачественный режим – разрешающая способность ∆ R =15,4 линии/мм, 16 градаций яркости.

- G 4 – цифровой канал связи со скоростью передачи 64 кбит/с, время передачи t _пер =3 с, цветное полутоновое изображение

После оцифровки сигнал переносится в ОЗУ микроконтроллера и далее в модем. Модем (модулятор/демодулятор) преобразует цифровой код в низкочастотный сигнал, передаваемый по телефонной линии.

От способа модуляции зависти скорость передачи в телефонной линии, при этом способы модуляции и кодирования определяют протокол передачи (табл. 7.1). Элементом протокола является кодирование и алгоритм сжатия данных.Таблица 7.1

 

Протоколы передачи

Скорость передачи, бит/с	Способ модуляции	Протокол
300	ЧМн	V.21
1200	ОФМ-2	V.22
2400	ОФМ-4	V.27
4800	ОФМ-8	V.27
7200	АМ-8	V.29
9600	КАМ-16	V.29

 

В протоколах используется код Хаффмана, который учитывает статистические свойства изображений, при этом кодируется длина серий 0 и 1. В результате чем больше вероятность таких серий, тем короче код.

Термопечать обеспечивает достаточно высокое разрешение изображения на приёмном конце. Пульт управления служит для выбора режимов управления и ввода команд. Можно ввести в память телефонные номера телефаксов и использовать сокращенный набор номера, использовать телефакс для телефонной связи, определять сумму оплаты счетов. В памяти регистрируется время всех сеансов связи, номера вызывавших и вызванных корреспондентов, протокол сеанса.

Связь телефаксов осуществляется следующим образом:

- после набора номера – выждав 2-3 звонка вызывного сигнала, приёмный телефакс включается в линию.

- факс-отправитель сообщает свой номер, а факс-получатель – напечатает номер на бумаге; отправитель также зафиксирует номер, куда была передача.

- осуществляется испытание линии: передаётся эталонный сигнал с V=9600бит/с, если ошибки выше нормы, то скорость последовательно снижается с 9600 → 7200 → 4800 → 2400 → 1200 бит/с.

- осуществляется передача изображения по строкам, состоящая из частей

Конец строки

Данные

Заполнение

Конец строки

Заполнение включает нули, необходимые для согласования времени передачи и стандарта процедуры передачи. Конец передачи – серия из шести последовательностей конец строки.

Достоинства телефаксов:

- телефакс всегда находится в режиме "жду звонка", потребляя несколько Ватт;

- запас бумаги более чем на 100 сообщений;

- передача на любом языке, а не только текста, как в телетайпе или телеграфе;

- возможна рассылка нескольким адресатам одновременно;

- низкая стоимость передачи;

- телефаксовые копии имеют юридическую силу;

- возможность использования для копирования документов;

- другие услуги (телефон и т.д.).

Дополнительная информация:

Коммутационными приборами (КП) называются устройства, с помощью которых можно скачкообразно изменять состояние проводимости электрических цепей, т.е. замыкать или размыкать их на определенное время.

Различают контактные и бесконтактные КП. В контактных КП изменение проводимости электрической цепи осуществляется механическим соприкосновением двух токоведущих поверхностей (электромеханические реле), а в бесконтактных КП – изменением параметров одного из элементов цепи (транзисторы, диоды, микросхемы), т.е. бесконтактным путём. Герконы, фериды и гезаконы по своему быстродействию приближаются к электронным приборам, поэтому их называют квазиэлектронными КП.

В зависимости от количества одновременно коммутируемых электрических цепей КП делятся на однопроводные и многопроводные. В однопроводных КП изменяется состояние проводимости только одной электрической цепи, а в многопроводных КП – двух и более цепей. КП можно разделить в зависимости от способа управления на приборы ручной и автоматической коммутации. Приборы ручной коммутации управляются механическим воздействием человека (кнопочные переключатели, ключи, телефонные гнёзда и штепсели). КП, управляемые электрическими сигналами, относятся к приборам с автоматической коммутацией.

В соответствии со структурными параметрами приборы автоматической коммутации можно разделить на четыре вида: реле, искатели, многократные соединители и соединители (рис. 8.1).

Реле – КП, у которого один вход и один выход, имеющий два устойчивых состояния и переходящий из одного состояния в другое под действием сигнала R, поступающего из устройства управления, это прибор типа (1*1). При однородной коммутации – k входов соединяется или разъединяется с k выходами (i =0). При неоднородной коммутации – в одном состоянии реле (0) отсутствует соединение между i проводами входа и выхода при наличии (k-i) проводного соединения между ними. В другом состоянии, наоборот, устанавливается i -проводное соединение (0< i <l) и нарушается (k - i) проводная связь между входом и выходом реле.

Местоположение одного коммутационного элемента называется точкой коммутации.

Искателем называется КП с одним входом и m выходами, обеспечивающий выбор одного из m выходов и подключение к нему входа, это прибор типа (1* m).

 

Рис. 8.1. Коммутационные приборы и их условные обозначения

 

Многократный соединитель – КП, имеющий n·m выходов и n входов, каждый из которых может быть подключен к любому из m определенных, только ему доступных выходов, это прибор типа (n * n · m). Многократный соединитель представляет собой конструктивное объединение n устройств с одним входом и m выходами. Многократные соединители характеризуются: числом входов (n), числом выходов (m), доступных одному входу, и их проводностью (l).

Соединителем называется КП имеющий n входов и m выходов, в котором может быть установлено соединение любого из n входов с любым из m выходов, причём одновременно может быть установлено m соединений, если n ≥ m, или n соединений, если n < m, это прибор типа (n * m).

КП характеризуются рядом параметров:

- коммутационным коэффициентом, под которым понимают отношение К_к= R _раз / R _зам, где R _раз и R _зам – сопротивление между входом и выходом КП в состоянии размыкания и замыкания;

- временем переключения, под которым понимается время перехода из одного состояния в другое (t _ср – время срабатывания, t _от – время отпускания реле, t _пер – время переключения транзистора);

- сроком службы или долговечностью, под которым понимается допустимое число переключений электромеханических приборов (реле, искатели, МКС). Электронные приборы оцениваются общим временем работы;

- интенсивностью отказов, т.е. вероятностью отказов в единицу времени;

- вносимым затуханием в тракт передачи информации.

В приборах используемых в устройствах управления достаточно иметь коммутационный коэффициент К_к =10³-10⁵, а для разговорного тракта К_к =10⁹-10¹². Коэффициент коммутации К_к =10⁹-10¹² обеспечивают электромагнитные реле, электромеханические искатели и соединители, а К_к =10³-10⁵ – обладают бесконтактные реле (транзисторы, диоды, интегральные схемы и др.). По требованию МККТТ общее затухание последовательно включённых КП в системе не должно превышать 1,3 дБ.

Кроме того, КП должны иметь:

- широкий динамический диапазон передачи (40 дБ);

- малые нелинейные искажения (5%);

- низкий уровень помех (менее 0,5 мВ).

Электронные приборы обладают более высокой надёжностью, высоким быстродействием, большим сроком службы, но имеют большее сопротивление в открытом состоянии и меньшее сопротивление в закрытом (К_к =10³-10⁴), чем электромеханические приборы.

В настоящее время широко применяются КП с магнитоуправляемыми контактами: герконы, фериды, гезаконы. АТС, где применяются эти приборы, называются квазиэлектронными.