Fax

Ci sono diversi indicatori di capacità fax: gruppo, classe, velocità di trasmissione dati e conformità con le raccomandazioni ITU-T (ex CCITT). Dalla decisione Carterphone del 1968, la maggior parte delle macchine fax sono state progettate per connettersi alle linee PSTN standard e ai numeri di telefono.

GroupEdit

AnalogEdit

I fax di gruppo 1 e 2 sono inviati nello stesso modo di un fotogramma della televisione analogica, con ogni linea scansionata trasmessa come un segnale analogico continuo. La risoluzione orizzontale dipendeva dalla qualità dello scanner, della linea di trasmissione e della stampante. Le macchine fax analogiche sono obsolete e non più prodotte. Le raccomandazioni ITU-T T.2 e T.3 sono state ritirate come obsolete nel luglio 1996.

• I fax del gruppo 1 sono conformi alla raccomandazione ITU-T T.2. I fax del gruppo 1 impiegano sei minuti per trasmettere una singola pagina, con una risoluzione verticale di 96 linee di scansione per pollice. Le macchine fax del gruppo 1 sono obsolete e non più prodotte.
• I fax del gruppo 2 sono conformi alle raccomandazioni ITU-T T.3 e T.30. I fax del gruppo 2 impiegano tre minuti per trasmettere una singola pagina, con una risoluzione verticale di 96 linee di scansione per pollice. I fax del gruppo 2 sono quasi obsoleti e non vengono più prodotti. I fax del gruppo 2 possono interagire con quelli del gruppo 3.

DigitalEdit

Il Dacom DFC-10-il primo fax digitale

Il chip di un fax. Viene mostrato solo un quarto della lunghezza. La linea sottile al centro è costituita da pixel fotosensibili. Il circuito di lettura è a sinistra.

Un importante passo avanti nello sviluppo del moderno sistema facsimile è stato il risultato della tecnologia digitale, dove il segnale analogico degli scanner è stato digitalizzato e poi compresso, ottenendo la capacità di trasmettere alte velocità di dati attraverso linee telefoniche standard. Il primo fax digitale fu il Dacom Rapidfax venduto alla fine degli anni ’60, che incorporava la tecnologia di compressione digitale dei dati sviluppata da Lockheed per la trasmissione di immagini dai satelliti.

I fax del Gruppo 3 e 4 sono formati digitali e sfruttano i metodi di compressione digitale per ridurre notevolmente i tempi di trasmissione.

• I fax del Gruppo 3 sono conformi alle raccomandazioni ITU-T T.30 e T.4. I fax del gruppo 3 impiegano tra i 6 e i 15 secondi per trasmettere una singola pagina (escluso il tempo iniziale di handshake e di sincronizzazione delle macchine fax). Le risoluzioni orizzontale e verticale sono permesse dallo standard T.4 di variare tra una serie di risoluzioni fisse:
  • Orizzontale: 100 linee di scansione per pollice
    • Verticale: 100 linee di scansione per pollice (“Basic”)
  • Orizzontale: 200 o 204 linee di scansione per pollice
    • Verticale: 100 o 98 linee di scansione per pollice (“Standard”)
    • Verticale: 200 o 196 linee di scansione per pollice (“Fine”)
    • Verticale: 400 o 391 (nota non 392) linee di scansione per pollice (“Superfine”)
  • Orizzontale: 300 linee di scansione per pollice
    • Verticale: 300 linee di scansione per pollice
  • Orizzontale: 400 o 408 linee di scansione per pollice
    • Verticale: 400 o 391 linee di scansione per pollice (“Ultrafine”)
• I fax del Gruppo 4 sono conformi alle raccomandazioni ITU-T T.563, T.503, T.521, T.6, T.62, T.70, da T.411 a T.417. Sono progettati per funzionare su circuiti digitali ISDN a 64 kbit/s. Le risoluzioni permesse, un superset di quelle della raccomandazione T.4, sono specificate nella raccomandazione T.6.

Fax Over IP (FoIP) può trasmettere e ricevere documenti pre-digitalizzati a velocità prossime al tempo reale usando la raccomandazione ITU-T T.38 per inviare immagini digitalizzate su una rete IP usando la compressione JPEG. Il T.38 è progettato per funzionare con i servizi VoIP e spesso è supportato dagli adattatori telefonici analogici usati dalle macchine fax legacy che hanno bisogno di connettersi attraverso un servizio VoIP. I documenti scansionati sono limitati alla quantità di tempo che l’utente impiega per caricare il documento in uno scanner e per il dispositivo per elaborare un file digitale. La risoluzione può variare da un minimo di 150 DPI a 9600 DPI o più. Questo tipo di fax non è correlato al servizio e-mail-to-fax che utilizza ancora i modem fax almeno in un modo.

ClassEdit

I modem per computer sono spesso designati da una particolare classe di fax, che indica quanta elaborazione viene scaricata dalla CPU del computer al modem fax.

• I dispositivi fax di classe 1 (noti anche come classe 1.0) eseguono il trasferimento di dati fax, mentre i dispositivi di compressione dati T.4/T.6 e la gestione della sessione T.30 sono eseguiti da un software su un computer di controllo. Questo è descritto nella raccomandazione ITU-T T.31.
• Quella che è comunemente conosciuta come “Classe 2” è una classe non ufficiale di dispositivi fax che eseguono la gestione della sessione T.30, ma la compressione dei dati T.4/T.6 è eseguita da un software su un computer di controllo. Le implementazioni di questa “classe” sono basate su versioni draft dello standard che alla fine si sono evolute significativamente per diventare Classe 2.0. Tutte le implementazioni di “Classe 2” sono specifiche del produttore.
• La Classe 2.0 è la versione ufficiale ITU-T della Classe 2 ed è comunemente conosciuta come Classe 2.0 per differenziarla da molte implementazioni specifiche del produttore di ciò che è comunemente noto come “Classe 2”. Usa un set di comandi diverso ma standardizzato rispetto alle varie implementazioni specifiche del produttore di “Class 2”. La raccomandazione ITU-T pertinente è la T.32.
• La Classe 2.1 è un miglioramento della Classe 2.0 che implementa il fax su V.34 (33.6 kbit/s), che aumenta la velocità del fax rispetto alle classi “2” e 2.0, che sono limitate a 14.4 kbit/s. La raccomandazione ITU-T pertinente è la T.32 Amendment 1. Gli apparecchi fax di classe 2.1 sono chiamati “super G3”.

Velocità di trasmissione datiModifica

Diverse tecniche di modulazione della linea telefonica sono utilizzate dagli apparecchi fax. Sono negoziate durante l’handshake fax-modem, e i dispositivi fax useranno la più alta velocità di trasmissione dati che entrambi i dispositivi fax supportano, di solito un minimo di 14.4 kbit/s per il fax di gruppo 3.

Nota che i fax “Super Gruppo 3” usano la V.34bis che permette una velocità di trasmissione dei dati fino a 33,6 kbit/s.

CompressionEdit

Oltre a specificare la risoluzione (e la dimensione fisica consentita) dell’immagine da inviare via fax, la raccomandazione ITU-T T.4 specifica due metodi di compressione per diminuire la quantità di dati da trasmettere tra le macchine fax per trasferire l’immagine. I due metodi definiti nel T.4 sono:

• Modified Huffman (MH).
• Modified READ (MR) (Relative Element Address Designate), opzionale.

Un ulteriore metodo è specificato nel T.6

• Modified Modified READ (MMR).

In seguito, altre tecniche di compressione sono state aggiunte come opzioni alla raccomandazione ITU-T T.30, come la più efficiente JBIG (T.82, T.85) per il contenuto a due livelli, e JPEG (T.81), T.43, MRC (T.44), e T.45 per il contenuto in scala di grigi, a palette e a colori. Le macchine fax possono negoziare all’inizio della sessione T.30 per usare la migliore tecnica implementata da entrambe le parti.

HuffmanEdit modificato

Modified Huffman (MH), specificato nel T.4 come schema di codifica unidimensionale, è uno schema di codifica run-length basato su codebook ottimizzato per comprimere efficientemente gli spazi bianchi. Dato che la maggior parte dei fax è costituita da spazi bianchi, questo minimizza il tempo di trasmissione della maggior parte dei fax. Ogni riga scansionata è compressa indipendentemente dalla precedente e dalla successiva.

Modified READEdit

Modified READ, specificato come schema di codifica bidimensionale opzionale in T.4, codifica la prima riga scansionata usando MH. La linea successiva è confrontata con la prima, le differenze sono determinate, e poi le differenze sono codificate e trasmesse. Questo è efficace, poiché la maggior parte delle linee differisce poco dal loro predecessore. Questo non viene continuato fino alla fine della trasmissione del fax, ma solo per un numero limitato di linee fino a quando il processo viene resettato, e viene prodotta una nuova “prima linea” codificata con MH. Questo numero limitato di linee è per evitare che gli errori si propaghino per tutto il fax, dato che lo standard non prevede la correzione degli errori. Questa è una funzione opzionale, e alcune macchine fax non usano MR per minimizzare la quantità di calcoli richiesti dalla macchina. Il numero limitato di linee è 2 per i fax a risoluzione “Standard”, e 4 per i fax a risoluzione “Fine”.

Modificato LEGGERE

La raccomandazione ITU-T T.6 aggiunge un ulteriore tipo di compressione Modified Modified READ (MMR), che semplicemente permette di codificare un numero maggiore di linee con MR rispetto al T.4. Questo perché la T.6 presuppone che la trasmissione sia su un circuito con un basso numero di errori di linea, come l’ISDN digitale. In questo caso, il numero di linee per le quali le differenze sono codificate non è limitato.

JBIGEdit

Nel 1999, la raccomandazione ITU-T T.30 ha aggiunto JBIG (ITU-T T.82) come un altro algoritmo di compressione bi-level senza perdita, o più precisamente un sottoinsieme “profilo fax” di JBIG (ITU-T T.85). Le pagine compresse con JBIG risultano in una trasmissione dal 20% al 50% più veloce delle pagine compresse con MMR, e fino a 30 volte più veloce se la pagina include immagini a mezzitoni.

JBIG esegue una compressione adattiva, cioè, sia il codificatore che il decodificatore raccolgono informazioni statistiche sull’immagine trasmessa dai pixel trasmessi finora, al fine di prevedere la probabilità che ogni prossimo pixel sia bianco o nero. Per ogni nuovo pixel, JBIG guarda dieci pixel vicini, precedentemente trasmessi. Conta quante volte in passato il pixel successivo è stato bianco o nero nello stesso quartiere, e stima da ciò la distribuzione di probabilità del prossimo pixel. Questo viene inserito in un codificatore aritmetico, che aggiunge solo una piccola frazione di bit alla sequenza di uscita se il pixel più probabile viene poi incontrato.

Il “profilo fax” ITU-T T.85 limita alcune caratteristiche opzionali dello standard JBIG completo, in modo che i codec non debbano tenere in memoria dati su più delle ultime tre righe di pixel di un’immagine in qualsiasi momento. Questo permette lo streaming di immagini “infinite”, dove l’altezza dell’immagine può non essere conosciuta fino a quando l’ultima riga viene trasmessa.

ITU-T T.30 permette alle macchine fax di negoziare una delle due opzioni del T.85 “

• In “modo base”, il codificatore JBIG deve dividere l’immagine in strisce orizzontali di 128 linee (parametro L0 = 128) e riavviare il codificatore aritmetico per ogni striscia.
• In “modalità opzione”, non c’è questo vincolo.

Matsushita Whiteline SkipEdit

Uno schema di compressione proprietario impiegato sulle macchine fax Panasonic è Matsushita Whiteline Skip (MWS). Può essere sovrapposto agli altri schemi di compressione, ma è operativo solo quando due macchine Panasonic comunicano tra loro. Questo sistema rileva le aree di scansione vuote tra le linee di testo, e poi comprime diverse linee di scansione vuote nello spazio dati di un singolo carattere. (JBIG implementa una tecnica simile chiamata “predizione tipica”, se il flag di intestazione TPBON è impostato su 1.)

Caratteristiche tipicheModifica

Le macchine fax del gruppo 3 trasferiscono una o poche pagine stampate o scritte a mano al minuto in bianco e nero (bitonale) a una risoluzione di 204×98 (normale) o 204×196 (fine) punti per pollice quadrato. La velocità di trasferimento è di 14,4 kbit/s o superiore per i modem e alcune macchine fax, ma le macchine fax supportano velocità a partire da 2400 bit/s e tipicamente operano a 9600 bit/s. I formati delle immagini trasferite sono chiamati ITU-T (ex CCITT) fax gruppo 3 o 4. I fax del gruppo 3 hanno il suffisso .g3 e il tipo MIME image/g3fax.

La modalità fax più semplice trasferisce solo in bianco e nero. La pagina originale viene scansionata con una risoluzione di 1728 pixel/linea e 1145 linee/pagina (per A4). I dati grezzi risultanti sono compressi usando un codice Huffman modificato ottimizzato per il testo scritto, raggiungendo fattori di compressione medi di circa 20. Tipicamente una pagina richiede 10 s per la trasmissione, invece di circa 3 minuti per gli stessi dati grezzi non compressi di 1728×1145 bit ad una velocità di 9600 bit/s. Il metodo di compressione usa un codebook di Huffman per le lunghezze dei tratti in bianco e nero in una singola linea scansionata, e può anche usare il fatto che due linee di scansione adiacenti sono di solito abbastanza simili, risparmiando banda codificando solo le differenze.

Le classi fax denotano il modo in cui i programmi fax interagiscono con l’hardware fax. Le classi disponibili includono Classe 1, Classe 2, Classe 2.0 e 2.1, e Intel CAS. Molti modem supportano almeno la classe 1 e spesso la classe 2 o la classe 2.0. Quale sia preferibile usare dipende da fattori come l’hardware, il software, il firmware del modem e l’uso previsto.

Processo di stampaModifica

Le macchine fax dagli anni ’70 agli anni ’90 usavano spesso stampanti termiche dirette con rotoli di carta termica come tecnologia di stampa, ma dalla metà degli anni ’90 c’è stata una transizione verso fax a carta semplice: stampanti a trasferimento termico, stampanti a getto d’inchiostro e stampanti laser.

Uno dei vantaggi della stampa a getto d’inchiostro è che le stampanti a getto d’inchiostro possono permettersi di stampare a colori; quindi, molte delle macchine fax a getto d’inchiostro affermano di avere capacità di fax a colori. C’è uno standard chiamato ITU-T30e (formalmente ITU-T Recommendation T.30 Annex E) per l’invio di fax a colori; tuttavia, non è ampiamente supportato, quindi molte delle macchine fax a colori possono solo inviare fax a colori a macchine dello stesso produttore.

Velocità della corsaModifica

La velocità della corsa nei sistemi fax è la velocità con cui una linea fissa perpendicolare alla direzione di scansione è attraversata in una direzione da un punto di scansione o registrazione. La velocità di corsa è solitamente espressa come numero di corse al minuto. Quando il sistema fax scansiona in entrambe le direzioni, la velocità della corsa è il doppio di questo numero. Nella maggior parte dei sistemi meccanici convenzionali del 20° secolo, la velocità della corsa è equivalente alla velocità del tamburo.

Carta faxModifica

Rotolo di carta per fax termico diretto

Come precauzione, la carta termica per fax non è tipicamente accettata negli archivi o come prova documentale in alcuni tribunali, a meno che non venga fotocopiata. Questo perché il rivestimento che forma l’immagine è sradicabile e fragile, e tende a staccarsi dal supporto dopo un lungo periodo di conservazione.