Лабораторная работа №1

Прием и отправка факсимильных сообщений

Цель работы: Познакомиться с принципами факсимильной связи, аппаратурой и правилами приема и отправки факсимильных сообщений.

1. Пояснения к работе

   1. Основные принципы факсимильной связи

Фототелеграфная связь (фототелеграф) – передача на расстояние плоских неподвижных изображений (графических иллюстративных и буквенно-цифровых) с воспроизведением их в пункте приема, осуществляемая сигналами, распространяющимися по проводам, или радиосигналами. Факсимильная связь характеризуется большим разнообразием передаваемой документальной информации и более высокой помехоустойчивостью.

Основная особенность метода состоит в том, что он обеспечивает наиболее полное соответствие передаваемого изображения оригиналу Факсимильный аппарат – комплекс механических, оптических и электронных устройств, предназначенный для передачи и приема изображений неподвижных плоских объектов (оригиналов) по электрическим каналам связи. Факсимильные аппараты подразделяется: передающие и приёмо-передающие. Передающий факсимильный аппарат содержит:

• Анализирующую систему. Она служит для преобразования изображения оригинала в видеосигнал;

• Электронный узел, предназначенного для преобразования видеосигнала в форму, удобную для передачи по каналу связи.

Анализирующая система включает:

• Светооптическое устройство, формирующее узкий световой пучок, который образует на поверхности оригинала “точечное” световое пятно;

• Развертывающее устройство, которое направляет световой пучок поочередно (в заданной последовательности) на все элементарные площадки, в результате чего от поверхности отражается световой поток, модулируемый по интенсивности с отражающей способностью площадок;

• Фотоэлектрический преобразователь, преобразующий отражённый световой поток в пропорциональный ему электрический ток (видеосигнал).

Модуляция колебаний может быть:

• Позитивная амплитудная модуляция (при которой максимальный уровень колебаний с несущей частотой соответствует чёрному полю передаваемого изображения);

• Негативная амплитудная модуляция (максимальный уровень колебаний соответствует белому полю изображения);

• Позитивная частотная модуляция (более высокая частота соответствует белому полю);

• Негативная частотная модуляция (более высокая частота соответствует чёрному полю).

Приёмный факсимильный аппарат содержит:

• Электронный узел выделения видеосигнала, предназначенный для демодуляции принимаемых модулированных колебаний;

• Синтезирующую систему, формирующую копию передаваемого изображения;

• Синтезирующая система состоит из развертывающего и записывающего устройства.

Развертывающие устройства приёмного и передающего факсимильного аппарата часто аналогичны. Конструктивно они подразделяются на механические и электронные. Наибольшее распространение получили факсимильные аппараты с механической разверткой барабанного, плоскостного и дугового типа.

Принцип работы современного факсимильного аппарата.

В передающей части факсимильного аппарата световой луч просматривает (сканирует) неподвижное изображение и образует на светочувствительном приемнике его электрическую копию. Каждой точке (ячейке) изображения оригинала соответствует электрический сигнал. В процессе считывания он превращается в последовательность «0» и «1» – цифровую кодовую комбинацию. Цифровые комбинации преобразуются далее в аналоговые сигналы – в последовательность импульсов, которые и поступают в канал связи. На приемной стороне процесс происходит в обратном порядке. Аналоговые сигналы де модулируются и преобразуются в оцифрованное изображение, которое распечатывается на бумаге.

Современный факсимильный аппарат является по существу специализированным компьютером для передачи изображений по – обычным телефонным каналам. «Сердцем» аппарата является микроконтроллер, который управляет работой периферийных устройств, – считывателя изображения, устройства термопечати, пульта управления и модема. Каждый элемент аппарата построен на основе наиболее надежной и дешевой электронной технологии, реализующей данную функцию. Устройство позволяет передавать на тысячи километров изображение формата обычного листа бумаги А4 (210Х297 мм) с разрешением 1728Х1160 точек. В современных факсимильных аппаратах используют протоколы третьей и четвертой групп МККТТ (G3 и G4). Они позволяют передавать по телефонным каналам оцифрованные изображения. Время передачи изображения формата А4 составляет менее одной минуты при использовании скорости передачи по телефонной линии 9600 Вод.

Наименьшую скорость передачи характеризует наиболее простой протокол V21 с частотной модуляцией (FSK). Большие скорости передачи достигаются при применения более сложных протоколов V.27 и V.29, использующих фазовую модуляцию (PSK) и ее модификацию – квадратурную амплитудную модуляцию (QAM).

Важным элементом протоколов является кодирование (сжатие данных) оцифрованных факсимильных изображений.

В общем случае полное кодовое описание строки изображения состоит из трех частей: «данные», «заполнение», «конец строки».

«Данные» – это последовательность кодовых комбинаций «черных» и «белых» серий одной строки изображения, расположенная в последовательности развертки строки. Код «конец строки» сопровождает комбинацию каждой строки, а также предшествует первой строке развертки. Последовательность «заполнение» (последовательность «0…0») передается между последовательностями «данные» и «конец строки» для того, чтобы время передачи строки было не менее установленного стандартом процедуры передачи.

Окончание передачи страницы документа обозначается серией из шести последовательностей «конец строки». Использование кодирования Хаффмена позволяет сократить объем передаваемой информации от 3 до 5 раз, что значительно повышает эффективность систем факсимильной передачи.

При приеме изображения модем демодулирует электрические сигналы, поступающие по телефонному каналу. Микроконтроллер восстанавливает из сжатого цифрового кода оригинальный код оцифрованного изображения, а затем принятая факсимильная копия оригинального изображения распечатывается на бумаге. В факсимильном аппарате используются, как правило, недорогие и простые устройства термопечати, обеспечивающие достаточно высокое разрешение. Однако могут использоваться методы струйной и лазерной печати.

Для выбора режимов управления факсимильным аппаратом и ввода команд служит специальная клавиатура, похожая на клавиатуру телефонного аппарата с кнопочным управлением. Пользуясь ею, можно ввести в память аппарата телефонные номера корреспондентов, извлекать из памяти номера для соединения по телефону, производить набор телефонного номера, переключить аппарат на режим обычного телефонного разговора. Всем этим управляет микроконтроллер аппарата.