传真的发展
传真的市场
传真的压缩
 
   
 
传真的发展
 
总体概述
  　　传真技术的起源可追溯到 1843 年：第一台成熟的传真设备在那一年获得了专利。 1865 年法国开始提供商务传真业务，而通过 20 世纪 30 年代和 40 年代发展的传真，已比较完善，就象我们现在看到的一样。

　　随着传真日益广泛的应用，很明显，必须规定一些标准，使不同的传真机间能进行通信。 1966 年第一类传真机标准的建立，使传真机广泛应用成为可能。那时传送一面 A4 图文约需 6 分钟，并且分辨率很低。至 1978 年， CCITT 提出了二类机建议，它被所有的传真机制造商采用。而我们所熟悉的传真机是根据 1980 年的三类机数字标准发展起来的。三类机传送速度更快（ 1 页 A4 图文只需 30 秒），并且能够提供更高的分辨率。在 1985 年， Gammalink 首创并开发了基于计算机的传真技术（ CBF ）。

　　最初， CBF 只被当作用 PC 机来模拟传真机的方法。而现在 CBF 控制平台，使 PC 用户不仅能收发传真，而且可以把文件逼真的打印出来。 CBF 一个主要优点在于其接收端的复制能力，并且，通过 PC 机接收的图文质量总要比一般的传真机要好得多，因此，通过普通传真机传送的图文量极剧下降。 CBF 另一优点是，它可以在电话线空闲的时间内发送大量的传真。

　　尽管传真的前景还很广阔，但仍存在一个问题：任何一个传真设备被允许连到另一个国家公用电话网前，必须先获得那个国家的电话电报管理部门的认可， GammaLink 的 CBF ，目前已通过 30 个国家的权威部门的鉴定，这是任何其它 CBF 设备或产品所无法比拟的。

　　一个成功的传真，受各方面的影响，最重要的是压缩技术。传真中不同的压缩编码方案可以去除扫描材料中的冗余部分，再在接收端将其直接恢复出来，从而减少传输时间和错误。

　　未来的传真技术将朝着更高的传输速率和性能（如彩色）方向发展，因类机标准把这些特性列入了将来的传真设备中。然而，目前的三类机已实现了四类机的部分功能，并且它和全世界 2500 万台设备相兼容，而四类机却做不到这一点。

　　工业观察家认为：传真和 X.400 最终将结合在一起。三类机的信息被分组，然后作为 E-mail 消息的一部分，通过 X.400 来发送。随着需求量的增加和传真的数字化发展，多媒体传真将提供更高分辨率的彩色、动画传真。它和 E-mail 结合在一起，可以提供数字加密。传真机不再仅仅是一个摆设，或商务工具。特别是通过过去三年的发展，传真机已成为象自来水和电话一样普及的工具。
发展初期
  　　最早的传真概念几乎和电报同时产生。那时，传真通过电报技术来实现，用一条直流线，除了低速中继外，设有放大器。电报和传真发送信息的方式是相同的：由湿电池组提供金属模式的空分交换和中断电流。它们都被接收下来，反映在纸上。

　　1843 年，苏格兰发明家亚历山大 . 巴因获得第一台传真机的专利权，他的 " 自记式电报 " 通过一根电话线工作。虽然他的装置只能有限地发出黑白图像而不能产生灰度等级，但这在两个世纪前并不重要。在巴因的发明后，他的一些思想得到了相当广泛的应用。 1865 年，凯利理制成第一台实用传真机并用于巴黎和里昂之间的通信，后来还发展到其它城市。

　　到 19 世纪 30 年代，利用光电器件和滚筒的传真系统已广泛应用于新闻业和司法部门，它通过电话线来收发图文材料。

　　第一代电子（非纯电磁）传真机利用光电管来测量文本每个点的亮度，这就是允许传送灰度信息。但有一个问题：系统中亮度变化频率会低于电话线频带范围，此时公用电话网就不能用了，而需要提供直流电路。采用幅度调制，就可以解决此低频问题：亮度变化信号不再被直接发送，而用于调制 AM 的载波。这尽管在理论上很简单，但在实际上它很容易受线路噪声的影响。传输中由于电路增益的变化，图像将发生畸变，因此仍需租用专线。其它的调制方式也可被采用：频率调制 FM ，相位调制 PM 和残边带调制 VSB （ AM 的一种，它可以压缩所需带宽）。

　　二战后，曾掀起一股热潮，即用传真技术直接把报纸传到用户家中，但由于技术问题和电视的到来，使这一思想不得不被放弃。

　　在过去十年中，用扫描器和热敏打印头代替了滚筒，传真技术更适用于外出的旅行家、军队和司法部门。商人是第一受益者，私人用户正不断增加。但在此之前，机器用语的混乱状态必须得到控制，否则，相互间就无法通信。 三、标准的设定

　　直到 1966 年 10 月，电子工业协会（ EIA ）才公布了第一个传真标准， EIA 标准 RS － 328 。此一类机标准的出现，才使传真有可能在商业中得到广泛的应用。尽管它在北美以外的传真机间提供了兼容性，但在北美地区，相互间仍不能通信。其发送时间大同小异，一般发送一张 A4 图文，需要 4 到 6 分钟，且分辨率极低。

　　而后，美国制造商在分辨率和速度方面下了大功夫，声称已达到 " 三分钟传真 " 。然而，一些主要厂家仍用不同的调制方式，从而又无标准可言。直到 1978 年， TSS 组织提出二类机建议，它被所有公司一致采用，从而使传真能更广泛地应用于商业和政府部门，并使其价格不断下降。
传真普及期
  　　当三类机在 1980 年出现时，传真开始成为日常工具。数字传真打开了通往可靠通信的传输之门（利用普通电话线）。随着调制器价格的下降，三类机标准使三类机成为价格合理的桌面工具。

　　三类机的优点很多，首先想到的是它的灵活性。许多公司竞相提供功能更强，而又遵守标准的传真机。另外，分辨率的提高也是一方面，标准的分辨率是水平方向 203dpi ，垂直方向 98dpi ，这样即可满足大部分用户的要求。垂直方向可选 196dpi ，以提高小文本或复杂图文的分辨率。

　　三类机的速度更快，传送一幅 A4 图文只需 30 秒或更少。记忆性存储特性更可减少传真广播发送时间。新的传真机还提供了更简单的操作。可通过标准的模拟电话线进行传输，并且如果条件受限时，它可以改变传输速率，从标准的 9.6Kbps 一直往下降，以适应信道特性。
传真通信过程
 

　　传真发送前后进行的一些处理是一个很细致的、丝丝入扣的过程。依据 TTS 的 T3.0 定义，一次传真通信过程由 5 个确定阶段组成

　　 阶段 A ：呼叫建立；阶段 B ：报文前进程；阶段 C ：分 C1 和 C2 ， C1 为报文中过程， C2 为报文传送过程；阶段 D ：报文后过程；阶段 E ：呼叫释放。

　　1 、阶段 A ：呼叫建立。收发双方通过电话线相连，并确认双方均为传真机。此为收发双方 " 握手过程 " 的起始阶段。它通过主叫发送一 1100Hz 的单音（ CNG ）信号来完成。主叫发送被叫站号（ CED ）然后被叫发送一 2100Hz 单音信号作答，一但本过程结束，即进入下一阶段。

　　2 、阶段 B ：报文前过程。按高级数据链路标准（ HDLC ）规定的数据帧格式回答其机类标志和性能参数，通常是描述本机校准 TSS 特性的数字标志信号（ DIS ）或其它两种：非标准设备标志帧（ NSF ）和被叫用户标志帧（ CSI ）。当在此阶段发送一类机、二类机的可选信号，而接收端是一老式的一类机设备时，就不能识别数字信号。如果收发双方均为三类机，它们将从标志部分转到命令部分，此时主叫将对被叫的信息作应答。在发送此信息前，主叫将发送一关于调制器速度、图像宽度、图像编码和页长方面信息的数字命令信号（ DCS ），使被叫知道如何接收传真。同时主叫也将发送一带有其电话号码的用户信息帧（ TSI ）和一应答 NSF 帧的非标准设备命令（ NSS ），然后主叫激活调制器（调制器根据用户线特性和传真机性能来选定，一般是调制速度为 2.4Kbps 的 V.27 调制器和速度为 7.2Kbps 或 9.6Kbps 的 V.29 调制器）发送一系列已知的 " 训练序列 " ，使接收端根据后续的 " 训练检验帧 " （ TCF ），来调整自身以适应信道要求。如接端能成功接收 TCF ，它将用 V.21 的调制信号发一接收证实信号帧（ CFR ） , 否则发一训练失败帧（ RTT ），然后发一只要求较低速率的新 DCS 帧。

　　3 、阶段 C ：报文传输部分。包括同时发生的 C1 和 C2 两部分， C1 处理同步信号、线路检测和差错控制。 C2 为报文传输。由于接收端打印的写操作速度较慢，而其接收速度与主叫发送速度一样，因此数据传输速度由接收机处理能力决定。差错控制模式（ ECM ）把数据装成 HDLC 帧，使接收机有纠错功能（通过重发）。

　　4 、阶段 D ：报文后过程。收发双方均采用 V2.1 调制规程。如主叫站有多页报文需发送，则发一多页信号帧（ MPS ），而被叫站以报文证实帧（ MCF ）作答，重新开始 C 阶段。当最后一面发送结束时，主叫站要么发报文结束帧（ EOM ），表示发送结束；或发过程结束帧（ EOP ），表示准备终止呼叫。

　　5 、阶段 E ：呼叫结束。最后一方发一脱机帧 DCN 并挂机。
压缩技术
　　传真中逐步实用的压缩技术可减少图文信号中的冗余信息，而在接收端再将其恢复出来，这将大大减少误码和传送时间。

　　TSS 规定三类机采用修正的霍夫曼编码（ MH 编码）。在一扫描行中，某一黑色像素前可能有一长串白色像素，每一像素代表一比特消息。原始传真机需用 1728 比特来表示每一白行，而现在 MH 编码只需 9 比特码，压缩了 192 位。其结果是只需 92 种二进制编码，即可满足 1729 个白色游程的编码需要。最短的二进制编码分给那些最长、而又经常出现的游程，这样就可大大减少传输时间，然后再在接收端重现原始游程。
　　一标准三类传真图文共有 1973376 个像素（每行 1728 个像素，共 1143 行），假如未经压缩，以 9.6Kbps 速度发送时，需 3.5 分钟，这是不实用的，其花费太高。

当前三类机采用两种压缩技术：

1 、修正的霍夫曼编码（ NH 编码）

　　此方法利用了同行像素的同色性，结合游程长度及其统计分布规律。在处理过程中，主叫机寻找一黑像素到白像素的转化点，然后算出前一游程长度。为了保证收发图文颜色同步，每行总是从白色游程开始（如第一像素为黑色，则此长度可设为零）。在大多数文件中黑色游程总比白色游程短，因此两者的编码位数不同。如游程长度超过 63 个像素则分成两部分：前面是组合基干码，后为结尾码。其对 2623 个像素的游程编码已足够（比标准 A4 传真纸还宽）。修正 MH 编码一次只压缩一扫描行，各行独立不相关，因此是一种 " 一维编码方案 " 。

2 、改进的像素相对地址指定码（ MR 编码）

　　由于一页图文在垂直方向上也有很强的相关性，也就是说，无论是一封信还是一幅图，它都有连续性，从而可以作为一种参考。正因如此， MR 编码只考虑了前后扫描行间的不同步，即增量部分或变化率。其压缩效率比修正 MH 提高了 35% 。

　　MR 的执行看起来很复杂，实际上却很简单。假设有一幅画：一页白纸中间画了一个黑色的圆，对没有圆的部分的压缩，很简单，在压缩了第一行后，由于以后各行都没有变化，因此，根据 MR 算法，只需重复第一行。当 MR 扫描到圆时，黑色游程就开始出现，随着扫描下移，圆越来越大，但是由于采用前一行作为参考，因此不需要像 MH 那样记录所有的黑色像素，进行编码，而只需记录前后扫描行的变化。
因此， MH 和 MR 的区别在于后者利用了前一行的参考信息，在垂直方向上进行了压缩。由于 MR 在水平方向和垂直方向都进行了压缩，因此也叫 " 二维压缩技术 " 。

　　二维压缩编码在不发生误码的前提下，比其它编码发送时间减少 50% ，事实上发送时间依赖于每一扫描行的编码位数和调制器速度。
基于计算机的传真
　　在 1985 年， GammaLink 公司推出第一个 PC 传真软硬件产品，从而开创了 PC 传真技术。从那时起 GammaLink 公司在这项技术上一直处于领先地位，并且是 CBF 通信市场主要的供应商，它可以为任何大小的网络提供软、硬件。现在，已有越来越多的开发商把 GammaLink 传真卡用于各自的软、硬件产品中。
最初，传真卡被认为是 PC 机与传真机竞争的一种方式，其前景仅限于 ASCII 码文件的传输。尽管传真可传送可视图文，但在 CBF 之前其复制质量极差。

　　GammaLink 的 CBF 卡使用户除了能发送传真外，还能接收传真，并将其存储到硬盘上。 CBF 的一个主要优点在于其接收端复印的高质量： PC 产生的图文质量总要比一般的传真机好，并且在打印和删除传真之前可在计算机屏幕上进行预览。

　　CBF 另一个主要优点是它能广播大批量的传真。现在，客户和供应商间经常有大量的传真需要传送，如果拥有象 GammaLink 这样的传真系统，这事变得很简单：只需列出所有发送对象的电话号码以及发送时间即可，并且可以指定传真机在电话线最空闲时发送。另外它还有一些其它优点，如使用户能清楚地知道费用情况和不同用途 CBF 的定制，并将其作一种新颖的销售工具，使远方的用户一天 24 小时都可获得所需信息。
CBF 的市场
　　CBF 是计算机技术的一部分，很容易改进和进行软件升级，是当前传真机主流。虽然据估计，目前所有局域网传真业务乃至所有 PC 传真产品的销售量仅为 50 万台，预计今年底所有的销售量可达 100 万台，尽管这已不是一个小数目，其市场占有率仍将飞速上涨。
 
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