Принято считать, что факс изобрел шотландец Александр Бейн. В 1843 году он получил британский патент № 9745, и в любой истории факса начинают с этой даты, мол, офигеть! Факс появился раньше телефона! И поспорить трудно, да, на 33 года раньше телефона.

Но если открыть описание патента, то мы узнаем, что Бейн изобрел нечто, лишь очень отдаленно напоминающее факс. Что, впрочем, не мешает ему быть родоначальником целого направления в связи.

В этой статье предлагаю вспомнить историю передачи изображений по телефонным проводам и, если вы застали, слегка поностальгировать по фразе: «Факс примите! Стартуем?».

Начало

Так что же там изобрел Бейн? Начнем с главного – он был часовых дел мастер. Это важно, так как он явно изобретал что-то с часами связанное. Все верно. 

Идея у него довольно простая. На передающей стороне качается маятник с иглой. Игла во время прохода слева направо ползет по строчке специально подготовленного изображения. Если грубо, то можете представить, что она считывает металлические буквы. Там, где металл есть она посылает в линию сигнал, так, где его нет сигнала нет. 

На приемной стороне есть такой же маятник, который ходит уже по специальной бумаге, пропитанной химическим раствором. Когда на игле есть ток, раствор чернеет. Нет – остается светлым. После прохода отправляемое изображение и бумага на приеме смещаются на строку и процесс повторяется.

Собственно, это вся идея. Дальше дьявол в деталях:

• Чаще всего вспоминают синхронизацию. Каким-то образом в XIX веке нужно было обеспечить синхронно качающиеся маятники с обеих сторон. Это и для XX века задача непростая, а тут совсем тяжко. В патенте это описано примерно так. На обоих концах линии стояли одинаковые маятники с механическими защёлками. Когда маятник доходил до определённой точки своего хода, он упирался в защёлку. Если второй маятник на другом конце линии ещё не дошёл до соответствующей точки, первый останавливался и ждал. Когда второй тоже доходил до своей защёлки, электрическая цепь замыкалась, электромагниты одновременно освобождали обе защёлки — и маятники начинали следующий ход вместе. Допустим, решили. На самом деле нет и у такой конструкции куча слабых мест.

• Лично меня больше интересует другое. Где взять изображение, состоящее из металлических элементов на передачу? ОК, если это буквы, то можно собирать из них форму как в типографии, используя литеры. А если изображение? Рисовать металлом? Да, именно так и предполагалось. 

• Отсюда третья деталь, которая и погубила идею, точнее отложила ее. Конструкция рабочая и ее недостатки решаемы. Вопрос лишь в том, что буквы удобнее и быстрее передать кодом Морзе, а пересылка изображения в металле – это какая-то чересчур узкая задача, под которую не будут поднимать целую технологию.

Англичанин Фредерик Бейкуэлл в 1848 году запатентовал вариант с вращающимися цилиндрами и часовым механизмом, показывал его на Всемирной выставке 1851 года в Лондоне. И уперся в то же самое. Цилиндры на двух концах линии надо синхронизировать и это проблема. 

Однако, был у Бейкуэлла и свой мини-прорыв. Он оборачивал передающий цилиндр металлической фольгой и рисовал по ней изолирующими чернилами. Щуп касался голого металла — ток шёл; попадал на чернила — цепь разрывалась. То есть он смог решить проблему быстрого изготовления рисунка прямо на месте. Существующий рисунок так не передать, а вот набросок, который изготовлен перед отправкой – можно. И это важно, через пару абзацев поймете почему. 

Первым, у кого заработало по-настоящему, стал итальянский аббат Джованни Казелли. Его пантелеграф выглядел внушительно. Рама высотой около 2 метров, в ней маятник весом 8 кг, а за ходом маятника следят отдельные часы. На самом деле, это скорее огромные часы, которые заодно умеют рисовать. Зато он-таки добился приемлемого качества синхронизации.

В 1865 году пантелеграф начал работать на линии Париж-Лион как обычная коммерческая служба. Аппараты Казелли добрались и до России, в 1866-1868 годах они стояли на линии Петербург-Москва.

Теперь вопрос из третьей дьявольской детали. Что люди слали по этой диковине? Пейзажи? Портреты любимых?

Конечно, нет. В основном слали подписи и рукописные распоряжения под банковскими и биржевыми документами. Сам аппарат мог передать любой рисунок, но платить за депешу приходилось по площади, за каждый квадратный сантиметр. Тариф был такой, что окупался только росчерк пера. 

Текст гораздо дешевле уходил обычным телеграфом. Но вот показать, что бумагу написал и подписал конкретный отправитель, телеграф не мог. А пантелеграф мог, ибо ему было все равно, что рисовать, буквы или росчерк.

Тут снова вспомним идею Бейкуэлла – подпись можно поставить прямо перед отправкой и по нужным технологиям. Так что да, в этом разрезе штука полезная.

Служба, впрочем, долго не прожила. К концу 1860-х она угасала, а франко-прусская война 1870-1871 годов ее добила окончательно. Телеграф Морзе был дешевле, и подписей на всех не хватило.

Фотография на ощупь

Подпись, рисунок пером, чертеж. Все это штрих, у которого два состояния, есть линия или нет линии. А газетам хотелось фотографий. С полутонами, с лицами.

Для этого иглу нужно было заменить на что-то, что воспринимает и может передать яркость. Немецкий физик Артур Корн предложил использовать для этого нечто, вроде фотодатчика.

Брали негатив уже настоящей фотографии и печатали ее позитив на прозрачной фотоплёнке. Потом оборачивали ею стеклянный цилиндр. Цилиндр вращался и одновременно очень медленно двигался вдоль своей оси. 

На всю это конструкцию светили узким лучом. Проходя через фото свет попадал на призму, которая направляла этот свет на селеновую ячейку. А та превращала яркость света в изменение электрического сопротивления. 

Получалось, что фото, грубо говоря, разматывали по спирали, передавали эту спираль как непрерывный, но изменяющийся по яркости сигнал и наматывали на приемной стороне. 

На другом конце линии стоял синхронно вращающийся цилиндр с фотоматериалом. Электрический сигнал управлял количеством света, попадающего на фотоплёнку или фотобумагу. Сильный сигнал давал одну степень засветки, слабый — другую. После проявления постепенно возникала копия исходной фотографии.

В 1904 году такое устройство прогнало снимок по маршруту Мюнхен-Нюрнберг-Мюнхен. Передача заняла 42 минуты, в некоторых описаниях 44. Небыстро, но это была настоящая фотография, переданная электричеством.

Через три года стало бодрее. В ноябре 1907 года аппараты Корна стояли уже в трех редакциях, в берлинской Lokal-Anzeiger, парижской L'Illustration и лондонской Daily Mirror. Портрет шел минут 12. Тогда же из Парижа в Лондон ушла фотография короля Эдуарда VII, за 11-12 минут.

Только к тому моменту передача пошла уже по телефонной линии.

Телефон связал столицы, и его провода оказались удобнее телеграфных. Правда, у телефонной линии свои особенности. На длинном пути сигнала уже тогда стояли трансформаторы, а чуть позже к ним добавятся и ламповые усилители. Все это рассчитано именно на голос, и с картинкой оно обращается довольно бесцеремонно. Об этом чуть ниже.

Но самая удивительная машина той эпохи принадлежала французу Эдуару Белену. Представьте себе фототелеграф без фотоэлемента. Вообще без ничего, что видит свет. Как он читает снимок?

На ощупь.

Белен переносил фотографию на слой бихромированного желатина. У этого материала есть полезное свойство, после засветки и обработки он дает рельеф. Темные места становятся выше, светлые ниже (или наоборот, смотря как проявить). Получался снимок, который можно потрогать. Дальше этот рельеф накручивался на цилиндр, по нему ехала игла, а игла была связана с микрофоном.

Игла подпрыгивала на щеках и проваливалась в глазницы, в буквальном смысле снимая с фото звук, примерно как в пластинках патефона. Только тут был еще микрофон, который выдавал в линию ток. А телефонная сеть передавала его как обычный разговор. Разговор, конечно, очень странный. Но телефонной сети все равно, какую ерунду по ней несут, лишь бы в полосу влезало.

В 1913 году Белен сделал переносной вариант, который можно было привезти на место события и гнать снимки оттуда по телефону. За аппаратами Белена закрепилось название «белинограф». В мае 1914 года парижская Le Journal напечатала первый репортажный снимок, переданный таким способом. Передача заняла 4 минуты.

Фотоэлемент в аппаратах Белена появился только во второй половине 1920-х. А сами «белино» французские репортеры таскали с собой еще очень долго. По данным Национальной библиотеки Франции, чемоданные передатчики дожили аж до 1980-х.

Два камертона не договорятся

В мае 1924 года за дело взялись люди, у которых телефонных линий было хоть отбавляй. Компания AT&T показала публике передачу фотографий из Кливленда в Нью-Йорк.

Повод выбрали с умом. В то лето в США шли партийные съезды, газеты хотели снимков немедленно, и система перегнала между Кливлендом, Нью-Йорком и Чикаго несколько сотен фотографий. А 4 марта 1925 года снимки инаугурации президента Кулиджа ушли из Вашингтона сразу в три города, в Нью-Йорк, Чикаго и Сан-Франциско. Одновременно.

В апреле 1925 года инженеры компании подробно описали систему в фирменном техническом журнале. На передающей стороне прозрачная пленка 5 на 7 дюймов надета на барабан. Барабан крутится и понемногу сдвигается вдоль оси, узкий луч света проходит сквозь пленку на фотоэлемент. Развертка 100 линий на дюйм, на весь снимок уходит около 7 минут. Для газетных клише брали погрубее, 60-65 линий, газетной бумаге больше и не надо.

Дальше тонкий момент. Ток с фотоэлемента нельзя просто отправить в линию.

Скрытый текст

Почему нельзя. Дело в том, что междугородная телефонная сеть к тому времени уже не была просто куском меди от двери до двери. На пути стояли трансформаторы, усилители, а потом появилась и аппаратура уплотнения, которая упаковывает много разговоров в один кабель. Все это рассчитано именно на голос, и ни на что другое. Отсюда знаменитый канал тональной частоты, которым связисты пользуются и поныне. Эффективная полоса у него 300-3400 Гц, а сами каналы идут с шагом 4 кГц. И другого канала у них для вас нет.

Медленные изменения яркости снимка, это почти постоянный ток, то есть частоты около нуля. В такой канал они не пролезут. Нужно посадить картинку на несущую частоту, которая лежит внутри полосы голоса. Собственно, это и есть модем, только слова такого еще не было.

В AT&T взяли несущую около 1300 Гц. Яркость снимка управляла ее амплитудой. Если бы вы сняли трубку и послушали такую линию, то услышали бы ровный свист, громкость которого дрожит в такт изображению.

Барабаны на обоих концах крутили фонические колеса, то есть маленькие синхронные моторы. И снова вопрос как заставить их крутиться синхронно. Ответ инженеров AT&T: камертоны. Напомню, что визуально это большая вилка, а по назначению небольшой прибор, который издает чистый и точный эталонный звук.

Камертон обладает очень стабильной собственной частотой. Например, если он рассчитан на определённое число колебаний в секунду, его возбуждали электромагнитом и поддерживали колебания электронной схемой. Возле зубцов стояли электромагнитные датчики, превращавшие каждое колебание в электрические импульсы. Получался чрезвычайно стабильный электрический «тик-так».

Шикарное решение, верно? Источники пишут, что нет. При двух независимых камертонах изображение получится перекошенным. Даже хорошие камертоны не давали нужной стабильности. Потому в AT&T сделали иначе. Вместе с несущей 1300 Гц по той же линии шла вторая несущая, около 400 Гц, а на ней синхроимпульсы от камертона передатчика. Именно они вели фоническое колесо приемного барабана. То есть собственного мнения о времени приемник не имел, он слушал часы передатчика. Отдельную линию под синхронизацию сочли неэкономичной (и я их понимаю, занимать вторую междугороднюю пару ради одного свиста и правда жалко).

Маятник Бейна, регулирующие часы Казелли, теперь 400 Гц в соседней полосе. И вуаля, у нас наконец-то есть настоящий, пусть пока и аналоговый, но факс! Напомню, на дворе 1925 год.

Каштан за 2,8 миллиона

С точки зрения техники AT&T все сделали как надо. А вот с бизнесом не пошло.

Компания открыла целую службу по передаче фото по проводам. Увы, уже к 1933 году ее закрыли. На дворе была Великая Депрессия и финмодель ее не выдержала. 2.8 миллиона долларов инвестиций почти вылетели в трубу

Знамя подхватило агентство Associated Press. 1 января 1935 года оно запустило сеть Wirephoto. Аппаратуру для нее делали все те же инженеры AT&T, но уже новую, с учетом 8 лет мучений со старой службой. 10 000 миль арендованных линий, бюджет около миллиона долларов в год. Первым снимком, ушедшим по сети, стала аэрофотосъемка места авиакатастрофы в Адирондакских горах. Новость, которую обязательно нужно снабдить эффектным кадром.

На старте сетью пользовались 35-50 газет, тогдашние публикации считали по-разному. На один снимок уходило до 17 минут.

Но самое интересное происходило внутри самого агентства. AP устроено как кооператив газет, и часть пайщиков встала на дыбы. Громче всех возражали люди Уильяма Херста и Рой Говард из сети Scripps-Howard. Дорого, расточительно, никому не нужно. И вообще, говорили они, AP таскает для телефонной компании из огня каштан за 2,8 миллиона.

Благородная забота о кассе кооператива? Ну почти. У Херста была своя фотослужба International News Photos. Со Scripps-Howard было связано агентство Acme. Обе прекрасно жили и без чужой сети. Сеть, по которой фотография попадает в редакцию за четверть часа, им была нужна примерно как извозчику метро.

Не помогло. Wirephoto заработала и на десятилетия стала одной из главных фотосетей американской прессы. А телефонная компания, потерявшая на этой затее 2,8 миллиона, в итоге все равно оказалась при деле, аппаратура-то ее. Тоже, в общем, неплохо.

Кстати, по радио картинки тоже научились гонять почти сразу. В последних числах ноября 1924 года RCA системой Ричарда Рейнджера передала первые фотографии между Лондоном и Нью-Йорком. Среди них был портрет все того же Кулиджа. Президенту в тот год вообще везло на фототелеграф.

Буквы как картинки

Небольшое отступление.

В апреле 1929 года немецкий инженер Рудольф Хелль подал заявку на патент с довольно обыденным названием: «устройство для электрической передачи письменных знаков». Сегодня его знают как Hellschreiber, аппарат Хелля.

Идея такая. Обычный телеграф , который уже с клавишами, а не ключом, передает код буквы. Нажали «А», в линию ушла комбинация импульсов, на том конце аппарат эту комбинацию опознал и напечатал «А». Но если помеха испортила хотя бы один импульс, аппарат опознает другую комбинацию и уверенно напечатает «Щ». Он же не знает, что вы имели в виду. Мол, что пришло, то и печатаю.

Хелль предложил букву не кодировать, а рисовать. Каждый знак разбит на маленькую сетку точек, и в линию уходят просто точки, черная, белая, черная. На приемной стороне крутится спираль и шлепает эти точки на бумажную ленту. Аппарат понятия не имеет, какую букву он печатает. Он вообще не знает, что такое буква.

И вот что получается. Помеха на линии дает лишнюю точку или съедает нужную. Буква выходит рябая, с бородавкой, но это та же самая буква. Распознает ее не машина, а глаз человека, а он с этой задачей справляется лучше любого декодера 1929 года.

Проблему синхронизации Хелль тоже решил очень изящно, точнее, он решил ее не решать. Каждая строка текста печатается дважды, одна под другой. Если приемник крутится чуть быстрее или медленнее передатчика, строка ползет по ленте вверх или вниз наискосок, но хотя бы одна из двух копий всегда читается целиком.

Аппараты Хелля полюбили информационные агентства. На них работали и германское DNB, и британский Reuters. Оно и понятно, если у вас новость идет по коротким волнам через пол-Европы, то рябой текст гораздо лучше гладкой абракадабры из букв.

Шестьдесят телефонов на одну «Правду»

Теперь про нас. В историях факса, которые пишут по англоязычным источникам, СССР почти не вспоминают, и очень зря.

Первая фототелеграфная линия в стране открылась в 1929 году, между Москвой и Ленинградом. Работала она, правда, на германском аппарате «Телефункен», своих тогда еще не было. «Огонек» писал, что послать можно рисунок, рукопись или даже фотографию размером до 10 на 20 сантиметров. Простое отправление стоило 3 рубля, срочное 9, по тем временам очень недешево.

Но дело пошло. К концу 1940 года у Московского центрального телеграфа было уже 22 фототелеграфные линии. Технологии были плюс-минус те, что описаны выше.

Барабан, 60, 120 или 250 строк в минуту, около 5 линий на миллиметр, стандартный телефонный канал. Фототелеграмму с поздравлением или чертежом он передавал вполне сносно.

Но у большой страны была важнейшая задача, которой в том виде не было почти ни у кого. Газеты. Точнее всесоюзные газеты, которые крайне невыгодно везти во все концы страны. 

Для примера возьмем условную «Правду», которая печатается в Москве. До Новосибирска тираж самолетом доберется хорошо если к вечеру, а до многих городов только на следующий день. Вчерашняя «Правда», это уже не совсем «Правда». Решение напрашивалось само собой: печатать на месте, а полосы передавать по проводам целиком, как картинку.

В 1936-1937 годах шли опыты передачи полос «Правды» и «Известий» в Свердловск и Новосибирск. В ноябре 1941 года на аппаратах ФТ-37 и ФТ-38 наладили регулярную передачу центральных газет в Куйбышев, куда эвакуировали правительственные учреждения.

Всерьез дело пошло с 17 июня 1964 года, когда открылась линия Москва-Ленинград. Сначала на английской аппаратуре Muirhead, потом появилась своя. Первая отечественная система, «Газета-1», гнала одну полосу 50 минут. Следующая, «Газета-2», укладывалась в 2,5-3 минуты.

Это как они так ускорились? А вот как.

Газетная полоса огромная, а шрифт на ней мелкий. Чтобы текст после печати вообще читался, развертка нужна 13-16 линий на миллиметр, то есть втрое гуще обычного фототелеграфа. Точек получается чудовищное количество, десятки миллионов на одну полосу. В обычный канал 300-3400 Гц такую прорву запихнуть можно, но передаваться она будет часами. Физику не обманешь, узкая полоса всегда дает малую скорость.

Поэтому газетчикам с самого начала давали не телефонные каналы, а широкополосные. БСЭ называет два варианта, первичный, с полосой 48 кГц, и вторичный, 240 кГц, и три скорости развертки, 178, 1500 и 2250 строк в минуту. Канал пошире, развертка побыстрее, отсюда и разброс, от 50 минут на полосу до неполных трех.

48 кГц, это 12 телефонных разговоров. А «Газета-2» работала уже по вторичному тракту аппаратуры уплотнения, от 312 до 552 кГц. Это место, где в обычной жизни живут 60 разговоров.

60 разговоров не самая высокая плата за свежую прессу целого региона, во всяком случае в СССР это могли себе позволить. По данным БСЭ, в 1971 году в стране было 12 пунктов приема, а длина сети достигала 8000 км. В США, Японии и Швеции похожие системы работали на 600-800 км. В 1975 году по каналам связи передали 241 тысячу полос, и с них отпечатали 9 миллиардов экземпляров газет. Позже под газетные полосы выделили канал и в спутниковой системе «Москва».

Была и еще одна не самая известная факсимильная сеть. С 1955 года из Москвы по коротким волнам циркулярно передавали метеокарты, в 1958 году для их приема пошел в серию аппарат ФАК-П «Ладога». К погоде по радио мы еще вернемся в самом конце.

Трубку - в аппарат

Все, что было до сих пор, это техника для профессионалов. Редакции, телеграфы, метеослужбы, милиция. Арендованные линии, обученный оператор, отдельная комната.

В офис факс пришел в 1960-е. В 1964 году Xerox показал систему LDX. Это были сканер и принтер в одном корпусе весили почти полтонны. Аренда 800 долларов в месяц. Зато до 8 страниц в минуту, правда, для этого требовалась специальная широкополосная линия. Машина для корпораций, которым некуда девать деньги.

А через два года, в 1966-м, появился Magnafax Telecopier. Около 20 кг, можно поставить на стол. Аренда 35 долларов в месяц. Страница шла примерно 6 минут. И работал он через самый обычный телефон. Работало это так.

Вы набирали номер, дожидались ответа, договаривались голосом, а потом клали телефонную трубку в специальное гнездо на аппарате. Динамик аппарата издавал звуки в микрофон трубки, а микрофон аппарата слушал ее наушник. Акустический соединитель. Белен со своей иглой и микрофоном был бы доволен, фотографию снова превращали в самый настоящий звук, который можно услышать ушами.

Почему так? Причины две:

• В патенте компании Magnavox на этот соединитель (заявка 1965 года) цель сформулирована следующим образом: аппарат должен работать везде, где есть розетка и стандартный телефон, без специального монтажа и арендованных линий. Привез, поставил, позвонил.

• Вторая причина юридическая. Тарифы Bell тогда запрещали подключать к сети чужое оборудование. Акустическая коробочка позволяла сделать вид, что никто ничего и не подключает. Трубка остается трубкой, провода никто не трогал, а что там рядом с ней издает странные звуки, это уже дело абонента. Серая зона, конечно. Но работало.

Телефонная компания такие обходы очень не любила, и точку в споре поставила только FCC (Федеральная комиссия по связи) в 1968 году, в деле Carterfone (сам Carterfone, кстати, тоже был акустической приставкой, только для рации). Тарифный запрет на чужие устройства признали незаконным. Но не целиком. Если чужой аппарат хотели подключить к линии проводами, телефонная компания еще несколько лет требовала ставить между ними ее собственное защитное устройство, конечно, за отдельную плату. Свободно втыкать свою вилку в телефонную розетку американцам разрешили только во второй половине 1970-х.

Факсимильных аппаратов становилось больше, и вылезла ожидаемая проблема стандартизации. Машины разных фирм друг друга не понимали. МККТТ, предшественник нынешнего сектора стандартизации Международного Союза Электросвязи, начал наводить порядок.

Рекомендация T.2 1968 года описала то, что потом назвали Group 1. 180 строк в минуту, частотная модуляция, страница примерно за 6 минут. В 1976 году вышла T.3, Group 2. 360 строк в минуту, амплитудная модуляция с частично подавленной боковой полосой на несущей 2100 Гц, страница за 3 минуты.

Оба стандарта аналоговые. Сам аппарат может быть уже и без барабана, но яркость точки по-прежнему напрямую управляет сигналом в линии. Обе рекомендации МСЭ отозвал в 1996 году за ненадобностью.

Но кое-что от них осталось. И сидит, подозреваю, в ближайшем к вам МФУ.

Барабана больше нет

В 1980 году в Женеве приняли рекомендацию T.4, она же Group 3. Это уже цифровой стандарт. Страница превращается в биты, биты сжимаются и идут через модем. Никаких барабанов больше нет. В сканере неподвижная линейка фотоэлементов, в принтере термоголовка. Скорее всего именно G3 стоит во всех факсах, котрыми вы могли пользоваться.

В стандарте записаны два важных числа, которые могут вызвать недоумение. Строка состоит из 1728 элементов при длине строки 215 мм. И по вертикали 3,85 строки на миллиметр.

Ладно 1728, это 8,04 точки на миллиметр, примерно 204 точки на дюйм, разумная величина. Хотя почему именно такое число, а не круглые 1700 или 1800? Если прикинуть, 1728, это 8 точек на миллиметр при ширине 216 мм, а 216 мм, это американский лист Letter. И на 64 делится, что удобно для электроники. Похоже на правду, но документа, где это сказано прямо, я так и не нашел. Но 3,85? Кто в здравом уме закладывает в цифровой стандарт 3,85 строки на миллиметр? Почему не 4?

Ответ нашелся в тех самых отозванных T.2 и T.3. Там записана та же плотность, 3,85 линии на миллиметр. И еще одна величина, про которую сегодня мало кто помнит. Индекс взаимодействия, 264.

Скрытый текст

Индекс взаимодействия придумали для барабанных аппаратов. У одного производителя барабан потолще, у другого потоньше, у третьего шаг винта другой. Как сделать, чтобы кружок, переданный с одного аппарата, на другом не стал овалом?

Оказывается, достаточно, чтобы у обоих совпадала одна величина, произведение диаметра барабана на плотность строк. Картинка может выйти крупнее или мельче, но пропорции сохранятся. Если считать через длину строки, формула выглядит так: длину строки умножаем на число строк на миллиметр и делим на число пи.

Проверим на T.4. 215 умножить на 3,85 и разделить на 3,14. Получается 263,5. То есть 264.

Вот так. Цифровой факс до сих пор носит в себе геометрию аналогового барабанного аппарата. Причем ниточка тянется даже дальше 1968 года. Офисные факсы сами унаследовали индекс 264 от фототелеграфа. Он записан в рекомендации T.1, а туда попал из решений еще довоенного международного комитета по телеграфии. В 1931 году в Берне этот индекс рекомендовали для передачи снимков по радио, 4 линии на миллиметр при барабане диаметром 66 мм. 66 на 4, это и есть 264.

То есть в стандарте 1980 года, где нет ни одного барабана, зашита геометрия барабана (да-да, железного, с винтом) образца 1931 года. Если подумать, то логика тут есть. Новые аппараты каждый раз должны были уметь разговаривать со старыми, а старых стояли тысячи, потом сотни тысяч. 

И это не единственный призрак механики в протоколе. В T.4 есть параметр с названием «минимальное время передачи строки». По умолчанию 20 миллисекунд, по договоренности можно 40, 10, 5 или 0.

Зачем цифровому протоколу минимальное время? Строка из одних белых точек после сжатия занимает пару десятков бит, она пролетает по линии мгновенно. А приемный аппарат на том конце, это не компьютер. Ему надо провернуть бумагу на шаг, у него буфер на пару строк и моторчик. Если завалить его пустыми строками, он захлебнется.

Потому передатчик обязан каждую короткую строку добивать нулями до оговоренного времени. Сама рекомендация причину не объясняет, но приемник сообщает нужное ему значение при установлении связи, и производители всегда понимали это одинаково. 

Кандзи

Теперь надо объяснить, почему на всех самых популярных факсимильных аппаратах написано Panasonic, Canon, Ricoh, Sharp и Brother. Почему технологию, придуманную в Европе и доведенную в Америке, в итоге делала одна страна? Та самая, где восходит Солнце.

Историк техники Джонатан Куперсмит, написавший про факс целую книгу, отвечает очень коротко. Спрос дала письменность.

Посмотрим на это глазами японского клерка 1970-х. Вам нужно срочно отправить заказ поставщику в другой город. В Европе для этого есть телекс, сел за клавиатуру, набрал, ушло.

Но у вас в языке несколько тысяч иероглифов. Пишущая машинка для кандзи (китайские иероглифы, которые используются в современной японской письменности), это здоровенная штуковина с лотком на пару тысяч литер. 

Работает на ней специально обученный человек, и работает очень медленно. Телекс латиницей? Можно, конечно. Но полноценный документ с кандзи, рукописными пометками, печатью и схемой — уже совсем другая история, ее телексом не передашь. 

А теперь вам показывают ящик, в который можно сунуть листок, написанный от руки. С иероглифами, с печатью фирмы, со схемой проезда на полях. И он приедет как есть.

Вы этот ящик купите. Даже если страница идет 6 минут.

Государство помогло. Поправка к закону 1971 года разрешила подключать факсимильные аппараты к телефонной сети общего пользования NTT (Куперсмит относит либерализацию к 1972-му, видимо, по вступлению в силу). По его словам, в Японии факс стал необходимостью уже в начале 1980-х, в США только к концу десятилетия.

Дальше включилась самая обычная экономика. Если у вас большой домашний рынок и сильная школа электроники с мощными производителями, то у вас большие объемы и низкие цены, а с низкими ценами можно идти куда угодно. 

Цифры Куперсмита по США выглядят так. 25 тысяч аппаратов в 1970 году, 250 тысяч в 1980-м, полмиллиона в 1985-м и 5 миллионов в 1990-м. И почти все они сделаны в Японии. Пик продаж в США пришелся на 1997 год, а в самой Японии даже позже, на 2000-й.

Японцы отметились и внутри самого стандарта. Сжатие в G3 бывает двух видов. Простое, построчное, МККТТ утвердил в ноябре 1977 года. Более хитрое, двумерное, добавили двумя годами позже, и выросло оно именно из японского предложения под названием READ. Его собрали из двух конкурирующих разработок, метода RAC компании KDD и метода EDIC компании NTT.

Но чужой патент в международном стандарте, это почти непроходная история. Кто знает, сколько потом попросит разработчик, если стандарт взлетит и будет в каждом чайнике? Потому японцы объявили, что если метод примут в стандарт, патенты они отдадут бесплатно. Вот это уже деловой разговор, с таким можно жить и не оглядываться.

Японцы в накладе не остались. Будучи разработчиками метода, они прекрасно им овладели и отбили все RnDшные деньги на продаже железа.

Письмо фирмы Slerexe

Еще одна интересная история про факсы. Допустим, у нас есть уже цифровое устройство стандарта G3. И почти каждый производитель в характеристиках пишет, за сколько его факс передаст один лист.

Но ведь листы разные? Где-то текст плотный и мелкий, где-то надо передать простую закорюку. Что именно выступает эталоном страницы?

Им выступает условное письмо от 18 января 1972 года на бланке The Slerexe Company Limited, Sapors Lane, Boole, Dorset. Подписал его некто P. J. Cross, руководитель группы факсимильных исследований. Фирмы такой, насколько я понимаю, никогда не было. А начинается письмо так.

«Permit me to introduce you to the facility of facsimile transmission». Позвольте представить вам возможности факсимильной передачи. И дальше мистер Кросс вежливо объясняет адресату, как фотоэлемент обходит документ строка за строкой, как сигнал модулирует несущую и как на дальнем конце печатающее устройство, синхронизированное с передающим, собирает копию.

Именно используя это письмо, как шаблон, делают замеры передачи скорости в листах.

Торг на 300 бод

Вы наверняка слышали, как факс выдает приветственный сигнал. Писк, потом хриплое бульканье, потом шипение. Разберем этот странный звук.

Звонящий аппарат подает голос первым. Полсекунды тона 1100 Гц, 3 секунды тишины, снова полсекунды. Это сигнал CNG, и смысл у него простой, «я не человек». Когда трубку снял живой сотрудник и слышит писк, то жмет кнопку «Старт».

Отвечающий аппарат выдает непрерывный тон 2100 Гц длиной от 2,6 до 4 секунд. Это CED. Формально он значит «я тоже не человек». Но частота выбрана не случайно, и у этого тона есть второй адресат. До него дойдем в следующем разделе.

А потом начинается бульканье, и это самое интересное. Аппараты разговаривают на скорости 300 бит в секунду. Это рекомендация модемного протокола V.21, единица передается тоном 1650 Гц, ноль тоном 1850 Гц, а перед каждым сообщением идет секунда разгона. 300 бит в секунду, это очень медленно, при желании такие биты можно считать на слух. Но выбрана эта скорость именно за то, что пролезет даже через самую дохлую линию.

Отвечающий первым выкладывает карты. В его сообщении расписано, что он умеет. Какие скорости, какое разрешение, какое сжатие, есть ли исправление ошибок, сколько времени ему нужно на строку. Звонящий смотрит на этот список, сравнивает со своим и объявляет, как будем работать. Выбирать он может только из того, что умеют ОБА, и обычно берет лучшее. Хотя, если в настройках ему велено не разгоняться выше 9600, возьмет 9600.

Затем проверка линии. Передатчик включает выбранный быстрый модем и полторы секунды шлет одни нули. Если приемник принял нули без ошибок, значит, линия скорость держит, он дает добро. Если нет, говорит «не вышло», и оба спускаются на ступеньку ниже.

Ступенек со временем прибавилось. Обязательный минимум для любого аппарата G3, это модем V.27ter, 4800 бит в секунду с запасной ступенькой 2400. Почти сразу к нему стали добавлять необязательный V.29 на 9600 и 7200. Обе модемные рекомендации, кстати, старше самого G3, они 1976 года. В 1991-м добавилась V.17 на 14 400. В 1996-м в стандарт вошел полудуплексный вариант V.34, и потолок поднялся до 33 600. Те самые 3 секунды на письмо Slerexe.

Дальше шипение, это идет страница. После нее снова короткое бульканье, «конец страницы, есть еще», «принял, давай» или «конец, всем спасибо». Весь разговор расписан по таймерам. На установление связи отводится 35 секунд. На ответ собеседника 3 секунды, если тишина, команду повторяют, после трех попыток кладут трубку.

Из этой конструкции следует одно замечательное свойство. Сеанс G3 начинается одинаково, на тех же 300 бит в секунду и с того же списка навыков, а обязательный минимум (V.27ter, построчное сжатие, стандартное разрешение) обязан уметь каждый аппарат.

Значит, аппарат 2026 года выпуска и аппарат 1985-го, по идее, друг друга поймут. Просто договорятся на 4800 или 9600. Исключение одно. Два современных аппарата с V.34 здороваются между собой по-другому, но если собеседник на новое приветствие не отозвался, они откатываются к старой процедуре. Назовите мне еще один протокол связи, в котором устройства с разницей в 40 лет общаются без переходников. Ну, кроме проводного телефона.

Есть в этом обмене и лазейка для хитрых. Одно из служебных сообщений стандарт оставил производителям, и передать в нем можно что угодно. Если аппарат встречал своего, он мог тихонько перейти на фирменный режим, который, обычно, работал быстрее. 

2100 Гц

Вернемся к тону 2100 Гц. Внутри телефонной сети сидит один механизм, который называется эхоподавитель. Дело в том, что на длинных линиях ваш голос, дойдя до дальнего конца, частично отражается и возвращается к вам с задержкой. Слушать собственное эхо очень неприятно, и на междугородных каналах ставили устройство с простой логикой. Пока говорит один, обратное направление глушится. Для разговора это прекрасно. Но для модема, который передает в обе стороны сразу, это крайне неудобно.

Потому связисты договорились об условном знаке. По рекомендации G.164 подавитель, услышав тон 2100 Гц, отключается примерно за 300 миллисекунд и не вмешивается, пока в канале есть сигнал. Наступит тишина на четверть секунды, он включится обратно. Придумали этот тон для модемов, это их ответный сигнал по рекомендации V.25, и факс его просто унаследовал.

Нюанс. Самому факсу G3 подавитель мешает мало. Факс же передает по очереди, то в одну сторону, то в другую, и на каждом развороте направления повисает пауза. Подавитель в эту паузу норовит включиться обратно и подрезать начало ответа. Протокол на это рассчитан. Та самая секунда разгона перед каждым служебным сообщением нужна в том числе затем, чтобы подавитель успел развернуться в нужную сторону, и первые откушенные флаги никто не заметил.

Но подавители канули в прошлое. Их сменили эхокомпенсаторы, железки поумнее, которые эхо не глушат, а вычитают. И вот они на факсовый писк не реагируют. Это не ошибка. Факс передает в одну сторону за раз, ему компенсатор не мешает, а местами и помогает. В G.168 так и сказано, что для факсов G3 компенсатор может оставаться включенным, там даже есть тест на то, как он ведет себя во время факсового обмена. 

Так что борцы с эхом факсам были не страшны. Была другая проблема.

В 1980-е на дорогих каналах (международных и спутниковых) начали экономить полосу. Вместо обычных 64 кбит/с на разговор стали давать 32, сжимая речь по алгоритму АДИКМ (рекомендация G.721, 1984 год). Речь это переносит отлично, на слух разницу поймает не каждый.

А вот модем? Тут все хуже. Через 32 кбит/с модемы на 2400 проходят без вопросов, 4800 уже с оговорками, а 9600 не проходят вовсе. Правда, в 1988 году для данных добавили отдельный режим на 40 кбит/с, он может пропустить до 12 000.

Кто на самом деле шлет факсы

На сегодня факс кажется рудиментом прошлого. Кому он нужен, когда даже электронная почта уходит в небытие? Как бы не так!

Германия. Ассоциация Bitkom регулярно опрашивает немецкие компании от 20 сотрудников. В 2018 году факсом пользовались 95 процентов. В 2020-м 92, в 2022-м 88, в 2023-м 82, в 2024-м 77. Три конторы из четырех!

Правда доля тех, кто факсует часто или очень часто в 2016 году была 79 процентов, а в 2025-м осталось 18. И все-таки.

Япония. В июне 2021 года министр административной реформы Таро Коно объявил, что факсы в министерствах отменяются. В ответ от ведомств пришло несколько сотен возражений, японская пресса называла цифру около 400. Суды принимают документы факсом. Больницы работают по факсу. Депутаты шлют запросы факсом. Газеты написали, что министр отступил.

Он, в общем, не отступил. В декабре 2022 года Коно отчитался, что из 336 случаев, где чиновники называли отказ от факса трудным, в 286 факс уже отменили или отменяют. Но в быту он держится. По данным министерства связи, факс в 2019 году был в 33,1 процента японских домохозяйств, в 2023-м в 26,9. Каждый четвертый дом! Не офис, дом.

Великобритания. В 2018 году хирурги через запросы о раскрытии информации насчитали в государственной системе здравоохранения больше 8000 факсов. Рекордсменом оказались больницы Ньюкасла, 603 аппарата. Министр запретил закупать новые с января 2019-го и велел избавиться от всех к 31 марта 2020-го. Конечно, не успели. Но в январе 2026 года нынешний министр Уэс Стритинг доложил, что из 205 больничных трастов факсом в повседневной работе пользуются только 3. Опоздали на 6 лет, хотя почти добили.

И США, где все наоборот. В августе 2018 года глава федерального агентства медицинского страхования Сима Верма призвала сделать каждый врачебный кабинет страны «зоной, свободной от факса» к 2020 году. Смотрим статистику федерального офиса по медицинским ИТ, а именно долю больниц, которые часто отправляют выписки почтой или факсом. 2018 год, 40 процентов. 2021-й, 35. 2023-й, 30. Вроде бы хорошо идем. Но 2025-й, это снова 40.

Вырос. Это после пандемии-то, после миллиардов на цифровизацию. В 2019 году примерно треть амбулаторных врачей вообще не имела другого способа обменяться данными о пациенте, кроме факса и почты.

Это не от любви к бумаге. В американских больницах электронные медкарты есть почти у всех. Беда в том, что системы разных поставщиков очень плохо взаимодействуют друг с другом, и, как признавали сами архитекторы этой цифровизации, поставщикам оно не очень-то и надо. Зачем облегчать клиенту уход к конкуренту? Добавьте сюда закон о защите медицинских данных, под который факс давно подведен, а новые каналы еще надо подводить. В итоге у клиники в Огайо и лаборатории в Техасе общий язык один. Тот, на котором в 1972 году писал мистер Кросс из фирмы Slerexe.

Погода по факсу

Помните метеокарты по коротким волнам? Это работает до сих пор. Прямо сейчас метеослужбы нескольких стран по расписанию передают в эфир карты погоды для судов в океане. Обычный аналоговый факс с барабанной логикой. 120 строк в минуту, индекс взаимодействия 576. Черная точка, это тон 1500 Гц, белая 2300. В начале карты несколько секунд частого чередования черного и белого, 300 раз в секунду, приемник по этому стрекоту понимает, что пора стартовать. В конце то же самое на 450, значит, стоп. Принять такую карту сегодня может любой. Нужен коротковолновый приемник, кабель в звуковую карту и бесплатная программа вроде fldigi. И знаете, что происходит с первой же принятой картой?

Она кривая. Уезжает вбок аккуратной диагональю, как снимок с двумя независимыми камертонами.

Потому что кварц в вашей звуковой карте идет не совсем так, как ему положено. Скорость развертки у передатчиков метеослужб нормируется очень жестко, а вот дешевая звуковая карта может врать на десятки, а то и на сотню миллионных долей, и за 10 минут приема набегает заметный перекос. В руководстве fldigi так и написано, причина в разнице тактовых частот компьютера и передающей станции. В программе есть регулятор наклона. Крутишь его, пока линия не встанет вертикально, и программа запоминает поправку. 180 лет прогресса, а мы все так же вручную подгоняем маятник Бейна.

И вот эта история заканчивается у нас на глазах. 9 июня 2026 года Национальная метеослужба США опубликовала уведомление с предложением прекратить коротковолновый радиофакс через все пять американских станций, от Бостона до Гонолулу, к концу 2026 года. Довод простой, у моряков теперь есть интернет, карты там качеством лучше и приходят быстрее.

Один раз это уже пробовали. В 2007 году Береговая охрана США спросила у публики, не закрыть ли коротковолновые передачи погоды. Моряки ответили так дружно, что передачи оставили. Чем кончится в этот раз, пока неизвестно, на момент, когда я это пишу, решение не объявлено.

Заключение

Что ж, несмотря на отдельные рудименты, золотой век факсимильной связи остался в прошлом. Что, в общем-то логично, в наш-то цифровой век. И все-таки факс оставил огромный след в истории технологий. Я думаю, что эта статья показала вам, сколько необычных областей применения у него было.

Что важно, факс долгое время считался не просто каналом передачи данных, а доверенным каналом. Факсимильные распечатки во многих случаях приравниваются к оригиналу документов. 

Но. Всему наступает конец. В конце концов технологии связи, которой больше века, уже и правда пора на покой. 

---

Размещайте облачную инфраструктуру и масштабируйте сервисы с надежным облачным провайдером Beget.
Эксклюзивно для читателей Хабра мы даем бонус 10% при первом пополнении.