Ein Faxgerät ist ein Gerät zur schnellen Übermittlung von Dokumenten über das Telefonnetz. Es verbindet den klassischen Drucker mit einem Modem und ermöglicht die zeilenweise Übertragung von analogen Abbildungen. Durch seine Kombination aus Scanner, Modem und Drucker leistet es trotz moderner Kommunikationsmittel immer noch wertvolle Dienste in vielen Büros und Industriezweigen.
Technische Grundlagen und Funktionsweise
Im Zentrum eines jeden Faxgeräts steht die Umwandlung von Papierdokumenten in digitale Signale und umgekehrt. Ein Dokument wird zunächst Zeile für Zeile gescannt und in elektrische Impulse umgewandelt. Anschließend werden diese Impulse moduliert und über eine Telefonleitung gesendet. Am Empfangsende erfolgt die Demodulation, gefolgt von einem Druckverfahren, das die gesendeten Informationen wieder auf Papier bringt.
1. Scan-Mechanismus und Auflösung
Der interne Scan-Mechanismus basiert meist auf einem CCD-Sensor oder einer CMOS-Zeile, die lichtempfindliche Elemente enthält. Während der Dokumententransport erfolgt eine präzise horizontale und vertikale Bewegung, um jeden einzelnen Punkt aufzulösen. Die Auflösung wird in dpi (dots per inch) gemessen. Übliche Werte liegen zwischen 200 und 400 dpi, was eine ausreichende Lesbarkeit gewährleistet und gleichzeitig die Datenmenge in Grenzen hält.
2. Analog zu digital und zurück
Nachdem das Bild gescannt wurde, geht es um die Umwandlung in digitale Daten: Die Helligkeitswerte jeder Zeile werden abgetastet und quantisiert. Das Ergebnis ist eine Folge von Bits, die mithilfe von Codierung und Kompression weiter optimiert werden, bevor sie das Modem erreichen. Am Zielort erfolgt das genaue Gegenteil: Die Bitfolge wird wieder in ein analoges Signal transformiert und an den Drucker weitergegeben.
- CCD-Sensor oder CMOS-Variante für Lichtaufnahmen
- Quantisierung in Helligkeitsstufen
- Datendichte abhängig von Auflösung und Kompression
Übertragung über das Telefonnetz
Die Übertragung eines Faxes erfolgt primär über analoge Telefonleitungen. Ein integriertes Modem wandelt die digitalen Daten in analoge Signale um, die durch das Telefonnetz transportiert werden. Übliche Standards sind ITU-T Group 3 und Group 4 Faxprotokolle, die festlegen, wie schnell Daten gesendet werden und welche Fehlerkorrekturmechanismen zum Einsatz kommen.
1. Modulationstechniken
Modems in Faxgeräten nutzen verschiedene Modulationsverfahren, darunter:
- V.29 für 9,6 kbit/s Übertragung
- V.17 für 14,4 kbit/s, das am häufigsten eingesetzt wird
- V.34 bis zu 33,6 kbit/s, zunehmend in modernen Geräten zu finden
Die Modulation steuert, wie Bits in Tonhöhen und Phasenänderungen umgesetzt werden. Auf diese Weise lassen sich Schwankungen in der Leitung ausgleichen und eine zuverlässige Datenübertragung sicherstellen.
2. Faxprotokoll und Fehlerkorrektur
Das Faxprotokoll regelt den Verbindungsaufbau, die Aushandlung der Übertragungsparameter und die Fehlerkorrektur. Im Group-3-Standard kommt oft das ECM-Verfahren (Error Correction Mode) zum Einsatz. Hierbei werden Datenblöcke nummeriert und Empfänger senden bei Diskrepanzen ein Retransmit-Signal. Dadurch wird die Übertragung trotz schlechter Leitungen robust.
Scannen und Drucken: Schritt für Schritt
Nach der erfolgreichen Datenübertragung muss das empfangene Bild wieder auf Papier gebracht werden. Hier unterscheidet man zwei Hauptdrucktechnologien: Tintenstrahl und Thermodruck.
1. Tintenstrahldruck
Beim Tintenstrahldruck werden die digitalen Farb- oder Graustufeninformationen in punktuelle Tintentropfen umgewandelt. Die Druckköpfe fahren über das Papier und setzen einzelne Tropfen in vorgegebenen Mustern ab. Obwohl die Druckgeschwindigkeit moderat ist, liefert das Verfahren eine hohe Bildqualität und gute Graustufendarstellung.
2. Thermodruck
Beim Thermodruck wird thermosensitives Papier verwendet, das seine Farbe unter Hitzeeinfluss verändert. Eine Heizleiste, die pixelweise angesteuert wird, erzeugt die Wärme. Der Vorteil liegt in der geringen Geräuschentwicklung und dem Verzicht auf Verbrauchsmaterialien wie Tinte oder Toner. Die Haltbarkeit der Ausdrucke ist jedoch begrenzt, da thermopapier bei Licht und Hitze verblassen kann.
- Hohe Geschwindigkeit beim Thermodruck
- Bessere Bildqualität im Tintenstrahl bei Farbfaxen
- Wartungsaufwand: Tinte nachfüllen vs. Thermopapier wechseln
Moderne Entwicklungen und Einsatzgebiete
Auch wenn E-Mail und digitale Dokumentenverwaltung dominieren, findet das Faxgerät in bestimmten Branchen weiterhin Anwendung. Medizinische Einrichtungen, Anwaltskanzleien und Behörden setzen auf Fax, da es rechtlich oft als signaturfestes Medium akzeptiert wird.
1. Fax-Server und IP-Fax
Die Integration von Fax über IP (FoIP) ermöglicht, Faxnachrichten als Dateien zu versenden. Fax-Server nehmen die Aufgabe des klassischen Geräts ab und verteilen Dokumente netzwerkweit. Versendete und empfangene Faxe werden als PDF oder TIFF archiviert und können elektronisch weiterverarbeitet werden.
2. Sicherheit und Verschlüsselung
Moderne Faxgeräte bieten oft integrierte Verschlüsselung nach ITU-T T.30 und T.38 Standards. Dies gewährleistet, dass Dokumente während der Übertragung nicht unbefugt abgehört werden. In sensiblen Bereichen, etwa im Gesundheitswesen, ist diese Funktion unerlässlich.
- Elektronische Archivierung von Faxen
- Einsatz von VPNs und TLS bei FoIP
- Automatische Dokumentenverteilung via E-Mail
