FAX送信時間の計算：ページ数・画質・回線別の所要時間

FAX送信時間の計算ツールのしくみ

この計算ツールは、ITU-T勧告T.30が定めるグループ3のFAX通話のフェーズを足し合わせます。通話はまず、ダイヤル、呼出、発信側と着信側のトーンの交換から始まります。次にハンドシェイクで、受信側が自分にできることを知らせ、送信側が速度を選びます。そのあとにトレーニング信号が続きます。計算ツールは、これらすべてに20秒を見込みます。続いて各ページが、ネゴシエーションしたモデム速度で、圧縮された画像データとして送られます。1ページ送るごとに、送信側は受信側にそのページを受け取れたかを尋ね、答えを待ちます。この信号のやり取りと再トレーニングに、1ページあたり約4秒かかります。最後のページが終わると、送信側は手順の終了を知らせ、最終確認を待って切断します。これにさらに3秒です。合計時間は、準備の時間にページ数×1ページあたりの時間を足し、切断の時間を足したものです。表示される範囲は、その値の前後20パーセントです。

1ページのデータ時間は、ページのビット数をモデム速度で割って求めます。ITU-T勧告T.4では、FAXの1本の走査線は幅215 mmにわたる1,728個の画素です。297 mmのページには、標準の1ミリあたり3.85本で約1,145本、ファインの7.7本で約2,290本の走査線が入ります。これらのもとのビット列は、送信前にT.4のMH（Modified Huffman）またはMR（Modified READ）符号化で圧縮されます。どこまで縮むかは、ページに何が載っているかで完全に決まります。計算ツールは、文字の少ないページでおよそ20:1、文字の多いページで10:1、罫線やロゴのある書式で6:1、写真や、グレーを網点にしたスキャン画像で2.5:1と仮定しています。これらは典型的な結果であって規格ではなく、見積もりの不確かさの最大の原因です。誤り訂正モードは、良好な回線で約10パーセントを加えます。VoIP回線では速度が14,400 bit/sで頭打ちになり、再トレーニング分として15パーセントが加わります。その理由は後で説明します。

FAXの通話では何が起きているのですか？

ITU-T T.30は、FAXの通話をAからEまでの5つのフェーズに分けています。1980年以降に作られたすべてのFAX機とFAXゲートウェイは、これに従っています。フェーズを知っていれば、「まだ送っている」という不安は、時間の流れとして理解できるものに変わります。

1. フェーズA、発呼（接続の確立）。送信側がダイヤルし、呼び出している間にCNG（発呼トーン）を出します。これは1,100 Hzのビープ音で、3秒ごとに鳴り、応答した相手にFAX機からの発信だと知らせます。受信側はCED（応答トーン）2,100 Hzで応えます。FAX回線の電話をうっかり取ったときに、人の耳に聞こえるのがこの部分です。
2. フェーズB、メッセージ前手順。受信側が識別信号（DIS）を送り、対応している速度、画質、用紙サイズ、符号化方式を知らせます。送信側はコマンド信号（DCS）でそのうちの1つの組み合わせを選んで返し、選んだモデム速度でトレーニング信号を送ります。トレーニングに失敗すると、送信側はより低い速度に落として再試行し、落とすたびに数秒かかります。
3. フェーズC、メッセージ伝送。1ページ分の圧縮された画像データが、ネゴシエーションした速度で送られます。長さがページ自体に左右されるのは、このフェーズだけです。
4. フェーズD、メッセージ後手順。ページが終わると、送信側は、次のページがあればマルチページ信号（MPS）を、最後のページならば手順終了（EOP）を送ります。受信側はページを問題なく復号できればメッセージ確認（MCF）で答え、次のページを別の速度で受けたい、または同じページをもう一度送ってほしい場合は、再トレーニング肯定または否定の信号で答えます。MCFは受信側の肯定応答であり、送信レポートの根拠になるものです。
5. フェーズE、切断。送信側が切断信号（DCN）を送り、双方が回線を切ります。

Faxvioは、キャリアが最後のページのMCFを受け取ったと報告したときにだけ、そのFAXを送信完了と表示します。MCFのないまま通話が終わった場合は、送信できませんでした — ページを返却と表示します。これが、状態が数分間「通信中」のままになる理由のすべてです。アプリは、FAX機が待つのと同じ信号を待っています。Faxvioでの「送信完了」の意味は、ホームページで説明しています。

FAX機はどのモデム速度を使っていますか？

グループ3のFAXは、ITU-Tのモデム勧告のグループを使い、通話する2台の機械は、双方が対応し、かつ回線が運べるもののうち最も速いものをネゴシエーションします。受信側が対応可能なものをDISで示し、送信側がDCSで選び、トレーニングで回線がその選択を実際に維持できるかを確認します。維持できなければ、送信側は速度を下げます。FAX機の箱に書かれた速度が約束ではなく上限なのは、このためです。

V.27terとV.29は、すべてのグループ3機が備える必須の組で、前者は2,400と4,800 bit/s、後者は7,200と9,600 bit/sです。V.17は1991年に上限を14,400 bit/sまで引き上げ、多くの通話が落ち着く速度です。スーパーG3として売り出されたV.34は33,600 bit/sに達し、ページの時間をおよそ半分にします。ただしそれは、両方の機械が対応し、2台のあいだの経路が本物のアナログ回線である場合に限られます。現代の通信網では、そうなることはまれです。

14,400 bit/sで1ページが30～60秒かかるのはなぜですか？

ファイン画質の1ページは、もとのビット数で約四百万ビットあります。圧縮しなければ、14,400 bit/sでは4分半を超えてしまい、誰もFAXを使わなくなります。T.4の符号化は、各走査線を画素ごとではなく、白と黒の連なりとして表すことでこれを縮めます。そのため、時間はページによって変わります。余白の広い手紙は長い白の連なりがほとんどで、20分の1ほどに圧縮されます。一方、交互に並ぶ点の模様に網掛けされたスキャン写真は、ほとんど圧縮されません。計算ツールの初期値である文字の多いページは、圧縮後で395,712ビットとなり、誤り訂正の前で回線上に27秒かかります。これに前後のMPSとMCFの4秒が加わります。

分単位で課金するプロバイダーは、これに数字を与えています。eFaxが公表している国際料金のページには、ページ単位の料金は送信に60秒かからないページに適用され、これはすべてのFAXページのおよそ90パーセントにあたると書かれています。これはプロバイダー自身の数字ですが、文字のページを14,400 bit/sで送った場合に上の計算が示す結果と一致します。Faxvioは分ではなくページで課金するので、遅いページも速いページも同じ料金です。時間が関わるのは、送信レポートを待つ長さだけです。

計算ツールのモデルから求めた値です。実際の通話はページの内容、受信側のFAX機、回線によって変わるので、それぞれの数字は、前後およそ20パーセントの範囲の中央として読んでください。

誤り訂正モード（ECM）は通信時間にどう影響しますか？

誤り訂正モードはT.30の附属書Aで定められており、各ページをチェックサム付きのフレームのブロックに分けます。受信側は、壊れて届いたフレームを知らせ、送信側はそのフレームだけを再送します。そのため、そのままならページに筋状の乱れとして印刷されてしまう回線のノイズが、目に見えない形で修復されます。代償は時間です。良好な回線でも、ECMはフレームの付加情報とブロックごとの短いやり取りの分だけ時間が増え、計算ツールはこれを約10パーセントと見積もっています。ノイズの多い回線では、再送のたびに通話が長くなり、2倍になることもあります。インターネット経由でFAXを運ぶキャリアは一般に、再送が繰り返し起きる回線ではECMをオフにするよう勧めています。不安定な経路での長い通話は、わずかに不完全なページが拒否されるよりも、切れやすいからです。

VoIP回線がモデムの公称速度より遅くなるのはなぜですか？

FAXアプリから送られるFAXのほとんどは、Faxvioも含めて、IP電話（VoIP）の通話としてキャリアを出て、相手側の近くで初めてアナログ信号に変換されます。FAXをIPで運ぶ方式は2つあります。T.38は独立した勧告で、ゲートウェイがFAX信号を復調し、画像データとT.30の信号をパケットにして送り、受信側に最も近いゲートウェイがそれを再び変調します。G.711パススルーは逆に、FAXのトーンを普通の音声として扱い、圧縮しない音声コーデックでそのまま通します。T.38のほうが堅牢で、キャリアはFAXトーンを検出するとまずこちらを試みます。相手側がT.38の要求に応じなければ、通話はG.711で続行されます。

どちらの方式も速度を犠牲にします。広く使われているT.38のバージョン0はV.34を運べないので、T.38の通話ではスーパーG3の機械もV.17に落ち、最高でも14,400 bit/sになります。計算ツールがVoIPで速度に上限を設けているのはこのためです。経路上のパケット損失やジッターは、モデムからは回線のノイズに見えます。モデムは、より低い速度で再トレーニングするか、ECMのもとではブロックを再送して対応します。計算ツールはこの分として15パーセントを加えています。TelnyxのT.38とG.711によるFAXのサポート文書はさらに踏み込み、不安定な経路では、通話を9,600 bit/sに制限し、ファインではなく標準画質を使い、ECMをオフにすることを勧めています。通話が短いほど信頼性が高いという考え方です。計算ツールでVoIPと9,600 bit/sを選ぶと、この助言が時間でどれだけの代償になるかを確かめられます。

国際FAXでは時間はどう変わりますか？

距離はページの時間を変えません。2台の機械が速度に合意すれば、ビットはかかるだけの時間がかかります。国際通話が増やすのはフェーズAの部分です。ダイヤルと呼出が長くなり、経路によっては、キャリアと受信側のFAX機のあいだにゲートウェイが1つか2つ増えます。そのどれもが、パケットが遅れうる場所です。米国のキャリアから日本や韓国へ送るFAXは、通常、準備にさらに数秒かかる以外は同じです。Faxvioは同じページ料金で37の国と地域に送信でき、ここでの時間のモデルはそのすべてに当てはまります。

アプリが「通信中」と表示している間は何をすればよいですか？

何もしなくてかまいません。アプリを閉じても、スマートフォンから離れても大丈夫です。通話はデバイスではなくキャリアのゲートウェイから実行され、結果は1回の通知として届きます。Faxvioは状態の下に最後の状態更新の時刻を表示します。ですから、4分間「通信中」のままで、最後の更新が40秒前なら、10ページの書類が上の表の予測どおりに進んでいるということです。状態が20分間更新されなければ、アプリは状態が古くなっている旨を示します。これは、キャリアが報告をやめ、アプリがリアルタイムのイベントではなく定期的な確認を待っている状態を意味します。最後のMCFがないまま通話が終わった場合、そのFAXは返却として扱われ、ページは残高に戻ります。もう一度送信できます。再送に使われるのは、戻ってきたページです。

まとめ

文字の多い3ページをファイン画質、14,400 bit/sで一般の回線に送るFAXは、約2分6秒かかります。そのうち約23秒が通話の準備と切断で、確認を含めた1ページが約34秒です。ITU-T T.30では、次のページを送る前に、すべてのページを受信側のFAX機が確認しなければなりません。最後のページのあとのこの確認、つまりMCFこそが、Faxvioが送信レポートを「送信完了」にする前に待つものです。文字のページは14,400 bit/sで30～60秒、画像は2分かかることがあり、VoIP経路では速度が14,400で頭打ちになって再トレーニングが加わります。それでも料金は変わりません。Faxvioは分ではなくページで課金するからです。