So funktioniert Faxen

Was Sekunde für Sekunde passiert, während eine Seite von einem Faxgerät zum anderen wandert.

Faxen heißt: eine Seite in ein Raster aus schwarzen und weißen Punkten zerlegen, dieses Bild komprimieren und einem Modem übergeben, das daraus ein Audiosignal macht. Am Ziel entschlüsselt ein zweites Modem das Signal, und das Gerät setzt die Seite wieder zusammen. Der Ablauf des Anrufs folgt der ITU-T-Empfehlung T.30 (früher CCITT) aus dem Jahr 1980; für die Bildcodierung ist ihr Gegenstück T.4 zuständig. Gemeinsam definieren sie das „Gruppe 3“-Fax, die Sprache, die nahezu jedes Faxgerät und jeder Online-Faxdienst bis heute spricht.

Ein Faxanruf in fünf Schritten

Bevor auch nur ein Pixel übertragen wird, unterhalten sich die beiden Geräte. Und nach jeder Seite gleichen sie sich erneut ab.

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    Anwahl und Erkennung

    Der Sender wählt und gibt alle drei Sekunden einen kurzen Piepton mit 1.100 Hz aus (CNG). Das angerufene Gerät nimmt ab und antwortet mit einem Dauerton von 2.100 Hz (CED). Ab jetzt weiß jede Seite, dass sie mit einer Maschine spricht und nicht mit einem Menschen.

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    Austausch der Fähigkeiten

    Der Empfänger schickt seinen technischen Steckbrief (DIS-Rahmen): unterstützte Auflösungen, Papierbreite, bekannte Kompressionsverfahren, mögliche Geschwindigkeiten. Der Sender wählt daraus aus (DCS-Rahmen) und sendet eine kurze Trainingssequenz (TCF). Kommt sie fehlerfrei an, gibt der Empfänger grünes Licht; andernfalls geht es mit niedrigerer Geschwindigkeit weiter.

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    Übertragung des Bildes

    Die Seite geht Punktreihe für Punktreihe in komprimierter Form hinaus. Das Modem wandelt sie in Töne um, mit 9.600, 14.400 oder bis zu 33.600 bit/s, je nach Vereinbarung. Die Steuersignale laufen dagegen mit nur 300 bit/s, damit sie auch auf einer schlechten Leitung lesbar bleiben.

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    Seitenbestätigung

    Am Ende jeder Seite meldet der Sender, ob weitere folgen; der Empfänger antwortet mit „korrekt erhalten“ (MCF) oder meldet ein Problem. Mit dem Fehlerkorrekturmodus (ECM) werden nur beschädigte Blöcke erneut gesendet, nicht die ganze Seite.

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    Verbindungsabbau

    Nach der letzten bestätigten Seite sendet der Sender ein Trennsignal (DCN), und die Verbindung endet. Das Protokoll des Geräts oder eines Online-Dienstes kann dann eine tatsächliche Zustellung Seite für Seite festhalten.

Bildschärfe und Übertragungsdauer

T.4 legt die Abtastbreite für eine A4-Seite auf 1.728 Punkte fest, also rund 204 Punkte pro Zoll in der Horizontalen. Variabel ist die vertikale Dichte: 98 Zeilen pro Zoll im Standardmodus, 196 im Feinmodus, 391 im Superfeinmodus. Der Schritt von Standard zu Fein macht Kleingedrucktes und Stempel scharf, verdoppelt aber ungefähr die Datenmenge.

Bei der Geschwindigkeit sind V.29-Modems bei 9,6 kbit/s am Limit, V.17 bei 14,4 kbit/s, und „Super G3“-Geräte mit V.34-Modulation schaffen 33,6 kbit/s. Rechnen Sie mit einigen Sekunden bis knapp einer Minute pro Seite. Entscheidend ist nicht die Dateigröße des PDFs, sondern der Inhalt: Eine luftige Seite lässt sich sehr gut komprimieren, ein grauer Scan oder ein gerastertes Foto deutlich schlechter.

Warum VoIP das Fax stört

Ein Faxmodem erwartet ein durchgehendes Signal, das in der richtigen Reihenfolge und ohne Lücken ankommt. Internettelefonie zerlegt den Ton dagegen in kleine Pakete von einigen zehn Millisekunden. Ein verspätetes oder verlorenes Paket fällt im Gespräch nicht auf; beim Fax reißt es eine Bildzeile heraus oder lässt die Aushandlung scheitern.

Sprachnetze setzen zudem Verfahren ein, die der Stimme helfen, dem Fax aber schaden: komprimierende Codecs wie G.729, Sprachpausenerkennung, Echounterdrückung, schlecht ausgeglichener Jitter. Das Modem, das feine Schwankungen im Signal auswertet, verliert dabei die Orientierung.

Die genormte Lösung heißt T.38 und wurde 1998 von der ITU-T verabschiedet. Statt den Modemton durchzureichen, decodiert das Gateway ihn am Eingang des IP-Netzes, transportiert Seitendaten und T.30-Signale in Paketen und erzeugt am Ausgang wieder ein sauberes Faxsignal. Streikt ein Faxgerät nach einer Leitungsumstellung, fragen Sie zuerst Ihren Anbieter, ob T.38 aktiviert ist; ersatzweise hilft oft ein unkomprimierter G.711-Codec.

Das Wichtigste in drei Punkten

  • Ihr Empfänger erhält ein Abbild Ihres Dokuments, keine Datei: Der Text lässt sich weder markieren noch bearbeiten, was das Fax gerade für amtliche Unterlagen interessant macht.
  • Jede Seite wird vom Zielgerät bestätigt, bevor die nächste beginnt. Ein Sendebericht mit „OK“ beruht also auf einer echten Antwort des Empfängers, nicht auf einer Vermutung des Senders.
  • Ziel muss ein Festnetzanschluss mit Faxgerät, Faxserver oder Gateway sein. Ein Handy oder eine E-Mail-Adresse kann am T.30-Dialog nicht teilnehmen.

Ihre Fragen zur Technik

Woher kommt das schrille Geräusch, wenn man bei einem Faxanruf abhebt?
Das ist der Antwortton mit 2.100 Hz, gefolgt von den Aushandlungsrahmen, die als Audio übertragen werden. Für das Modem sind diese Töne Daten, für das menschliche Ohr bloß ein Kreischen.
Kann ein Faxgerät in Farbe senden?
Eine Erweiterung der Norm erlaubt JPEG-codierte Farbe, doch nur sehr wenige Geräte beherrschen sie. In der Praxis wird jede Seite in reines Schwarzweiß umgewandelt; Grautöne werden zu einem Punktraster, deshalb wirken Fotos körnig.
Seit dem Wechsel auf Glasfaser scheitert mein Fax. Was sollte ich prüfen?
Ihr Faxgerät hängt jetzt am Router und damit an einem Voice-over-IP-Dienst. Fragen Sie Ihren Anbieter, ob die Leitung T.38 unterstützt oder ersatzweise einen unkomprimierten G.711-Codec. Manchmal hilft es auch, das Gerät auf maximal 9.600 bit/s zu drosseln.
Ist die Übertragung verschlüsselt?
Nein. T.30 enthält keinen Verschlüsselungsmechanismus, und das Signal läuft ungeschützt über das Telefonnetz. FaxTelecom verschlüsselt Ihr PDF per HTTPS auf dem Weg zu unseren Servern; die letzte Strecke bis zum Faxgerät des Empfängers unterliegt weiterhin dieser Grenze des Protokolls, wie bei jedem Dienst.

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