Quando s’iniziò a pensare di inviare informazioni collegando tra di loro più persone, Bell e Gray, precursori del telefono, presero spunto dalla telegrafia: che aveva diverse analogie da un punto di vista sistemico con la rete telefonica attuale. Per poi rendersi conto che la rete telegrafica era inadeguata al servizio che s’intendeva fare, in quanto, questo doveva collegare più persone possibili in tutti i luoghi e si rivolgeva soprattutto a persone non specializzate.
Nel 1878 (Bell) e nel 1879 (Edison) realizzarono le prime centrali telefoniche prendendo come modello il telegrafo, usando un sistema flessibile a commutazione per collegare pochi abbonati locali, ma se ciascuno di loro voleva collegarsi con tutti gli altri, il numero dei collegamenti aumentava secondo il quadrato del numero degli utenti.
Si rese necessario pensare a un’ottimizzazione delle connessioni e, grazie a dei calcoli statistici relativi all’utilizzo medio delle linee, inventarono le prime centrali di commutazione manuale che, attraverso delle operatrici, mettevano in collegamento gli utenti tra loro.
Il primo efficace commutatore elettromeccanico fu quello brevettato a Kansas City nel 1889 da Almon B. Strowger, un impresario di pompe funebri che avrebbe concepito il congegno per contrastare il predominio del concorrente della sua città dove lavorava la moglie come telefonista.
Il selettore permetteva la commutazione grazie a una parte mobile, che si muoveva per effetto degli impulsi forniti dal disco di commutazione dell’apparecchio chiamante, e che si posizionava in corrispondenza dei contatti del numero selezionato.
Chiaramente il sistema inventato da Strowger era antieconomico, in quanto, tutti dovevano possedere il meccanismo indipendentemente dall’uso che ne facevano.
E si pensò a costruire le prime centrali telefoniche che funzionavano con dei commutatori elettromeccanici che potevano essere dei particolari relè oppure selettori con bracci di rotazione e sollevamento chiamati “passo-passo” o il famosissimo selettore elettromeccanico con braccio a sollevamento e rotazione.
foto da Cirocarbone
La centrale occupava uno spazio notevole, e poteva contenere solo qualche centinaio di numeri telefonici. Imparagonabile a quelle digitali di oggi che nello stesso spazio potrebbero attivare migliaia di numeri. Comunque la strada era tracciata e s’iniziò a pianificare il sistema telefonico in funzione del traffico effettivo.
Trovato il sistema di commutazione, sorse un altro problema: come trasmettere i segnali elettrici variabili a lunga distanza senza che questi perdessero potenza a mano a mano che la distanza percorsa aumentava e, secondo problema, l’interferenza tra i fili (diafonia) dovuta al campo magnetico generato dalla corrente variabile che distorceva il segnale trasmesso.
Il problema dell’interferenza fu risolto grazie all’invenzione del trasformatore, e grazie alle bobine e pupinizzazione ideate dal belga Francois van Rysselberghe nel 1882, e a Michael Pupin (1901) che con il suo sistema di bobine a intervalli regolari, permise la concretizzazione dei collegamenti a lungo raggio.
Per quanto riguardava l’amplificazione del segnale, si ebbe la svolta con l’invenzione della valvola termoionica da parte di Lee De Forest nel 1906, chiamata Triodo: che fece fare un balzo in avanti, non solo nella telefonia. Nel 1915, grazie anche a questa scoperta, fu realizzata la prima linea telefonica transcontinentale tra New York e San Francisco.
Dal 1919 al 1945 in Italia diventò necessario aumentare le linee d’utente e con esso ottimizzare il sistema al fine di coniugare funzionalità con l’economicità.
Con la nuova tecnologia via radio, permise la gestione dei sempre più numerosi nodi di commutazione, l’aumento della distanza percorsa dal segnale, e alla moltiplicazione delle linee su di un solo portante fisico.
Cavo Aereo
Da una linea a una coppia si passò: a due, dieci, cento; grazie al miglioramento dei supporti fisici (cavi semplici, aerei, terrestri, coassiali) e alla multiplazione (multiplexing) di più linee contemporaneamente sullo stesso supporto fisico.
Dal 1946 al 1979 furono anni densi d’innovazioni, e l’invenzione del transistor, alla fine degli anni 70, portò a una svolta tecnologica nel campo delle telecomunicazioni.
La sua applicazione come amplificatore ridusse la componentistica che costituiva l’apparecchio telefonico e permise di sostituire le centrali elettromeccaniche con quelle elettroniche.
L’alta velocità dei nuovi sistemi di commutazione si scontrava con la lentezza della segnalazione del numero telefonico che avveniva con il disco combinatore
e si passò alla Multifrequenza.
CENTRALI DI COMMUTAZIONE A COMANDO DIRETTO.
Un commutatore del tipo “passo-passo” è un sistema per il quale il segnale inviato è instradato alla ricerca del numero corrispondente secondo un percorso predefinito.
Da una centrale urbana il segnale del trasmittente passa a una più grande e così via fino alla centrale urbana del ricevente, ma se durante il percorso ne trova una occupata, il segnale non può essere mantenuto sino a quando si libera, e non è possibile un percorso alternativo.
Inizialmente, le centrali passo-passo furono dotate di sistemi di memoria dedicati alla teleselezione fino a quando non fu possibile avere a disposizione centrali completamente elettroniche. Nel frattempo si ovviò con la teleselezione da operatrice, era lei che componeva il numero del chiamato e lo metteva in comunicazione con il chiamante. La teleselezione diventò attiva in tutta Italia nel 1974.
CENTRALI DI COMMUTAZIONE A COMANDO INDIRETTO
Quando ci fu la completa integrazione tra la trasmissione dei dati, grazie alla commutazione numerica, ogni comunicazione era codificata in forma digitale e scomposta in “pacchetti”.
Porzioni d’informazioni, che non sono inviati in sequenza, ma secondo una suddivisione temporale dei canali. In pratica, ogni canale, si occupa di una comunicazione per un brevissimo lasso di tempo, poi passa a un’altra, e così via sino a ritornare alla prima, che trasmette un altro piccolo pacchetto di informazione. Questo tipo di allocazione dei canali è chiamato TDM (Time Division Multiplexing).
Per quanto riguarda il segnale sonoro è campionato 8000 volte al secondo, tale tecnica permette una buona ricostruzione del segnale all’altro capo del filo.
Determinante fu l’utilizzo degli elaboratori nelle centrali telefoniche, i quali, gestivano le segnalazioni, mentre il messaggio fonico era convogliato su un altro canale.
Dal 1980 fino agli anni 2000 ci fu una diffusione dei mezzi informatici, e l’informazione ha guadagnato sempre più valore, non tanto per il suo possesso, ma per averla sempre a disposizione, e la connessione telefonica nelle sue diverse forme è ancora il mezzo privilegiato per i trasferimenti delle informazioni.