Parte prima: LA RETE TELEFONICA COMMUTATA LE TECNOLOGIE DELLE TELECOMUNICAZIONI CORSO INTRODUTTIVO PER NON TECNICI Parte prima: LA RETE TELEFONICA COMMUTATA DOCENTE: COSMO COLAVITO

DEFINIZIONI E CENNI STORICI LA RETE TELEFONICA COMMUTATA - PSTN (PUBLIC SWITCHED TELECOMMUNICATIONS NETWORK) INDICE DEFINIZIONI E CENNI STORICI FONDAMENTI DI TELEFONIA LE RETI DI DISTRIBUZIONE I MEZZI TRASMISSIVI LE TECNICHE NUMERICHE

LA “INFORMATION AND COMMUNICATIONS TECHNOLOGY (ICT)” L’ICT HA COME SCOPO PRIMARIO L’ACQUISIZIONE, L’ELABORAZIONE E LO SCAMBIO DELLE INFORMAZIONI NELLE VARIE FORME RICONOSCIUTE DALL’UOMO E DALLE MACCHINE (VOCE, IMMAGINI, DATI, ECC.) LE FUNZIONI PRINCIPALI DELLA ICT SONO: L’ ELABORAZIONE CHE MODIFICA L’INFORMAZIONE PER CONSENTIRNE LA TRASMISSIONE, GARANTIRNE LA SEGRETEZZA, ECC. LA MEMORIZZAZIONE CHE CONSERVA L’INFORMAZIONE SU SUPPPORTI MATERIALI PER UNA UTILIZZAZIONE SUCCESSIVA NEL TEMPO LA COMUNICAZIONE CHE VEICOLA L’INFORMAZIONE DA UN LUOGO AD UN ALTRO I SISTEMI ICT COMPRENDONO COMPONENTI HARDWARE E SOFTWARE: LE PARTI HARDWARE SI BASANO SULLE LEGGI DELLA FISICA COME L’ELETTROMAGNETISMO E L’OTTICA IL SOFTWARE CONSENTE ALL’ HARDWARE DI ESEGUIRE PROGRAMMI FINALIZZATI ALLO SVOLGIMENTO DI DETERMINATE FUNZIONI (PROGRAMMABILITA’ DELL’HARDWARE) IN QUESTO BREVE CORSO SI TRATTERA’ FONDAMENTALMENTE DELLA COMUNICAZIONE OSSIA DELLE TELECOMUNICAZIONI, NEI LORO ASPETTI GENERALI E SISTEMISTICI CHE COINVOLGONO L’USO DI COMPONENTI HARDWARE E SOFTWARE

MESSAGGI E SEGNALI LE INFORMAZIONI DA TRASMETTERE A DISTANZA SI PRESENTANO SOTTO FORMA DI “MESSAGGI” CHE DEVONO ESSERE TRASFERITI IN MODO FEDELE CIOE’ CHIARAMENTE INTERPRETABILE DA CHI LI RICEVE LE TIPOLOGIE PIU’ COMUNI DI MESSAGGI SONO: VOCALI MUSICALI TESTI DATI IMMAGINI FISSE IMMAGINI IN MOVIMENTO LE TELECOMUNICAZIONI SONO OGGI PER LA MAGGIOR PARTE “ELETTRICHE” POICHE’ I MESSAGGI VENGONO TRASFORMATI IN SEGNALI ELETTRICI IDONEI ALLA TRASMISSIONE A DISTANZA. IN RICEZIONE, I SEGNALI ELETTRICI SONO CONVERTITI NEI MESSAGGI CORRISPONDENTI I DISPOSITIVI TERMINALI CHE CONSENTONO TALI TRASFORMAZIONI SONO DENOMINATI “TRASDUTTORI”, TRA CUI IL TRASDUTTORE ELETTRO-ACUSTICO (MICROFONO) E QUELLO ELETTRO-OTTICO (TUBO CATODICO)

I SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONI UN SISTEMA DI TELECOMUNICAZIONI E’ L’INSIEME DEI DISPOSITIVI, IVI COMPRESI I TRASDUTTORI TERMINALI, CHE CONSENTONO LA TRASMISSIONE DEI MESSAGGI OPERANDO IN MODO COORDINATO. I SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONI POSSONO ESSERE: “Unidirezionali” come la radiodiffusione o la tele-diffusione, ovvero “bidirezionali” detti anche “interattivi” come la telefonia fissa e mobile “Singoli” con due soli terminali, ovvero “multipli” con molti utenti o coppie di utenti Chiusi (reti private) o aperti (reti pubbliche) I SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONI ELETTRICHE SI SONO SVILUPPATI, CON RITMO CRESCENTE, SOPRATTUTTO A PARTIRE DALLA META’ DELL’ OTTOCENTO, GRAZIE A NUMEROSE ELABORAZIONI TEORICHE (come la teoria delle radiazioni elettromagnetiche) E SVILUPPI TECNOLOGICI

LE INVENZIONI ED INNOVAZIONI ALLA BASE DELLE TELECOMUNICAZIONI (1) IL TELEGRAFO 1837 Realizzazione del primo telegrafo MORSE (da Samuel Finley Breese Morse) 1845 Inaugurazione della linea telegrafica Washington- Baltimora realizzata dallo stesso Morse, con il messaggio “Quale cosa meravigliosa ha scritto Dio!” 1846 -1850 Prime utilizzazioni del telegrafo in Europa da parte di Agenzie di stampa (Julius Reuter) 1850 Posa del primo cavo sottomarino tra la Francia e l’Inghilterra 1858 Primo collegamento telegrafico tra Valencia (Irlanda) e la baia di Trinità a Terranova

LE INVENZIONI ED INNOVAZIONI ALLA BASE DELLE TELECOMUNICAZIONI (2) IL TELEFONO 1849 Primi esperimenti di Antonio Meucci 1856 – 1959 “Telegrafo Parlante” di Meucci e deposito di un “caveat” 1876 Deposito del brevetto di Alexander Bell 1878 Prima telefonata interurbana in Italia, tra Ufficio Telegrafico del Quirinale ed Ufficio Telegrafico di Tivoli 1881 Inizio del servizio pubblico in Italia con il “Capitolato per le concessioni del servizio telefonico all’interno delle città e loro sobborghi” 1887 72 Società Concessionarie con 12.000 utenti

LA RETE TELEFONICA COMMUTATA (PSTN) INDICE DEFINIZIONI E CENNI STORICI FONDAMENTI DI TELEFONIA LE RETI DI DISTRIBUZIONE I MEZZI TRASMISSIVI LE TECNICHE NUMERICHE

IL TELEFONO: TRASDUTTORI ACUSTICO –ELETTRICO ED ELETTRO-ACUSTICO Un telefono è costituito da: Il microtelefono che comprende le capsule microfonica e ricevitrice Il cordone flessibile di collegamento del microtelefono Un apparecchio telefonico che comprende il gancio, la tastiera, la suoneria, la bobina di induzione, ecc. FUNZIONAMENTO DELLA CAPSULA MICROFONICA La capsula microfonica funziona come indicato nel riquadro La capsula ricevitrice è costituita da un magnete circondato da un avvolgimento attraversato dalla corrente elettrica ricevuta. L’elettromagnete agisce su una membrana metallica che riproduce nell’aria le oscillazioni della corrente elettrica Le linee tratteggiate rappresentano i percorsi della corrente. Quando la membrana metallica è compressa si ha maggiore intensità di corrente rispetto a quando la membrana è espansa

IL MICROFONO ED IL SEGNALE VOCALE Nella figura è riprodotto l’andamento nel tempo della pressione provocata dalla voce sulla capsula e l’analogo andamento della corrente nel circuito telefonico della rete locale. Si nota che la corrente vocale si ottiene facendo variare nel tempo la corrente continua generata da una batteria

RETI DI TELECOMUNICAZIONI con connessioni permanenti tra terminali Se si vuole collegare un terminale con tutti gli altri, occorre realizzare un numero molto alto di connessioni. Se i terminali sono N, il numero di collegamenti necessari è: N (N-1)/2 Ad esempio, per collegare 100 terminali occorrono ben 4950 collegamenti. Questi possono risultare molto lunghi in funzione della collocazione dei terminali sul territorio.

RETE DI TELECOMUNICAZIONI con connessioni temporanee tra terminali Nel caso di comunicazioni telefoniche, soltanto circa il 15% degli utenti utilizza il sistema contemporaneamente anche nei momenti di maggiore attività. Si utilizzano perciò dispositivi di connessione che consente di colloquiare solo agli utenti simultaneamente attivi. Il numero di connessioni necessarie diviene eguale al numero di utenti N. Se il dispositivo è collocato in posizione baricentrica rispetto agli utenti, la lunghezza complessiva delle connessioni risulta minimizzata. Tale dispositivo collocato in una centrale può essere manuale o automatico.

CENTRALI DI COMMUTAZIONE MANUALE FUNZIONAMENTO DI UNA CENTRALE MANUALE Nelle centrali di vecchia concezione tutti gli utenti sono presenti con una terminazione individuale (Jack) in un quadro disposto sul tavolo degli operatori. Questi hanno a disposizione un certo numero di “bicordi” che servono a collegare ciascun utente chiamante all’utente chiamato. Nelle centrali manuali moderne (centralini di alberghi, call center, ecc., ) il colloquio utente – operatore è facilitato dall’uso di computer e di dispositivi automatici di connessione.

CENTRALI DI COMMUTAZIONE AUTOMATICA (AUTOCOMMUTATORI) In una centrale automatica si distinguono: Gli organi di comando che sostituiscono l’attività raziocinante dell’operatore Gli organi di connessione che sostituiscono le manovre effettuate degli operatori con i cordoni Gli organi di segnalazione che sostituiscono alcuni dispositivi presenti sui tavoli e l’attività dell’operatore LE PRINCIPAli TIPOLOGIE DI CENTRALI SUCCEDUTESI NEL TEMPO SONO: CENTRALI ELETTROMECCANICHE Basate esclusivamente sull’impiego di organi elettromeccanico quali selettori e relè CENTRALI SEMI ELETTRONICHE Con organi di comando costituiti da elaboratori opportunamente interfacciati con gli organi elettromeccanici di commutazione CENTRALI ELETTRONICHE Rese possibili dall’impiego delle tecniche numeriche, quindi dette anche centrali digitali

SHEMA DI MASSIMA DI UNA MATRICE PER COMMUTAZIONE “DI SPAZIO” Ciascuna linea entrante può raggiungere qualunque linea uscente. I punti di incrocio della matrice sono costituiti da dispositivi normalmente “aperti” che si “chiudono” a seguito di opportuno comando (richiesta di connessione da parte dell’utente chiamante). Oltre alla matrice, una centrale di commutazione automatica comprende anche organi di segnalazione e di comando (elaboratori). LINNE ENTRANTI LINEE USCENTI

MODELLI DI RETE URBANA RETE POLICENTRICA, NON GERARCHICA RETE MONOCENTRICA TERMINALE D’ UTENTE RETE DI GIUNZIONE CENTRALI URBANE CENTRALE URBANA LINEA D’UTENTE In figura sono rappresentate tre centrali urbane, ciascuna con una propria rete di distribuzione. Ogni centrale è collegata alle altre mediante linee di giunzione che costituiscono la rete di giunzione. Trattasi di rete “a stella” o “radiale semplice”. Le linee d’utente costituiscono, nel loro insieme la “rete di distribuzione”.

RETI POLICENTRICHE COMPLESSE , SU PIU’ LIVELLI (DETTE ANCHE GERARCHICHE) Per consentire i collegamenti a lunga distanza, nazionali ed internazionali, le centrali urbane vengono collegate a centrali di livello superiore che hanno la funzione di instradare le comunicazioni verso le destinazioni richieste, mediante l’impiego di idonei mezzi trasmissivi RETE DI COMUNICAZIONE A GRANDE DISTANZA, DETTA “DI TRASPORTO” RETE A MAGLIA CENTRALE DI TRANSITO RETI AD ANELLO “RETE DI ACCESSO” CENTRALE URBANA STADI DI LINEA Le centrali urbane collegate tra loro “ad anello” costituiscono, insieme agli stadi di linea ed alle reti di distribuzione, la rete di accesso le centrali urbame sono collegate direttamente o attraverso una centrale urbana di livello superiore, alle centrali di transito della rete di trasporto

LA RETE TELEFONICA COMMUTATA (PSTN) INDICE DEFINIZIONI E CENNI STORICI FONDAMENTI DI TELEFONIA LE RETI DI DISTRIBUZIONE I MEZZI TRASMISSIVI LE TECNICHE NUMERICHE

COLLEGAMENTI DI UNA CENTRALE AD UNA RETE POLICENTRICA

COMPONENTI DELLA RETE DI DISTRIBUZIONE cavi da 2440 - 400 coppie cavi da 400 - 100 coppie Il permutatore collega in modo flessibile ciascun utente alla propria linea di centrale I cavi della rete primaria diminuiscono di potenzialita’, man mano che servono gli armadi disposti nella loro area Gli armadi consentono di ottenere la elasticita’ della rete Le coppie dei cavi secondari uscenti dall’armadio sono distribuite, mediante giunti, con una configurazione “ad albero”, in cavi di minore potenzialita’ che servono i distributori ubicati vicino ai clienti. La rete secondaria ha tipologia di posa sotterranea od aerea

OPERAZIONI DI POSA DI UN CAVO IN TUBAZIONE LA POSA DI UN CAVO PUO’ ESSERE EFFETTUATA: IN TUBAZIONE .IN TRINCEA AEREA I CAVI AD ELEVATA CAPACITA’ VENGONO NORMALMENTE POSATI