Reti di Telecomunicazioni: un po' di storia

Uno dei corsi che ho frequentato e che più mi è piaciuto è stato quelli di RETI DI TELECOMUNICAZIONI. Giorno per giorno, post per post, cercherò di trasmettervi quello che ho appreso...

Per cominciare, vediamo alcune date chiave:

• Pila di Volta: circa 1800
• Telegrafo elettromagnetico: 1835 (Morse)
–Nascita delle telecomunicazioni moderne
–Segnale codificato (alfabeto Morse)
• Telefono: 1876 (Bell)
–Brevetto Meucci 1871 non omologato
–Segnale analogico
• Comunicazioni radio: 1895 (Marconi)
• Triodo: 1904 (Hartley), nasce l’elettronica
• Transistor: 1947 (Shottky)

Inizialmente, la prima forma di comunicazione “avanzata” è rappresentata dal telegrafo (= scrivo a distanza), il cui obiettivo è una telecomunicazione in forma codificata (alfabeto Morse) punto-punto. Ciò che si può sottolineare, sono le limitazioni tecnologiche, che impongono l’uso di tecniche numeriche a bassissima velocità (bit/rate), il grande successo tecnico che ebbe, successo economico (la Western Union che ha il monopolio del telegrafo negli USA diviene la più grande compagnia privata del XIX secolo).

Successivamente, nella seconda metà dell'800, viene introdotto il telefono (= parlo a distanza), con l'obiettivo di far parlare due a due gli utenti: sfruttando il segnale analogico (banda 4 KHz) è possibile trasmettere suoni ed in particolare voce umana. Da tenere in considerazione che i segnali analogici sono molto ricchi di informazione, per cui sono più difficili da trasmettere! Infatti inizialmente la crescita è molto lenta, proprio per le difficoltà legate all'uso del segnale analogico. Dal XX secolo diviene il servizio di telecomunicazioni più importante.

1895: con l'esperimento di Marconi si dette inizio alle radio-comunicazioni, che dapprima vengono usate per il trasporto di segnali telegrafici (telegrafo senza fili), poi, grazie ai progressi dell'elettronica, per il trasporto di segnali analogici, quindi radiodiffusione (voce e musica) e telediffusione (immagini e suoni).

Sempre grazie all'evoluzione dell'elettronica, nascono i sistemi cellulari, che rappresentano un nuovo modo di usare i radiocollegamenti: la potenza trasmessa è piccola, sono necesari terminali sofisticati, i segnali inteferiscono solo fra celle adiacenti (per cui le frequenze possono essere riusate in celle non adiacenti). Vediamo quest'ultimo punto. Secondo voi è meglio un'antenna che copre un'area vasta o un'area vasta coperta da più antenne?

Tenete presente che lo spettro radio non è infinito, è limitato, per cui o tutti usano le stesse frequenze (quindi antenna che copre un'area vasta, come la diffusione radiofonica/televisiva) oppure, come accade, il cellulare si connette all'antenna più vicina ed usa una determinata frequenza, la stessa che un'altro cellulare potrebbe usare collegandosi ad un'altra antenna in una zona vicina. Questo consente il riuso delle frequenze, ed è necessario, perché lo spettro radio è una risorsa limitata. Quando ci spostiamo, il cellulare può cambiare l'antenna di riferimento, usando così un'altra frequenza: ciò spiega perché, quando si è al telefono in auto, a volte cade la linea.

Telegrafi, telefoni, cellulari non sono gli unici che possono interfacciarsi con la rete: ci sono anche i calcolatori. Lo sviluppo dei calcolatori ha un forte impatto sulle reti di telecomunicazioni, sono importanti come apparati (gli apparati di rete moderni sono in parte o completamente calcolatori specializzati) e come utenti (per la rete i calcolatori rappresentano un nuovo tipo di utente, che produce e riceve informazioni digitali per sua natura). Per far comunicare i calcolatori occorrono regole ben precise: i protocolli: lo sviluppo dei protocolli per una rete di calcolatori è molto complesso, siccome devono essere organizzati in una architettura. Quindi, per avere una rete di calcolatori universale, occorrono anche uno schema di indirizzi universale, un protocollo unico di interconnessione di reti (IP), delle interfacce standard fra i programmi applicativi dei calcolatori e la rete (interfaccia di Trasporto).

Chi pensò ad ua rete di calcolatori universale? La ISO (International Standard Organization) ha promosso nel 1976 un programma per lo sviluppo di una rete universale:
– Progetto OSI: Open System Interconnection
– Sviluppo di un Modello di Riferimento: OSI RM (Reference Model)
– Il modello OSI è a strati: individuati 7 strati
Il modello di riferimento a strati proposto da OSI è universalmente adottato: in questo ha avuto successo; l’OSI ha proposto anche uno schema di indirizzi, un protocollo IP e una interfaccia di trasporto: questi non sono stati adottati, e in questo l’OSI ha fallito.

E prima del 1976? Nel periodo della guerra fredda, gli USA si trovarono ad affrontare un singolare problema strategico. “Come avrebbero potuto comunicare le autorità americane dopo una guerra nucleare?” Gli USA post guerra atomica avrebbero comunque avuto bisogno di una rete di comando e controllo, da città a città, da base a base, da stato a stato. In primo luogo la rete non avrebbe dovuto avere alcuna autorità centrale. Inoltre doveva essere progettata fin dal principio per operare anche se a pezzi. Il principio dunque era semplice: si doveva assumere che la rete stessa potesse essere inaffidabile in qualunque momento. Il dipartimento della difesa finanziò allora una rete di calcolatori, ARPANET, che dette inizio all'era di internet. Nel 1990 ARPANET cessa di esistere, ma tutte le sue funzioni e infrastrutture rimangono operanti inalterate.

Dagli anni '90 iniziò un proliferare di servizi telematici, possibili grazie alla sinergia fra rete e calcolatori. Questo ha fatto di internet la sorgente moderna dei servizi telematici (posta elettronica, e-commerce, telelavoro, WWW, ...).