Telegrafo
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Il Telegrafo è un sistema di comunicazione a distanza basato su codici convenzionali per trasmettere lettere, numeri e segni di punteggiatura. La comunicazione per mezzo del telegrafo è definita telegrafia.
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[modifica] Storia
[modifica] L'antichità
La necessità di comunicare è sempre stata presente in ogni civiltà ed in ogni epoca. Già gli antichi greci impiegavano falò per comunicare. Per la comunicazione diurna sono stati impiegati segnali sonori, sia di strumenti a fiato (corni) che percussioni (tamburi, tam-tam). Per distanze ancora maggiori sono stati impiegati i segnali di fumo, comunemente associati agli Indiani d'America.
Al tempo dell'Antica Roma operò una fitta rete di corrieri che trasportavano lungo le strade consolari le tavolette di cera con incisi i messaggi.
Un altro mezzo, particolarmente usato in ambito militare in diverse epoche, fu il piccione viaggiatore.
[modifica] Il telegrafo ottico Chappe
Verso la fine del diciottesimo Claude Chappe e fratello lavorarono allo sviluppo di un sistema telegrafico basato su una catena di segnalatori. Nel 1793 presentarono al pubblico il modello definitivo di telegrafo ad asta, così definito in quanto su una torre era installato un braccio rotante che portava alle estremità due bracci minori; il tutto era manovrabile per assumere configurazioni standardizzate corrispondenti a lettere, numeri e ordini di servizio. Da una postazione successiva, distante diversi chilometri, un addetto dotato di cannocchiale riceveva il messaggio e contemporaneamente lo ripeteva in modo che lo si vedesse dalla la successiva stazione.
Il sistema ebbe successo e nei decenni seguenti si sviluppò una rete di centinaia di tali segnalatori telegrafici che collegavano Parigi con le zone periferiche della Francia e oltre, seguendo l'espansione dell'impero napoleonico. L'attrezzatura è citata in un episodio del romanzo Il Conte di Montecristo di A.Dumas nel quale si realizza una truffa fatta dal Conte mediante false trasmissione di notizie al banchiere Danglart del quale voleva vendicarsi. Napoleone Bonaparte, consapevole dell'importanza delle comunicazioni in campo militare, commissionò stazioni telegrafiche mobili da installare sui campi di battaglia.
[modifica] L'ottocento ed i primi esperimenti di telegrafia elettrica
Fino alla prima metà del XIX secolo la corrispondenza era esclusivamente cartacea ed era recapitata dai servizi postali. Le missive viaggiavano su regolari servizi di corriere, che avevano tratto beneficio dallo sviluppo della rete di strade postali nel settecento. I tempi però erano lunghi, si parlava di giorni, settimane o anche mesi per la corrispondenza intercontinentale.
Negli Stati Uniti, in seguito alla scoperta dell'oro in California nel 1848, si sviluppò un sistema di corrieri specializzati nel collegamento tra le due coste, atlantica e pacifica: il Pony express, istituito nel 1860.
Insomma, la richiesta di comunicazione era elevata e diversi studiosi ed inventori si erano cimentati nell'impresa, ma con i risultati più diversi.
Si possono ricordare tra gli altri:
- Il telegrafo di William Fothergill Cooke e Charles Wheatstone
- Il sistema a tastiera di David Edward Hughes
- Il sistema Meyer
- Il telegrafo Baudot
- Il telegrafo italiano ad aghi Bonderi
- Il pantelegrafo dell'abate Giovanni Caselli, antenato dell'odierno telefax
[modifica] Il telegrafo elettrico Morse
Negli anni quaranta il successo arriva finalmente per Samuel Morse, che inventa un sistema telegrafico elettrico impiegante un unico filo, ed inventa uno speciale codice, il Codice Morse, che permette di codificare le lettere alfabetiche in sequenze di impulsi di diversa durata (punti e linee).
Egli riesce a brevettare la sua invenzione negli Stati Uniti ed ottenere il supporto del governo e il 24 maggio 1844 si ha la prima trasmissione ufficiale tra le città di Washington e Baltimora. In breve tempo il sistema comincia a diffondersi in ogni continente formando una fitta rete, grazie anche a ulteriori perfezionamenti quali l'introduzione degli isolatori in vetro o ceramica, il filo di rame al posto del ferro ed il sistema duplex, che consentirono di aumentare la lunghezza delle tratte ed aumentarne l'efficienza. Si forma anche una classe di operatori specializzati, alcuni dei quali arrivavano a digitare il codice Morse ad una velocità di 80-100 caratteri al minuto.
I nodi della rete, gli uffici telegrafici intermedi (Relais), provvedevano ad instradare i messaggi sulle giuste tratte fino a destinazione. Da notare che il lavoro veniva svolto a mano: i messaggi ricevuti erano letti e, in base alla destinazione, consegnati all'impiegato che li ritelegrafava sul tratto successivo. Il sistema venne parzialmente automatizzato con l'introduzione del nastro perforato e dei trasmettitori automatici.
Oltre ai messaggi privati, sulla rete telegrafica viaggiavano le notizie dei corrispondenti ai giornali: è l'epoca in cui nascono le agenzie di stampa, prime fra tutte la Reuters.
In Italia l'introduzione del sistema telegrafico avviene nel 1852, nel Regno delle Due Sicilie.
[modifica] Il cavo sottomarino
Le reti, per quanto estese, coprivano però solo la terraferma: la comunicazione tra continenti avveniva ancora via nave. I telegrammi giungevano all'ufficio postale del porto, qui venivano trascritti su carta, condotti a destinazione per mare e qui di nuovo telegrafati fino a destinazione. Ed il viaggio poteva richiedere settimane.
Il primo esperimento di posa di un cavo sotto il mare venne effettuato nel 1845 all'interno della baia di Portsmouth dalla ditta S.W. Silver & Company. il cavo era lungo un miglio ed isolato con gomma naturale (Gutta percha). Nel 1850, ad opera della ditta Submarine Telegraph Co viene posato il primo cavo attraverso La Manica da Dover a Calais, ma rimase operativo per soli tre giorni, fino a che non fu tranciato per errore da un pescatore.
Negli anni seguenti si sviluppò una rete di cavi sottomarini tra le coste europee e mediterranee, sotto i canali, tra le isole e anche sotto alcuni grandi fiumi. Nel contempo migliorava la tecnologia dei conduttori e dei rivestimenti, nonché il know-how relativo alla posa e riparazione. Furono allestite navi speciali adibite al ripescaggio e riparazione dei cavi.
In Italia nel 1854 furono realizzati i primi collegamenti tra il continente, Corsica e Sardegna.
Gli stati del Commonwealth Britannico furono interconnessi da una fitta rete, ed in particolare si ricorda la lunga tratta sottomarina Londra-Bombay via Porthcurno, Gibilterra, Malta e Suez.
Mancava ancora un tassello fondamentale: il collegamento tra Europa e Nord America attraverso l'oceano atlantico. Questa opera fu una vera e propria epopea, un'impresa di estrema complessità tecnica ed amministrativa. Si pensi all'enorme matassa di cavo, migliaia di chilometri da fabbricare, trasportare, caricare nella stiva delle navi, da calare lentamente in mare per settimane, magari nel mezzo di una tempesta. Il considerevole costo fu coperto con emissioni di obbligazioni e con contributi pubblici.
Il primo tentativo fu effettuato nel 1858 tra Irlanda e Terranova, 2200Km di cavo posati da due navi salpate dalle coste e destinate ad incontrarsi a metà strada. I lavori furono ostacolati da molte difficoltà e furono interrotti più volte. Al termine il cavo opero per circa tre mesi prima di guastarsi.
Il collegamento definitivo fu realizzato tra il 1865 e il 1866 dalla ditta Atlantic Telegraph Co, utilizzando il transatlantico Great Eastern riadattato come nave posacavo. Europa ed America potevano finalmente comunicare in tempo reale.
La telegrafia attraverso i migliaia di chilometri di cavo atlantico è però ben diversa da quella ordinaria; il segnale risulta enormemente attenuato a causa della legge di Ohm e gli impulsi dilatati nel tempo e confusi a causa di induttanza e capacità del cavo. La trasmissione doveva essere quindi molto lenta e la ricezione effettuata con sensibili galvanometri. Diversi ingegneri operarono per migliorare la tecnica della telegrafia sottomarina, uno tra i quali fu Michael Pupin, che diede il nome alla tecnica della pupinizzazione.
Nota: nonostante l'avvento della radio e dei satelliti il cavo sottomarino è ancora oggi ampiamente utilizzato.
[modifica] La telegrafia senza fili
Nel 1897 Guglielmo Marconi presenta il brevetto della radio ed entro il 1907 vengono stabilite le prime comunicazioni transoceaniche sufficientemente affidabili. Le prime radio non erano ancora in grado di trasmettere la voce ma erano più idonee ed inviare semplici segnali acceso/spento, quindi ideali per il codice Morse. Uno svantaggio dei primi sistemi radio era l'assenza della sintonia e quindi dei canali. Qualunque segnale trasmesso veniva ricevuto da tutte le stazioni a portata di segnale, con gravi problemi di riservatezza e volume di messaggi inviabili. In compenso era evidente la possibilità di installare una stazione anche sulle navi, cosa che ha permesso la trasmissione della richiesta di soccorso da parte del Titanic, captata dal Carpathia, che ha così potuto intervenire in soccorso. Questo evento disastroso ha reso evidente l'utilità del mezzo radiotelegrafico in mare, il cui uso è stato disciplinato per la prima volta dalla conferenza internazionale di Londra del 1914 sulla sicurezza marittima.
[modifica] La telescrivente
La continua ricerca volta ad aumentare la velocità delle trasmissioni riducendo nel contempo i costi ha portato allo sviluppo, negli anni '20, della telescrivente. Si trattava di una macchina simili alla macchina da scrivere, su cui l'operatore componeva il testo da inviare. I caratteri digitati venivano automaticamente codificati secondo un codice a cinque bit, il codice Baudot. Il testo ricevuto veniva stampato su un foglio di carta. Negli anni '30 iniziò a svilupparsi una rete di telecomunicazione specifica per le telescriventi, in grado di commutare automaticamente le comunicazioni: la rete Telex.
[modifica] La telegrafia oggi
Al giorno d'oggi la telegrafia è passata in secondo piano, retrocessa dall'avvento del telefono prima e del digitale poi.
A partire da 1 febbraio 1999 l'utilizzo della telegrafia Morse non è più obbligatoria in ambito marittimo, in favore della tecnologia digitale GMDSS. L'utilizzo di questo mezzo è però portato avanti con passione dai radioamatori, i quali sostengono che questa tecnologia è molto efficace rispetto al parlato nelle comunicazioni a lunga distanza, anche con trasmettitori di bassa potenza.
Naturalmente è sempre possibile andare all'ufficio postale ed inviare un telegramma. Questo però da molti decenni non è più trasformato in codice Morse da un operatore, ma è composto su una tastiera ed inviato, fino al 2001, con il sistema Telex, oggi con il servizio Teltex di Poste Italiane.
[modifica] Tecnologia del telegrafo elettrico
Il circuito più semplice di telegrafo comprende un generatore di corrente (es. batteria), un pulsante in grado di chiudere il circuito quando premuto, un filo di trasmissione ed un elemento rivelatore del segnale, che può essere una lampadina oppure un campanello. Il filo di ritorno per chiudere il circuito è sostituito dalla terra, grazie a due picchetti infissi nel terreno alle due stazioni.
In pratica è possibile fare telegrafia con il citofono di casa, il cui circuito è pressoché identico.
[modifica] Il tasto manipolatore
Il tipo più semplice di tasto telegrafico è un pulsante che premuto collega la fonte di energia alla linea, inviando un impulso. In posizione di riposo la linea è automaticamente collegata all'apparecchio ricevitore. Esistono anche tasti automatici dotati di due levette in grado di generare il punto e la linea con durata precisa.
[modifica] Il trasmettitore automatico da nastro perforato
Nelle stazioni di smistamento venivano impiegati speciali trasmettitori automatici in cui era possibile inserire un nastro perforato con inciso il messaggio. Questo permetteva maggiore precisione e velocità dei segnali rispetto alla digitazione manuale, ma permetteva anche di parallelizzare il lavoro per ottimizzare l'utilizzo delle linee maggiori. Con una speciale macchina simile ad una macchina da scrivere, diversi impiegati preparavano i nastri, che poi erano accodati nel trasmettitore per essere inviati senza interruzione.
[modifica] La stampante
Un elettromagnete attira un'ancorina metallica solidale con un pennino inchiostrato, il quale può toccare un nastro di carta fatto avanzare da un meccanismo a molla o elettrico. In questo modo si ottiene su carta la rappresentazione visiva delle linee e dei punti.
[modifica] Il rivelatore acustico
Il più semplice ricevitore di tipo acustico è costituito da un elettromagnete in grado di attirare un'ancorina. Il semplice rumore prodotto (tlac-tlac) consentiva ad un orecchio allenato di decifrare il messaggio. Questo sistema era in genere preferito dagli operatori rispetto alla stampante, per cui fu perfezionato con l'aggiunta di cassa di risonanza in legno per aumentare il volume sonoro. In epoca moderna si utilizzano segnalatori acustici elettronici che emettono un suono acuto (ti-tii).
[modifica] Il rivelatore ottico
Il segnale in arrivo attraverso un cavo sottomarino era troppo attenuato per azionare un rivelatore sonoro o una stampante. Per questo particolare compito si utilizzava inizialmente un galvanometro ottico a torsione. In pratica uno specchietto solidale con un pezzo di ferro era sospeso ad un filo e collocato all'interno di un grosso solenoide. Il debole campo magnetico indotto dalla corrente del segnale era in grado si ruotare leggermente lo specchio. Dagli spostamenti di un raggio luminoso riflesso dallo specchio un operatore era in grado di decodificare il testo.
[modifica] I rigeneratori ed i ripetitori
Il problema dell'amplificazione dei segnali per la trasmissione a distanza fu affrontato con apparecchi ripetitori, in pratica relé molto sensibili che a loro volta agivano da tasti trasmittenti per la tratta successiva. Apparecchi più complessi, i rigeneratori, erano in grado di ricostruire un segnale deteriorato anche nella forma degli impulsi.
[modifica] Altri tipi di telegrafo
In Marina viene impiegato un telegrafo ottico costituito da un faro che può essere oscurato o meno agendo su una levetta. Con esso è possibile inviare segnali morse da una nave ad un'altra per mezzo di impulsi luminosi.
Un altro sistema impiega due bandierine impugnate da un marinaio che, assumendo diverse posizioni, codifica lettere e segnali standard. Altri tipi di bandiere sono usate nel Codice Internazionale Nautico.
