1- Ae attività sociali ed economiche diuna moderna società sono orga- nizzate, sviluppate e supportatedalle tre reti fondamentali dei traspor-ti, dell'energia e delle telecomunicazio-ni. Il movimento di passeggeri e dimerci, il trasporto di energia sotto for-ma di elettricità e la trasmissione di in-formazioni assicurati da queste reti,consentono ai singoli componenti dellasocietà che si trovano in luoghi diffe-renti di coordinare le loro azioni. Lapiù essenziale delle tre reti è forse quel-la delle telecomunicazioni: infatti essaha chiaramente una funzione indispen-sabile in quasi tutti gli aspetti delle at-tività sociali ed economiche, fra cui an-che il controllo delle stesse reti dei tra-sporti e dell'energia. Oggigiorno circa250 milioni di apparecchi telefonici,sparsi in ogni parte della Terra, posso-no essere collegati comunque si deside-ri e pressoché istantaneamente attraver-so la rete telefonica mondiale che com-prende fra l'altro, i cavi sottomarini ei satelliti per telecomunicazioni. Le re-ti di diffusione radiofonica e televisivaoffrono agli abitanti della Terra le no-tizie dell'ultim'ora, spettacoli di diver-timento e trasmissioni educative chepossono essere captate mediante unmiliardo di ricevitori. Il mondo è co-perto da una fitta, invisibile ed enormerete che sottopone ogni abitante a unflusso continuo di informazioni.

La tecnologia delle comunicazioni hafatto straordinari progressi dal tempodell'invenzione del telegrafo di SamuelF. B. Morse e del telefono di Anto-

nio Meucci e A. Graham Beh. Larete delle telecomunicazioni nacquepoco dopo l'invenzione della telefoniae i suoi vantaggi hanno provocato unrapido sviluppo di complesse attivitàsociali ed economiche che, a loro vol-ta, hanno dato luogo a sempre crescen-ti richieste alla rete stessa. Questo pro-cesso di retroazione positiva si intensi-ficherà negli anni futuri: tanto per dareun esempio, considerando il rapido svi-luppo della trasmissione di dati e dialtri servizi si prevede che l'attualerete debba essere raddoppiata in me-no di cinque anni e quadruplicatain meno di dieci. Per le telefonateintercontinentali si prevede un ritmodi aumento anche maggiore: se l'attua-le percentuale di crescita del 30 percento annuo rimane costante, la retedelle telecomunicazioni intercontinen-tali dovrà essere raddoppiata fra tre an-ni e quadruplicata fra sei.

La rete delle telecomunicazioni non'à solo in fase di espansione, ma anchedi miglioramento qualitativo per l'impiego di nuove tecnologie. Molte delleinnovazioni introdotte hanno avuto effetti spettacolari. Il transistore, inventa-to nel 1948 nei Bell Telephone Laboratories, apri un nuovo campo: la tecno-.logia dell'elettronica allo stato solido.Di conseguenza è diventato ora possibi-le effettuare le commutazioni telefo-niche con dispositivi elettronici anzi-ché elettromeccanici (cioè con relé) equindi con maggior velocità e sicurez-za. Le telecomunicazioni via satellitesono diventate una realtà e in generale

la rete è ora più economica e dà mag-giore affidabilità. In modo analogo ladiffusione radio-televisiva ha raggiuntouna posizione di preminenza nelle co-municazioni di massa, grazie, fra l'al-tro, all'invasione di ricevitori radio etelevisivi transistorizzati. Nello stessotempo l'invenzione del transistore hadeterminato una rivoluzione nell'elabo-razione dell'informazione dando svilup-po pratico alla tecnica del calcolo elet-tronico.

L'espansione della telefonia ha stimolato le ricerche nel campo della teoria delle reti per organizzarla nel mo-do più efficace possibile. Il collegamen-to diretto di un telefono a un altroqualsiasi apparecchio della rete nei pri-mi tempi della telefonia era inefficien-te ed economicamente proibitivo: siraggiungeva un risultato assai migliorecon una centrale, collegata con tutti itelefoni, ove un'operatrice eseguivamanualmente la connessione fra gli ab-bonati. Il collegamento tra un telefonoe la centrale telefonica è chiamata li-nea di abbonato. Quando cominciaro-no a essere richiesti collegamenti frautenti in località differenti e geografi-camente molto lontane, si trovò piùconveniente installare una centrale ur-bana in ogni zona e collegare fra lorole centrali urbane con un secondo tipodi connessione chiamata circuito digiunzione urbana. Per l'economia dellarete fu successivamente introdotto an-cora un altro tipo di centrale, quellainterurbana, per collegare città diverseattraverso circuiti di giunzione interur-bana. Quindi una moderna rete tele-fonica è costituita da una grande quan-tità di terminali (apparecchi telefonici),collegati fra loro con connessioni enodi distribuiti in vari ordini.

I sistemi elettromeccanici automati-ci sono oggi largamente impiegati nel-la maggior parte delle centrali di com-mutazione, benché in alcuni paesi esi-

La fotografia della pagina a fronte mostra una parte di una primitiva rete di telecomu-nicazioni: un festone di fili telefonici a Broadway e a Cortland Street a New Yorkverso il 1883. I pali telefonici potevano raggiungere i 27 metri e portare fino a 30 tra-verse cui si appoggiavano 300 conduttori. Immagini analoghe, riflettenti il rapido svi-luppo della rete telefonica, si potevano vedere nelle grandi città degli Stati Uniti e dialtre nazioni. I fili deturpavano il paesaggio con il tempo buono, erano pericolosi conil tempo cattivo e spesso il vento li abbatteva insieme con i pali. Dopo l'inizio del XXsecolo i fili vennero riuniti in cavi e, opportunamente isolati, vennero posati sottoterra.

Reti di telecomunicazioni

Una rete di telecomunicazioni è paragonabile a un'autostrada: perché possaessere efficiente occorre dotarla di un buon sistema di commutazionee di valide soluzioni in modo da ridurre al minimo il numero dei rami

di Hiroshi Inose

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LINEE DI UTENTE LINEE DI UTENTE

oCENTRALE DI COMMUTAZIONE

C

LINEE DI GIUNZIONE

oCENTRALE DI CENTRALE DCOMMUTAZIONE COMMUTAZIONE

LINEE DI UTENTE

Il collegamento diretto fra tutti i telefoni di una rete di telecomunicazioni richiede ungran numero di linee telefoniche. Per esempio la connessione di 10 telefoni collegati intale modo richiederebbero ben 45 linee (a), mentre una centrale di commutazione ridu.ce le linee a 10 (b). Se i telefoni sono installati in gruppi distanti fra loro, le lineedi giunzione che collegano le centrali riducono la lunghezza delle linee di utente (c).

stano ancora impianti manuali. (L'Ita-lia è totalmente automatizzata da alcu-ni anni.) I sistemi di commutazioneelettronica, controllati da speciali ela-boratori, stanno però per sostituire lecentrali elettromeccaniche, sostituzioneiniziata nelle centrali urbane e prose-guita in quelle interurbane.

Un tipico sistema di commutazioneelettronica è costituito da due elementiprincipali: la rete di commutazione(corrispondente al tavolo intermediariodei sistemi manuali) e l'elaboratore deicomandi (corrispondente all'operatore).Il sistema di commutazione elettronicasi differenzia però dal sistema manualesoprattutto perché esso è assai più cheuna semplice combinazione di spine edi prese e perché l'elaboratore dei co-mandi può effettuare contemporanea-mente alcune migliaia di connessioni.

La centrale di commutazione è uninsieme costituito da numerosi contat-ti o dai loro equivalenti elettronici cheistituiscono una via di collegamento fraun ingresso e un'uscita, connettendodue utenti fra loro o un utente conuna linea di giunzione. Lo scopo dellaprogettazione dei sistemi di commu-tazione è la massima riduzione pos-sibile del numero dei punti di contatto.Si prenda in esame un modello sempli-ficato di rete di commutazione con N

linee entranti e N linee uscenti. La di-sposizione più semplice prevederebbel'impiego di un « campo di accoppia-mento » costituito da una matricequadrata di ordine N, nella quale ogniriga intersechi tutte le colonne, con uncontatto disposto in ogni punto di in-crocio. In una configurazione del ge-nere a un solo stadio il numero deicontatti in corrispondenza dei punti diincrocio è N2, numero che diventa ra-pidamente proibitivo al crescere di N.

È possibile ridurre in modo conside-revole il numero dei punti di incrocioricorrendo a una disposizione più sofi-sticata, la cosiddetta selezione a piùstadi (si veda l'illustrazione a pagina103). Per esempio, in una rete a trestadi di selezione, il primo stadio ècostituito da n matrici di accoppiamen-to ognuna con m = N/n ingressi e Iuscite; ciascuna delle N linee entrantiè connessa a un ingresso. Il terzo sta-dio è costituito in modo analogo da nmatrici di accoppiamento ciascuna conI ingressi e m = Nln uscite cui so-no connesse le N linee uscenti. Il se-condo stadio, o stadio intermedio, è co-stituito da I matrici di accoppiamentociascuna con n ingressi e n uscite. Lostadio intermedio è connesso in ma-niera che gli n ingressi di ciascunadelle sue matrici sono collegati con

le n matrici del primo stadio e lerispettive n uscite con le n matricidel terzo stadio. In questa configu-razione il numero dei punti di con-tatto è 21mn + Im 2. Assumendo persemplicità I =- m = n = VTV, il predet-to numero diviene 3N )1-3-1, che è ovvia-mente minore di N2. Il risparmio di-venta notevole per grandi valori di N:se N è pari a 10 000, la rete a un so-lo stadio richiede 100 milioni di pun-ti di incrocio mentre quella a tre sta-di ne richiede appena 3 milioni. Il nu-mero di punti di incrocio può essereulteriormente ridotto con l'adozione diun maggior numero di stadi e infattinei grandi sistemi di commutazionevengono usati normalmente da sei aotto stadi di selezione.

La rete a più stadi di selezione presen-ta un problema intrinseco, la cosid-

detta disinserzione, quale contropartitadell'economia che fornisce. Per com-prendere questo inconveniente, si sup-ponga che una linea entrante in unadelle matrici di accoppiamento del pri-mo stadio debba essere connessa conuna linea uscente da una delle matricidi accoppiamento del terzo stadio. Ilpeggiore stato di occupazione si verifi-ca quando le rimanenti linee entrantidel primo stadio e quelle uscenti delterzo stadio sono già impegnate conaltri collegamenti verso il secondo sta-dio. Il numero di matrici di accop-piamento occupate nel secondo stadioè 2 (m — 1) e quindi in questo stadiooccorrono almeno 2 (m — 1) + I matri-ci per assicurare il collegamento. Se ilnumero di matrici del secondo stadio èinferiore a tale valore, la rete di com-mutazione non è sempre in grado diconnettere una qualunque linea en-trante con una qualunque linea uscen-te. Le reti di commutazione che nonpresentano l'inconveniente della di-sinserzione sono basate su un interes-sante principio, ma richiedono di nor-ma un numero di punti di contatto su-periore a quello delle reti con disin-serzione. Riprendendo l'esempio prece-dente, e supponendo per semplicitàl = m = n --= ì1-7, la rete a tre stadisenza disinserzione richiede 2 ‘/N— 1matrici nel secondo stadio e6N FT\T— 3N punti di contatto. Se Nè 10 000 si avranno 5,97 milioni di pun-ti di contatto; questi possono éssereridotti drasticamente con la commuta-zione a divisione di tempo, argomentosu cui si tornerà più avanti.

Una delle funzioni dell'elaboratoredei comandi di una rete a commutazio-ne elettronica è di rilevare la richiestadi un collegamento o la fine di unaqualsiasi chiamata comunque queste sipresentino. Un dispositivo di esplora-

100

RETE DICOMMUTAZIONE

DISPOSITIVODI

ESPLORAZIONE->

ORGANO DICONTROLLO

DISTRIBUTOREDI SEGNALI

-->MEMORIATEMPORANEA

MEMORIASEMIPERMANENTE

LINEE DIGIUNZIONE

ELABORATOREDEI COMANDI

Un sistema di commutazione elettronica con elaboratore dei comandi per un centro direte urbana è costituito da due parti principali: una rete di commutazione ( in grigio)e un elaboratore dei comandi (in colore chiaro), Un dispositivo di esplorazione control-la in sequenza le linee di utente e di giunzione per rivelare ogni cambiamento distato elettrico che vi si verifichi. Quando esso si trova in presenza di una richiestadi collegamento, il circuito segnali provvede a inviare il tono di centrale all'utentechiamante. Mentre questo compone il numero, il dispositivo di esplorazione controllala sua linea con maggior frequenza per ottenere l'informazione di chiamata, che indical'ubicazione fisica della linea corrispondente all'utente chiamato. La rete di commuta-zione ricerca una via che consenta il collegamento fra le due linee. Trovata la via li-bera, il circuito segnali invia la corrente di chiamata, che fa squillare la suoneria deltelefono chiamato. Tutte queste operazioni vengono eseguite sotto il controllo di un par.ticolare elaboratore dotato di due tipi di memoria: una memoria temporanea per laformazione dei collegamenti e una memoria semipermanente per l'immagazzinamento.

T

LINEE DIUTENTE

zione controlla in sequenza le linee diutente e di giunzione, per rivelare ognicambiamento di stato elettrico che visi verifichi. Quando esso si trova inpresenza di una richiesta di collega-mento, il dispositivo segnali provvedea inviare il tono di centrale all'utente.Mentre questo compone il numero, ildispositivo di esplorazione controlla lasua linea con maggiore frequenza perottenere l'informazione di selezione,ovvero il numero desiderato, che vienepoi tradotto in un comando di instra-darnento, indicante l'ubicazione fisicadella linea corrispondente all'utentechiamato. Se per esempio l'utente chia-mato è allacciato alla medesima cen-trale urbana, la rete di commutazionericerca una via che consenta il collega-mento fra le due linee. Trovata la vialibera, il dispositivo segnali invia lacorrente di chiamata, che fa squillarela suoneria del telefono chiamato, efornisce contemporaneamente il segna-le di chiamata all'utente chiamante. Ilcollegamento viene mantenuto per tut-ta la durata della conversazione; quan-do il dispositivo di esplorazione rilevala fine della conversazione, viene rin-tracciata la via su cui era stato costi-tuito il collegamento e i contatti ven-gono sconnessi. Nel caso in cui nonvenga trovata una via libera, oppure incui l'utente chiamato stia effettuandoun'altra conversazione, l'utente chia-mante riceve il segnale di occupato.

Tutte le operazioni predette sonocontrollate da un elaboratore particola-re con due tipi di memorie; una memo-ria temporanea e una ciclica semiper-manente. La prima è realizzata con nu-clei di ferrite o con dispositivi equiva-lenti ed è impiegata per elaborare lachiamata mentre la seconda è una me-moria di sola lettura per l'immagazzi-namento di programmi e di conversio-ni. In alcuni sistemi sono usate memo-rie a disco magnetico. Per elaborareuna chiamata l'elaboratore deve di soli-to eseguire alcune migliaia di operazio-ni che consentono di effettuare il col-legamento e in un tempo successivo disconnetterlo.

Nelle reti telefoniche le linee diutente e alcune giunzioni a bassa uti-lizzazione sono realizzate con un dop-pino telefonico, cioè con una coppia diconduttori avvolti fra loro che trasmet-tono i segnali in entrambe le direzioni.Per collegamenti ad alta utilizzazionesi impiegano cavi coassiali e ponti ra-dio a microonde in grado di trasmette-re contemporaneamente un gran nume-ro di canali telefonici. Perché la parolaricevuta abbia un suono sufficientemen-te naturale e risulti ben articolata, è ne-cessario che la rete telefonica possa farpassare segnali compresi fra 300 e 3400hertz (cicli al secondo). 11 doppino te-lefonico ha in genere una larghezzadi banda superiore a 100 chilohertz(100 000 hertz) e il cavo coassiale una

larghezza di banda superiore a 100 me-gahertz (100 milioni di hertz). Lungola linea vengono installati a opportunedistanze amplificatori che compensanol'attenuazione e la distorsione del se-gnale introdotte dalle caratteristichedella linea stessa.

per consentire la trasmissione contem-poranea di un elevato numero di

canali telefonici su una stessa linea, èstata sviluppata e ampiamente usata latecnica del multiplex a divisione di fre-quenza. Questa tecnica sfrutta il fattoche la banda vocale occupa all'incircaquattro chilohertz, mentre il doppinotelefonico ha un larghezza di banda 25volte maggiore. I vari canali telefonicivengono modulati con opportune fre-quenze portanti, disposte a intervalli diquattro chilohertz una dall'altra. I ca-nali telefonici cosí traslati sono poitrasmessi tutti insieme. Al terminalericevente i singoli canali vengono de-modulati e riportati nell'allocazione fi-sica originale.

Il multiplex a divisione di tempo rap-presenta una seconda tecnica per tra-smettere molti canali telefonici sullostesso mezzo portante. Due commuta-tori, disposti alle estremità di una li-nea di trasmissione, ruotano in sincro-nismo per collegare 24 contatti. Al ter-minale trasmittente 24 canali telefonicidifferenti sono connessi ciascuno a unodei 24 contatti; i 24 segnali vengonocampionati e gli impulsi ottenuti daciascuno di essi vengono trasmessi insuccessione sulla linea comune. Al ter-minale ricevente il secondo commuta-tore collega la linea con i propri con-tatti e, se opportunamente sincronizza-to col primo, separa uno dall'altro isegnali appartenenti ai singoli canali.(In realtà i commutatori rotanti deltipo descritto sono oggi sostituiti dacommutatori elettronici che compionola stessa funzione.)

Il processo prende il nome di cam-pionatura e se i commutatori colleganole coppie di terminali più di 6800 vol-te al secondo è possibile ricostruire conesattezza un canale telefonico aventefrequenza limite superiore di 3400hertz. In pratica la velocità di campio-natura è di 8000 cicli al secondo e ognisegnale viene campionato una voltaogni 125 microsecondi. Il segnale foni-co campionato si presenta come un im-pulso, di ampiezza proporzionale aquella del segnale all'istante della cam-pionatura. Nella trasmissione l'ampiez-za dell'impulso è però soggetta a esseredistorta e addizionata con del rumore.La situazione può essere migliorata seciascun impulso è convertito medianteun convertitore analogico-digitale in untreno di impulsi « si-no » aventi am-

piezza costante; il treno di impulsi con-tiene codificata in forma digitale l'in-formazione necessaria per la ricostru-zione del segnale originario, cioè la suaampiezza e la sua posizione. La distor-sione e il rumore introdotti dalla lineadi trasmissione non interessano i segna-li digitali, purché lungo il percorso sia-no previsti degli amplificatori capaci diripristinare la forma e il sincronismodei treni di impulsi in modo tale cheal terminale ricevente sia possibile ri-conoscere la presenza o l'assenza di im-pulsi nella successione corretta. Gli im-pulsi codificati, dopo la ricezione, sonoriconvertiti in segnali vocali analogi-ci tramite un convertitore digitale-ana-logico. Il sistema TI del Bell TelephoneSystem, che consente la trasmissionecontemporanea di 24 canali telefonici,è un esempio tipico di modulazione acodice di impulsi o PCM (si veda l'ar-ticolo Terminali per telecomunicazionidi Ernest R. Kretzmer a pagina 86 diquesto fascicolo).

Entrambe le tecniche a divisionedi frequenza e a divisione di temporichiedono l'uso di modulatori, demo-dulatori e amplificatori, cioè di disposi-tivi intrinsecamente unidirezionali. Pereffettuare una conversazione telefonicaè quindi necessario disporre di due vie,una per ciascuna direzione di trasmis-sione. Una disposizione del genere vie-ne detta collegamento a quattro fili,perché richiede l'equivalente fisico didue coppie di conduttori. Le linee diutente sono tipici esempi di collega-menti che non comprendono dispositiviunidirezionali e che possono perciò tra-smettere /e informazioni in entrambe ledirezioni; questo tipo di collegamento èdetto a due fili. Un collegamento a duefili, non avendo amplificatori che com-pensino l'attenuazione del segnale lun-go la linea, ha una lunghezza limitatamentre la trasmissione a quattro fili per-mette di superare distanze assai maggiori.

In una rete telefonica commutatal'eliminazione del maggior numero pos-sibile di connessioni costituisce unaquestione essenziale. È possibile appli-care sia la tecnica della divisione di fre-quenza sia quella della divisione ditempo ai sistemi di commutazione perconsentire un impiego multiplo delleconnessioni. Il sistema deve però esserein grado di attribuire ai segnali di cia-scuna conversazione una specifica posi-zione o in frequenza o in tempo. Latecnica a divisione di frequenza richie-de che i processi di modulazione, de-modulazione e filtraggio possano essereeseguiti in modo variabile e arbitrario erisulta quindi proibitiva sotto il profiloeconomico. La tecnica a divisione ditempo richiede che sia variabile solo il

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N = 18 LINEE USCENTI

Una rete di commutazione è costituita da numerosi contatti elettrici che istituisconouna via di collegamento fra un ingresso e un'uscita. La predisposizione più sempliceper connettere un qualsiasi numero N di linee entranti a N linee uscenti consisterebbenell'usare una matrice quadrata di ordine N, nella quale ogni riga intersechi tutte lecolonne, con un contatto disposto in ogni punto di intersezione (in alto). Il numero deicommutatori in corrispondenza dei punti di contatto in una configurazione del generea un solo stadio è N 2 ; nell'esempio, ove N = 18 linee entranti sono collegate con 18 li.nee uscenti, il numero dei punti di contatto è 324. Questo numero può essere ridotto inmodo considerevole ricorrendo a una rete con selezione a più stadi. Nell'esempiodi una rete a tre stadi (in basso) il primo stadio è costituito da n = 6 matrici,ciascuna con m = NIn = 3 ingressi e l = 5 uscite. Il terzo stadio è costituito inmodo analogo da 6 matrici, ciascuna con cinque ingressi e tre uscite, cui sono col-legate 18 linee. Lo stadio centrale è connesso in modo che i sei ingressi di cia-scuna delle sue matrici siano collegati con le sei matrici del primo stadio e le rispet-tive sei uscite con le sei matrici del terzo stadio. In questa configurazione il numerodei punti di contatto è 2lmn l& cioè 225 con i dati dell'esempio, cifra che costitui.sce un risparmio di circa 100 contatti rispetto alla matrice quadrata di ordine N. Que-sta rete a tre stadi di selezione non presenta il fenomeno della disinserzione, cioè aogni linea entrante è garantita la possibilità di collegamento con una qualsiasi lineauscente non occupata, indipendentemente dal traffico che si svolge nella rete.

102

103

90°75°

tempo di campionatura, e questo puòessere ottenuto semplicemente control-lando la sincronizzazione e il tempoassegnato a ogni canale nella rete dicommutazione. Si possono ottenere ul-teriori economie con l'impiego dellamodulazione a impulsi codificati perintegrare le funzioni di commutazionee di trasmissione, integrazione che im-pedisce la degradazione della qualitàdella fonia, qualunque sia il numerodi nodi nella connessione.

Alla fine degli anni cinquanta ven-

ne introdotta la commutazione basatasia sulla tecnica della multiplazione adivisione di tempo che sulla modulazio-ne a codice di impulsi insieme con unnuovo concetto: un sistema integrato ditelecomunicazioni. In tale sistema i se-gnali fonici sono codificati e decodi-ficati solo ai punti di inizio e di finedella connessione, mentre il segnalepercorre l'intero collegamento sottoforma codificata. Lungo i collegamentia divisione di tempo, in corrispondenzadei punti di connessione, sono posti dei

circuiti « porta » a divisione di tempoche consentono il passaggio dei segnalicodificati a determinati intervalli ditempo secondo le istruzioni impartitedall'elaboratore dei comandi. Questaconfigurazione di base presenta l'incon-veniente della disinserzione, non essen-dovi garantita la disponibilità di unacorretta sequenza di intervalli di tempoliberi per un qualsiasi segnale fonicocodificato nel corso della conversazio-ne fra due utenti. È possibile eliminarela disinserzione con l'impiego di dispo-

sitivi a ritardo variabile che permetto-no per qualsiasi segnale di fonia l'usodi intervalli di tempo differenti.

Le varie operazioni accennate devo-no essere sincronizzate affinché il siste-ma di commutazione possa lavorarecorrettamente e garantire la disponibi-lità della connessione ai segnali in arri-vo. È necessario stabilire nella reteun'unica frequenza di sincronismo inmodo che tutti gli eventi avvengano incorrispondenza di intervalli di tempo,detti canali temporali di conversazione

o fasi temporali, identici e non casuali.La frequenza di sincronismo può esse-re stabilita per esempio da un orologiopilota (master clock) posto in una cen-trale di commutazione che sincronizzaorologi secondari posti negli altri cen-tri di commutazione della rete. Unadisposizione del genere è adatta percentrali urbane di commutazione, manon per reti più estese comprendentinumerose centrali, a causa delle com-plesse procedure necessarie perché unodegli orologi secondari possa assumere

la funzione di comando se l'orologiopilota va in avaria.

Una possibile soluzione consiste nelrealizzare un sistema di sincronizzazio-ne reciproca- con l'impiego di oscillatoria frequenza variabile posti in ogni cen-trale di commutazione che agisconol'uno sull'altro. La rete di distribuzio-ne dell'energia elettrica dispone di unsistema analogo, nel quale un gran nu-mero di generatori sincroni interagisco-no fra loro e mantengono costante lafrequenza di rete a 50 cicli al secon-

o

In una rete internazionale di telecomunicazioni i continenti so-no collegati tramite satelliti e cavi sottomarini. Sarebbero suffi-cienti tre satelliti sincroni per assicurare una adeguata coper-tura delle principali zone abitate (in grigio a sinistra). Attual-mente vi sono in orbita sopra gli oceani Atlantico, Pacifico e

Indiano tre satelliti per comunicazioni Intelsat III e altrettantiIntelsat IV. Essi sono amministrati dall'International Telecomu-nications Satellite Consortium, di cui sono socie le organizza-zioni delle telecomunicazioni di 82 nazioni. Le stazioni terre-ne dell'Intelsat (punti) appartengono alle autorità governative

delle nazioni in cui sono ubicate. I sistemi di cavi sottoma-rini (linee nere a destra) sono un complemento naturale deisatelliti per telecomunicazioni. La maggior parte delle nazionipiù importanti è collegata con cavi. L'ultima generazione dicavi con ripetitori transistorizzati permette di trasmettere fino

a 1840 canali bidirezionali. Un cavo di questo tipo verrà posatofra l'Inghilterra e il Canada nel 1974 e avrà una capacità di cana-li doppia di quella dei sei cavi sottomarini in servizio. La scalanon consente di mostrare tutti i cavi in esercizio. Vi sono, peresempio, quasi 20 cavi fra l'Inghilterra e l'Europa continentale.

105104

ANTENNETRASMITTENTIREGOLABILI

DISPOSITIVIELETTRONICIDI TELEMETRIAE DI COMANDO

SENSOREDEL SOLE

BATTERIE

PANNELLISOLARI

=

• TUTTE LE OPERAZIONIE I SERVIZI DI BANCACredito AgrarioCredito FondiarioCredito Industrialee all'ArtigianatoMonte di Credito su PegnoServizi di RicevitorieEsattorie e Tesorerie

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Fondi patrimoniali e riserve: L. 99.754 952.734

do. Non essendovi alcuna gerarchia,come invece accade con gli orologipilota e secondari, il sistema assicurauna maggiore affidabilità per le grandireti nel caso di avaria dell'orologiopilota.

La rete delle telecomunicazioni inter-continentali comprende cavi transo-

ceanici sottomarini e satelliti per te-lecomunicazioni con le relative centralidi commutazione e stazioni terrene. Uncavo sottomarino è costituito da un ca-vo coassiale equipaggiato con amplifi-catori sommersi ad altissima affidabilitàe avente una capacità compresa fra 48e 720 canali bidirezionali con multi-plex a divisione di frequenza. Sistemipiù moderni, ancora in fase di svilup-po, avranno una capacità di 3600 o piùcanali telefonici. Una tecnica sofistica-ta, chiamata TASI (interpolazione del-la fonia per assegnazione a tempo) haaumentato il numero dei canali telefo-nici che possono essere trasmessi suicavi esistenti. Il sistema TASI sfruttail fatto che nella conversazione unutente parla per meno del 50 per cen-to del tempo. Nelle pause può essereinterpolata temporaneamente la con-versazione di un altro utente, consen-tendo cosí una migliore utilizzazionedel mezzo vettore. Il costo del TASI è

ANTENNE RICEVENTIE TRASMITTENTI

PER LA COPERTURADELLA TERRA

MULTIPLEXER DI USCITA

QUATTRO SERBATOIDI PROPELLENTEPER I MOVIMENTI

DI ORIENTAMENTO EDI POSIZIONAMENTO

SENSORE DELLA TERRA

basso rispetto a quello dei cavi trans-oceanici ed è compensato dal maggiornumero di utenti che possono usarecontemporaneamente il cavo.

I collegamenti fra i satelliti per tele-comunicazioni e le stazioni ricetrasmit-tenti terrene sono realizzati nella gam-ma delle microonde a frequenze com-prese fra 4000 e 6000 megahertz. I sa-telliti commerciali per telecomunicazio-ni sono sincroni, hanno cioè un perio-do orbitale uguale a quello di rotazionedella Terra, rispetto alla quale restanoquindi fermi. L'intera superficie terre-stre può essere coperta con tre satellitisincroni. Il satellite Intelsat III ha unacapacità di 1200 canali telefonici. Sonostati lanciati cinque satelliti di questotipo: due sull'Oceano Atlantico, unosull'Oceano Pacifico e due sull'OceanoIndiano. L'Intelsat IV ha una capacitàdi oltre 5000 canali telefonici divisi in12 gruppi, ciascuno con una larghezzadi banda di 36 megahertz; vi sono at-tualmente due satelliti di questo tiposull'Atlantico e uno sul Pacifico. Fino-ra le comunicazioni sono avvenute fradue punti a terra con il satellite fun-zionante come stazione ripetitrice. So-no però previste anche comunicazionifra satelliti per estendere la coperturaeffettiva di ciascuno di essi. Il collega-mento fra satelliti sarà forse realizzato

a frequenze superiori a 20 000 mega-hertz, non impiegabili a bassa quota, acausa dell'attenuazione introdotta dal-l'atmosfera.

I canali telefonici ritrasmessi da unsatellite possono essere ripartiti secon-do un criterio a divisione di frequenza,con il quale ogni frequenza viene preas-segnata a una certa stazione terrena.Tuttavia può essere preferibile assegna-re a ogni stazione il numero di canalivia via occorrenti per soddisfare la do-manda di traffico senza accoppiare ri-gidamente ogni canale con una deter-minata stazione. Questo sistema, chia-mato Multiple Access Demand Assigne-ment (assegnazione su domanda ad ac-cesso multiplo), sfrutta le tecniche del-la divisione di tempo, di frequenza e dispazio. Con la divisione di frequenza inun canale avente una larghezza di ban-da di 45 chilohertz possono essere alli-neati fino a 800 canali telefonici codifi-cati a impulsi. Una stazione terrenapuò accedere a uno qualunque di que-sti canali a seconda delle esigenze. Ilsistema è considerato idoneo per unaarea con un gran numero di stazioniterrene a bassa densità di traffico. Conla divisione di tempo, fino a 700 cana-li telefonici, contenuti in un intervallodi 125 microsecondi, sono suddivisi insottointervalli, ciascuno dei quali puòessere assegnato a una stazione terrenasecondo la domanda. Poiché le tra-smissioni in partenza dalle singole sta-zioni terrene non sono sempre esatta-mente sincronizzate, è previsto fra unsottointervallo e l'altro un « tempo diguardia)> onde impedire la sovrapposi-zione dei segnali. Il sistema è ritenutoadatto per un'area con un piccolo nu-mero di stazioni terrene aventi unadensità di traffico più elevata del casoprecedente. È anche possibile assegna-re i canali telefonici secondo una divi-sione di spazio, installando a bordo delsatellite diverse antenne ad alto guada-gno. In tal caso il satellite può colle-garsi con la Terra mediante fasci diret-tivi privi di interferenze, che posso-no essere commutati da una stazioneterrena all'altra per trasmettere e ri-cevere secondo la domanda. Per otte-nere una maggiore economia è possibi-le combinare la divisione di spazio conquella di frequenza o di tempo.

Icavi coassiali sottomarini e i satelli-ti per telecomunicazioni possono es-

sere usati in parallelo grazie alle lorocaratteristiche complementari. Un tipi-co sistema costituito da un cavo tran-soceanico e dalle relative apparecchia-ture ausiliarie può costare in opera fi-no a 90 miliardi di lire, ma ha un'affi-dabilità assai elevata e una vita utile

superiore a 20 anni. Un moderno satel-lite costa circa 18 miliardi, compresi lacostruzione e il lancio, ma di norma haun'affidabilità minore e una vita utilevalutabile intorno a sette anni. Inoltresul fondo dell'oceano si possono posa-re in teoria un numero indefinito dicavi sottomarini, mentre se in una zonavi sono troppi satelliti vi è la possibili-tà che interferiscano fra loro.

Un aspetto elementare delle teleco-municazioni intercontinentali è la dif-ferenza di fuso orario fra le varie aree.Quando a New York è mezzanotte aTokyo e a Sidney è giorno: è possibilequindi instradare il traffico fra Tokyo eSydney via New York anziché preve-dere un elevato numero di canali diret-ti fra le due città. Il tipo di segnala-zioni da usare e la numerazione unicadi tutti gli apparecchi telefonici instal-lati sulla Terra costituiscono i principaliproblemi della teleselezione diretta in-tercontinentale. Comunque i metodi disegnalazione e l'attribuzione di prefissinazionali sono stati oggi standardizzati.

Finora si è parlato della rete di tele-comunicazioni soprattutto dal punto divista del traffico telefonico, ma unaparte di essa è usata anche per l'inol-tro di segnali telegrafici e di program-mi radio e televisivi.

Nella rete telefonica l'informazioneviene trasmessa fra i due terminali con-temporaneamente nelle due direzioni.Per assicurare conversazioni simultaneein senso stretto, non è accettabile al-cun rilevante ritardo nel collegamentobidirezionale. La funzione di una cen-trale telefonica è di realizzare un col-legamento fra due terminali come sequesti fossero uniti da una linea metal-lica.

Nella trasmissione dati non è peròrichiesta in generale una rigorosa bidi-rezionalità del collegamento. Il siste-ma usato dalle compagnie aeree per laprenotazione dei posti non arreca di-sturbo al passeggero, anche se questodeve attendere qualche secondo per laconferma dell'avvenuta prenotazione.L'informazione viaggia fra il terminalee la centrale di commutazione pri-ma in una direzione e poi in quellacontraria, anziché contemporaneamen-te nelle due direzioni. Chi spedisce untelegramma, si accontenta che arrivi adestinazione qualche ora dopo o addi-rittura la mattina successiva se si trat-ta di un telegramma-lettera. L'informa-zione telegrafica viaggia unidirezional-mente da un terminale all'altro con unnotevole ritardo.

Il tempo necessario a una centrale dicommutazione per rispondere a un se-gnale in entrata è detto tempo di rea-zione. A seconda dello scopo cui è de-

Il satellite Intelsat IV è uno dei satelliti per telecomunicazioni Intelsat in orbita in-torno alla Terra. Il satellite dispone di 12 ripetitori, ciascuno avente una banda passantedi 36 megahertz, con una capacità complessiva che è all'incirca di 9000 canali telefonici.

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Una rete distribuita consiste in un certo numero di maglie checongiungono i nodi della rete con una struttura non gerarchica.I segnali che viaggiano all'interno della rete da un nodo all'al-tro possono essere instradati su varie direttrici alternate verso

la loro destinazione; quindi, anche se i singoli rami e nodi nonhanno un'affidabilità elevatissima, la forma complessiva della re-te assicura collegamenti affidabili. Tre reti distribuite sono la re-te a griglia (a), la rete poligriglia (b) e la rete a nido d'ape (c).

DA TERMINALE A TERMINALEBIDIREZIONALE E SIMULTANEO

DA TERMINALE A TERMINALEUNIDIREZIONALE CON RITARDO

C

e

DA TERMINALE A CENTRALEUNIDIREZIONALE

L'informazione viaggia su percorsi diversi a seconda del mezzo di comunicazione im-piegato. Le conversazioni telefoniche fra due terminali avvengono contemporaneamen-te nelle due direzioni (a). Un sistema dotato di elaboratore, quale il sistema di prenota-zione di posti usato dalle compagnie di navigazione aerea, offre comunicazioni bidire-zionali fra un terminale e la centrale con un certo ritardo (b). La comunicazione tele-grafica è unidirezionale da un terminale all'altro con forte ritardo: si tratta pratica-mente del tradizionale collegamento postale (c). Nella radiodiffusione l'informazioneviene inviata unidirezionalmente senza ritardo dalla centrale verso i terminali; i gior-nali e le riviste usano lo stesso tipo di collegamento con il ritardo dovuto alla distri-buzione (d). La trasmissione di telemisure da dispositivi per il controllo dell'inquina-mento o da pluviometri o le comunicazioni da qualunque stazione esterna verso unacentrale di controllo è un caso di invio di informazioni dei terminali verso il centro (e).

stinato il sistema, il tempo di reazioneaccettabile varia da una frazione di se-condo a parecchie ore. In qualsiasi si-stema di trasmissione dati è ammessoun certo ritardo nella risposta, almenoentro i limiti in cui ciò non rappresen-ti un rischio apprezzabile per le attivi-tà dell'utente; il tempo intercorrentefra la richiesta e la risposta è adopera-to per elaborare l'informazione. L'in-formazione proveniente da un termina-

a

le viene immagazzinata temporanea-mente in un centro di commutazionedati sia prima sia durante o dopo l'ela-borazione per sfruttare al massimo gliorgani di commutazione e i canali ditrasmissione. Questo espediente è det-to commutazione di messaggio, termi-ne proveniente dalla tecnica della com-mutazione telegrafica automatica tradi-zionale, nella quale i messaggi vengonotemporaneamente immagazzinati su na-

DA TERMINALE A CENTRALEBIDIREZIONALE CON RITARDO

DA CENTRALE A TERMINALEUNIDIREZIONALE

stri perforati di carta prima di esseretrasmessi.

Nelle radiodiffusioni circolari l'infor-mazione viene irradiata unidirezional-mente da un centro trasmittente versoun gran numero di terminali. Questometodo non è limitato alle trasmissioniradiofoniche o televisive, ma è tipicodella trasmissione di tutte le informa-zioni di massa: esso comprende la di-stribuzione dei giornali e delle riviste,anche se ovviamente tale distribuzionesi avvale piuttosto della rete dei tra-sporti che non di quella delle teleco-municazioni.

In effetti nelle reti di telecomuni-cazioni l'informazione può essere tra-smessa mediante una qualsiasi combi-nazione dei mezzi fondamentali descrit-ti. Nella trasmissione radiofonica o te-levisiva le risposte a un programma diopinione o di quiz possono essere dateal centro per telefono. Un moderno si-stema di televisione via cavo può invia-re ai singoli utenti programmi speci-fici su richiesta. Una centrale telefoni-ca di commutazione può rintracciaresu richiesta di un utente un numero ditelefono recentemente sostituito e daredopo alcuni secondi una sintetica rispo-sta. Una centrale di elaborazione datipuò rispondere a domande, commutaremessaggi e talvolta anche diffonderedati. Un centro di telemisure per sor-veglianza a distanza può inviare segna-li di allarme a un elevato numero dipunti di controllo quando, per esem-pio, l'inquinamento supera una sogliaprefissata.

La comparsa della trasmissione datiha inaugurato una nuova fase per larete di telecomunicazioni. Le comuni-cazioni fra elaboratori sono trattate og-gi in modo non dissimile dalle comu-nicazioni fra esseri umani. Alle tradi-zionali funzioni della trasmissione edella commutazione viene oggi aggiun-to un servizio completamente nuovo:l'elaborazione dell'informazione. Lo svi-luppo degli elaboratori e di terminalidati specializzati originerà senza dub-bio nei prossimi anni sistemi di tra-smissione dati più sofisticati e di mag-giori dimensioni.

Un tipico sistema di trasmissione da-ti è costituito essenzialmente da uncentro di memorizzazione ed elabora-zione dati, una rete di telecomunicazio-ni e un certo numero di terminali in-stallati nei locali degli utenti. Poichéla rete telefonica trasmette segnali acorrente alternata, è necessario impie-gare dei modulatori-demodulatori (mo-dem) nell'interfaccia fra la rete di tele-comunicazioni da una parte e i termi-nali e fra la rete e il centro dati dal-l'altra per convertire i segnali sottoforma digitale in segnali alternativi e

viceversa. I terminali dati sia a bassavelocità con elevato volume di trafficosia ad alta velocità usano di solito li-nee prese in affitto che sono permanen-temente connesse con la centrale dati.I terminali adoperati saltuariamentepossono chiamare le centrali dati com-ponendone il numero: la via di tra-smissione viene istituita e mantenutanelle centrali di commutazione fino al-la fine della conversazione con l'elabo-ratore. La via di comunicazione stabi-lita con la composizione di un numeroera stata inizialmente progettata per leconversazioni telefoniche e su tali viepossono essere trasmessi solo dati abassa velocità (fino a 2400 bit al se-condo) che occupano una banda di am-piezza minore o uguale a quella delcanale telefonico. I terminali dati abassa velocità comprendono le telescri-venti, i lettori di zona forata e i perfo-ratori di zona. Le linee in affitto pertrasmissione dati ad alta velocità con-sentono velocità comprese fra 48 e 240chilobit al secondo. Tipici terminalidati ad alta velocità sono i nastri ma-gnetici, le telestampanti e i tubi indi-catori a raggi catodici.

Una centrale dati comprende di so-lito un elaboratore di grande potenzacostituito da diverse unità centrali diprocesso, da una memoria principale eda unità periferiche, quali per esempiomemorie a dischi magnetici, memorie anastro magnetico e stampanti, colle-gate con la memoria principale trami-te canali selettori. La centrale dati di-spone anche di un'unità per il control-lo delle comunicazioni che inoltrano al-l'elaboratore i dati provenienti dai ter-minali e viceversa. La memoria princi-pale è collegata mediante canali mul-tiplex con le unità di controllo dellecomunicazioni cui fanno capo più ter-minali a bassa velocità e mediante ca-

nali selettori con le unità cui fanno ca-po terminali ad alta velocità. Il com-pito dell'unità di controllo delle comu-nicazioni varia con il sistema e puòfunzionare fondamentalmente come unelaboratore assolvendo varie funzioni,ivi compresi l'instradamento di ordinie di messaggi, il controllo degli errorie la conversione dei dati da un linguag-gio in un altro. L'unità viene chiamataspesso elaboratore di comunicazione.

Un esempio di unità di controllo del-le comunicazioni è l'elaboratore

IMP usato nella rete installata dallaAdvanced Research Projects Agency(ARPA) del Dipartimento della difesadegli USA. La rete ARPA è una dellepiù interessanti reti di elaboratori chesiano state organizzate. Essa collegaelaboratori di tipo differente ubicati invarie università e in altre istituzionimediante elaboratori IMP e canali af-fittati in grado di trasmettere informa-zioni alla velocità di 50 chilobit al se-condo. L'obiettivo è lo sfruttamentocomune di tutti gli elaboratori connes-si alla rete ARPA e la partecipazionedi ciascun utente a tutte le risorsepossedute dalle varie istituzioni. UnIMP riceve messaggi composti da bloc-chi di non più di 8096 bit dal proprioelaboratore « ospite », legge l'indirizzodell'elaboratore ospite cui è destinatoil messaggio e ne trasmette in succes-sione i vari blocchi sul collegamentoche unisce i due calcolatori. Dopol'arrivo di ogni blocco l'IMP dell'ela-boratore ospite destinatario invia larichiesta di trasmissione del bloccosuccessivo fino a quando tutto il mes-saggio è stato trasmesso.

Un'altra rete di trasmissione dati as-sai interessante è il sistema ALOHA,sviluppato presso l'Università delle Ha-waii. Il sistema fornisce un servizio di

elaborazione in « time-sharing » (cioè aripartizione di tempo) a vari terminaliinstallati in quattro isole dell'arcipelagodelle Hawaii impiegando un collega-mento monocanale radio nella gammaUHF. L'unità di controllo delle comu-nicazioni trasmette e riceve messaggicomposti da blocchi di 704 bit a unavelocità di 24 chilobit al secondo. I ter-minali trasmettono senza alcun coordi-namento e quindi i blocchi che parto-no da un terminale possono interferirecon quelli trasmessi da un altro. Laprotezione contro questo tipo di inter-ferenza è ottenuta con un codice cicli-co di rilevazione di errore; i terminaliripetono la trasmissione fin quando ilmessaggio non viene ricevuto senzaerrori.

Uno dei più grossi problemi tecniciche si presentano nell'organizzazionedi un efficiente sistema di trasmissionedati è rappresentato dalla esistente retedi telecomunicazioni che è stata proget-tata soprattutto per le esigenze del traf-fico telefonico. I collegamenti fra i ter-minali sono disturbati da rumori di ti-po impulsivo e da interruzioni momen-tanee. Disturbi di questo tipo non pro-vocano una degradazione apprezzabilenella qualità della parola, ma al contra-rio possono dar luogo a gravi errorinei dati trasmessi, a meno che non ven-gano adottati opportuni provvedimentiper rilevarli e correggerli. Le larghez-ze di banda dei collegamenti esistentisono sufficienti per la trasmissione diun gruppo base di 12 canali telefoni-ci, mentre molti terminali lavorano convelocità di trasmissione dati compresefra 5 e 20 chilobit al secondo, superio-ri a quelle consentite da un canale te-lefonico e assai inferiori a quelle checonsentono lo sfruttamento integraledella larghezza di banda del gruppo ba-se di 12 canali. Il tempo occorrente per

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Un esempio di rete di elaborazio-ne dati di vaste dimensioni è il Ser-vizio time-sharing Mark III dellaGenerai Electric, gestito in Europadalle società del gruppo HoneywellInformation Systems.

Time-sharing, com'è noto, signi-fica uso contemporaneo di un ela-boratore elettronico da parte di piùutenti singoli. Ogni utente ha ac-cesso al sistema attraverso un ter-minale e le normali linee telefoni-che e può chiedere l'esecuzione diuno dei numerosi programmi di li-breria già pronti nelle memoriedell'elaboratore fornendo semplice-mente a questo i dati ai quali ap-plicare il programma o prepararelui stesso il programma valendosidi un linguaggio di programmazio-ne appositamente studiato e di fa-cile impiego: il BASIC. Il sistemaripartisce temporalmente le sue ri-sorse fra i vari utilizzatori (da quiil nome time-sharing, divisione ditempo) ma dato che ciò avvienecon una scansione estremamenterapida, gli utenti che in un deter-minato momento hanno trovato ac-cesso al sistema (e col Mark III gliaccessi simultanei sono dell'ordinedelle migliaia) in pratica non si ac-corgono che essi stanno utilizzandosolo una frazione del tempo del-l'elaboratore ma è come se avesseroa loro completa disposizione l'interamacchina.

Il time-sharing e il linguaggioBASIC vennero messi a punto incollaborazione fra la Generai Elec-tric e l'Università di Dartmouth nelNew Hampshire nel 1964 e l'annodopo la Generai Electric iniziò ne-gli Stati Uniti la commercializzazio-ne del servizio. Il successo fu rapi-dissimo (e, come sempre accade,attirò nel business anche molte im-prese minori e impreparate, suc-cessivamente fusesi o ritiratesi). Giànel 1967 erano in funzione negliUSA 34 centri time-sharing cheservivano qualche migliaio di uten-ti. Lo stesso anno il time-sharingapprodò in Europa, a Londra, e daqui si diffuse in quasi tutti i pae-si dell'Europa occidentale. In Ita-lia il primo Centro time-sharingvenne inaugurato a Milano nel-l'aprile 1968. Nel 1970 parecchie

decine di Centri time-sharing Ge-neral Electric erano in funzione inAmerica e una ventina in Europa.Questi Centri (detti Mark I), purpotendo collegarsi fra loro, faceva-no a sé, servendo ciascuno la sua« comunità di utenti ». Nel 1971 sientrò nella fase dell'e internaziona-lizzazione » del time-sharing e alMark I venne affiancato il ServizioMark II-Network (che ha successi-vamente assunto il nome Mark III),gli utenti del quale sono collegatida ogni parte del mondo, attraver-so la rete di trasmissione dati di cuiora si parlerà, al Centro di Cleve-land e, cosa ancora più importan-te, possono — per il tramite di taleCentro — comunicare fra loro perlo scambio di dati e programmi.

Oggi il Servizio time-sharingMark III copre 14 paesi di tre con-tinenti e serve decine di migliaia di

utenti. Esso si avvale di una rete dicomunicazioni estesa 110 mila mi-glia, che copre praticamente i dueterzi del globo (dall'Europa al-l'America al Giappone) e interes-sa 17 dei 24 fusi orari. La rete facapo a Cleveland e si appoggia sudue satelliti Intelsat IV (uno sul-l'Atlantico per le comunicazionicon l'Europa e uno sul Pacifico perle comunicazioni col Giappone).L'utente chiama, formando il rela-tivo numero telefonico, quello a luipiù vicino dei circa 300 « punti didistribuzione » dislocati in altrettan-te città dei vari paesi. A ogni pun-to di distribuzione corrisponde unconcentratore telefonico che prov-vede automaticamente (e senza ul-teriore spesa telefonica per l'uten-te) a stabilire la comunicazione frail terminale e il Centro di Cleve-land. Anche la gestione delle co-municazioni è affidata a elabora-tori elettronici (ce ne sono circa100 inseriti nella rete) che provve-dono, a due livelli, al « governo »della trasmissione dati svolgendo

una serie di funzioni (controllo dierrore, « impaccamento » delle in-formazioni per ridurre i costi dellacomunicazione a lunga distanzaecc.). Per esempio, la chiamata diun utente italiano a uno degli otto« punti di distribuzione » esistentinel nostro paese (Torino, Milano,Genova, Padova, Bologna, Firenze,Roma e Napoli) viene dal relativoconcentratore istradata (a 2400baud) a Milano Qui un « governolinee », costituito da un piccolo ela-boratore elettronico riunisce le va-rie comunicazioni e le convoglia (a4800 baud) attraverso due canalitelefonici privatizzati (uno via Ger-mania e l'altro via Spagna) a Lon-dra dove un multiconcentratore disecondo livello costituito da un al-tro elaboratore elettronico un po'più potente del primo riceve le co-municazioni da tutta Europa e leindirizza (a 9600 baud) al satelliteIntelsat IV che le riflette in Ame-rica. In America le comunicazioniprovenienti da ogni punto della retevengono raccolte da elaboratori au-siliari per trasmissione dati che fan-no parte del Centro time-sharinge sono collegati, da memoria a me-moria, con gli elaboratori veri epropri che provvederanno al lavororichiesto dall'utente (e nelle memo-rie dei quali — vaste miliardi di ca-ratteri — l'utente potrà « parcheg-giare» i propri dati e programmi).

Due sono i principali vantaggiofferti dal time-sharing agli uti-lizzatori, e le ragioni della sua lar-ga e costante diffusione. Il primo —che è stato proprio del time-shar-ing fin dall'inizio — è il contatto di-retto che il time-sharing stabiliscefra l'elaboratore e l'« uomo con ilproblema », saltando tutte le inter-mediazioni tradizionali (analista,programmatore, operatore) ed evi-tando ogni attesa. Via time-sharingpuò usare l'elaboratore quandovuole, e per il tempo che vuole, unprogettista, un ricercatore, un pro-fessionista o un direttore generale,senza muoversi dal suo posto dilavoro e senza dover interrompereil corso delle sue idee.

Il secondo vantaggio — venutocon la seconda fase del time-sha-ring, e cioè con la realizzazione diun'unica rete mondiale di elabora-zione dati per il servizio che ora sichiama Mark III — è la possibilità,già accennata, di interazione fragli utenti del servizio, ai quali il

time-sharing consente di scambiar-si dati o programmi. Questo puòovviamente riguardare utenti singo-li che siano interessati a uno stes-so problema (due ricercatori, po-niamo) ma può avere applicazionianche molto più vaste. Si pensi peresempio a una società multinazio-nale con stabilimenti e consocia-te disseminati in vari paesi. Viatime-sharing le varie sedi aziendalipossono tutte accedere direttamen-te e nello stesso tempo a uno stes-so archivio centrale di dati, regi-strato nelle memorie degli elabora-tori di Cleveland e continuamenteaggiornato. Il comune accesso a ta-li dati — che possono essere dati fi-nanziari, dati relativi alla produzio-ne o a problemi tecnici, e cosí via— rende possibile coordinare da va-ri punti di vista e in qualsiasi mo-mento l'attività dell'azienda nellesue varie sedi, proprio come se laazienda disponesse di una sua retedi elaborazione in tempo reale, masenza pagarne, se non per una fra-zione minima, i costi relativi.

Un esempio che riassume en-trambi i vantaggi è quello di unaazienda inglese, la Varley-FMC cheproduce pompe per uso industriale.Ogni pompa è costituita dalla com-binazione di un certo numero dielementi che variano in funzionedell'impiego, e presenta quindi unnumero elevatissimo di varianti.Calcolare l'offerta per una specifi-ca pompa richiedeva ai venditorimolta esperienza e molto tempo. Ilcatalogo dei vari elementi e i pro-grammi necessari per il calcolo del-le offerte sono stati ora registratinelle memorie dell'elaboratore cen-trale del servizio Mark III al qua-le gli uffici vendite della società, inInghilterra come negli Stati Uniti,sono collegati via terminale. Aivenditori basta cosí indicare da ter-minale le esigenze funzionali (tipodi fluido, viscosità, temperatura,portata ecc.) per ricevere nel gi-ro di minuti dall'elaboratore, cheprovvede a ricercare in catalogo glielementi adatti e a combinarli traloro, l'offerta già calcolata. Non so-lo, ma se la società decide una va-riazione nel catalogo, basta che laintroduca nelle memorie del calco-latore perché da quel momentonelle offerte di pompe da parte diuna qualunque sede della società inEuropa o in America ne venga te-nuto automaticamente conto.

Una rete di elaboratori

La rete italiana del servizio time-sharing

stabilire il collegamento tramite le cen-trali di commutazione con la formazio-ne del numero desiderato può raggiun-gere 10 secondi, che è un tempo trop-po lungo per la trasmissione dati, ri-chiedente generalmente non più di po-chi secondi. Oltre tutto una rete di te-lecomunicazioni basata su multiplex adivisione di frequenza è inefficiente,per quanto riguarda la trasmissione didati sotto forma digitale rispetto a unarete basata su multiplex a divisione ditempo. Cosí, per esempio, un canale te-lefonico connesso con un multiplex adivisione di frequenza può assicurareuna velocità di trasmissione dati nonsuperiore a 9,6 chilobit al secondo,mentre un canale telefonico connessocon un multiplex a divisione di tem-po può trasmettere gruppi di otto bit8000 volte al secondo, ossia accetta-re velocità telegrafiche di 64 chilobit alsecondo.

Si può facilmente immaginare cheverranno costruite nuove reti di tele-comunicazioni in cui la trasmissione,la commutazione e l'elaborazione dellaparola, dei dati e di altre informazioniverranno effettuate in forme digitale. Iprogressi nella tecnologia dei circuitiintegrati prodotti su vasta scala stannodrasticamente riducendo i costi delleapparecchiature digitali. Oggigiorno so-no disponibili mezzi di trasmissione abanda estremamente larga (anche seaffetti da notevole rumore), come peresempio guide d'onda per frequenzemillimetriche e sistemi laser, che sod-disfano alle caratteristiche richieste dal-la trasmissione digitale. I sistemi PCMsi stanno rapidamente diffondendo e lacommutazione PCM è quasi pronta perentrare in servizio. Sono tutti fattoriche convalidano il concetto delle retidigitali. Una delle caratteristiche più in-teressanti di un sistema digitale conmultiplex a divisione di tempo è di ac-cettare una grande varietà di velocitàdi trasmissione. Le tecniche digitalipossono anche permettere un uso piùefficiente delle linee telefoniche d'uten-te, che sono le tratte meno sfruttatedella rete telefonica per quanto ri-guarda la capacità di trasmettere siadati, sia immagini, sia la parola. Sesaranno disponibili linee di utente conmaggior larghezza di banda, sarà pos-sibile inserirle nella rete di un si-stema di televisione via cavo con ca-pacità di trasmissione bidirezionale.Uno degli ovvi vantaggi della televisio-ne via cavo è che le bande di frequen-za VHF e UHF oggi occupate dai ca-nali televisivi potranno essere riservatealle comunicazioni radiomobili e ad al-tri impieghi. Fino a ora non è statopossibile in nessun modo liberare le

La rete telefonica interurbana italiana si è sviluppata costantemente nel tempointroducendo man mano le tecniche che erano rese disponibili dal progressodell'elettronica: cosi, per esempio, i multiplex a divisione di frequenza comple-tamente a stato solido hanno consentito di trasmettere su un'unica coppia coas-siale fino a 10 800 conversazioni, mentre sistemi a 2700 canali sono già larga-mente diffusi. Infatti il sistema interurbano italiano si vale ampiamente dei cavicoassiali che si estendono per migliaia di chilometri.Contemporaneamente sono però allo studio anche tecniche nuovissime, quali peresempio la trasmissione mediante fibre ottiche o tramite guide d'onda. Il primosistema viene studiato attualmente anche presso il CSELT (Centro Studi e La-boratori della Stet) di Torino: su fibre ottiche con luce coerente (laser) saràinfatti possibile convogliare centinaia di migliaia di comunicazioni, con sistemidi modulazione e demodulazione relativamente semplici. Sul secondo sistemasono in corso esperimenti a Pontecchio Marconi cui collaborano enti di ricerca,università e industrie: la propagazione di onde elettromagnetiche in guide d'on-da, come alternativa alla trasmissione fra antenne nello spazio atmosferico, èdensa di promesse, anche se pone seri problemi tecnologici per la realizzazione,la posa e la giunzione delle guide d'onda.Comunque lo sviluppo attuale e le caratteristiche della rete interurbana italianahanno consentito l'estensione del suo impiego alla trasmissione di dati, per ilcollegamento fra unità di calcolo lontane o anche fra queste e terminali di varianatura — le cui installazioni alla fine del 1972 erano già 6500 in Italia — e allatrasmissione in facsimile.Una recente e interessante applicazione in questo campo è la trasmissione dipagine di giornale, che consente di stampare quasi contemporaneamente a cen-tinaia o migliaia di chilometri di distanza un medesimo quotidiano sfruttando lepellicole ottenute per trasmissione in facsimile sulla rete telefonica.La rete telefonica nazionale è completata da numerosi sistemi in ponte radioe cavi sottomarini, sia per il servizio nazionale che internazionale, mentre buonaparte del traffico intercontinentale sia con le Americhe che con l'Asia vieneespletato tramite satelliti artificiali in collegamento con le due antenne che lasocietà Telespazio ha in esercizio nella stazione presso la conca del Fucino, laquarta in ordine di tempo entrata in servizio nel mondo.Attualmente questo mezzo pone a disposizione della Italcable e della RAI 220circuiti telefonici, 30 telegrafici e trasmissione dati nonché circuiti televisiviattraverso i quali sono state finora effettuate anche oltre 500 ore di servizi.La Telespazio ha anche una terza antenna, di minori dimensioni, che dal 1968svolge servizio di telemetria, telecomando e monitoraggio per conto della In-telsat dei satelliti in orbita sia sull'Oceano Atlantico che sull'Indiano.La Telespazio è l'unica società europea di comunicazioni spaziali alla quale siastato affidato questo delicato compito, che è svolto anche dalla Comsat e dallaOTC australiana.Il servizio consiste nel rilevamento dei dati per il calcolo delle orbite e per ilcontrollo dello stato fisico e funzionale delle apparecchiature installate a bordoe nel trasmettere segnali di comando per modificare la posizione dei satelliti ela configurazione dei loro sistemi elettronici.Dal 1972 la Telespazio effettua anche il servizio Monitor che permette di con-trollare la corretta utilizzazione dei satelliti Intelsat da parte delle stazioni ter-rene aventi accesso al sistema.

SCIENZEECONOMICHEE SCIENZEPOLITICHE

LE SCIENZEedizione italiana di

SCIENTIFIC AMERICAN

ha finora pubblicato:

ARMI CHIMICHE E BIOLOGICHE

di M.S. Meselson (n. 24)

UN PIANO MONDIALEPER L'AGRICOLTURA

di A.H. Boernia (n. 27)

PREVISIONE TECNOLOGICAE FUTURO DELL'UMANITÀ

di G. Martinoli (n. 27)

L'INDUSTRIA UMANAE LA BIOSFERA

di H. Brown (n. 28)

LA PRODUZIONEDI ALIMENTI

di L.R. Brown (n. 28)

LA PRODUZIONE DI ENERGIA

di S.F. Singer (n. 28)

LA LIMITAZIONE DELLE ARMIOFFENSIVE

di H. Scoville jr. (n. 32)

GEOGRAFIA ECONOMICADELL'ENERGIA

di D.B. Luten (n. 40)

L'AMPLIAMENTO DEL BANDOAGLI ESPERIMENTI NUCLEARI

di H.R. Myers (n. 44)

GLI ASPETTI POLITICIDEGLI AIUTI ECONOMICI

di G. Myrdal (n. 47)

I CRATERI DELL'INDOCINA

di A.H. Westinge E.W. Pfeiffer (n. 48)

I SOMMERGIBILILANCIAMISSILIE LA SICUREZZA NAZIONALE

di H. Scoville jr. (n. 49)

LA GUERRAANTISOMMERGIBILIE LA SICUREZZA NAZIONALE

di R.L. Garwin (n. 50)

suddette gamme dai servizi televisivi,malgrado l'enorme richiesta per i ser-vizi radiomobili, richiesta rimasta allostato potenziale a causa della mancan-za di frequenze.

Man mano che la rete delle telecomu-nicazioni si evolve e si integra sem-

pre piú intimamente con le attivitàumane, acquista anche un peso socia-le in continuo aumento. La società nonpuò permettersi reti di telecomunica-zioni inefficienti, e quindi ora e in fu-turo si dovrà porre seriamente l'accen-to sull'affidabilità. I moderni sistemi

di commutazione elettronica vengonoequipaggiati con due elaboratori per as-sicurare la continuità del servizio in ca-so di emergenza, anche se si valuta cheil tempo complessivo di andata fuoriservizio dell'elaboratore per riparazionisarà di appena qualche ora in un pe-riodo di quaranta anni. Una rete diquesto tipo è anche organizzata in mo-do da non presentare l'inconvenientedella disinserzione e da consentire in-stradamenti alternati. Tutti questi pro-gressi moltiplicheranno certamente queivantaggi che la specie umana ottieneda piú stretti contatti.

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