Progettare una Centrale Telefonica Strowger da 10.000 Linee: Panoramica Storica Ingegneristica

Il sistema **Strowger (Step-by-Step / SxS)**, inventato da Almon Brown Strowger (1891), fu la prima centrale telefonica automatica pratica al mondo. Utilizzava **impulsi di selettore rotante** per pilotare meccanicamente una chiamata attraverso una cascata di **selettori elettromeccanici**. Progettare una centrale da 10.000 linee (4 cifre) è un classico esercizio di ingegneria telefonica. Ecco l'architettura.

1. Piano di Numerazione: Numeri di Rubrica a 4 Cifre

• Intervallo: **0000–9999** (10.000 numeri univoci).
• Struttura: **Migliaia-Centinaia-Decine-Unità** (ogni cifra 0–9).
• Codici speciali: 0=Operatore, 1=Lunga distanza (in seguito), 9=Accesso tronco, 11x=Emergenza (in seguito).

2. Terminazioni di Linea: Lo Stadio Line Finder (LF)

• **10.000 linee abbonati** → terminate su **banchi Line Finder**.
• Ogni **Line Finder** (selettore rotante) serve **10–20 linee** (tipicamente 10 o 20).
• **500–1.000 Line Finder** totali (per 10k linee @ 10–20 ciascuna).
• **Funzionamento:** Sollevamento cornetta → relè di linea azionato → LF si sposta verticalmente (livello) per trovare la linea richiedente → si sposta orizzontalmente (rotativo) per connettersi al **Primo Selettore**.
• **Lampade Test/Ingaggiato** sul telaio per ogni linea.

3. Stadio dei Selettori: La Matrice di Commutazione (4 Stadi per 4 Cifre)

Ogni cifra digitata avanza la chiamata di uno stadio attraverso un **Selettore** (interruttore rotante con 10 livelli × 10 contatti = 100 terminali).

Stadio	Nome	Funzione	Conteggio (Approx)
1º	Primo Selettore (FS)	Riceve la 1ª cifra (Migliaia). Cerca un **Secondo Selettore** libero.	~100–200
2º	Secondo Selettore (SS)	Riceve la 2ª cifra (Centinaia). Cerca un **Terzo Selettore** libero.	~200–400
3º	Terzo Selettore (TS)	Riceve la 3ª cifra (Decine). Cerca un **Selettore Finale / Connettore** libero.	~400–800
4º	Selettore Finale / Connettore (CS)	Riceve la 4ª cifra (Unità). **Termina direttamente sulla linea del chiamato** (o tronco).	~1.000–2.000 (1 ogni 5–10 linee)

4. Meccanica del Selettore (Il "Commutatore Strowger")

• Passo Verticale (Livello): l'elettromagnete tira il chiavistello → sposta l'assieme spazzola su 1 dei 10 livelli (0–9). Guidato da **impulsi di selettore** (corrente di anello interrotta).
• Passo Rotativo (Contatto): secondo elettromagnete ruota l'assieme spazzola orizzontalmente attraverso 10 contatti (0–9) su quel livello. Guidato da **pausa tra le cifre** (tempo di sollevamento tra le cifre).
• Contatti Spazzola: 3 fili (Punta, Anello, Manichetta) per percorso voce + controllo.
• Ricerca (Hunting): se il contatto di destinazione è occupato, il selettore passa al successivo (ricerca rotativa) — trova un percorso libero.

5. Trunking e Connettività Inter-Centrale

• Tronchi in uscita: Dai **Selettori Finali** (livelli dedicati) → ad altre centrali / rete a pagamento. Accessibili digitando **9** (o 8, 1) + numero.
• Tronchi in entrata: Terminano su **Selettori in entrata** (o livelli dedicati Selettore Finale) → ricerca a Selettore Finale libero → squilla la linea chiamata.
• Gruppi di tronchi: Dimensionati con **formule Erlang B/C** (ingegneria del traffico). Grado di servizio (es. blocco P.01).

6. Circuiti di Controllo: Il "Cervello" (Logica a Relè)

• Relè di linea: Rileva sollevamento (corrente DC di anello) → avvia Line Finder.
• Relè contaimpulsi: Conta impulsi di selettore (make/break) → guida i magneti verticali del selettore.
• Relè di temporizzazione: Rilevamento pausa tra cifre → attiva passo rotativo. Timer di rilascio.
• Relè di squillo: Applica 20Hz/86V AC alla linea chiamata (tramite manichetta Selettore Finale).
• Relè di supervisione: Monitora risposta (corrente DC anello), disconnessione (cornetta su) → rilascia la catena.
• Tutta la logica a relè: **Cablata, elettromeccanica, deterministica.**

7. Posto Operatore (Tavola a Fili / TSPS)

• Per **0+**, **0-**, **411**, **emergenza**, **ritiro/restituzione gettoni**, **verifica occupato**, **intercettazione**.
• L'operatore si collega al **Tronco Operatore** → accede alla matrice di commutazione tramite selettori dedicati.
• In seguito: **TSPS (Traffic Service Position System)** — console computerizzata.

8. Impianto Elettrico: Il Sangue Vitale

• Batteria centrale: **48V DC** (galleggiante su batterie al piombo).
• Raddrizzatori/Caricabatterie: AC → DC, carica galleggiante batterie.
• Generatore di squillo: Motore-generatore o stato solido → 20Hz/86V AC.
• Distribuzione: Barre collegate fuse a tutti i relè, selettori, batteria conversazione.
• Backup: **Le batterie sopportano carico completo 4–8+ ore**. Generatore a motore per interruzioni prolungate.

9. Edificio e Impianto Fisico

• Telaio di Distribuzione Principale (MDF): **Cavi in entrata** (abbonati, tronchi) → **blocchi protettori** (fulmine/sovratensione) → **cavi jumper** → **terminali Line Finder / Selettore in entrata**.
• Telaio di Distribuzione Intermedio (IDF): Cross-connect tra gli stadi.
• Carico del pavimento: **Pesante.** I selettori pesano 50–100+ libbre ciascuno. Pavimenti in cemento armato.
• Ambiente: Temperatura/umidità controllate (polvere, corrosione uccidono i contatti).
• Rumore: **Forte.** Costante ticchettio. Necessaria protezione acustica.

10. Ingegneria del Traffico (Erlang)

• **Tentativi di chiamata nell'ora di punta (BHCA):** ~0,5–1,0 per linea (residenziale).
• **Tempo medio di permanenza:** 3–5 minuti.
• **Traffico per linea:** 0,025–0,08 Erlang.
• **Traffico totale centrale:** 250–800 Erlang.
• Dimensiona gruppi di selettori, gruppi di tronchi, giunzioni usando tabelle **Erlang B** (blocco) / **Erlang C** (ritardo).

11. Manutenzione e Test

• Routine: Pulizia contatti (brunitura), lubrificazione (grasso speciale), regolazione relè, verifica pressione contatti.
• Banco test: **Test Automatico Linea (ALT)** / **Test Automatico Tronco (ATT)** — origina chiamate di test, misura perdita, rumore, supervisione.
• Ticket guasto: "Linea morta," "Linea incrociata," "Nessun tono di selezione," "Non riesco a interrompere il selettore," "Occupato falso."
• Selettori di scorta: Sostituibili a caldo (con cautela).

Perché Fu Sostituito (Da Crossbar → Elettronico → Digitale → Packet)

• Velocità: 10–15 sec setup chiamata vs <100ms elettronico.
• Capacità: Limiti spazio/energia fisici ~20k–50k linee max per edificio.
• Funzioni: Nessuna attesa chiamata, ID chiamante, inoltro, conferenza facilmente.
• Manutenzione: Intensiva in manodopera, usura contatti, deriva relè.
• Flessibilità: Funzioni definite da software impossibili.

Eredità: Strowger ha dimostrato che **la commutazione automatica funziona**. Il suo **controllo distribuito** (logica in ogni selettore) ha prefigurato il packet switching. Ultimo SxS in UK (1995), USA (anni 2000), alcuni ancora in musei/collezioni — **ancora funzionanti**.