Come funzionavano i primi telefoni: dalla manovella al carbonio al crossbar
Il telefono (1876–era analogica anni 1980) convertiva suono ⇄ corrente elettrica su coppie di rame. Ecco la catena meccanica/elettrica:
1. Set abbonato (il telefono)
- Trasmettitore (bocca): Pulsante granuli di carbonio (Edison/Blake). La pressione della voce varia la resistenza dei granuli → modula la corrente del loop DC (48 V batteria centrale). Amplificazione senza elettronica.
- Ricevitore (auricolare): Magnete permanente + diaframma + bobina. Variazioni del loop di corrente → variazioni campo magnetico → diaframma vibra → suono.
- Squillo: Battente elettromagnetico (90 V AC @ 20 Hz da CO) → campana meccanica.
- Leva cornetta: Sollevare la cornetta chiude il loop → segnala alla CO "off-hook."
- Tastiera:
- Rotativa (impulsi): Ruota a dito interrompe la corrente del loop N volte per cifra (1=1 impulso...0=10). 10 impulsi/sec.
- Touch-Tone (DTMF, 1963+): Due toni per tasto (frequenza riga+colonna). Più veloce, abilita IVR.
2. Loop locale (rete esterna)
- Coppia attorcigliata (22–26 AWG) dai locali alla CO/RT. Bobine di carico (induttori) ogni 6k ft per ridurre attenuazione (banda voce).
- Derivazioni, giunzioni, corrosione = rumore/perdita.
3. Centrale (scambio)
- Manuale (pre-1920): Operatore collega cavo su scheda jack.
- Step-by-Step (Strowger, 1891+): Selettori elettromeccanici avanzano per impulso. Distintivo click-click-click.
- Crossbar (1930–70): Matrice di punti di incrocio (orizzontale × verticale) chiusi da elettromagneti. Più veloce, segnalazione multifrequenza (MF).
- ESS (Electronic Switching System, 1965+): Controllo programma memorizzato (1A ESS, 5ESS). Scambio temporale digitale (TDM).
4. Trunking e lunga distanza
- Portatore analogico (FDM): gruppo 12 canali (60–108 kHz) → supergruppo (600) → mastergruppo (3600) → coassiale / microonde / satellite.
- Soppressori/cancellatori di eco per circuiti a 4 fili.
- T-carrier (T1, 1,544 Mbps, 24×DS0) — primo tronco digitale (1962).
5. Evoluzione segnalazione
- Loop DC (locale), MF (inter-office), SS7 (Common Channel Signaling, 1980+) — rete pacchetti out-of-band per setup chiamata, fatturazione, roaming, 800, CNAM.
6. Amplificazione
- Ripetitori (tubo a vuoto → transistor) ogni ~18 km su linee lunghe.
- Ripetitori a impedenza negativa (NIR) su loop abbonato per guadagno.
Entro gli anni '80, switching digitale + tronchi in fibra sostituirono il core analogico. L'ultimo miglio rimase rame fino a DSL/fibra. Il principio (modulare corrente con suono) sopravvive in POTS e ATA VoIP.