Collegamenti telefonici: Come sono realizzati?

DAL GIAPPONE

IN Giappone, un paese dove ci sono più o meno tanti telefoni quanti sono gli abitanti, ogni giorno vengono fatte più di 300 milioni di telefonate. Ogni giorno, inoltre, arrivano circa un milione di telefonate internazionali, e ne partono più o meno altrettante.

Probabilmente anche voi usate il telefono quasi ogni giorno, che si tratti di un apparecchio fisso o di un cellulare. Grazie ai progressi della tecnologia, per molti è diventato normale telefonare a qualcuno che vive in un altro continente. Ma vi siete mai chiesti in che modo è realizzato il collegamento tra il vostro telefono e quello della persona chiamata?

La rete telefonica

Innanzi tutto il vostro apparecchio deve essere collegato a una rete telefonica. Se seguiste il cavo collegato a un normale apparecchio fisso, trovereste che porta a una presa o a una scatola di derivazione, collegata a sua volta all’impianto della vostra casa.* Se risaliste ancora più a monte, trovereste un cavo, sostenuto da pali o sotterraneo, che porta a una centralina telefonica. Questa, a sua volta, è collegata a una centralina più grossa, all’interno di una rete telefonica. Così, quando chiamate un amico che abita nella vostra stessa città, tra il vostro apparecchio telefonico e il suo si stabilisce una connessione vocale attraverso una rete.

Che dire dei telefoni cellulari? Come si realizza il collegamento nel loro caso? Il principio è lo stesso che vale per i telefoni convenzionali. Un “filo” invisibile, ovvero un’onda radio, collega il telefono cellulare con una centralina di smistamento collegata a una rete telefonica. Ma cosa accade quando si fanno telefonate intercontinentali?

Cavi che attraversano gli oceani

Collegare via cavo due continenti separati da un oceano è un’impresa ciclopica. Si tratta di installare un cavo lungo migliaia di chilometri sul fondo marino, facendogli superare fosse tettoniche e montagne sottomarine. Eppure è così che sono iniziate le telecomunicazioni intercontinentali. Il primo cavo telefonico sottomarino che attraversava l’Atlantico fu completato nel 1956.* Collegava la Scozia con Terranova e aveva una capacità di 36 canali telefonici. Nel 1964 fu posato il primo cavo che attraversava il Pacifico, collegando il Giappone con le Hawaii: aveva una capacità di 128 canali telefonici. Fecero seguito diversi altri cavi sottomarini, che collegarono continenti e isole.

Che tipo di cavi vengono posati sul fondo oceanico per realizzare i collegamenti telefonici? All’inizio si trattava in genere di cavi coassiali il cui conduttore interno era un cavo di rame e quello esterno un foglio di rame o di alluminio. Uno degli ultimi cavi coassiali fu posato nel 1976, e portava 4.200 canali telefonici. Negli anni ’80, però, diventarono disponibili i cavi a fibre ottiche. Il primo cavo intercontinentale di questo tipo, installato nel 1988, era in grado di trasportare contemporaneamente 40.000 conversazioni telefoniche usando tecnologia digitale. Da allora la capacità dei cavi è stata aumentata. Certi cavi che attraversano l’Oceano Atlantico possono trasportare 200 milioni di conversazioni telefoniche!

Come vengono posati i cavi sottomarini per le telecomunicazioni? Vengono letteralmente adagiati sul fondo dell’oceano e ne seguono la conformazione. Vicino alla costa il cavo viene collocato in un involucro solido posto in una trincea scavata da un veicolo telecomandato. In questo modo è protetto dai danni che potrebbero provocare le ancore o le reti da pesca. Quando chiamate un amico che abita in un altro continente, può darsi che uno di questi cavi porti la vostra voce attraverso le profondità dell’oceano.

Cavi invisibili che collegano luoghi distanti

Ma i cavi sottomarini non sono l’unico sistema per connettere continenti e isole. Spesso si usano “fili” invisibili: le onde radio. Questo tipo di onde, dette anche microonde, collegano luoghi distanti permettendo comunicazioni internazionali. Dato che un fascio di microonde viaggia in linea retta come un fascio di luce, esso può collegare solamente luoghi visibili tra loro. A motivo della curvatura della superficie terrestre, le località che si trovano dall’altra parte del mondo non si possono collegare direttamente. Per collegare luoghi così distanti bisogna ricorrere alle comunicazioni via satellite.

Se un satellite è in orbita sopra l’equatore a una quota di circa 35.800 chilometri, detta orbita geostazionaria, il suo periodo di rivoluzione attorno alla terra è di circa 24 ore, pari cioè alla rotazione terrestre. In altre parole rimane sempre sopra la stessa regione della terra. Dato che questo satellite può “vedere” una regione pari a un terzo della terra, le stazioni terrestri che si trovano in questa regione — e che sono attrezzate per trasmettere e ricevere microonde — possono comunicare con esso. Come si fa, dunque, a connettere tra loro via satellite due località distanti?

Una stazione terrestre in una zona coperta da un satellite trasmette a quest’ultimo un segnale a microonde, realizzando il cosiddetto “collegamento in salita”. Quando il radioripetitore (trasponditore) montato sul satellite riceve il segnale, non fa che abbassarne la frequenza e ritrasmetterlo così che possa essere ricevuto da un’altra stazione terrestre. Questo è il cosiddetto “collegamento verso terra”. In questo modo due stazioni terrestri che non possono comunicare direttamente tra loro possono essere unite da un “filo” invisibile via satellite.

Il primo satellite commerciale per telecomunicazioni, INTELSAT I, noto anche come Early Bird, fu lanciato nel 1965. Attualmente sono in funzione circa 200 satelliti per telecomunicazioni, quasi tutti geostazionari, i quali collegano luoghi di tutto il mondo. Questi satelliti vengono usati non solo per le telecomunicazioni internazionali ma anche per diffondere trasmissioni televisive, effettuare osservazioni meteorologiche e altro. Essendo dotati di molti trasponditori, possono provvedere collegamenti multicanale. Ad esempio, Early Bird poteva ritrasmettere un canale televisivo o 240 canali telefonici. I satelliti della serie INTELSAT VIII, operativi dal 1997, possono trasmettere simultaneamente tre canali televisivi e fino a 112.500 canali telefonici.

Via satellite o via cavo?

Tutti questi cambiamenti hanno abbassato drasticamente il costo delle telefonate internazionali. Può darsi che ora possiate parlare più spesso con amici o parenti che si trovano in un altro continente. Come potete sapere se il collegamento telefonico è realizzato attraverso un cavo sottomarino o via satellite?

Se il collegamento è via satellite, la lunghezza del “filo” invisibile (che include il collegamento in salita e quello verso terra) raggiunge i 70.000 chilometri: quasi il doppio della circonferenza terrestre. Anche se le microonde viaggiano alla velocità della luce, per andare da una stazione terrestre a un’altra via satellite ci mettono quasi un quarto di secondo. Questo significa che la vostra voce arriva al vostro interlocutore con un quarto di secondo di ritardo, e lo stesso vale per la voce sua. Nella conversazione ci sono quindi dei “vuoti” di mezzo secondo. Non essendo abituati a questi ritardi, può darsi che vi ritroviate a parlare contemporaneamente all’altra persona. Se vi è capitata una cosa del genere, probabilmente la connessione era realizzata via satellite. Ricomponendo lo stesso numero un’altra volta, invece, potreste non notare nessun ritardo. In tal caso è probabile che la connessione telefonica sia realizzata attraverso un cavo sottomarino a fibre ottiche. Il tipo di collegamento da effettuare nel caso delle telefonate intercontinentali viene scelto in modo indipendente dall’utente da un’intricata rete telefonica.

Per mantenere in efficienza la complessa rete telefonica, che include cavi sottomarini, stazioni terrestri e satelliti e che ci permette di comunicare comodamente con tutto il mondo, ci vogliono l’esperienza e il lavoro di molte persone. Perciò la prossima volta che telefonate a un amico, pensate a tutto ciò che è stato fatto per realizzare quel collegamento!

[Note in calce]

Visto che ai cavi telefonici è sempre applicata una tensione elettrica, che aumenta quando il telefono squilla, è pericoloso toccare l’interno di una scatola di derivazione o le parti metalliche ad essa collegate.

Un cavo telegrafico fu posato nell’Atlantico tra l’Irlanda e Terranova ed entrò in servizio nel 1866.

[Diagramma/Illustrazioni alle pagine 20 e 21]

(Per la corretta impaginazione, vedi l’edizione stampata)

ONDE RADIO

Collegamento in salita

Collegamento verso terra

[Diagramma/Illustrazioni alle pagine 20 e 21]

(Per la corretta impaginazione, vedi l’edizione stampata)

CAVI SOTTOMARINI

Telefono cellulare

[Illustrazione a pagina 20]

I moderni cavi a fibre ottiche possono trasportare 200 milioni di conversazioni telefoniche

[Illustrazione a pagina 21]

L’equipaggio dello space shuttle ripara INTELSAT VI

[Fonte]

NASA photo

[Illustrazione a pagina 21]

Apposite navi provvedono alla posa e alla manutenzione dei cavi

[Fonte]

Cortesia di TyCom Ltd.