Telegrafo

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Telegrafo

Il telegrafo è un sistema di comunicazione a distanza ideato per la trasmissione di dati (lettere, numeri e segni di punteggiatura) attraverso l'uso di codici convenzionali. La comunicazione per mezzo del telegrafo è definita telegrafia e si contrappone al telefono e alla telefonia che è invece un sistema di trasmissione a posteriori nato per il trasferimento di dati vocali e che di fatto nel tempo ha progressivamente sostituito il telegrafo.

Indice

Storia [modifica]

L'antichità [modifica]

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 ai nativi americani.

Al tempo dell'antica Roma operò una fitta rete di corrieri che trasportavano lungo le strade consolari le tavolette di cera con i messaggi incisi su di esse.

Un altro mezzo, particolarmente usato in ambito militare in diverse epoche, fu il piccione viaggiatore, che non compiva lunghe distanze.

Il telegrafo ottico Chappe [modifica]

Una stazione Parigina del telegrafo Chappe.

Verso la fine del XVIII secolo Claude Chappe e il 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 stazione successiva.

La prima linea fu aperta nel 1794 tra Parigi e Lilla. 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 trasmissioni di notizie al banchiere Danglars del quale voleva vendicarsi. Napoleone Bonaparte, consapevole dell'importanza delle comunicazioni in campo militare, commissionò stazioni telegrafiche mobili da installare sui campi di battaglia.
Due anni dopo anche lo scienziato tedesco Franz Karl Achard costruì un telegrafo ottico da campo con relativo codice che provò fra Spandau e Berlino, ma l'esercito prussiano non ne volle sapere.

L'Ottocento e i primi esperimenti di telegrafia elettrica [modifica]

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.

La richiesta di comunicazione era elevata, e così diversi studiosi e inventori cimentarono nell'impresa, con risultati molto vari.
Si possono ricordare tra gli altri:

Il telegrafo elettrico Morse [modifica]

Nell'anno 1837 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).

Immagine del primo messaggio inviato tramite telegrafo da Morse

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.

Telegrafo.png

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 (Relè), 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 ritrasmetteva sul tratto successivo. Questo soprattutto perché la corrente utilizzata era quella continua, che non permette il suo invio per lunghe distanze, e soprattutto perché essa era fornita da batterie non esistendo ancora un altro metodo di produzione della corrente elettrica (la dinamo sarà inventata solo nel 1869). 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 a un mese dalle prove del 30 giugno 1847, viene introdotto il primo telegrafo elettromagnetico (a quadrante) da Carlo Matteucci tra Pisa e Livorno. E ad agosto del 1848 da Pisa percorre l'ultimo tratto della ferrovia Leopolda e completa la linea Livorno-Firenze. Seguono Lucca (15 giugno 1849), Poggibonsi e Siena (3 dicembre). Infine, nel 1850, viene completata la linea Firenze-Prato-Pistoia-Pescia-Lucca. Mentre la prima linea telegrafica esterna congiunta all’Italia è il tratto Lubiana-Trieste (179 km) dove, il 12 febbraio 1849, viene aperto il primo ufficio telegrafico nell’Italia governata dagli austriaci. È collegato direttamente con Vienna per mezzo di un unico filo riservato ai dispacci di Stato. Sempre a Trieste il 18 febbraio del 1850, per la prima volta in Italia, il servizio telegrafico viene aperto anche alla corrispondenza privata ed è tra i più rapidi e rilevanti d’Europa.

Nel Lombardo-Veneto, invece, l'inizio dei lavori per introdurre il sistema telegrafico avviene nel 1849 con la linea Innsbruck-Verona (che giungeva da Vienna) e da qui a Milano e Venezia, inizialmente per uso militare e poi resa disponibile all'uso civile dal 19 ottobre 1850. Il 31 dicembre 1851 a tale linea viene unita la linea Verona-Mantova-Modena-Reggio Emilia. Il 1 settembre 1852 essa viene unita alla rete toscana Firenze-Lucca-Pisa-Livorno (completata nel 1851) e Firenze-Siena. Il 1 settembre 1851 viene inaugurata la prima linea del Regno delle Due Sicilie tra Caserta e Capua[1], estesa l'anno seguente sino a Gaeta. Il 24 novembre 1851 viene inaugurata la linea Torino-Genova, ed il 18 gennaio 1853 la linea Torino-Chambery, la quale il 15 marzo sarà collegata alla rete francese che già unisce le linee francesi, inglesi, belghe, tedesche. Nel 1861 gli uffici telegrafici in Italia sono 355 per 16.000 km di linee; nel 1871 1.237 uffici per 50.000 km di linee.

Il cavo sottomarino [modifica]

Mappa di collegamenti telegrafici intercontinentali

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. E 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 e isolato con gomma naturale (guttaperca). 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 il primo cavo sottomarino fu tra Reggio Calabria e Messina nel 1858 e nel 1854 furono realizzati tra la Corsica e la 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. Il considerevole costo fu coperto con emissioni di obbligazioni e con contributi pubblici.

Il primo tentativo fu effettuato nel 1858 tra Irlanda e TerranovaCanada: 2.200 chilometri 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. Dopo la trasmissione del primo messaggio fra la regina Vittoria d'Inghilterra e il presidente degli Stati Uniti James Buchanan, il cavo si guastò.

Il collegamento definitivo fu realizzato nel 1866 dalla ditta Atlantic Telegraph Co. Fu utilizzato il transatlantico Great Eastern che, riadattato come nave posacavo, partì dall'Isola di Valentia, sulla costa occidentale dell'Irlanda diretto al Canada. Nel primo tentativo, il cavo si spezzò durante il viaggio; la seconda volta il Great Eastern riuscì a raggiungere Heart's Content, sulla costa della Terranova, e completare il collegamento il 27 luglio 1866. Il primo cavo telegrafico transatlantico era lungo 1.852 miglia nautiche. Europa ed America potevano finalmente comunicare in tempo reale. Una volta entrata in esercizio, la stazione trasmise giornalmente 3.000 messaggi, in media, al costo di 5 dollari per parola[2]; continuò ad operare fino al 1965.

La telegrafia attraverso i migliaia di chilometri di cavo atlantico è però ben diversa da quella ordinaria; il segnale risulta enormemente attenuato come descritto dalla 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.

Nonostante l'avvento della radio e dei satelliti il cavo sottomarino è ancora oggi ampiamente utilizzato.

La telegrafia senza fili [modifica]

I primi lavori di telegrafia senza fili furono effettuati da Nikola Tesla nel 1891[3]. Nel 1893 descrive chiaramente tutti i componenti di un sistema radio formato da quattro circuiti sintonizzati[4]. Nel 1897 brevettò un sistema di "trasmissione di energia senza fili" che "senza alcuna modifica" serviva anche per la trasmissione di segnali radio e che contiene le basi di ogni sistema radio poi sviluppato.[5] Ma, nel giugno del 1896, è Guglielmo Marconi che per primo deposita il brevetto di un efficace sistema di telegrafia senza fili che gli consente di inviare segnali attraverso l'Atlantico nel dicembre del 1901. Nasce così la 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 ad 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[6]. 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 (e dalle altre navi limitrofe), 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.

La telescrivente [modifica]

La continua ricerca volta ad aumentare la velocità delle trasmissioni riducendo nel contempo i costi ha portato allo sviluppo, negli anni venti, della telescrivente. Si trattava di una macchina simile alla macchina per 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 trenta iniziò a svilupparsi una rete di telecomunicazione specifica per le telescriventi, in grado di commutare automaticamente le comunicazioni: la rete Telex, la cui evoluzione tecnologica oggigiorno è stata di fatto la realizzazione delle moderne rete dati qual è la Rete Internet.

La telegrafia oggi [modifica]

Al giorno d'oggi la telegrafia è passata in secondo piano, retrocessa dall'avvento del telefono analogico prima e di quello digitale, e in ultimo del computer e di Internet.

A partire da 1º 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 sia 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 telex di Poste Italiane.

Tecnologia del telegrafo elettrico [modifica]

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.

Il tasto manipolatore [modifica]

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. I primi tasti telegrafici furono chiamati tasti Postali, introdotti appunto nelle trasmissioni telegrafiche postali, poi fu chiamato anche tasto del tipo Marconi, usato appunto da Guglielmo Marconi durante i suoi esperimenti della telegrafia senza fili, ma già il Morse usava un piccolo tasto detto Verticale per le sue prime trasmissioni col Codice Morse, comunque il vero e principale tasto o manipolatore, come veniva definito dai tecnici installatori di quel tempo, fu il tasto Verticale che era costituito da una base in legno pregiato mentre il vero e proprio tasto era tutto in ottone lavorato, con un pomello di solito o in legno nero, o di materiale molto resistente.

Il trasmettitore automatico da nastro perforato [modifica]

Nelle stazioni di smistamento venivano impiegati speciali trasmettitori automatici in cui era possibile inserire un nastro perforato con inciso il messaggio. Questo sistema offriva maggiore precisione e velocità dei segnali rispetto alla digitazione manuale nonché la possibilità di parallelizzare il lavoro per ottimizzare l'utilizzo delle linee maggiori. Con una speciale macchina simile ad una macchina per scrivere, diversi impiegati preparavano i nastri, che poi erano accodati nel trasmettitore per essere inviati senza interruzione.

La stampante [modifica]

Un elettromagnete attira una piccola ancora 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.

Il rivelatore acustico [modifica]

Il più semplice ricevitore di tipo acustico è costituito da un elettromagnete in grado di attirare una piccola ancora. 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).

Il rivelatore ottico [modifica]

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 di ruotare leggermente lo specchio. Dagli spostamenti di un raggio luminoso riflesso dallo specchio un operatore era in grado di decodificare il testo.

Relè ripetitore della metà del XX secolo

I rigeneratori ed i ripetitori [modifica]

Il problema dell'amplificazione dei segnali per la trasmissione a distanza fu affrontato con apparecchi ripetitori, in pratica relè 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.

Altri tipi di telegrafo [modifica]

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. I telegrafi ottici anticiparono di qualche decennio quelli elettromagnetici e furono progettati in Francia dal sacerdote Claude Chappe e in Svezia dall'aristocratico Abraham Niclas Edelcrantz, nell'ultimo decennio del XVIII secolo. Nella primavera del 1793 furono costruite tre stazioni telegrafiche, la prima a Parigi, la seconda a Écouen, la terza a Saint-Martin-du-Tertre; l'apparecchio era basato su un sistema semaforico che era in grado di rappresentare centinaia di simboli grazie allo spostamento degli indicatori e del regolatore. Nel 1799 si contarono già 150 stazioni in tutta la Francia e nel 1840 quasi ogni paese europeo disponeva di una o più linee telegrafiche.[7] Per inviare il segnale da una stazione all'altra erano necessari 6 secondi, quindi per attraversare le 120 stazioni disseminate sulla tratta Parigi-Tolone occorrevano 12 minuti, anche perché gli operatori conservavano il segnale per circa 30 secondi.

Note [modifica]

  1. ^ De Sivo G. (1964) Storia del Regno delle Due Sicilie, Napoli, Berisio, p. 384, (ISBN non disponibile)
  2. ^ Leggendo qua e là, «La Settimana Enigmistica», 2007, 3924, ISSN 1125-5226
  3. ^ "Phenomena of Alternating Currents of Very High Frequency"
  4. ^ On Light and Other High Frequency Phenomena
  5. ^ Single Document
  6. ^ In realtà Nikola Tesla aveva brevettato un battello radiocomandato nel 1898 che permetteva la trasmissione multicanale di segnali radio [1] a distanze di oltre 100 km, ma l'invenzione era troppo in anticipo con i tempi e non fu capita
  7. ^ "Le più antiche reti di dati", di Gerard J.Holzmann e Björn Pehrson, pubbl. su "Le Scienze (Scientific American), num.307, marzo 1994, pag.64-69

Bibliografia [modifica]

  • Rollo Applayard, Piooners of Electrical Communication, Macmillan&Company, 1930
  • George Wilson, The Old Telegraphs, Phillimore Chichester, 1976
  • Urbano Cavina, La Telegrafia Aerea (Chappe e Depillon) Postazioni e Linee nell'Italia dell'800, Sandit Libri, 2006
  • Urbano Cavina, La Telegrafia Elettrica e le Origini del Morse (uffici e linee nell'Italia preunitaria), Sandit Libri, 2008

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