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LA STORIA DEL
TELEGRAFO
Il telegrafo è un sistema di comunicazione a distanza basato su codici convenzionali per trasmettere lettere, numeri e segni di punteggiatura. La comunicazione per mezzo del telegrafo è definita telegrafia.
L'antichità
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 di percussioni (tamburi, tam-tam). Per distanze ancora maggiori sono stati impiegati 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, tavolette di cera con incisi messaggi.
Un altro mezzo, particolarmente usato in ambito militare in diverse epoche, fu il .piccione viaggiatore
L'origine della parola telegrafo
Coniata nel mese di aprile del 1793, la parola è legata all'avventura dei fratelli Chappe.
Prima della Rivoluzione francese, le informazioni viaggiavano ancora alla velocità dei cavalli. Nel 1793, venne offerta ai Francesi la possibilità di comunicare in modo rapido ed a grande distanza, di conoscere in brevissimo tempo gli eventi accaduti, di trasmettere ordini, di fare annunci.
L'inventore di questo nuovo modo di comunicare fu un certo Claude Chappe (1763 - 1805), fisico, da Brulon nella Sarthe. All'invenzione si attribuì il nome di tachigrafo, in seguito "telegrafo" dal greco tele graphein, tele - lontano e graphein - scrivere.
Il telegrafo ottico Chappe
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Una stazione Parigina del telegrafo Chappe.
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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.
A seconda della posizione assunta dai vari bracci, si potevano ottenere ben 196 segnali. Assistendo ad una dimostrazione sul suo funzionamento, Robespierre e gli altri capi della rivoluzione francese ne riconobbero la potenziale utilità nella guerra in cui erano impegnati.
Chappe redisse un particolare codice: un vocabolario di 92 pagine, ciascuna contenente 92 termini ognuno contrassegnato da un numero d’ordine. Il primo segnale emesso dal telegrafo indicava la pagina del vocabolario, il secondo il numero associato alla parola di quella pagina. In questo modo, due soli segnali erano sufficienti per trasmettere 92 x 92 (8464) parole. Oltre al dizionario terminologico ne esisteva anche uno fraseologico: anch’esso costituito da 92 pagine ognuna delle quali contenente 92 frasi numerate (le frasi appartenevano al linguaggio di Esercito e Marina). Per utilizzare il dizionario terminologico, erano sufficienti tre segnali: il primo indicava che si doveva utilizzare il dizionario fraseologico, il secondo il numero di pagina, il terzo il numero associato alla frase della pagina. In questo modo, con un numero esiguo di segni, era possibile trasmettere un gran numero di messaggi.
Per trasmettere, l’operatore prendeva posto in un piccolo vano situato sotto il tronco di sostegno ed eseguiva il segnale su un modellino del telegrafo stesso: grazie ad un sistema meccanico di leve, i movimenti venivano trasferiti al semaforo. Mentre il trasmettitore azionava il braccio in questo modo, un osservatore munito di cannocchiale riceveva il messaggio.
Questo telegrafo ottico sveltì notevolmente le comunicazioni e le rese più sicure: era infatti praticamente impossibile decifrare un dispaccio del telegrafo Chappe non conoscendone il codice. In seguito furono usate solo 49 combinazioni di posizione diverse a cui corrispondevano tutte le lettere dell’alfabeto, i numeri da 0 a 9, e un certo numero di messaggi convenzionali.
Nel periodo napoleonico e della Restaurazione il sistema si sviluppò sempre di più in tutta l’Europa: nel 1840 solo in Francia la rete di semafori era lunga oltre 4000 Km. 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. Il sistema, pregevolissimo dal punto di vista dell’economicità di trasmissione, aveva tuttavia dei difetti: era infatti inutilizzabile in caso di scarsa visibilità (nebbia, pioggia, riverbero del sole, …).
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.
L'Ottocento ed i primi esperimenti di telegrafia elettrica
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.
La richiesta di comunicazione era elevata e diversi studiosi ed inventori si erano cimentati nell'impresa, ma con i risultati più diversi.
Cooke in tre settimane riuscì a costruire un telegrafo ad aghi: era formato da tre aghi circondati da bobine e azionato da tre circuiti separati di sei fili. Ha poi cercato un collaboratore, trovato in Wheatstone, con cui ha sviluppato il primo telegrafo elettrico britannico, installato con problemi di isolamento (i conduttori erano isolati con cotone e inseriti in tubi di ferro, successivamente installati su pali di ferro con isolante in vetro) fra le stazioni ferroviarie Londinesi di Camden e Euston distanti circa 2,4 km.
Hughes sviluppò un telegrafo atto a semplificare la decodifica dei telegrammi di Morse. Egli elevò la velocità di trasmissione a più di 1500 parole all'ora. L'apparecchio ricevitore e quello trasmettitore erano dotati di un sistema a orologeria ed erano messi in moto contemporaneamente da una ruota. Un impulso elettrico in arrivo, mediante un opportuno sistema di bobine, leve e contatti, faceva sì che la ruota si bloccasse in corrispondenza del carattere richiesto che veniva impresso sulla carta.
Il telegrafo Meyer usava un alfabeto convenzionale analogo al Morse, ed era costituito da un apparato trasmittente e da uno ricevente, regolati da uno strumento di sincronismo. Inoltre si avvaleva anche di un metronomo che indicava all'operatore il momento preciso in cui abbassare i tasti: il trasmettitore era infatti composto da 4 tastiere con 8 tasti, 4 bianchi e 4 neri, ciascuna.
Baudot ideò il sistema multiplo stampante antesignano delle telescriventi.
Il pantelegrafo era un dispositivo di telecomunicazione in grado di trasmettere immagini statiche in modo simile all'odierno telefax. Nell'apparato trasmittente il disegno da inviare era tracciato su un foglio metallico con un inchiostro elettricamente isolante. Una volta essiccato l'inchiostro, un pennino collegato alla linea telegrafica esplorava tutto il foglio riga per volta, chiudendo il circuito dove l'inchiostro era assente ed aprendolo in corrispondenza dell'immagine. Nell'apparato ricevente era riprodotto lo stesso percorso di scansione del pennino, che in questo caso esplorava un foglio di carta trattato chimicamente (con ferrocianuro di potassio). Dove si aveva passaggio di corrente elettrica avveniva una reazione elettrochimica che provocava l'annerimento della carta. Al termine della lunga scansione si otteneva una riproduzione del disegno originale.
I due apparati (ciascuno in grado di operare sia da trasmettitore che da ricevitore) dovevano naturalmente muoversi in perfetta sincronia. Per questo motivo il meccanismo di ciascuna unità era mosso da un pendolo alto circa due metri e mosso da due elettromagneti, la cui oscillazione era sincronizzata per mezzo di impulsi elettrici inviati sulla stessa linea di trasmissione.
Il telegrafo elettrico Morse
Negli anni quaranta del 1800 il successo arrivò finalmente per Samuel Morse, che inventò un sistema telegrafico elettrico impiegante un unico filo, ed inventò uno speciale codice, il Codice Morse.
Il semplice codice Morse consentiva di trasmettere messaggi inviando impulsi elettrici lungo un cavo. L’apparecchio di Morse, utilizzato nel 1844 per inviare il primo telegramma pubblico, era azionato da un manipolatore elettrico che lasciava passare la corrente quando veniva premuto e la interrompeva al rilascio. L’originale ricevitore Morse era dotato di una punta scrivente controllata da un elettromagnete che scriveva su un nastro di carta scorrevole. I segni tracciati dalla punta, vale a dire punti e linee, dipendevano dalla durata della pressione sul pulsante del manipolatore.
Immagine del primo messaggio inviato tramite telegrafo da Morse
Morse riuscì a brevettare la sua invenzione negli Stati Uniti ed ottenere il supporto del governo e il 24 maggio 1844 si ebbe la prima trasmissione ufficiale tra le città di Washington e Baltimora.
Mentre stava sperimentando il suo strumento, Morse si rese conto che i segnali potevano essere trasmessi solo a circa 30 km di distanza: oltre questo limite diventavano troppo deboli per essere registrati. Con l’aiuto dei suoi collaboratori, allora, mise a punto un’apparecchiatura a relè consistente in un commutatore azionato da un elettromagnete, che poteva essere collegato alla linea telegrafica a 32 km di distanza dalla stazione trasmittente, in modo da ripetere automaticamente i segnali, ritrasmettendoli per altri 32 km. Ogni impulso, entrando nella bobina del magnete, attirava una lamina (armatura), che chiudeva un circuito indipendente alimentato da una batteria. Questo movimento inviava alla linea un nuovo impulso di corrente, che a sua volta azionava altri relè fino a che il messaggio non raggiungeva il ricevitore.
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. Il sistema venne parzialmente automatizzato con l'introduzione del nastro perforato e dei trasmettitori automatici.
In breve tempo il sistema cominciò 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 formò anche una classe di operatori specializzati, alcuni dei quali arrivavano a digitare il codice Morse ad una velocità di 80-100 caratteri al minuto.
A causa dell’alto costo di realizzazione e funzionamento delle linee telegrafiche, ben presto furono messi a punto diversi metodi per inviare più messaggi simultaneamente sulla medesima linea. Nella telegrafia duplex si poteva trasmettere simultaneamente un messaggio in ognuno dei due sensi, mentre la telegrafia quadruplex, introdotta nel 1874 da Thomas Edison, permetteva la trasmissione simultanea di due messaggi in ciascuno dei due sensi. Nel 1915 fu introdotta la telegrafia multipla, mediante la quale potevano essere inviati otto o più messaggi. In seguito a questi progressi e all’introduzione delle telescriventi, verso la metà degli anni Venti, il sistema telegrafico manuale di Morse fu gradualmente sostituito da metodi di trasmissione automatici via radio e via cavo.
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 l'introduzione del sistema telegrafico avvenne nel 1852, nel Regno delle Due Sicilie.
Il cavo sottomarino
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 venne 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 Calabria e Sicilia nel 1852 e nel 1854 furono realizzati tra le isole, Corsica e 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. Il considerevole costo fu coperto con emissioni di obbligazioni e con contributi pubblici.
Il primo tentativo fu effettuato nel 1858 tra Irlanda e Terranova, 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 tra il 1865 e il 1866 dalla ditta Atlantic Telegraph Co, utilizzando il transatlantico Great Eastern, partito da Valentia Island, riadattato come nave posacavo. Nel primo tentativo di posare il cavo, questo si spezzò durante il viaggio; la seconda volta il Great Eastern riuscì a raggiungere Trinity Bay e completare il collegamento. All'epoca erano trasmessi giornalmente 3.000 messaggi, in media, al costo di 5 dollari per parola. Europa ed America potevano finalmente comunicare in tempo reale.
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
I primi lavori di telegrafia senza fili furono effettuati da Nikola Tesla nel 1891. Nel 1893 descrisse chiaramente tutti i componenti di un sistema radio formato da quattro circuiti sintonizzati. 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 conteneva le basi di ogni sistema radio poi sviluppato. Nel 1897 Guglielmo Marconi presentò il brevetto della radio ed entro il 1907 vennero 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. 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, 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
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 telegrafia oggi
Al giorno d'oggi la telegrafia è passata in secondo piano, retrocessa dall'avvento del telefono prima e del digitale poi.
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 è 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 Teltex di Poste Italiane.
Tecnologia del telegrafo elettrico
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.
Il tasto manipolatore
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.
Il trasmettitore automatico da nastro perforato
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
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
Il più semplice ricevitore di tipo acustico è costituito da un elettromagnete in grado di attirare una piccola ancora. Il semplice rumore prodotto 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 .
Il rivelatore ottico
Il segnale in arrivo attraverso un cavo sottomarino era troppo attenuato per azionare un rivelatore sonoro o una stampante. Per questo 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
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
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.
Fonti:
http://chappe.ec-lyon.fr/
http://cicloinf.dimi.uniud.it/didattica/B4/COMPL_1.htm
"Telegrafo," Microsoft® Encarta® Enciclopedia Online 2009
http://it.encarta.msn.com © 1997-2009 Microsoft Corporation. Tutti i diritti riservati.
Heroes of the Telegraph di John Munro
Poste Italiane
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