LE CENTRALI TELEFONICHE

 

INTRODUZIONE

UN VIAGGIO A FUMETTI NEL CUORE DELLA COMUNICAZIONE

Fin da quando l’uomo ha scoperto il potere della voce, ha sognato di abbattere le distanze. Poi, è arrivato il telefono… ma come facevano due persone a parlarsi, anche se erano a chilometri di distanza? La magia accadeva nel “cuore” del sistema: la Centrale Telefonica!

Immaginate un mondo dove il silenzio era assoluto. Un mondo in cui solo il vento o il grido di un araldo potevano rompere quel silenzio. Poi, nel 1876, un filo vibrò. La voce umana fu catturata e liberata, ma ciò non bastava a unire le distanze del pianeta. Per trasformare il telefono da geniale invenzione solitaria a una rete globale capace di far comunicare continenti interi, era necessaria un’innovazione ancora più sofisticata: il fulcro della comunicazione moderna, la Centrale Telefonica.

Le Centrali Telefoniche non sono mai state semplici edifici grigi. Sono state il cuore pulsante delle nostre città, i nervi scoperti della società, i luoghi dove la tecnologia ha imparato a imitare la logica umana (e poi a superarla).

La loro storia è un’epopea affascinante, costellata di ingranaggi polverosi e switch ultraveloci, di signorine pazienti che gestivano migliaia di chiamate, e di algoritmi segreti che oggi gestiscono ogni aspetto della nostra vita digitale.

UN VIAGGIO ATTRAVERSO LE EPOCHE

In questo viaggio a fumetti, ripercorreremo oltre un secolo di evoluzione:

1. Dalle prime, caotiche stanze piene di operatori e cavi volanti (l’era manuale).
2. Passando per le gigantesche macchine automatiche, rumorose e maestose, fatte di ferro e rame (l’era elettromeccanica).
3. Fino ad arrivare al presente, dove la Centrale non è più un luogo fisico, ma un codice immateriale che vive nelle nuvole di Internet (l’era virtuale).

Preparatevi. Stiamo per sollevare il ricevitore e ascoltare la vera storia di come il mondo ha imparato a parlarsi.

PREPARATI PER UN’AVVENTURA NEL TEMPO

PRIMO CAPITOLO

LA NASCITA DELLA CONNESSIONE (1876 – 1891)

Meraviglia scientifica, confusione, e l’introduzione di una nuova professione: La Signorina Del Telefono.

 

1. L’Invenzione e la Magia Iniziale. Il 10 marzo 1876, una vibrazione attraverso un filo di rame e il mondo cambiò per sempre.

Il primo telefono era uno strumento grezzo e affascinante. Il telefono era visto più come un giocattolo o un dispositivo di comunicazione interna, non una rete.

2. Il Caos del Punto-Punto. Ogni connessione necessitava di un cavo dedicato. Se avessi voluto comunicare con dieci persone, sarebbero serviti dieci fili collegati direttamente alla tua abitazione. Una vera sfida logistica.

L’Uomo Sbagliato e L’Idea Giusta (1877 – 1878). La Nascita della Centralizzazione.

La soluzione era ovvia: centralizzare! Serviva un fulcro, un ‘ufficio centrale, dove ogni filo di rame potesse connettersi a tutti gli altri.

La prima autentica struttura concepita per funzionare come una centrale telefonica fu introdotta dalla New Haven District Telephone Company nel lontano anno 1878. Questo sistema pionieristico rappresenta una pietra miliare nella storia della comunicazione, segnando l’inizio dell’era delle connessioni su larga scala. L’ingegnoso dispositivo, chiamato pannello di commutazione o switchboard, permetteva agli operatori di mettere in contatto due utenti manualmente, creando così le basi per il futuro sviluppo delle telecomunicazioni moderne. Questo straordinario passo avanti tecnologico non solo facilitò le interazioni a distanza, ma aprì anche la strada a innovazioni che avrebbero trasformato il modo in cui le persone e le aziende avrebbero comunicato per decenni.

Presto si capì che servivano pazienza, cortesia e prontezza. Entrò in scena una nuova figura professionale: la Signorina del Telefono.

L’Era delle “Telephone Girls” (1879 – 1891)

Vantaggi e Svantaggi:

• Pro: Le operatrici potevano reindirizzare chiamate, fornire informazioni e agire come una prima forma di segreteria. Erano l’anima della rete.
• Contro: La privacy. Potevano ascoltare ogni conversazione. La lentezza quando le linee erano intasate.

Il limite del sistema manuale: La rete cresceva, ma le mani umane non potevano tenere il passo. Più clienti, più cavi, più attese. Il sistema era al collasso.

Almon Brown Strowger, un impresario di pompe funebri statunitense, fu spinto dalla frustrazione causata dagli errori costanti delle operatrici telefoniche a immaginare una soluzione radicale. La sua irritazione derivava non solo dall’inefficienza umana, ma anche dal timore che potessero agire intenzionalmente in malafede, interferendo con il suo lavoro. Da questa insoddisfazione nacque l’idea rivoluzionaria: se gli esseri umani erano soggetti a sbagliare o a comportarsi in modo scorretto, ciò di cui si aveva bisogno era una macchina capace di sostituirli e garantire affidabilità.

Nel 1891 iniziarono gli studi sui primi sistemi elettromeccanici. Il futuro delle comunicazioni era affidato a un dispositivo noto come «selettore».

SECONDO CAPITOLO

L’ERA DEGLI INGRANAGGI (1891 – 1960): L’AUTOMA DI STROWGER.

Strowger, probabilmente trovò ispirazione osservando un cilindro, una scatola per bottoni o, come vuole una suggestiva leggenda, persino un salvadanaio. Da questa scintilla iniziale maturò l’idea che lo avrebbe portato a concepire un selettore elettromeccanico. Tuttavia, l’esigenza di sviluppare un sistema per automatizzare le chiamate non nacque dalla brillante intuizione di un ingegnere innovatore o visionario, ma affondava le sue radici in una concreta necessità pratica: risolvere un problema legato al mondo commerciale e trovare una risposta efficace a una criticità legata a quel contesto.

IL PRIMO AUTOMA: IL SELETTORE STEP-BY-STEP (SXS)

Ecco il Selettore Step-by-Step, noto anche come selettore Passo-Passo. Si tratta di un meccanismo ingegnoso in cui ogni cifra digitata sul telefono provocava un movimento fisico tangibile, spostando il selettore di un numero preciso di scatti. Il cuore del sistema era rappresentato da un ingranaggio dalla forma cilindrica o simile a una paletta, progettato per muoversi in due direzioni distinte. La prima direzione consisteva in dieci scatti verticali, utilizzati per identificare le decine, mentre la seconda direzione prevedeva dieci scatti rotatori, dedicati alla selezione delle unità. Questo funzionamento meccanico rigoroso e preciso costituiva il fondamento dell’intero sistema di selezione telefonica.

L’ESPANSIONE DELLE CENTRALI SXS

La centrale telefonica, osservata dall’esterno, si presenta come un imponente e moderno edificio, sormontato dalla vistosa insegna che recita Central Office. Si distingue nettamente dalle vecchie sedi delle operatrici telefoniche, quei luoghi quasi artigianali di un tempo, poiché è stata concepita esclusivamente per accogliere sofisticati macchinari. Una volta oltrepassato l’ingresso, la scena all’interno rivela un ambiente dall’aspetto altamente tecnologico: interminabili file di rack metallici si innalzano fino a sfiorare il soffitto, ciascuno di essi colmo di complessi selettori che lavorano incessantemente. A sorvegliare e monitorare tutto questo avanzato sistema, si possono scorgere solo pochi tecnici, il cui compito appare al contempo cruciale e discreto.

Il sistema era modulare, ma rigido. Per aggiungere un prefisso o un nuovo gruppo di utenti, bisognava aggiungere altri stadi di selettori, come costruire mattoni su mattoni.

L’SXS era robusto, ma lento e inefficiente a lungo termine. Serviva un salto di qualità.

Il progresso era rappresentato dal sistema Crossbar, una matrice metallica in cui interruttori orizzontali e verticali si incrociano formando una “X” per stabilire la connessione. Questo approccio risultava più veloce, più silenzioso e, soprattutto, portava con sé l’innovativo concetto di controllo comune. Una logica separata era responsabile di determinare il percorso, al posto dei tradizionali scatti del telefono.

IL TRIONFO DELL’ELETTROMECCANICA (1930 – 1960)

Nel corso degli anni Cinquanta e Sessanta, l’epoca delle operatrici telefoniche stava giungendo al termine, segnata dall’avanzare progressivo dell’automazione. In quel periodo, le reti telefoniche erano in grado di gestire quotidianamente un volume impressionante di comunicazioni, che spaziavano dalle semplici connessioni locali all’interconnessione di lunghe distanze, segnando una rivoluzione nella trasmissione delle informazioni. Tuttavia, nonostante i progressi tecnologici e l’introduzione di sistemi sempre più automatizzati, il centro operativo delle centrali telefoniche rimaneva ancora un intricato sistema meccanico. Questo cuore tecnologico, seppur sofisticato per l’epoca, esigeva una manutenzione costante e accurata per garantire un funzionamento regolare e affidabile. Era necessario intervenire periodicamente per lubrificare i meccanismi e sostituire le componenti soggette a usura, assicurando così la continuità del servizio in un’epoca di crescente domanda di connettività.

I Limiti dell’Hardware:

• Spazio: Le centrali erano immense e pesanti.
• Calore/Rumore: Produzione costante di calore e frastuono meccanico.
• Modifiche: Cambiare un servizio (es. aggiungere la chiamata in attesa) significava cambiare l’hardware, riprogettare fisicamente i circuiti.

La meccanica era riuscita a mettere ordine nel caos generato dai cavi, offrendo una prima risposta ai problemi dell’epoca. Tuttavia, l’hardware composto da ferro e rame si dimostrò presto inadeguato a soddisfare l’aumento costante della domanda di servizi sempre più rapidi e flessibili. Il progresso tecnologico non risiedeva più nei metalli capaci di eseguire movimenti veloci, ma nelle potenzialità del silicio, un materiale capace di elaborare informazioni e aprire la strada a un futuro più avanzato e intelligente.

Gli anni ’60 avrebbero segnato la fine dell’impero degli ingranaggi, introducendo la logica digitale e il concetto rivoluzionario di Programma Memorizzato.

TERZO CAPITOLO

La nascita del cervello elettronico (1960-1970): Addio relè, benvenuto transistor!

I limiti imposti da ferro e rame erano evidenti: la velocità delle connessioni e la crescente complessità dei servizi richiedevano un cambiamento drastico. E quel cambiamento aveva un chiaro protagonista: l’elettronica. In un laboratorio ordinato e all’avanguardia, un gruppo di ingegneri osserva con ammirazione il primo prototipo di una centrale elettronica, simbolo di innovazione e svolta tecnologica.

Migliaia di relè meccanici vennero sostituiti da componenti elettronici. Più piccoli, più veloci, più affidabili, senza parti in movimento.

La vera rivoluzione tecnologica nel mondo delle telecomunicazioni avvenne con l’introduzione della Logica a Programma Memorizzato, nota come SPC. Questo avanzamento trasformò radicalmente le centrali telefoniche, rendendole assimilabili a veri e propri computer. Con questa innovazione, le decisioni prese dal sistema non erano più limitate dai circuiti cablati staticamente nel metallo, ma erano invece gestite dinamicamente attraverso un programma informatico memorizzato e personalizzabile all’interno della memoria del sistema stesso. Il Controllo a Programma Memorizzato rappresenta una pietra miliare nel campo delle tecnologie di comunicazione, in quanto ha rivoluzionato il modo in cui le centrali telefoniche operavano. La sua caratteristica distintiva risiede nella gestione delle operazioni di commutazione tramite un software progettato appositamente, che viene conservato e utilizzato direttamente dalla memoria integrata del sistema. Questo approccio innovativo ha posto le basi per la nascita dei sistemi di commutazione elettronica, detti ESS, sviluppati dal Bell System a partire dagli anni ’50.

Designata come la terza generazione delle tecnologie di commutazione, l’SPC ha permesso un salto qualitativo senza precedenti nel settore. È stata sviluppata nel 1954 grazie alla visione acuta di Erna Schneider Hoover, una brillante scienziata dei Bell Labs. Fu lei a comprendere che un software dedicato avrebbe potuto gestire in maniera estremamente efficiente il controllo delle connessioni delle chiamate telefoniche all’interno di una rete, aprendo la strada a nuove possibilità nell’ambito della comunicazione digitale. Questa scoperta non solo rese i sistemi di telecomunicazione più flessibili e avanzati, ma segnò anche l’inizio di una nuova era nell’automazione dei processi telefonici.

Un operatore seduto davanti a una console che monitora lo stato della centrale.

DALLA VOCE AL NUMERO: LA DIGITALIZZAZIONE (1970 – 1980)

La voce umana è un’onda continua, analogica. Ma le macchine parlano un’altra lingua: quella dei numeri, dei ‘0’ e ‘1’.

Il processo di conversione analogico-digitale, noto anche come ADC, rappresentava una svolta significativa nella gestione delle informazioni sonore. Questo processo consentiva di trasformare il suono della voce, originariamente in formato analogico, in una sequenza codificata di bit, ovvero dati digitali. Grazie a questa trasformazione, i dati risultanti potevano essere trasmessi con maggiore efficienza rispetto al formato analogico tradizionale. Tale approccio riduceva sensibilmente il rumore di fondo durante la trasmissione e permetteva di coprire distanze molto più ampie senza compromettere la qualità del segnale ricevuto, rendendo la comunicazione più affidabile e avanzata dal punto di vista tecnologico.

Il processo di Conversione Analogico-Digitale (ADC) è una delle operazioni fondamentali nel campo dell’elettronica e delle tecnologie di elaborazione dei segnali. Esso permette di trasformare un segnale continuo e analogico in un segnale discreto e digitale, rendendolo compatibile con sistemi di elaborazione digitale come microcontrollori, computer e altri dispositivi elettronici. Di seguito, una trattazione completa e approfondita del processo di Conversione Analogico-Digitale.

1. Introduzione al Processo di Conversione Analogico-Digitale

L’ADC consente di catturare e rappresentare segnali analogici, come la tensione o la corrente, in forma digitale, facilitando l’analisi, la memorizzazione e l’elaborazione tramite sistemi digitali. Questo processo è cruciale in numerose applicazioni, tra cui:

• Sistemi di acquisizione dati
• Sensori e strumentazioni di misura
• Comunicazioni digitali
• Elaborazione di segnali audio, video e di immagini
• Automazione industriale e robotica

2. Caratteristiche del Segnale Analogico

Un segnale analogico può essere rappresentato come una funzione continua nel tempo, , caratterizzata da:

• Ampiezza continua: può assumere qualsiasi valore in un intervallo.
• Variabilità nel tempo: cambia in modo continuo e progressivo.
• Frequenza e fase variabili: possono essere analizzate tramite tecniche di analisi del segnale.

 

3. Fasi del Processo di Conversione

Il processo di ADC si articola in due principali fasi:

3.1 Campionamento (Sampling)

• Definizione: La conversione del segnale continuo nel tempo in una sequenza di valori discreti, prelevati a intervalli di tempo regolari.
• Parametro principale: Frequenza di campionamento (), che deve essere almeno il doppio della massima frequenza presente nel segnale (teorema di Nyquist) per evitare l’aliasing.
• Risultato: Una serie di valori a istanti di tempo specifici, rappresentando il segnale originale.

3.2 Quantizzazione

• Definizione: L’assegnazione di ogni valore campionato a uno specifico livello discreto tra un numero finito di opzioni, comportando l’introduzione di un errore noto come errore di quantizzazione.
• Parametro principale: Risoluzione dell’ADC, espressa in bit (), che determina il numero di livelli di quantizzazione ().
• Risultato: Un insieme di valori discreti che rappresentano il segnale analogico in forma digitale.

Una volta completate queste due fasi, il segnale digitale può essere rappresentato come una sequenza di numeri binari.

1. Elementi Costitutivi di un ADC

Un convertitore analogico-digitale tipico comprende:

• Front-end di ricezione: filtri anti-aliasing e amplificatori di ingresso.
• Circuito di campionamento: sample-and-hold circuit, che mantiene stabile il valore analogico durante la quantizzazione.
• Modulo di quantizzazione e codifica: converte il valore campionato in un numero digitale.
• Interfaccia di uscita: permette di leggere e trasferire i dati digitali al sistema di elaborazione.

5. Tipi di Convertitori Analogico-Digitali

Esistono diversi tipi di ADC, scelti in funzione di requisiti di velocità, risoluzione e complessità:

5.1 ADC a Successiva Approssimazione (SAR)

• Principio: utilizza un approccio iterativo, confrontando il segnale con valori di riferimento, per avvicinarsi progressivamente al valore analogico.
• Vantaggi: buona velocità e alta risoluzione, adatto per molte applicazioni di controllo.

5.2 ADC a Flash (Velocità Elevata)

• Principio: utilizza un array di comparatori per confrontare il segnale con tutti i livelli di riferimento contemporaneamente.
• Vantaggi: altissima velocità di conversione, ideale per applicazioni in tempo reale.
• Svantaggi: complessità e costi elevati per alta risoluzione.

5.3 ADC a Integrazione (Successivo Integrazione o Sigma-Delta)

• Principio: integra il segnale analogico nel tempo e lo quantizza tramite un convertitore delta-sigma.
• Vantaggi: alta risoluzione, buona stabilità, usato in audio e strumentazione di precisione.

5.4 ADC a Tiro a Segno (Pipeline)

• Principio: combina più stadi di conversione successivi, ciascuno con risoluzione parziale.
• Vantaggi: alta velocità e buona risoluzione, ottimo compromesso per applicazioni ad alta velocità.

6. Parametri di Prestazione di un ADC

Le principali caratteristiche che definiscono le prestazioni di un ADC sono:

• Risoluzione (n): numero di bit, determina i livelli di quantizzazione ().
• Frequenza di campionamento (): velocità con cui il segnale viene campionato.
• Errore di quantizzazione: differenza tra il valore analogico e quello quantizzato, generalmente limitato dalla risoluzione.
• Linearity (Linearità): capacità del convertitore di mantenere proporzionalità tra ingresso e uscita, misurata tramite i parametri INL (Integral Non-Linearity) e DNL (Differential Non-Linearity).
• SNR (Rapporto Segnale-Rumore): rapporto tra la potenza del segnale e quella del rumore di quantizzazione.
• Tempo di conversione: tempo richiesto per completare la conversione.

7. Limiti e Sfide del Processo di ADC

• Alias e aliasing: se il campionamento non rispetta il teorema di Nyquist, i segnali di alta frequenza si sovrappongono nel dominio digitale.
• Rumore di quantizzazione: errore introdotto dalla quantizzazione, che può limitare la qualità del segnale digitale.
• Interferenze e disturbi: possono influire sulla precisione del campionamento e della conversione.
• Costo e complessità: a risoluzione e velocità crescenti, aumentano i costi e la complessità del progetto.

8. Applicazioni del Processo di Conversione ADC

Il processo di ADC è essenziale in molte tecnologie moderne:

• Sistemi di acquisizione dati: per monitoraggio ambientale, biomedicale e industriale.
• Audio e video digitale: convertendo segnali analogici come microfoni e telecamere.
• Sensori di movimento e posizione: come accelerometri e giroscopi.
• Strumentazione scientifica: per misure di precisione e analisi di segnali complessi.
• Telecomunicazioni: modulazione e demodulazione di segnali.

9. Conclusioni

Il processo di Conversione Analogico-Digitale rappresenta un elemento chiave nell’interfaccia tra il mondo naturale e i sistemi digitali. La scelta del tipo di ADC, della sua risoluzione e delle sue caratteristiche dipende dall’applicazione specifica e dai requisiti di velocità, precisione e costo. Con l’evoluzione tecnologica, gli ADC continuano a migliorare, consentendo applicazioni più avanzate e performanti nel campo dell’elettronica, delle comunicazioni e dell’elaborazione dei segnali.

LA COMMUTAZIONE A DIVISIONE DI TEMPO (TDM)

La commutazione a divisione di tempo (TDM) è una tecnica di multiplazione ovvero di condivisione di un canale di comunicazione secondo la quale ogni dispositivo ricetrasmittente ottiene a turno l’uso esclusivo dello stesso (e delle risorse ad esso dedicate cioè ad esempio l’intera banda) per un breve lasso di tempo (125 µs nello standard E0).

NUOVI SERVIZI E LA RETE INTEGRATA (1980 – 1990)

Grazie al software, il telefono non era più solo chiamata e risposta. Le centrali potevano offrire servizi intelligenti e personalizzati, impensabili nell’era meccanica.

Un telefono con un display che mostra il numero chiamante (Caller ID)

Una persona che mette in attesa una chiamata per rispondere a un’altra.

Conferenza a tre.

L’ALBA DELL’ISDN E L’INTERCONNESSIONE

L’obiettivo era una rete completamente digitale, dalla centrale all’utente finale. L’ISDN (Integrated Services Digital Network) fu il primo tentativo su larga scala di portare la linea digitale nelle case e negli uffici, permettendo la trasmissione di voce e dati sullo stesso cavo.

Con l’introduzione nel 1990 delle centrali numeriche iniziò la sperimentazione di una nuova linea telefonica digitale che prese il nome di ISDN (Integrated Services Digital Network).

La linea ISDN utilizza un supporto in rame a due fili, ed è convertita a quattro fili  dalla Borchia, che viene installata presso il cliente, e permette la trasmissione di dati in forma digitale, per cui il segnale non viene modulato secondo una determinata onda, ma codificato e inviato lungo la linea come una lunga sequenza di zero e uno.

POTENZIALITA’ DELLA LINEA ISDN

La linea ISDN ha due canali indipendenti a 64 Kbps, chiamati B1 e B2, e di un canale di segnalazione a 16 Kbps, chiamato canale D: utilizzato per trasportare i dati di protocollo, e i dati a pacchetto.

I due canali B possono essere utilizzati contemporaneamente dal cliente, sia per le chiamate foniche,

che per trasmettere dati  alla velocità fino a 64 Kbps tra computer dotati di modem ISDN.

L’utilizzo contemporaneo di entrambe le linee permette di raggiungere la velocità fino a 128 Kbps. Queste velocità possono essere raggiunte anche per la navigazione in Internet collegandosi a un Provider che offra una connessione di tipo ISDN a 64 e/o 128 Kbps.

La voce era diventata digitale. La centrale era diventata un computer. La prossima rivoluzione non sarebbe arrivata da un nuovo hardware, ma da un nuovo modo di ‘pacchettizzare’ l’informazione. Il mondo stava per scoprire che ogni dato, voce compresa, poteva viaggiare su una sola, grande autostrada. Un’autostrada chiamata… Internet.

QUARTO CAPITOLO

LA RETE DELLE RETI (1990 – OGGI)

 

IL DOMINIO DEL PACCHETTO (1990 – 2000)

Per un secolo, la centrale ha usato la Commutazione di Circuito: una linea dedicata, continua e privata, stabilita solo per la durata della chiamata. Con Internet, arrivò la Commutazione a Pacchetto, dove la risorsa (il cavo) è condivisa e i dati viaggiano in minuscole buste.

Con i circuiti, il silenzio occupava comunque la linea (spreco). Con i pacchetti, durante il silenzio, il cavo viene usato per dati di qualcun altro (efficienza).

La Commutazione di Pacchetto è una tecnica ad accesso multiplo a divisione di tempo, concepita per il trasporto dei dati, e viene utilizzata per condividere il canale di comunicazione tra più nodi in modo casuale, suddividendo l’informazione da trasmettere in pacchetti. Esempi di reti a pacchetto sono le reti locali, e Internet.

LA NASCITA DEL VOIP (VOICE OVER IP)

Trasformando la voce in dati IP (Internet Protocol), il VoIP ha bypassato le costose infrastrutture di commutazione di circuito, abbattendo i costi e globalizzando la comunicazione.

Il VOIP sfrutta la tecnologia internet, che si basa sul metodo di trasferimento noto come “a pacchetto”. In una rete a commutazione a pacchetto, le informazioni vengono suddivise in frammenti, chiamati pacchetti, i quali vengono inviati e instradati attraverso vari nodi fino a raggiungere la destinazione finale.

Un canale può essere utilizzato contemporaneamente da più trasmissioni, che inviano i propri pacchetti in modo da sfruttarne appieno la capacità. Successivamente, i pacchetti vengono instradati a seconda del percorso da seguire. Nella telefonia tradizionale, invece, il canale rimane occupato anche durante i momenti di silenzio, risultando perciò inutilizzato.

LA CENTRALE SI TRASFORMA (2000 – 2010)

IL SOFTSWITCH: LA CENTRALE VIRTUALE

Se la centrale elettronica era un computer, la centrale moderna è diventata un software. Il compito di dirigere le chiamate non è più svolto da un’unica grande macchina fisica, ma da server standard che eseguono un software specializzato: il Softswitch (abbreviazione di interruttore software, è un dispositivo o una piattaforma software che collega le chiamate telefoniche da una linea telefonica all’altra, interamente tramite software).

Il Softswitch separa il controllo (il ‘cervello’ che decide dove va la chiamata) dalla trasmissione (il ‘corpo’ che sposta i dati). Questo ha permesso alle reti di diventare flessibili e aggiornabili con un semplice upgrade software.

GATEWAY: IL PONTE TRA MONDI

Per anni, le vecchie centrali di circuito (PSTN) hanno dovuto convivere con le nuove reti IP. Il Gateway è l’interprete: prende la voce analogica o TDM e la traduce in pacchetti IP, o viceversa, permettendo la comunicazione tra i due mondi.

LA CONVERGENZA TOTALE (2010 – OGGI)

IMS (IP Multimedia Subsystem): La Piattaforma Unificata

Un diagramma complesso che mostra l’IMS (IP Multimedia Subsystem), una piattaforma software unificata che gestisce ogni tipo di comunicazione:

• Chiamate Vocali (VoIP, VoLTE: acronimo di Voice over LTE, è una tecnologia che consente di effettuare chiamate vocali su rete LTE (4G) basandosi sul modello architetturale.
• Messaggistica Istantanea
• Videochiamate
• Accesso a Internet.

L’IMS ha unificato i servizi. La tua chiamata vocale su uno smartphone 4G (VoLTE) non è altro che una videochiamata con la telecamera spenta: tutto è dati, tutto è IP.

LA FINE DELLA CENTRALE FISICA (NGN)

La Next Generation Network (NGN) è l’apice di questa evoluzione. Le gigantesche centrali fisiche stanno scomparendo, sostituite da data center virtualizzati e centrali ‘ospitate’ nel cloud.

CONCLUSIONE

La centrale telefonica, nata come punto di incontro fisico per i cavi, è ora un punto di incontro logico, un’architettura software complessa che gestisce ogni forma di comunicazione del mondo moderno.

FINALE

DALLA CORNETTA ALLA NUVOLA

Questa è la storia di come un semplice bisogno umano – la connessione a distanza – ha forgiato il sistema nervoso della civiltà moderna. L’evoluzione della centrale telefonica non è solo un racconto di ingegneria, ma un viaggio che rispecchia il progresso tecnologico dell’ultimo secolo e mezzo, passando dal lavoro umano alla meccanica, dall’elettronica al software.

Nel Primo Capitolo, la centrale era una sala piena di operatrici che fisicamente stabilivano le connessioni tramite un centralino a jack e spine. Era lento, costoso e limitato. Questo sistema, benché affascinante, era il collo di bottiglia di una tecnologia in crescita.

La necessità di velocità, privacy e riduzione dei costi ha portato alla nascita dell’automazione, trattata nel Secondo Capitolo.

• Strowger: Con l’invenzione del selettore a gradini (Strowger), la centrale è diventata un’imponente giungla di ingranaggi, relè e camme. Il processo di selezione dei numeri era meccanico, rumoroso e relativamente lento.
• Crossbar: La successiva evoluzione, la barra trasversale (Crossbar), ha introdotto un sistema più ordinato, robusto e veloce, riducendo le parti in movimento e migliorando l’affidabilità. Tuttavia, la logica di commutazione rimaneva cablata nel metallo.

Nel Terzo Capitolo, l’introduzione dei transistor ha segnato la fine dell’elettromeccanica.

• Il Cervello Software: Le nuove centrali hanno adottato la Logica a Programma Memorizzato (SPC). La centrale è diventata un computer dedicato. La sua logica non era più fissata da cablaggi permanenti, ma da software, rendendola flessibile e aggiornabile.
• La Digitalizzazione: La rivoluzione più profonda è stata la Conversione Analogico-Digitale (ADC), che ha trasformato la voce umana in un flusso di bit (0 e 1). I dati digitali potevano viaggiare più lontano e con maggiore chiarezza.
• Efficienza: Tecniche come la Commutazione a Divisione di Tempo (TDM) hanno moltiplicato la capacità dei cavi esistenti, permettendo a centinaia di conversazioni di condividere lo stesso mezzo fisico in slot temporali distinti.

L’arrivo di Internet ha fatto saltare ogni distinzione tra voce e dati, culminando nella centrale come la conosciamo oggi.

Il Quarto Capitolo descrive il passaggio finale:

• Commutazione a Pacchetto: L’architettura rigida del circuito dedicato (usato da Strowger fino all’ESS) è stata sostituita dal concetto di pacchetti di dati condivisi. Questo ha dato vita al VoIP (Voice over IP), che ha ridotto il costo delle comunicazioni a una mera spedizione di dati su Internet.
• La Centrale Virtuale (Softswitch): L’infrastruttura fisica è stata sostituita da software in esecuzione su server standard. Il Softswitch gestisce la logica delle chiamate in modo virtuale, separando il controllo (la decisione) dalla trasmissione (il dato).
• Convergenza Totale: Piattaforme moderne come l’IMS (IP Multimedia Subsystem) gestiscono in modo unificato tutte le comunicazioni (voce, video, chat) come semplici dati IP. Non esiste più una “centrale telefonica” separata, ma un “core network” che è interamente basato su software e spesso ospitato in data center (Cloud).

CONCLUSIONE: UN’INTELLIGENZA DISTRIBUITA

L’evoluzione della centrale telefonica è un chiaro esempio di smaterializzazione e virtualizzazione.

Da un grande edificio pieno di persone e poi di macchinari rumorosi, siamo arrivati a un’intelligenza distribuita, silenziosa ed efficiente, gestita da linee di codice. La centrale non è più un punto di incontro fisico per i fili, ma un’infrastruttura logica complessa che assicura che il tuo messaggio, che sia una parola, un’immagine o un video, arrivi istantaneamente e senza interruzioni a qualsiasi altro punto del mondo connesso.

La voce ha trovato la sua forma definitiva: il pacchetto di dati.