La telecomunicazione (dal greco τήλε, lontano, abbreviazione TLC) è l'attività di trasmissione a lunga distanza di segnali, parole e immagini sotto forma di messaggi tra due o più soggetti, detti mittente e destinatari, mediante dispositivi elettronici (trasmettitore e ricevitore) attraverso un canale fisico di comunicazione. Le vaste applicazioni tecnologiche delle telecomunicazioni sono riconducibili a due gruppi: le tecnologie dell'informazione e le tecnologie dell'informazione e della comunicazione (in acronimo ICT)Dall'inglese Information and Communications Technology., la cui ampia diffusione nell'attuale società ha dato vita - attraverso mezzi di comunicazione di massa come telefono, radio e televisione - all'attuale società dell'informazione, nonché uno dei settori trainanti della cosiddetta terza rivoluzione industriale.
Storia
Primi sistemi Le prime forme di telecomunicazioni includevano i segnali di fumo e i tamburi. I tamburi erano utilizzati dai nativi in Africa, Guinea e Sud America, mentre i segnali di fumo sono stati introdotti dagli indigeni di Nord America e Cina. Contrariamente a quanto si pensa questi sistemi spesso non erano usati solo per segnalare la presenza di un campo, ma anche per scopi diversi.Native American Smoke Signals, William Tomkins, 2005Talking Drums , Instrument Encyclopedia, Cultural Heritage for Community Outreach, 1996 Gli strumenti variarono nel corso del tempo, schematicamente si possono riassumere: a breve distanza: suoni di strumenti a fiato (corni) e a percussioni (tamburi, tam-tam); a media distanza: segnali di fumo (come quelli dei nativi americani); se a portata ottica: specchi (di giorno), falò, fiaccole (celebre il sistema della Scacchiera di Polibio); a lunga distanza: sistemi organizzati di comunicazione ottica / acustica (come le torri semaforiche), corrieri organizzati in rete (come nell'antica Roma: trasportavano lungo le vie consolari messaggi su tavolette di cera, papiro, pergamena); a medio-lunghe distanze, in ambito militare e in varie epoche: il piccione viaggiatore.
Telegrafo e telefono
Nel 1792 un ingegnere francese, Claude Chappe costruì il primo telegrafo ottico tra Lilla e Parigi.Les Télégraphes Chappe , Cédrick Chatenet, l'École centrale de Lyon, 2003 Tuttavia questo sistema di comunicazione necessitava di operatori con competenze molto elevate e costose torri, spesso ad intervalli tra i 10 e i 30 chilometri. Di conseguenza l'ultima linea commerciale venne abbandonata nel 1880. Il primo telegrafo elettrico commerciale fu costruito da Sir Charles Wheatstone e Sir William Fothergill Cooke e aperto il 9 aprile 1839. Sia Wheatstone che Cooke consideravano il loro dispositivo un miglioramento del telegrafo elettromagnetico esistente e non un nuovo dispositivo.
Dall'altra parte dell'Oceano Atlantico, Samuel Morse sviluppò indipendentemente una versione del telegrafo elettrico, dimostrata senza successo il 2 settembre 1837. Poco dopo Morse venne affiancato da Alfred Vail che sviluppò il registro, ossia un terminale per il telegrafo che integrava un dispositivo utile a registrare i messaggi su carta. Questo dispositivo fu dimostrato con successo il 6 gennaio 1838.The Electromagnetic Telegraph , J. B. Calvert, April 2000 Il primo cavo sottomarino telegrafico transatlantico fu completato il 27 luglio 1866, consentendo così per la prima volta telecomunicazioni transatlantiche.The Atlantic Cable, Bern Dibner, Burndy Library Inc., 1959 Grazie alle sue doti di affidabilità e semplicità, il telegrafo è stato, fino ai primi decenni del Novecento, il mezzo di telecomunicazione più diffuso presso gli uffici postali.
Il telefono fu inventato nel 1849 da Antonio Meucci. L'apparecchio da lui ideato fu il primo in grado di trasmettere la voce su una linea elettrica. Nel 1876, Alexander Bell creò in maniera indipendente un dispositivo simile in principio a quello di Meucci ma migliorato in alcuni aspetti. Bell brevettò il suo telefono (a differenza di Meucci che non fu mai in grado di farlo per problemi economici) e diede l'impulso decisivo alla nascita della telefonia. I primi servizi telefonici commerciali furono inaugurati nel 1878 e nel 1879 sui due lati dell'Atlantico, nelle città di New Haven e Londra.Connected Earth: The telephone , BT, 2006.History of AT&T, AT&T, 2006
Radio e televisione
Nel 1832, James Lindsay diede una dimostrazione in classe della telegrafia senza fili ai suoi studenti. Nel 1854 egli fu in grado di dimostrare una trasmissione attraverso l'estuario del Tay da Dundee a Woodhaven, su una distanza di due miglia, usando l'acqua come mezzo di propagazione.James Bowman Lindsay , Macdonald Black, Dundee City Council, 1999 Nel dicembre del 1901, Guglielmo Marconi stabilì una comunicazione senza fili tra St. John's (Canada) e Poldhu (Inghilterra), ottenendo il Premio Nobel per la Fisica nel 1909 (che divise con Karl Ferdinand Braun).Tesla Biography, Ljubo Vujovic, Tesla Memorial Society of New York, 1998
Il 25 marzo del 1925, John Logie Baird per la prima volta dimostrò la trasmissione di immagini in movimento rappresentanti silhouette al centro commerciale londinese Selfridges. L'apparecchio di Baird si basava sul disco di Nipkow e divenne quindi noto come televisione meccanica; tale dispositivo pose le basi per gli esperimenti di trasmissione della BBC (British Broadcasting Corporation), iniziati il 30 settembre, 1929.The Pioneers , MZTV Museum of Television, 2006 Tuttavia la gran parte delle televisioni del XX secolo si basa sul tubo catodico inventato da Karl Braun. La prima versione di tale televisione in grado di ottenere risultati promettenti fu prodotta da Philo Farnsworth e dimostrata alla sua famiglia il 20 settembre 1927.
Reti di computer e Internet
L'11 settembre 1940, George Stibitz riuscì per la prima volta ad inviare un problema usando la telescrivente al Calcolatore di Numeri Complessi a New York e ricevere il risultato al Dartmouth College in New Hampshire.George Stibitz, Kerry Redshaw, 1996 Questa configurazione, che prevedeva un computer centrale (o mainframe) e terminali remoti privi di capacità di calcolo, rimase popolare per tutti gli anni cinquanta. Tuttavia non fu prima degli anni sessanta che i ricercatori cominciarono ad investigare la commutazione a pacchetto, una tecnologia che consentiva di inviare piccole quantità di dati a diversi computer, senza passare per un mainframe centralizzato. Una rete di quattro nodi venne per la prima volta realizzata e testata il 5 dicembre 1969; questa rete prese in seguito il nome di ARPANET e nel 1981 arrivò a mettere in comunicazione 213 nodi.
Lo sviluppo di ARPANET si basò sul meccanismo delle RFC (Request For Comments, Richiesta di commenti) ed il 7 aprile 1969, fu pubblicata la RFC 1.Questo processo è importante poiché ARPANET in seguito si fuse con altre reti per dare vita ad Internet e numerosi protocolli su cui oggi Internet si basa furono specificati mediante il meccanismo delle RFC. Nel settembre del 1981, la RFC 791 introdusse l'Internet Protocol versione 4 (IPv4) e la RFC 793 introdusse il Transmission Control Protocol (TCP), dando così vita al protocollo TCP/IP su cui poggia la gran parte di Internet.
Tuttavia non tutti gli sviluppi importanti di Internet avvennero tramite le RFC. Due popolari protocolli di livello 2 per reti locali (LAN, Local Area Network) comparvero negli anni settanta. Il 29 ottobre 1974, Olof Soderblom richiese un brevetto per il protocollo token ring; nel luglio 1976, un articolo sul protocollo Ethernet fu pubblicato da Robert Metcalfe e David Boggs per la rivista Communications of the ACM.Ethernet: Distributed Packet Switching for Local Computer Networks , Robert M. Metcalfe and David R. Boggs, Communications of the ACM (pp 395 — 404, Vol. 19, No. 5), July 1976 Questi protocolli sono discussi in maggior dettaglio nella prossima sezione.
New economy ed economia digitale
Determinante inoltre è l'influsso delle moderne telecomunicazioni e in generale dell'ICT nella nascita e nello sviluppo della cosiddetta New economy e ancor più in generale sull'evoluzione tecnologica e socioeconomica della società moderna, citando ad esempio l'avvento di tre grandi rivoluzioni tecnologiche degli anni successivi al 2000, quali i telefoni cellulari, la rete Internet e il GPS. Le infrastrutture di telecomunicazioni sono diventate dunque una risorsa talmente strategica, e allo stesso tempo critica, all'interno di ciascuno Stato al punto da permetterne lo sviluppo socioeconomico nonché la rispettiva forza economico-politica a livello internazionale fino a richiedere il ricorso a forme specifiche di protezione o sicurezza. Le grandi società o compagnie di telecomunicazioni vengono dette Telco e il settore nel mondo occidentale, come per altri settori industriali, è passato negli anni da forme di monopolio statale alla privatizzazione prima e alla successiva liberalizzazione.
Generalità Fondamenti teorici
I fondamenti teorici delle moderne telecomunicazioni sono formalizzati dalla teoria dell'informazione e dai suoi successivi sviluppi.
Classificazione
Le telecomunicazioni offrono fondamentalmente tre tipi di servizio all'utente:
fonia, cioè trasferimento di dati vocali in una comunicazione in tempo reale tra due o più utenti (ad es.la telefonia) con sorgenti informative tipicamente di tipo CBR (Constant Bit Rate); audio-video in tempo reale, (ad es. radio, televisione, videoconferenza) con sorgenti informative tipicamente di tipo VBR (Variable Bit Rate); comunicazione dati cioè il trasferimento di dati non vocali, testuali (ad es. telegrafia e trasferimento ) o audio-video non real-time tra due o più destinatari (ad es. streaming in reti di calcolatori) con sorgenti informative tipicamente VBR (Variable Bit Rate).
Dal punto di vista del trasporto dell'informazione sul canale una comunicazione può essere di due tipi, monodirezionale e bidirezionale, in particolare: simplex, ovvero monodirezionale (ad es. radiodiffusione e telediffusione). duplex, ovvero bidirezionale. half-duplex, bidirezionale, ma solo un utente alla volta (ad es. walkie-talkie). full-duplex, bidirezionale contemporanea tra due utenti (ad es. telefono).
A seconda del numero di utenti destinatari di una trasmissione una comunicazione può essere:
unicast cioè da un utente ad un altro singolo utente (point to point, es. la telefonata) multicast cioè da un mittente a molti destinatari (punto-multipunto, ad es. videoconferenza) broadcast cioè inviate a tutti gli utenti abilitati alla ricezione di un certo servizio (punto-tutti, ad es. radio e televisione).
Ciascuna di queste può a sua volta viaggiare a distanza su diversi mezzi trasmissivi che rappresentano a livello fisico il canale di comunicazione, e quindi possono essere:
cablate le quali si suddividono a loro volta in comunicazioni elettriche e comunicazioni ottiche. wireless le quali si suddividono a loro volta in radiocomunicazioni, che a loro volta si suddividono in comunicazioni terrestri, comunicazioni satellitari, Wireless mesh network e comunicazioni ottiche in spazio libero.
In generale tutte queste forme di comunicazione, dal punto di vista informativo, possono essere realizzate attraverso trasmissioni di tipo: analogiche: digitali;
Infrastruttura
L'infrastruttura utilizzata per implementare una telecomunicazione tra due utenti è chiamata sistema o impianto di telecomunicazioni mentre le telecomunicazioni tra più di due persone situate in più punti spaziali sono implementate attraverso quella che è chiamata rete di telecomunicazioni.