Diapositiva 1

Una breve storia delle
Telecomunicazioni
2
L’avvento dell’ elettronica nelle
telecomunicazioni
• Amplificatori : maggior distanza con i cavi
• Oscillatori , modulatori e rivelatori:
- Multiplatori : migliore utilizzo delle risorse
trasmissive e relativo abbattimento dei costi
- Utilizzo della risorsa radio per la telefonia,
onde lunghe medie e corte per le lunghe
distanze , le microonde per i luoghi impervi
1915 New York San Francisco sono
connessi da una linea telefonica
New York San Francisco 2900 miglia ,due
doppini, 250 tonnellate di rame,130mila
pali, un infinità di bobine di Pupin,e tre
amplificatori a triodo
Tre minuti di chiamata costava l’equivalente di circa 400 Euro
La multiplazione è stata fondamentale
per lo sviluppo della telefonia lunga
distanza
1918 Il primo collegamento con
multiplazione a divisione di frequenza
5 canali fonici 4 multiplati FDM ed uno in
banda base su un collegamento open wire tra
Baltimore e Pittsburgh.
In 5 anni l’ AT&T installò sistemi FDM per 27200 canali su
cavi sospesi per 7300 Km.
Nel 1928 sistemi FDM negli Stati Uniti coprivano 445000 km
di distanza.
1922 Gli utenti mondiali sono circa
20 milioni
Le comunicazioni transoceaniche sono
ancora solo via telegrafo
1927 La prima telefonata
transatlantica tra New York e
Londra,via radio
A partire dal 1927 venne fornito un servizio telefonico
transoceanico via radio. Tale servizio gestiva circa 2000 chiamate
all’anno al prezzo di circa 9£ per 3 minuti di conversazione
1934 Il primo collegamento
commerciale a microonde
• Un link di 54 Km sulla Manica
I link a microonde stanno portando le
telecomunicazioni anche nelle zone
più impervie
Nel 1925 una nuova invenzione nel
mondo delle telecomunicazioni
John Logie Baird trasmette per la prima volta un immagine televisiva
La televisione a scansione meccanica
Nel 1932 la BBC iniziò in Inghilterra le prime
trasmissioni televisive sperimentali regolari
con il sistema di Baird, la cui definizione era di
30 linee. . Già nel 1939 fu però completamente
dismessa sostituita dalla televisione
elettronica.
La televisione a scansione elettronica
Ancora una volta due inventori
Il 20 aprile del 1939 viene comunemente
considerata la data ufficiale di nascita della
televisione.
David Sarnoff, presidente del consiglio di amministrazione della RCA,
presentò infatti quel giorno in diretta televisiva, nell'ambito della Fiera
Mondiale di New York, il Salone della Televisione, delineando lo sviluppo di
questo nuovo mezzo di comunicazione. Il sistema adottato aveva una
definizione di 441 linee, che vennero portate a 525 l'anno seguente
quando il Comitato Nazionale per il Sistema Televisivo (NTSC) propose un
sistema di TV in bianco e nero a 525 linee e 30 fotogrammi al secondo.
Ma nel 1936 i giochi olimpici di Berlino erano stati ripresi con un sistema
Siemens e trasmessi su cavo coassiale tra Berlino e Lispia
Nel 1931 viene brevettato il cavo
coassiale
Lloyd Espenschied e Herman
Affel, gli inventori del cavo
coassiale
Nel 1936 il cavo coassiale è
sperimentato in varie applicazioni ed
in diversi paesi
1936 - Prima trasmissione di immagini televisive su cavo coassiale, per le Olimpiadi
di Berlino (collegamento da Berlino a Lipsia).
1936 - primo cavo coassiale sottomarino al mondo installato tra Apollo Bay, vicino a
Melbourne, in Australia, e Stanley, in Tasmania. Il cavo è lungo di 300 km e può
trasportare un solo canale televisivo e sette canali telefonici.
1936 - AT & T installa in via sperimentale un cavo coassiale tra New York e
Philadelphia per canali telefonici e televisivi, con stazioni automatiche di
rigenerazione ogni dieci miglia. Completato nel mese di dicembre, esso è in grado
di trasmettere 240 chiamate telefoniche contemporaneamente.
1936 – Un cavo coassiale è previsto dal General Post Office (ora BT) tra Londra e
Birmingham, fornirà 40 canali telefonici
1936 Gli utenti mondiali sono circa
50 milioni
1937 in anticipo sui tempi Reeves
inventa il PCM
Alec Reeves
1902 1971
L’invenzione del PCM insieme a quello del transistor sono
la base dell’evoluzione digitale delle Telecomunicazioni
La multiplazione a divisione di tempo
Durante la seconda guerra mondiale
parecchi progetti segreti hanno
contribuito allo sviluppo di nuove
tecnologie e spinto ad un utilizzo
estremo le tecnologie esistenti
Il primo calcolatore elettronico
ENIAC
Nel 1946 ne
viene svelata
l’esistenza
E’ stato utilizzato nello sviluppo della bomba ad idrogeno
Il primo calcolatore elettronico
ENIAC
Era in aritmetica decimale (365 moltiplicazioni al secondo) ed il sistema di
programmazione era hardware: basato cioè su spostamento di cavi , e
utilizzo dideviatori e interruttori. I dati ingresso uscita venivano gestiti da un
punch reader ad un punch writer
Occupava una stanza di grandi dimensioni, m 9 x 30, per una superficie
complessiva di 180 m2, e pesava 30 tonnellate. Era costituito principalmente
da 42 pannelli disposti su tre pareti della stanza. Ogni pannello era alto circa
2,70 m, largo 60 cm e spesso 30 cm. Sopra i pannelli erano stati sistemati i
condotti di aria per il raffreddamento. C'erano inoltre 5 pannelli portatili che
potevano venir spostati da un posto all'altro
Il primo calcatore elettronico
ENIAC
Il primo calcolatore elettronico
ENIAC
L'ENIAC impiegava 18.000 valvole termoioniche collegate da
500.000 contatti saldati manualmente, 1.500 relé e dissipava
un calore di circa 200 Kilowatt. Ciò creava seri problemi di
affidabilità perché il grande calore generato faceva bruciare le
valvole con la frequenza di una ogni 2 minuti. Lo stress termico
era maggiore soprattutto durante le fasi di accensione e di
spegnimento del calcolatore, per cui venne deciso di lasciarlo
sempre in funzione. Questo provvedimento, insieme
all'adozione di valvole più affidabili a partire dal 1948, fece
ridurre la frequenza di rotture ad una media di una ogni due
giorni, con un periodo massimo di 116 ore ininterrotte nel
1954. Si calcola che, nel periodo in cui l'ENIAC è stato in
funzione, abbia richiesto la sostituzione di ben 19.000 valvole.
Una seduta di programmazione di
ENIAC
1948 I laboratori Bell rendono pubblica
l’invenzione del Transistor e suoi
inventori
John Bardeen, Walter Brattain, William Shockley
hanno ricevuto nel 1956, il premio Nobel per la fisica
1950 Gli utenti mondiali sono circa
70 milioni
1956 Entra in servizio il primo cavo
coassiale transatlantico
TAT - 1
36 Canali Fonici
TAT-1
36 canali telefonici connettono l’Europa e l’America tramite un cavo sommerso transoceanico
Un progetto da 120 milioni di dollari, reso possibile dai progressi tecnologici : l’invenzione del
polietilene, una nuova generazione di valvole termoioniche più a affidabili, un miglioramento in
generale di tutte le apparecchiature per le telecomunicazioni.
I transistori non furono utilizzati perche considerati un tecnologia ancora immatura e quindi di
incerta affidabilità
Due cavi coassiali, uno per ogni direzione di trasmissione. Ogni cavo era costituito da tre tratte
le due estreme per le acque meno profonde più quella centrale lunga 1.500 miglia nautiche
(2.800 km).
Furono utilizzati 51 ripetitori FMD a valvole termoioniche, telealimentati progettati dalla Bell
Telephone Laboratories ed inseriti sul cavo ad intervalli di 37 miglia nautiche (69 km).
TAT-1
due cavi, uno per ogni direzione di
trasmissione
I cavi transatlantici
C
cable Name
TAT-1
Galvanic
Initial No. of
channels
36
Final No. of
channels
48
1959–1982
1963–1986
1965–1987
1970–1993
1976–1994
1978–1994
1988–2002
Galvanic
Galvanic
Galvanic
Galvanic
Galvanic
Galvanic
Fiber-optic
48
138
138
845
4,000
4,000
40,000
TAT-9
1992–2004
Fiber-optic
TAT-10
TAT-11
1992–2003
1993–2003
TAT-12/13
Date(s) in service
Type
Western end
Eastern end
1956–1978
Newfoundland
Scotland
TAT-2
TAT-3
TAT-4
TAT-5
TAT-6
TAT-7
TAT-8
72
276
345
2112
10,000
10,500
-
Newfoundland
New Jersey
New Jersey
Rhode Island
Rhode Island
New Jersey
USA
80,000
-
USA, Nova Scotia
Fiber-optic
Fiber-optic
2 × 565 Mbit/s
2 × 565 Mbit/s
-
USA
USA
1996–2008
Fiber-optic
12 × 2.5 Gbit/s
-
USA × 2
TAT-14
2000
Fiber-optic
64 x 10 Gbit/s
-
USA× 2
CANTAT-1
CANTAT-2
1961–1986
1974–1992
Galvanic
Galvanic
80
1,840
-
Newfoundland
Nova Scotia
France
England
France
Spain
France
England
England France
Spain, France
United Kingdom
Germany
France
United Kingdom,
France
United Kingdom,
France,
Netherlands,
Germany Denmark
Scotland
England
CANTAT-3
1994
Fiber-optic
2 × 2.5 Gbit/s
Nova Scotia
Iceland, Faro
Islands, England,
Denmark Germany
PTAT-1
1989–2004
Fiber-optic
3 × 140 Mbit/s?
New Jersey &
Bermuda
Ireland & United
Kingdom
Andamento del costo di un canale
fonico su cavo transatlantico
1957 Sputinik 1
Il primo satellite è lanciato
nello spazio dall’URSS il 4
ottobre 1957.
Спутник
Gli americani lanciano il loro primo
satellite Explorer 1 il 31 gennaio 1958
In seguito al lancio del satellite sovietico Sputnik 1, avvenuto il 4 ottobre 1957, l'Army
Ballistic Missile Agency subì un enorme pressione per procedere immediatamente con il
lancio di un satellite americano. Utilizzando il già testato Jupiter-C e lavorando
assiduamente insieme, l'ABMA e il Jet Propulsion Laboratory completarono le modifiche al
razzo, costruirono l'Explorer 1 in appena 84 giorni e lo lanciarono.
1958 Viene realizzato il primo circuito
integrato da Jack St. Clair Kilby
Jack St. Clair Kilby
1923 2005
Premio Nobel per la fisica nel 2000
La creatività è dei giovani
Nell'estate del 1958, Kilby aveva 25 anni ed era un ingegnere neo assunto alla Texas
Instruments e non aveva ancora diritto alle ferie estive. Egli passò l'estate pensando
al problema nella progettazione dei circuiti che era comunemente chiamato la
tirannia dei numeri . Gli venne l’idea che anche i componenti passivi si potessero
realizzare su un pezzo di semiconduttore e provato questo arrivò alla conclusione
che su un singolo pezzo di semiconduttore si potesse realizzare un circuito completo.
Il 12 settembre presentò le sue ricerche all'amministrazione della Texas Instruments.
Mostrò loro un pezzo di germanio con un oscilloscopio attaccato, premette uno
switch, e l'oscilloscopio mostrò un'onda sinusoidale, provando che il suo circuito
integrato funzionava . Il brevetto U.S. Patent 3,138,743 for "Miniaturized Electronic
Circuits “per fu poi rilasciato il 6 febbraio 1959
La tirannia dei numeri
Il termine fu usato per la prima volta dal the Vice Presidente dei Bell Labs in 1957
in un articolo che celelebrava il decimo anniversario dell’invenzione del transistor:
For some time now, electronic man has known how 'in principle' to extend greatly
his visual, tactile, and mental abilities through the digital transmission and
processing of all kinds of information. However, all these functions suffer from
what has been called 'the tyranny of numbers.' Such systems, because of their
complex digital nature, require hundreds, thousands, and sometimes tens of
thousands of electron devices.
Jack Morton
Robert Noyce
Coinventore del circuito integrato
1960 Viene inventato il laser
Theodor Maiman nei Hughes
Research Laboratories in Malibu,
California riesce a far funzionare il
primo laser basato su un cristallo di
Rubidio
Theodore Harold Maiman
1927 2007
Due volte proposto per il Nobel
Arthur L. Schawlow of Bell Labs and Charles H.
Townes of Columbia University scrissero nel
1958 un articolo proponendo una versione
ottica del MASER Microwave Amplification by
Stimulated Emission of Radiation,La comunità
scientifica li ha considerati gli inventori del
laser ed entrambi hanno vinto il premio Nobel
, 1981,1964
La legge di Moore
In un articolo del 1965 Ronald Moore scriveva
The complexity for minimum component costs has increased at
a rate of roughly a factor of two per year . Certainly over the
short term this rate can be expected to continue, if not to
increase. Over the longer term, the rate of increase is a bit
more uncertain, although there is no reason to believe it will
not remain nearly constant for at least 10 years.
Ronald Moore
1929 cofondatore di
Intel
Nel 1975 corresse la predizione
parlando di un raddoppio ogni 2 anni
Minimum component costs
Nel 1965 “minimum component costs “ era di 30 transistor
1965 Viene lanciato il primo satellite
per comunicazioni commerciali
Early Bird
Quando fu lanciato Early Bird aveva 10 volte la capacità del
cavo sottomarino transoceanico in funzione a quel
momento ed un costo per canale telefonico che era circa un
decimo.
La differenza di costo rimase più o meno uguale fino a TAT 8,
il cavo transoceanico in fibra ottica.
Con l’avvento della fibra ottica il vantaggio competitivo è
tornato ai cavi , inclusi quelli sommersi, in tutte le
applicazioni di massa che non siano di broadcast.
Rimangono per i satelliti, nel campo delle Telecomunicazioni
alcune applicazioni di nicchia importanti, quale per esempio
le comunicazioni in mare (INMASART) e da qualunque posto
sia difficile operare con istallazioni di terra.
Andamento del costo di un canale
fonico su cavo transatlantico
About the TAT-14 Cable Network
The TAT-14 transatlantic cablesystem is in full service, connecting the United States to the
United Kingdom, France, The Netherlands, Germany, and Denmark by 10 Gbs Direct Wave
Access (DWA) or STM-16, STM-4, and STM-1 interfaces.
The cable system is comprised of four fiber pairs configured for 47 x 10Gbs DWDM
channels of which 10 are utilized for dual, bi-directional SDH rings.
TAT-14 has a total design capacity or 3.2Tbs calculated as:
2 (North & South Routes) x 4 Fiber Pair x 40 10Gbs channels
Total = 3.2 Tbs
TAT-14 has a total system capacity of 1.87Tbs calculated as:
Southern route: 41 x 10Gbs channels + 640 Gbs SDH capacity
Northern route: 18 x 10Gbs channels + 640 Gbs SDH capacity
Total = 1.87 Tbs
2009 Terre Star 1
1 luglio 2009
Il più grande satellite per Telecomunicazioni mai lanciato:
Lavora in banda S 2 GHz dove ha allocate due bande contigue di 10 MHz.
Pesa 9,6 tonnellate ed è previsto che resti in orbita per 15 anni
1966 La fibra ottica viene proposta
come mezzo trasmissivo
Charles Kuen Kao
1933
Premio Nobel per la fisica nel 2009
George A. Hockham
1936
Da 1000db/km a 4db/km
Kao pubblicò nel mese di luglio del 1966 con George Hockham un articolo in cui
teorizzava di usare fibre di vetro per realizzare la comunicazione ottica guidata, le idee (
soprattutto le caratteristiche strutturali e materiali) descritte sono in gran parte la
base delle comunicazioni in fibra ottica di oggi.
Kao sottolineò che silice fusa (SiO2) pura poteva essere un candidato ideale per la
comunicazione ottica. Kao dichiarò anche che era l'impurità del materiale vetroso la
causa principale del degrado drammatico della trasmissione della luce all'interno
della fibra di vetro, piuttosto che altri effetti fisici quali scattering come molti fisici
pensavano a quel tempo, e che l'impurità potevano essere rimossi.
Nel 1965 Kao con Hockham concludeva che l'attenuazione della luce nel vetro poteva
essere inferiore a 20 dB / km e quindi la fibra ottica poteva essere una buona alternativa
ai cavi coassiali Tuttavia, al momento di tale affermazione, le fibre ottiche comunemente
usate presentavano una attenuazione superiore a 1000 db/km
Nel 1968, con Kao MW Jones misurò che la perdita intrinseca di un campione di silice
fusa era di 4 dB / km. Queta fu la prima evidenza che vetro ultra-trasparente, era
fattibile.
Ed i Bell Labs cominciarono a prendere in seria considerazione le fibre ottiche.
L’ ARPA
ARPA (Advanced Research Projects Agency )fu creata nel 1958 dal Dipartimento
della Difesa degli Stati Uniti per dare modo di ampliare e sviluppare la ricerca,
soprattutto all'indomani del superamento tecnologico dell'Unione Sovietica, che
lanciò il primo satellite (Sputnik) nel 1957, conquistando i cieli americani:
quando la NASA le subentrò nella gestione dei programmi spaziali l'ARPA assunse
il controllo di tutte le ricerche scientifiche a lungo termine in campo militare.
1969 il primo embrione di Internet
Arpanet
Stafford
Research
Institute
University of Utah
at Salt Lake City
University of California
at Santa Barbara
University of California
at Los Angeles
Nell'ottobre 1969 Leonard Kleinrock,
titolare del laboratorio della UCLA, fu
incaricato dall’ ARPA di creare il primo
collegamento dati su rete telefonica da
computer a computer fra l'Università
della California di Los Angeles e lo
Stanford Research Institute, che furono
così i primi due nodi di Arpanet Nel
dicembre 1969 si aggiunsero alla
connessione l'università di Santa Barbara
e dello Utah rispettivamente il terzo e
quarto nodo. Il quinto nodo fu la BBN
(Bolt, Beranek e Newman, una società di
ingegneristica acustica di Boston
convertita all'informatica applicata), nei
primi mesi del 1970, che aveva
implementato i primissimi protocolli di
ARPANET.
1970 La Telesezione da utente è in
Italia possibile su tutto il territorio
nazionale
Tappa fondamentale nell’evoluzione della telefonia in Italia fu il completamento della
teleselezione da utente su tutto il territorio nazionale, realizzato il 31 ottobre 1970. Da
quella data gli oltre 6 milioni di abbonati italiani, compresi quelli che abitavano nelle più
piccole località, erano in grado di collegarsi tra loro automaticamente.
L’obiettivo, che collocava l’Italia tra i paesi che disponevano di uno dei sistemi telefonici più
avanzati a livello europeo, fu realizzato grazie ad un intenso sforzo finanziario e organizzativo
, in cui il ruolo dello stato tramite le partecipate STET e SIP fu fondamentale.
1971 Federico Faggin e Ted Hoff
sviluppano il primo microprocessore
Federico Faggin 1941
2000 transistor in un solo chip
Prezzo di vendita 1000 USD
Ted Hoff 1937
In realtà la retta che minimizza lo
RMS è quella di un raddoppio ogni
18 mesi
I 9nm sono vicini
Intel ha annunciato Tukwila il microprocessore “single chip”
che utilizza 2 miliardi di transistor, in tecnologia 32nm
Oggi il “minimum component cost” è almeno di 2 miliardi di transistor
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