Telegrafia acustica, ottica ed elettrica

La parola "telegrafia", dal greco scrittura a distanza, sembra dover racchiudere nel suo intimo un significato molto vicino alla moderna tecnologia, in realtà è un termine generico di un sistema di comunicazione destinato alla trasmissione a distanza di segnali che rappresentano in codice, lettere, cifre e segni della scrittura.
La telegrafia ha dunque origini antichissime e può essere divisa in acustica, ottica ed elettrica.
Agli albori della storia, Diodoro Crono, lo storico greco del IV sec. a.C. racconta di come il re persiano Dario I (522-486 a.C.), che estese il suo regno dall'Indo al Danubio, inviasse le notizie alle province dell'impero. Utilizzava una catena di uomini urlanti, posizionati su idonee alture. Questo tipo di trasmissione è stata misurata.

Risultò essere 30 volte più veloce dei corrieri a cavallo. Ovviamente per poter coprire tratte diverse e luoghi molto lontani, implicava l'impiego di una moltitudine di operatori.
Nella seppur lenta evoluzione sociale dell'uomo, la comunicazione diretta verbale o a breve distanza o con significato criptico nell'emulazione del verso degli animali, segnali di fumo, suono di tamburo, a quella della missiva consegnata a mano, tramite piccioni viaggiatori ecc. non bastavano più.
Sempre maggiore era la necessità di poter raggiungere distanze ogni volta più grandi, con più efficienza, con maggiori dettagli d'informazione, senza essere interferiti e con la certezza che il messaggio potesse arrivare nel più breve tempo possibile.

La comunicazione è l'essenza di un rapporto all'interno delle società ed Aeneas Tatcticus, inventore greco militare, nel 340 a.C, a tal proposito tentò un primo approccio di ricerca di una maggior efficienza, descrivendo di una macchina meccanica, il telegrafo idraulico, un sistema nuovo ma tuttavia limitato dai modi di trasmissione fino ad allora conosciuti.

Il telegrafo idraulico era composto da due vasi cilindrici identici e posti in due colline distanti, da entrambi si poteva inviare o ricevere messaggi.
Erano riempiti della stessa quantità d'acqua e un'asta galleggiante verticale, della stessa altezza del cilindro, veniva posta al centro.
Ogni asta era graduata con gli stessi segni a cui si era dato un significato convenzionale.
Per comunicare era sufficiente diminuire l'altezza dell'asta, fino al punto desiderato, mediante lo svuotamento dell'acqua nei vasi che si realizzava con un rubinetto posto nella parte più bassa del contenitore. Il bordo superiore del vaso faceva da marcatore.
L'operatore prima di trasmettere doveva agitare una torcia per segnalare che si apprestava ad inviare un messaggio. Questa era la procedura preliminare di sincronizzazione .

Poi alzando la torcia avrebbe dato il via all'apertura contemporanea dei rubinetti.
L'acqua sarebbe fuoriuscita e l'asta abbassata fino a quando il livello di riferimento, corrispondente al bordo superiore del cilindro, avrebbe raggiunto il segno desiderato. Simultaneamente il mittente doveva abbassare la torcia, questo era il segnale per chiudere i rubinetti.
La durata della visibilità della torcia del mittente era il tempo che stabiliva il segno sull'asta e il suo significato era il messaggio.
La sincronizzazione e poi l'inizio e la fine di una trasmissione si realizzava e si definiva mediante la segnalazione con torce di fuoco.
Lo storico romano Polybius (200-118 a.C) narra che questo telegrafo idraulico fu usato per inviare messaggi militari dalla Sicilia a Cartagine durante la prima guerra punica (264-241 a.C).

Il telegrafo di Chappe

Molti secoli dopo, sebbene il matematico e fisico Galileo Galilei (1564-1642) avesse scritto, nei suoi "dialoghi" tra Sagreto e Semplicio, la storia di colui che voleva vendere a Sagreto il segreto del sistema di poter comunicare con qualcuno a due o tre chilometri di distanza per mezzo di quella certa attrazione di aghi magnetici, la tecnologia nella realtà sembrava essersi fermata.
Un primo tentativo di evoluzione del telegrafo idraulico è stato il telegrafo ottico di Claude Chappe (1763-1805) e suo fratello Ignace. Nel 1792 Chappe mostrò la sua invenzione all'Assemblea Legislativa francese che decise di adottare ufficialmente il sistema. Il primo telegramma con il telegrafo ottico francese fu inviato il 30 novembre 1794. Con il telegrafo Chappe si potevano trasmettere circa 8500 parole di un vocabolario generale di 92 pagine contenenti ciascuna 92 parole. Ma solo due segnali erano richiesti per individuare una parola del vocabolario, la pagina e il numero della parola.

Come si evince da questa successione storica, fino al 1700 i sistemi di comunicazione adottati non erano poi così diversi da quelli primitivi sebbene nel telegrafo ottico di Chappe venisse impiegato il cannocchiale che aumentava sensibilmente la distanza tra le stazioni. Seppure già nel periodo dell'antica Roma dell'elettricità statica e del magnetismo se ne avessero alcune esperienze sugli effetti, fu solo con la loro comprensione che iniziò la vera rivoluzione tecnologica che avvenne per merito dell'invenzione della batteria da parte di Alessandro Volta e agli studi di Andrè Marie Ampere (1775-1836) sulla corrente elettrica.
Con l'invenzione del telegrafo elettrico ebbe dunque inizio la vera rivoluzione tecnologica nelle comunicazioni a distanza. Samuel Morse, nel 1833, effettuò una dimostrazione del primo dispositivo per inviare segnali elettrici via filo.

Come vedesi nella figura a sinistra, chiudendo il contatto, abbassando la leva con un tasto, un impulso elettrico veniva inviato sulla linea e attraverso un dispositivo apposito chiamato registro, collegato agli altri capi opposti del circuito, lasciava un segno su un nastro di carta.
Inizialmente la linea era a due fili poi venne utilizzato un solo filo e l'altro polo fu messo a terra.

Il telegrafo inventato da Samuel Finley Breese Morse fu brevettato in America nel 1840 insieme al codice morse. Un fatto discutibile fu che il codice brevettato non era quello numerico da lui ideato inizialmente, in cui ad ogni numero aveva fatto corrispondere una parola che poi doveva essere tradotta mediante un apposito libretto, un sistema che ricordava molto lo schema finale della codifica di Chappe, venne brevettato quello di Alfred Vail, un suo collaboratore tecnico. La sua idea vincente fu quella di associare direttamente una combinazione grafica univoca di punti e linee ad ogni singola lettera e segno dell'alfabeto linguistico.
Il telegrafo di Morse è il più antico tra i sistemi telegrafici elettrici. In Italia, l'istituzione della telegrafia elettrica risale al 1847, con apparati Breguet, nel Granducato di Toscana.

Nel 1849 si era pensato di ricevere il codice morse a orecchio, e Alfred Vail, dopo il 1850, inventò il Sounder Telegrafico per aiutare la rapida ricezione del codice Morse a orecchio.
Il funzionamento nella sua semplicità era in qualche modo ingannevole per l'operatore poco qualificato, tuttavia il dispositivo era predisposto per svolgere il proprio lavoro senza difetti.

Video in formato m4v ( ), che mostra come funziona un sounder telegrafico .

Il registro Morse invece, sebbene fosse lento e ingombrante, dava una possibilità che il sounder non permetteva, non richiedeva un operatore altamente qualificato, quindi fu ancora utilizzato.
Nel sounder gli impulsi del codice morse eccitavano i suoi elettromagneti che attraevano e rilasciavano una leva mobile che faceva clic udibili quando questa colpiva i suoi arresti inferiore e superiore.
Tutti i souder presentavano caratteristiche elettriche e meccaniche molto simili tra loro.
La corrente di assorbimento era di circa 400 mA a 1,5V, pertanto fu predisposta un'alimentazione locale, azionata da un relè inserito sulla linea che rispondeva alle normali correnti di linea di circa 20 mA.
Furono disponibili anche sounder speciali con maggiore resistenza (e minore corrente di funzionamento) per il collegamento diretto sulle linee in caso di emergenza, spesso montati insieme a un tasto telegrafico, in un set portatile protetto da una custodia.
Il sounder non si preoccupava della polarità della corrente che lo azionava, rispondeva in modo identico in entrambi i versi.

Per dargli un tono distintivo e una maggiore amplificazione, venivano utilizzati diversi diffusori e per personalizzarne la timbrica a volte gli operatori stessi si ingegnavano in modo molto originale.
Questo era particolarmente utile se anche altri sounder nelle vicinanze erano funzionanti e potevano trovavarsi contemporaneamente in linea, in tal caso era come una festa di suoni e tutti potevano sentire tutto ciò che accadeva.
Un tipico operatore esperto poteva inviare e ricevere da 25 a 30 parole al minuto. Il bit rate corrispondente di non più di 25 bps veniva ben gestito dalle linee a filo sui rispettivi poli che avevano naturalmente una bassa capacità e una piccola induttanza causata dai relè di disaccoppiamento dei sounder. Di fatto, i circuiti di ritorno a terra erano abbastanza adeguati e i sounder risultarono affidabili e di facile manutenzione.
Il telegrafo elettrico utilizzava lavoratori qualificati in un mondo di lavoro non qualificato, offriva le prime reali opportunità alle donne tirandole fuori dai lavori umili, e fu così importante per gli aspetti sociali quanto interessante per quelli tecnici.