VII Sviluppi recenti nelle telecomunicazioni
Il Dipartimento di Giustizia degli Stati Uniti intentò una causa antitrust contro la AT&T nel 1974. Questa causa è stata risolta nel 1982, lasciando un business delle telecomunicazioni USA frammentato nel 1984. Nel frattempo, molti dei principali problemi che ostacolavano lo sviluppo dei sistemi di comunicazione in fibra ottica erano stati risolti a partire dalla metà degli anni ’70, e nel 1984 si erano verificati progressi significativi nella tecnologia in fibra ottica. Questi progressi hanno reso possibile a più compagnie di distribuire sistemi in fibra ottica ad un costo ragionevole e, quindi, da un punto di vista tecnologico, hanno aperto la strada ad una maggiore concorrenza nel mercato delle lunghe distanze.
Altre innovazioni degli anni ’80 includono la diffusa disponibilità della televisione con antenna comunitaria (CATV), o televisione via cavo, un aumento nell’uso dei satelliti di comunicazione e l’avvento della telefonia cellulare. La televisione via cavo, iniziata come un’attività di nicchia alla fine degli anni ’40 per fornire servizi televisivi in regioni remote o montuose, aveva evoluto un nuovo ruolo, in cui facilitava la consegna di un’ampia scelta di programmazione televisiva ai suoi abbonati. La diffusione della CATV è continuata per tutti gli anni ’80 e ’90 e, inoltre, la televisione satellitare si è ampiamente diffusa. Nella seconda metà degli anni ’90, la TV digitale via satellite con antenne di ricezione da 18 pollici è stata distribuita.
Come il costo dell’elettronica e dei sistemi elettronici è crollato durante gli anni ’70, la domanda di comunicazioni mobili, soprattutto il telefono, è aumentata. Poiché lo spettro di frequenza aggiuntivo per sostenere l’aumento della domanda non era disponibile, le tecniche per utilizzare lo spettro esistente in modo più efficiente sono state ricercate in modo aggressivo. Con il miglioramento della tecnologia di rete e della commutazione elettronica, si sviluppò presto il concetto di telefonia mobile cellulare.
Nella telefonia cellulare, un’area metropolitana è suddivisa in una griglia di aree più piccole chiamate celle. Al centro di ogni cella c’è un sito di cella, che consiste di antenne, trasmettitori e ricevitori, e vari sistemi di controllo. Ad ogni cella viene assegnato un sottoinsieme dei canali di frequenza disponibili, con più siti di cella all’interno della stessa area metropolitana che hanno gli stessi set di frequenze. Il sistema è progettato in modo che le trasmissioni dai siti delle celle che hanno la stessa collezione di frequenze non interferiscano l’una con l’altra; i siti delle celle che hanno le stesse frequenze sono più distanti di quelli che hanno diversi set di frequenze, e, inoltre, i livelli di potenza dei trasmettitori sono accuratamente controllati.
Il sistema appena descritto utilizza la trasmissione analogica e il multiplexing a divisione di frequenza. Altri sistemi che utilizzano la trasmissione digitale sono stati sviluppati durante gli anni ’90. Uno di questi sistemi digitali usa una combinazione di multiplazione a divisione di frequenza e di tempo e l’altro usa una combinazione di multiplazione a divisione di frequenza e accesso multiplo a spettro esteso. Queste nuove innovazioni tecnologiche hanno aumentato sia la qualità che la capacità di trasporto delle chiamate vocali della telefonia cellulare. Inoltre, queste innovazioni hanno portato a una seria ricerca nell’area dell’accesso dati senza fili.
Un vantaggio dell’accesso cellulare senza fili rispetto all’accesso locale tradizionalmente cablato è che può essere distribuito in una zona rapidamente. In particolare, una volta che una centrale telefonica è installata in un’area locale, un sistema di telefonia cellulare può essere implementato, e il servizio telefonico può essere fornito nell’area locale senza installare alcuna rete locale. Dopo l’installazione di un’infrastruttura a lunga distanza, il servizio telefonico mondiale può essere realizzato quasi dall’oggi al domani. A causa di queste proprietà, la telefonia cellulare sta trovando un mercato in paesi dove oggi esistono pochissime infrastrutture telefoniche tradizionali.
La fine degli anni ’80 e l’inizio degli anni ’90 hanno visto anche continui progressi nella tecnologia delle fibre ottiche. Con il rapido sviluppo dei sistemi basati sulla fibra ottica, è stata sviluppata una terza gerarchia di multiplazione, la gerarchia digitale sincrona o SDH. Il livello più basso dell’SDH è OC-1, che ha una capacità di circa 50 megabit/secondo e trasporta l’equivalente di 672 chiamate vocali. I livelli più popolari di SDH includono OC-3 a circa 150 megabit/secondo, OC-12 a circa 600 megabit/secondo, OC-48 a circa 2300 megabit/secondo, e OC-192 a circa 9600 megabit/secondo. Oggi esiste almeno un commutatore di pacchetto commerciale che può gestire linee OC-192, e il potenziale per sviluppare commutatori di pacchetto che possono gestire linee OC-768, l’equivalente di 500.000 chiamate vocali, è un frequente argomento di discussione nei circoli di ricerca. Oggi, si può comprare un’attrezzatura pronta all’uso per demultiplexare un flusso OC-192 in 16 flussi OC-12.
Durante gli anni ’90, sono stati introdotti una serie di perfezionamenti tecnologici ed estensioni delle capacità di base di internetworking. Tra queste c’erano 100 megabit/secondo Ethernet, LAN wireless, hub e switch Ethernet, e gigabit/secondo Ethernet.
Ma la grande novità degli anni ’90 è stata la diffusione e commercializzazione di Internet. Una forza trainante fu l’avvento del World Wide Web, o semplicemente Web. Il Web consiste in una collezione di server chiamati siti web, a cui si accede tramite connessioni TCP/IP usando un browser web, i due più popolari dei quali sono Navigator di Netscape e Internet Explorer di Microsoft. Il linguaggio di marcatura ipertestuale (HTML) è usato per formattare i siti web, e il protocollo di trasferimento ipertestuale (HTTP) è usato per l’interazione tra client e server, o equivalentemente, tra siti web e browser web.
Perché l’interfaccia di un browser web è grafica e intuitiva, chiunque può imparare a usare il Web rapidamente. Questo ha portato alla creazione di molte nuove aziende, allo sviluppo di molti siti web e all’espansione dei servizi di rete in molti milioni di case nel mondo. Così, negli anni ’90, i servizi di rete a pacchetto si sono diffusi dagli ambienti accademici e di ricerca nelle aziende e nelle case di tutto il mondo, diventando una comune utilità domestica al pari del telefono e della televisione.
Con la diffusa disponibilità di servizi a pacchetto, cominciarono a verificarsi nuovi sviluppi per fornire un accesso ai dati più veloce da casa. Parte di questa espansione ebbe luogo con il servizio Integrated Services Digital Network (ISDN), che fornisce servizi integrati di voce e digitali a circa 144 kilobit/secondo. Questa tecnologia si è sviluppata negli anni ’80, ma non ha visto un’ampia accettazione sul mercato fino a quando è stato necessario un accesso ai dati ad alta velocità.
L’uso dell’SS7 nel controllo e nella gestione delle reti a commutazione di circuito rende necessario per le compagnie telefoniche mantenere una competenza all’avanguardia sia nella tecnologia a commutazione di circuito che di pacchetto. Una conseguenza di questa competenza è stata la proposta dell’asynchronous transfer mode (ATM), come soluzione per integrare le comunicazioni multimediali usando una tecnologia basata sui pacchetti.
Inizialmente, si pensava che la suite di protocolli ATM avrebbe abbracciato l’intera gamma di servizi da applicazione ad applicazione. Cioè, ATM sarebbe stata implementata nei sistemi finali, nei sistemi intermedi e ovunque nel mezzo. Centinaia di aziende hanno lavorato per sviluppare standard ATM a tutti i livelli, e molte buone idee sono venute fuori da questi sforzi. Tuttavia, probabilmente a causa dell’ampia diffusione di applicazioni basate su TCP/IP e dei continui progressi nelle tecnologie Ethernet nell’area locale, ATM ha avuto più successo come tecnologia di trasmissione che come tecnologia di servizio end-to-end. Infatti, gran parte della trasmissione mondiale di datagrammi IP avviene su sistemi di frame relay implementati su ATM.
Un ulteriore accesso ad alta velocità da casa è stato offerto attraverso un servizio di modem via cavo costruito su strutture di televisione via cavo. Ancora più capacità digitale a casa è stata offerta da Asymmetric Digital Subscriber Service (ADSL), che usa un normale cavo telefonico a doppino intrecciato, e che è diventato ampiamente disponibile alla fine degli anni ’90. Con l’inizio dell’anno 2001, c’è uno sforzo continuo per aumentare la velocità con cui i dati possono entrare nelle case, specialmente usando tecnologie che possono essere implementate sia sui fili telefonici esistenti che sulle strutture della televisione via cavo.
Come le tecnologie già discusse sono state introdotte, migliorate o sostituite, anche le aziende fondate per sviluppare e commercializzare queste tecnologie sono cambiate. Prima di discutere le tendenze future, presentiamo una breve panoramica dell’evoluzione delle industrie del telegrafo e del telefono negli Stati Uniti dal 1837 a metà febbraio 2001.