Capitolo 1 : Ingegneria delle telecomunicazioni
Una materia dell'ingegneria elettronica è nota come ingegneria delle telecomunicazioni e il suo obiettivo principale è creare e sviluppare metodi di comunicazione in grado di avvenire a distanza. C'è un ampio spettro di compiti coinvolti, dalla progettazione fondamentale del circuito allo sviluppo strategico della massa. È responsabilità di un ingegnere delle telecomunicazioni progettare e supervisionare l'installazione di varie apparecchiature e strutture di telecomunicazione. Questi includono complessi sistemi di commutazione elettronica, nonché altri tipi di strutture di servizi telefonici, cavi in fibra ottica, reti IP (Internet Protocol) e sistemi di trasmissione a microonde. È anche possibile trovare sovrapposizioni tra l'ingegneria delle trasmissioni e l'ingegneria delle telecomunicazioni.
La materia dell'ingegneria nota come telecomunicazioni comprende un'ampia gamma di sottocampi, tra cui l'ingegneria elettrica, civile e della sicurezza. Gli ingegneri tecnici nel campo delle telecomunicazioni sono in ultima analisi responsabili della fornitura di servizi di trasferimento dati ad alta velocità. Quando si tratta di progettare l'architettura della rete di telecomunicazioni, si avvale di un'ampia gamma di apparecchiature e mezzi di trasporto. I tipi più frequenti di mezzi di trasporto utilizzati oggi dalle telecomunicazioni cablate sono i cavi a doppino intrecciato, i cavi coassiali e le fibre ottiche. Gli ingegneri specializzati nelle telecomunicazioni offrono anche soluzioni che ruotano attorno alle modalità wireless di comunicazione e trasferimento delle informazioni. Queste soluzioni includono servizi di telefonia wireless, comunicazioni radio e satellitari, Internet, Wi-Fi e tecnologie a banda larga.
In generale, gli ingegneri delle telecomunicazioni sono i responsabili della progettazione dei sistemi di telecomunicazione. Questi ingegneri hanno avuto origine dai progressi tecnologici avvenuti nel settore del telegrafo alla fine del XIX secolo, così come nelle industrie radiofoniche e telefoniche all'inizio del XX secolo. La televisione, la radio e i telefoni sono esempi di gadget comuni in varie regioni del mondo. Oggi le telecomunicazioni sono pervasive e anche le apparecchiature che facilitano il processo sono all'ordine del giorno. Inoltre, ci sono diverse reti che collegano questi dispositivi. Alcuni esempi di queste reti includono reti di computer, reti telefoniche commutate pubbliche (PSTN), reti radio e reti televisive. Uno dei numerosi esempi di telecomunicazione è la comunicazione che avviene tra computer su Internet. È stato stimato che le entrate generate dall'industria delle telecomunicazioni rappresentano poco meno del tre per cento del prodotto mondiale lordo a causa del ruolo significativo che svolge nell'economia globale.
Samuel Morse costruì separatamente una versione del telegrafo elettrico, che tentò di dimostrare il 2 settembre 1837, ma non ebbe successo. Dopo poco tempo, fu raggiunto da Alfred Vail, responsabile dello sviluppo del registro. Il registro era un terminale telegrafico che integrava un dispositivo di registrazione per la registrazione dei messaggi su nastro di carta. Il 6 gennaio 1838, questo fu dimostrato con successo su una distanza di tre miglia (cinque chilometri), e fu infine dimostrato su una distanza di quaranta miglia (sessantaquattro chilometri) tra Washington, il Distretto di Columbia. per il 24 maggio 1844, a Baltimora. L'idea di ottenere un brevetto si rivelò redditizia e nel 1851 i fili del telegrafo negli Stati Uniti avevano percorso più di 20.000 miglia (32.000 chilometri).
Il 27 luglio 1866 fu costruito il primo cavo telegrafico transatlantico di successo, che rese possibile per la prima volta la comunicazione attraverso l'Oceano Atlantico. I primi cavi transatlantici, installati nel 1857 e nel 1858, rimasero operativi a malapena per pochi giorni o settimane prima di smettere improvvisamente di funzionare. Ci sono state occasioni in cui il termine "Internet vittoriano" è stato usato per riferirsi all'uso internazionale del telegrafo.
Sia New Haven che Londra, situate sulle sponde opposte dell'Oceano Atlantico, furono le località in cui furono istituiti i primi servizi telefonici commerciali negli anni 1878 e 1879. Alexander Graham Bell era il legittimo proprietario del brevetto principale per il telefono, che era essenziale per la fornitura di tali servizi in entrambe le giurisdizioni. Dopo questo punto, la tecnologia avanzò a un ritmo rapido, portando infine alla costruzione di linee interurbane e all'istituzione di centrali telefoniche in tutte le principali città degli Stati Uniti entro la metà degli anni 1880. Nonostante ciò, la comunicazione vocale transatlantica rimase non disponibile per i clienti fino al 7 gennaio 1927, quando fu stabilita una connessione via radio. Tuttavia, prima che il TAT-1 fosse istituito il 25 settembre 1956, non esisteva alcun collegamento via cavo. Questa è stata la prima volta che sono state messe a disposizione 36 linee telefoniche.
Attraverso l'uso di fasci di luce modulati che venivano proiettati dai fotofoni, Bell e Charles Sumner Tainter, che fu anche uno dei co-inventori, fecero la prima chiamata telefonica senza fili in tutto il mondo nell'anno 1880. Quando furono implementati per la prima volta nelle comunicazioni militari e in fibra ottica, le idee scientifiche che erano alla base del loro progetto non sarebbero state messe in pratica per alcuni decenni.
Il primo sistema di telegrafia senza fili completo e commercialmente efficace fu costruito dall'inventore italiano Guglielmo Marconi nel corso di diversi anni a partire dal 1894. Questa tecnologia si basava sulla trasmissione di onde elettromagnetiche in tutta l'aria (trasmissione radio). Nel dicembre del 1901, avrebbe continuato a sviluppare la comunicazione wireless tra la Gran Bretagna e Terranova, che alla fine gli sarebbe valsa il Premio Nobel per la fisica nel 1909 (che condivise con Karl Braun). Nell'anno 1900, Reginald Fessenden stabilì la capacità di trasmettere una voce umana in modalità wireless. Selfridges, un grande magazzino di Londra, fu il luogo in cui l'inventore scozzese John Logie Baird diede una dimostrazione pubblica della trasmissione di immagini di silhouette in movimento il 25 marzo 1925. Nell'ottobre del 1925, Baird riuscì ad acquisire immagini in movimento con mezzitoni, che si distinguevano per essere le prime autentiche immagini televisive, secondo la maggior parte dei testimoni. Ciò portò infine a una dimostrazione pubblica dell'apparato modificato che si svolse ancora una volta a Selfridges il 26 gennaio 1926. Come risultato del fatto che i dispositivi iniziali di Baird dipendevano dal disco di Nipkow, vennero noti come la televisione meccanica. A partire dal 30 settembre 1929, servì come base per le trasmissioni semi-sperimentali che furono effettuate dalla British Broadcasting Corporation.
Durante l'anno 1958, gli Stati Uniti lanciarono il Progetto SCORE, che fu il primo satellite a trasmettere le comunicazioni. Questo veicolo spaziale utilizzava un registratore a nastro per memorizzare e trasmettere messaggi vocali. Veniva utilizzato per inviare un augurio di Natale dagli Stati Uniti al resto del mondo. Il presidente Dwight D. Eisenhower era l'individuo in carica. Nel 1960, la National Aeronautics and Space Administration (NASA) lanciò con successo un satellite Echo. Il pallone in pellicola PET alluminato, che misurava 100 piedi (30 metri) di altezza, è stato utilizzato come riflettore passivo per le comunicazioni radio. Il primo satellite ripetitore attivo al mondo fu il Courier 1B, costruito dalla Philco e lanciato nello stesso anno, il 1960. Al giorno d'oggi, i satelliti vengono utilizzati per un'ampia varietà di scopi, tra cui, a titolo esemplificativo ma non esaustivo, le aree di GPS, televisione, Internet e applicazioni telefoniche.
Il satellite Telstar è stato il primo satellite commerciale per telecomunicazioni ad essere un satellite attivo a ritrasmissione diretta. Come parte di un accordo multinazionale per lo sviluppo delle comunicazioni satellitari, che comprendeva AT&T, Bell Telephone Laboratories, NASA, il British General Post Office e il National PTT (Post Office) francese, fu lanciato dalla NASA da Cape Canaveral il 10 luglio 1962. Questo lancio è stato il primo lancio spaziale sponsorizzato privatamente. L'accordo è stato firmato da AT&T, Bell Telephone Laboratories e NASA. Il Relay 1 è stato il primo satellite a trasmettere sull'Oceano Pacifico il 22 novembre 1963. Fu lanciato il 13 dicembre 1962 e divenne il primo satellite a farlo.
I satelliti di comunicazione sono stati inizialmente utilizzati per le telecomunicazioni intercontinentali a lunga distanza, che è stata la prima e più significativa applicazione di questi satelliti nella storia. La rete telefonica pubblica commutata fissa è responsabile dell'inoltro delle chiamate telefoniche dai telefoni di rete fissa a una stazione di terra. Da lì, le chiamate vengono poi inoltrate a un'antenna parabolica ricevente per la trasmissione da parte di un satellite geostazionario che si trova in orbita attorno alla Terra. C'è stata una leggera diminuzione nell'utilizzo dei satelliti per la telefonia fissa nell'ultima parte del XX secolo a causa dei progressi nei cavi di comunicazione sottomarini che sono stati resi possibili dall'utilizzo della fibra ottica. Tuttavia, i satelliti continuano a fornire un servizio limitato a isole remote come l'isola di Ascensione, Sant'Elena, Diego Garcia e l'isola di Pasqua, dove non ci sono cavi sottomarini in funzione. Ci sono anche alcuni continenti e alcune parti di paesi in cui le telecomunicazioni fisse sono estremamente rare o inesistenti. Una di queste regioni è l'Antartide, insieme a vaste regioni dell'Australia, del Sud...
