Source: http://luigi.bonavoglia.eu/retinumeriche/cap3.phtml
Timestamp: 2017-09-20 18:06:02+00:00

Document:
L'evoluzione della commutazione
3. L'evoluzione della commutazione
Cap. 2 ← questa pagina → Cap. 4
1 I sistemi elettromeccanici automatici
Fino agli anni ´50 la commutazione automatica era utilizzata fondamentalmente solo a livello locale. Basti pensare che l´Italia, Paese di avanguardia in questo settore, raggiunse la piena automazione del servizio locale solo a metà degli anni ´60 (pur avendo raggiunto il 92% di automazione già nel 1951(*)), sebbene il primo commutatore automatico sia stato attivato a La Porte (USA) nel 1892 utilizzando il sistema brevettato da Strowger il 10 marzo 1891.	Il servizio interurbano avveniva per la gran parte attraverso le allora famose “telefoniste” e la teleselezione(*), avviata in Italia inizialmente a livello provinciale − regionale (vedi per maggiori dettagli il § 4.2) fu completata a livello nazionale solo nel 1970, a seguito della Convenzione 1968 tra SIP e lo Stato. Anche in questo l´Italia fu un Paese all´avanguardia. Basti ricordare che in USA la prima chiamata in teleselezione a lunga distanza avvenne nel 1951(*) e che il processo di diffusione sull´intero territorio fu particolarmente lungo (si completò solo nel corso degli anni ´70)(*).
Ciò derivava fondamentalmente dalla difficoltà ed onerosità di realizzare collegamenti a lunga distanza di adeguata qualità: solo gli sviluppi dell´elettronica avrebbero permesso di cominciare ad annullare le distanze.
Di fatto fino agli anni ´50 la rete telefonica era quindi costituita da tante isole interconnesse attraverso le “telefoniste” utilizzando esili collegamenti di pochi circuiti.
In questo scenario, il confinamento della commutazione a livello locale ha fatto sì che siano state realizzate ed abbiano potuto diffondersi sul territorio tecnologie molto diverse: all´interno di ogni area locale la tecnologia era uniforme o comunque “compatibile” ma forti erano le difficoltà da superare per l´interconnessione diretta tra i diversi sistemi senza passare per le “telefoniste”.
Questi primi sistemi di commutazione erano realizzati interamente attraverso tecnologie elettromeccaniche di diversa concezione. Fondamentalmente nel corso degli anni furono sviluppati due tipi di sistemi di commutazione elettromeccanici così definiti:
I sistemi passo-passo, nei quali un singolo organo di commutazione con 1 ingresso ed n uscite, detto selettore, provvede ad “incassare” una cifra selezionata dall´utente con il disco combinatore dell´apparecchio telefonico a disco e a realizzare autonomamente l´instradamento verso la destinazione. Il numero dei selettori in cascata per realizzare un intero collegamento è quindi correlato alla lunghezza del numero telefonico selezionato.
I sistemi a registro, nei quali una parte importante della logica è concentrata in organi centralizzati detti registri (elettromeccanici, basati sull´impiego di relè ed altri dispositivi quali memorie a selettori). Questa architettura permette sia di disaccoppiare l´instradamento dalla numerazione sia di introdurre la selezione multifrequenze negli apparecchi telefonici a tastiera.
I sistemi a registro più evoluti erano quelli crossbar in cui la rete di connessione era realizzata da una serie di multiselettori in cascata ciascuno dei quali era costituito da una matrice di m ingressi ed n uscite. La realizzazione del collegamento attraverso i multiselettori in cascata avveniva sotto il controllo di un organo centralizzato (sempre elettromeccanico) detto marcatore che realizzava il principio della selezione coniugata, in base al quale veniva cercato un percorso libero tra l´ingresso nella centrale e l´uscita selezionata attraverso i multiselettori in cascata.
Nei sistemi crossbar era presente un ulteriore livello, ancora più centralizzato rispetto ai registi, che comprendeva i traduttori (da numerazione a istradamento) e i segnalatori (preposti al dialogo con i marcatori vicini e lontani)(*).
Il primo brevetto relativo a sistemi di commutazione crossbar fu depositato dalla Western Electric del Bell System già nel 1915 ma la sua introduzione fu, a quel tempo, ritenuta economicamente troppo rischiosa e gli sviluppi vennero sospesi(*). In Svezia, invece, i sistemi crossbar vennero ampiamente impiegati per la telefonia rurale fin dagli anni ´20(*) Nel Bell System gli studi sui multiselettori crossbar vennero ripresi negli anni ´30 e portarono, a partire dal 1935, allo sviluppo di numerose applicazioni per telefonia privata e pubblica in centrali locali e di transito.
Da citare anche lo sviluppo da parte dell´ITT del sistema Pentaconta che venne installato in molti Paesi Europei (in Italia a partire dagli anni ´60).
2 I sistemi a programma registrato e la commutazione numerica
Alla fine degli anni ´60 i progressi dell´elettronica in generale e la realizzazione dei primi computer indicavano chiaramente che la commutazione elettromeccanica stava diventando obsoleta anche in funzione delle crescenti esigenze delle reti di telecomunicazioni.
In particolare i sistemi passo-passo risultavano inadatti a soddisfare, nelle centrali di transito, i requisiti tecnici posti dalla teleselezione in termini di flessibilità negli istradamenti e nella tassazione, oltre che nella possibilità di introdurre la selezione a tastiera multifrequenze negli apparecchi telefonici, introdotta negli USA a partire dal 1963. Da notare che questa prestazione non solo era appetibile di per sé all´utenza (rispetto alla vecchia selezione a disco combinatore(*)) ma avrebbe permesso di ridurre i tempi di formazione del collegamento (dalla selezione del numero da parte del chiamante al primo squillo del telefono del chiamato) che erano particolarmente alti in una rete mista con sistemi passo-passo e a registro(*).
Inoltre, la prospettiva di realizzare gli organi comuni con la tecnologia elettronica risultava di grande interesse per realizzare un insieme di servizi sia per l´utente sia per il gestore(*).
Si scontrarono però due diverse “filosofie”. Per usare il linguaggio diffuso in quegli anni: passare dalla commutazione elettromeccanica a quella semielettronica o a quella completamente elettronica ed in particolare numerica.
Nel primo caso solo la parte di comando veniva realizzata in modo elettronico, nella maggior parte dei casi sostanzialmente con dei computer specializzati dotati di adeguato software, pur esso specializzato, (da qui il termine di centrali a programma registrato, in inglese Stored Program Control (SPC) telephone exchange), mentre la rete di connessione continuava ad essere realizzata con tecniche elettromeccaniche aggiornate (aldilà della specifica soluzione, si trattava di una evoluzione dei multiselettori crossbar dei sistemi elettromeccanici a registro)(*).
Nel caso completamente elettronico anche la rete di connessione doveva essere elettronica e, tralasciando sistemi soltanto di interesse storico, doveva essere realizzata secondo gli stessi principi della trasmissione numerica PCM che in quegli anni aveva cominciato a diffondersi a livello urbano e quindi a divisione di tempo e numerica. Ciò avrebbe permesso un interfacciamento diretto delle linee di trasmissione con le centrali di commutazione, realizzando così la rete integrata numerica (IDN = Integrated Digital Network). Da notare tra l´altro che la commutazione numerica è intrinsecamente “a quattro fili” (vedi Capitolo 1) e quindi realizza di per sé il requisito delle centrali di transito di alto livello. Questo comportò la possibilità di realizzare in seguito con un unico sistema di commutazione tutte le diverse funzioni e permise l´installazione di “centrali combinate”.
Più in dettaglio, nelle centrali numeriche la rete di connessione è costituita da due tipi di elementi (detti stadi) diversamente combinati tra di loro a seconda dell´architettura dello specifico sistema:
stadio temporale (designato come T) che realizza la funzione di commutazione nel dominio del tempo (time slot interchange in inglese).
Esso è costituito fondamentalmente da memorie in cui gli ottetti (i campioni della voce codificata nel caso di fonia) delle linee PCM entranti(*) sono memorizzati (scritti) sequenzialmente secondo un ordine predeterminato e fisso, mentre la lettura delle memorie avviene, sotto il controllo di una funzione analoga ai marcatori delle centrali crossbar ma elettronica (sostanzialmente un´altra memoria), in modo da realizzare in uscita la sequenza temporale desiderata(*);
stadio spaziale (designato con S) che realizza la funzione di commutazione nel dominio dello spazio.
Esso è costituito da una matrice di punti di commutazione elettronici che ad ogni intervallo temporale permette il trasferimento di un ottetto da ogni ingresso alla desiderata uscita, senza modificarne la posizione temporale. E´ quindi analogo ad un multiselettore (crossbar o di una centrale semielettronica) ma con la fondamentale differenza che anch´essa funziona a divisione di tempo e quindi è funzionalmente equivalente a n multiselettori in parallelo, ove n è il numero degli intervalli temporali.
Due sono le architetture di riferimento della rete di connessione numerica che per molti anni si sono confrontate con vivaci discussione tra i tecnici:
TST, acronimo che indica un sistema in cui una pluralità di stadi T in entrata ed in uscita sono interconnessi tra di loro attraverso uno stadio S e
STS, acronimo che indica un sistema in cui una pluralità di stadi S in entrata e in uscita sono interconnessi tra di loro attraverso uno stadio T(*)(*).
L´orientamento verso una delle due architetture era basata sulla valutazione, in termini prospettici, del costo delle memorie rispetto a quello dei punti di commutazione elettronici. Con la tecnologia disponibile negli anni ´60 la scelta cadeva in generale sull´architettura STS, mentre con la drammatica riduzione dei costi delle memorie nel tempo diventarono convenienti architetture TST.
Come si è visto precedentemente, la tecnologia elettronica disponibile negli anni ´60 rendeva economicamente interessanti i sistemi di trasmissione PCM in quanto questa soluzione permetteva di condividere lo stesso codificatore e decodificatore per molte giunzioni (24-30 canali). Abbiamo anche visto che solo negli anni ´80 la progressiva riduzione del costo dei componenti elettronici digitali, con il passaggio dai componenti discreti ai microchip, portò alla convenienza di adottare un codec (codificatore + decodificatore) individuale per canale. Negli anni ´60-70, questa situazione rappresentava un ostacolo insormontabile per realizzare centrali locali completamente numeriche nelle quali cioè la codifica PCM avvenisse a livello della singola linea d´utente. Per questa ragione pratica i primi sistemi di commutazione numerica locale impiegavano nella parte più periferica, detta stadio di linea, che si interfaccia con le linee d´utente e ne concentra il traffico, soluzioni non PCM. Tra le varie soluzioni adottate, si cita in particolare quella che impiegava la modulazione PAM (Pulse Amplitude Modulation), un sistema a divisione di tempo (come il PCM) che realizzava a livello di singola linea d´utente (attiva, ossia impegnata in un collegamento) le funzioni di campionamento e multiplazione e realizzava invece la funzione codec a livello centralizzato all´uscita verso lo stadio detto di gruppo.
3 Il Bell System e il Nord America
Il primo esperimento in campo di centrale semielettronica, a programma registrato, fu condotto dal Bell System tra il 1958 e il 1962(*) a Morris, Illinois,utilizzando nel comando la tecnologia a valvole(*).
Questo esperimento fu seguito dalla prima grande centrale pubblica (1ESS)(*), messa in servizio dalla Western Electric, la manifatturiera del Bell System, nel maggio 1965 a Succasunna. In questa centrale la tecnologia a valvole era stata sostituita dai transistor. 1ESS ebbe grande sviluppo (varie centinaia di central(*)) per applicazioni sia locali sia di transito a 2 fili(*) e, come tutti gli altri sistemi di commutazione di successo, fu oggetto di numerosi aggiornamenti, tecnologici e di servizio.
Nel frattempo nel 1963 era entrata in servizio, sempre da parte del Bell System (Western Electric) il sistema 101ESS, un piccolo centralino privato (PABX) con una capacità di 200 linee, completamente elettronico con commutazione PAM.
Una decina di anni dopo la messa in servizio della prima centrale 1ESS, precisamente nel 1976, il Bell System realizzò e mise in servizio il sistema 4ESS: la prima grande centrale di transito numerica PCM (come abbiamo già visto. intrinsecamente a 4 fili). Con questa realizzazione si dimostrò definitivamente la maturità della commutazione numerica anche dal punto di vista industriale(*).
Tuttavia il Bell System tardò di molti anni a introdurre le tecniche numeriche anche a livello delle centrali locali. Infatti solo nel 1982 entrò in servizio la prima centrale 5ESS e la sua diffusione sul territorio fu inizialmente lenta Le ragioni di questa ritardata strategia del Bell System, che fino ad allora era stato il faro di tutto il comparto delle telecomunicazioni mondiali, sono varie e interconnesse. Nel seguito sono sintetizzate quelle più probabili:
La diffusione del sistema 1ESS che continuava ad essere economicamente competitivo(*) e che aveva piani di ammortamento particolarmente lunghi,
I significativi ritardi che lo sviluppo del 5ESS incontrò soprattutto per problemi software che fu realizzato in modo distribuito con la cooperazione di 3 laboratori distribuiti sul territorio americano(*),
La perdita di leadership del Bell System nel settore della microelettronica: dopo aver inventato il transistor e sviluppato le tecnologie dei circuiti ibridi (fondamentali per dominare lo sviluppo delle tecnologie analogiche) il Bell System accumulò un ritardo non più colmabile nei circuiti integrati digitali(*),
L´incombenza dell´azione antitrust del Dipartimento della Giustizia aperta nel 1974, che portò il 1 gennaio 1984 alla “divestiture” dell´AT&T con la creazione di 7 Compagnie Regionali.
La divestiture fornì così alla canadese Northern Telecom(*) l´opportunità di sostenere i propri significativi sviluppi dei sistemi di commutazione numerici avendo come sbocco una quota importante (50% e oltre) del mercato USA.
4 La scelta Europea
In Europa la situazione fu variegata perché mentre i vari costruttori con mercati anche internazionali (Ericcson. ITT, Siemens) seguirono inizialmente la strada indicata dal Bell System, i principali gestori (che salvo SIP del Gruppo STET e Telefonica erano organi dello Stato) guardavano con crescente interesse alla commutazione numerica.
In particolare nel 1957 in Francia venne presa la decisione di incoraggiare gli studi sulla commutazione interamente elettronica nella prospettiva di rendere disponibile un sistema industrializzato in una decina di anni. In tale quadro venne assegnato al CNET (il centro di ricerca del gestore) il ruolo di stimolo della ricerca e di coordinamento dell´industria nazionale che nel giro di tre anni venne fatta progressivamente aderire al consorzio Socotel (Société Mixte pour le Développement de la Technique de Commutation dans le domaine des Télécommunications) che, per statuto, operò fino alla fine del 1970. Nel perseguire la nuova missione CNET aprì nel 1962 un nuovo laboratorio a Lannion (Bretagna) che sviluppò e mise in servizio la prima centrale numerica (stadio di gruppo PCM e stadi di linea PAM) a livello mondiale nel febbraio 1970 (Progetto Platon). Altre seguirono nei mesi successivi finché, sempre nell´ambito del progetto Platon, Alcatel ingegnerizzò il sistema e lo produsse come E10 a partire dal 1972(*).
In Inghilterra il British Post Office (BPO) seguì un approccio analogo realizzando, in collaborazione con l´industria nazionale, vari esperimenti di centrali basate sulla tecnologia numerica, il primo dei quali si concretizzò nel 1968 nella centrale numerica di transito di Empress. Sulla base di questi esperimenti venne sviluppato il System X entrato in servizio per la prima volta nel 1980.
In Germania il gestore statale (ora Deutsche Telekom) aveva il primario obiettivo di mantenere, anche con il nuovo sistema di commutazione, il principio dell´unificazione del sistema di commutazione realizzato da tempo per il sistema elettromeccanico (del tipo passo-passo) facendo in modo che il sistema sviluppato dalla Siemens fosse prodotto anche dal suo secondo fornitore (SEL del Gruppo ITT). In questo quadro Siemens avviò lo sviluppo del sistema EWS inizialmente concepito come sistema semielettronico. La sua realizzazione incontrò però considerevoli difficoltà con conseguenti ritardi(*), che portarono alla decisione di reimpostare il sistema su base numerica PCM (con conseguente cambio della designazione in EWSD) per allinearsi alle tendenze che si stavano consolidando in Europa e nel mondo. Contemporaneamente il gestore rinunciò anche al principio del sistema unico, accettando che il secondo fornitore (ITT) fornisse il sistema 1240 che aveva autonomamente realizzato.
In Italia (vedi § 5.2) il Gruppo STET decise, non senza contrasti protratti negli anni, di fare della rete numerica, ed in particolare della commutazione numerica, la propria bandiera in una strategia che comprendeva sia il gestore SIP (nata alla fine del 1964 dalla fusione delle 5 concessionarie nella SIP idroelettrica appena nazionalizzata) sia la manifatturiera SIT Siemens divenuta poi Italtel (vedi § 4.3). In questo quadrò approvò il progetto Proteo(*) della manifatturiera di Gruppo e le ricerche dello CSELT (il Centro di Ricerca di Gruppo) nella commutazione numerica e, in generale, nelle tecnologie numeriche che si sono esaminate in precedenza. CSELT realizzò nel 1971 la prima centrale sperimentale numerica italiana. STET incoraggiò anche gli autonomi sviluppi della Telettra che sviluppò la centrale numerica di transito DTN che venne messa in servizio nel 1976 con il nome AFDT nell´ambito della Rete Fonia e Dati (vedi § 5.2) della SIP e trovò applicazione, come DTN, anche in campo internazionale (Al Khart�m).
5 Sintesi dei principali sistemi di commutazione elettronici
Nella Tabella 1 sono raccolte le informazioni relative alla messa in servizio dei principali sistemi di commutazione elettronici. Non sono compresi gli sviluppi, pur significativi, giapponesi data la completa chiusura di quel mercato fino al 1990(*).
Tabella 1 Sintesi dei principali sistemi di commutazione a programma registrato in Nord America ed Europa
Data messa in servizio
Costruttore(*)
1964 101ESS Western Electric USA PABX PAM
1965 1ESS Western Electric USA locale e transito 2 fili semielettronico
1971 AKE-13 Ericcson Svezia transito semielettronico
1972 E10 Alcatel Francia locale PAM+PCM
1974 Metaconta ITT Francia - Belgio locale semielettronico
1976 4ESS Western Electric USA transito (4 fili) PCM
1976 AFDT Telettra Italia applicazione speciale PCM
1977 AXE Ericsson Svezia transito semielettronico
1977 DST Telettra Italia locale elettronica (crosspoint)
1977 DMS-10 Northern Telecom Canada locale PCM
1979 DMS-200 Northern Telecom Canada transito (4 fili) PCM
1979 DMS-100 Northern Telecom Canada locale -> combinata PCM
1979 CT2(*) Italtel Italia locale PAM
1980 AXE 10 Ericcson Svezia locale -> combinata semielettronico + PCM
1980 System X BPO, GEC, Plessey, UK locale PCM
1980 TN 16 Italtel Italia transito PCM
1981 EWSD Siemens Germania locale -> combinata PCM
1981 1240 ITT Germania - Belgio locale -> combinata PCM
1982 5ESS Western Electric USA locale -> combinata PCM
1982 GTD-5EAX GTE USA locale -> combinata PCM
1984 AXE 10 Ericcson Svezia locale -> combinata PCM
1984 UT10 Italtel Italia locale PCM
1989 UT100 Italtel Italia combinata PCM
6 La segnalazione nelle reti numeriche
Con il termine segnalazione si intendono le modalità (con linguaggio moderno si direbbe “i protocolli”) secondo i quali le centrali di commutazione dialogano tra di loro per realizzare la connessione da chiamante a chiamato.
Nei sistemi di commutazione elettromeccanici passo-passo la segnalazione nativa era realizzata semplicemente attraverso “criteri” elettrici applicati sui fili metallici che collegano i selettori delle diverse centrali in modo da azionare propriamente i sensori costituiti da relè. Alquanto più sofisticata era la segnalazione che si poteva utilizzare nelle più evolute centrali elettromeccaniche a registro per la possibilità di trasmettere informazioni tra i registri delle centrali sotto forma di combinazioni di frequenze acustiche (segnalazione multifrequenze).	In ogni caso l´introduzione di sistemi di trasmissione in alta frequenza (a divisione di frequenza o PCM) rendeva necessario inserire costosi traslatori che traducessero i criteri elettrici in segnali trasferibili attraverso i mezzi trasmissivi.
L´avvento dei sistemi a programma registrato permise alla segnalazione di fare un salto concettuale e passare dallo scambio di segnali elettrici (“criteri” o “frequenze”) ad un sistema specializzato di trasmissione dati che permettesse lo scambio diretto delle informazioni tra i comandi delle centrali. Nacque così la segnalazione su canale comune, così chiamata per sottolineare che su un unico circuito di segnalazione veniva scambiata la segnalazione relativa a una pluralità di circuiti.	Nell´ambito di questo nuovo concetto si affermò presto l´idea che l´insieme dei protocolli della segnalazione su canale comune doveva essere tale da permettere la realizzazione di una vera e propria rete (la rete di segnalazione) che permettesse lo scambio di informazioni tra i comandi delle centrali indipendentemente dal fatto che fossero o meno collegate direttamente da dei circuiti di conversazione. In questo modo sarebbe stato possibile realizzare servizi per l´utenza che richiedono la cooperazione tra le diverse centrali, ad esempio quelli basati sulla trasmissione del numero del chiamante(*).
Per evitare il risorgere delle sostanziali incompatibilità proprie dei preesistenti sistemi di commutazione elettromeccanici, era necessario che i protocolli del sistema di segnalazione su canale comune fossero definiti con uno standard, riconosciuto ed adottato internazionalmente.
Il primo sistema di segnalazione su canale comune fu il CCITT n. 6, che fu adottato in una versione nazionale (CCISS) dal Bell System nella rete a lunga distanza dell´AT&T coinvolgendo rapidamente tutte le centrali di quel livello: le 4ESS, le 1ESS di transito verso la lunga distanza, ed anche le vecchie centrali elettromeccaniche Crossbar N. 4 nelle quali, come già detto, gli organi di comando più centralizzati erano stati sostituiti da un elaboratore (ETS).	Tale sistema non trovò però ampia applicazione al di fuori di quella sopraindicata, sia per motivi oggettivi (struttura dei messaggi troppo legata a quella degli elaboratori utilizzati dall´AT&T nelle sue prime centrali 4ESS, e ottimizzazione per circuiti di segnalazione a soli 2,4 kbit/s da realizzare con modem su circuiti trasmissivi analogici) sia nella convinzione diffusa tra gli operatori Europei che si dovesse definire un sistema concepito in modo da poter soddisfare tutti i requisiti che sarebbero sorti nell´era della rete numerica integrata.
Nacque così nel 1980 il Sistema di segnalazione n.7(*)(*), ottimizzato per circuiti di segnalazione a 64 kbit/s propri di un circuito PCM, adottato in tutto il mondo a livello sia internazionale sia nazionale (con limitati adattamenti alle specifiche esigenze locali)(*). Il sistema di segnalazione n. 7 è diventato parte integrante del concetto di rete numerica integrata, il suo impiego è stato esteso alle comunicazioni mobili e tutte le centrali numeriche lo implementarono. Solo l´evoluzione in atto della rete di telecomunicazioni verso una rete totalmente IP (internet) porterà alla sua obsolescenza insieme a tutta la rete numerica così come descritta in queste pagine(*).
Nella fase di impostazione delle caratteristiche di base dei sistemi di segnalazione su canale comune, ed in particolare del n. 7, per alcuni anni ci fu una significa dialettica tra gli esperti di software delle centrali di commutazione e quelli di segnalazione, in merito all´opportunità di definire i protocolli di segnalazione in modo che l´impegno dei circuiti utilizzati per realizzare la connessione avvenisse solo dopo aver verificato che la destinazione (tipicamente l´utente chiamato) fosse libero e disponibile, al fine di evitare l´occupazione dei circuiti quando la connessione non poteva andare a buon fine. Una variante ancora più aggressiva e potenzialmente più efficace, ipotizzava di differire l´impegno dei circuiti alla risposta dell´utente chiamato.	Sebbene questa impostazione non fosse concettualmente del tutto nuova nel campo della commutazione costituendo in qualche modo l´estensione all´intera rete del principio della selezione coniugata adottato nelle centrali crossbar (vedi § 3.1) e potesse essere opportunamente realizzato per le chiamate locali che si svolgevano tra utenti della stessa centrale, non trovò il consenso tra gli esperti di segnalazione per una serie di ragioni che possono essere così sintetizzate:
la segnalazione su canale comune avrebbe di per sé permesso di ridurre drasticamente i tempi di formazione del collegamento (dalle decine di secondi ad 1 secondo) e il conseguente impegno a vuoto dei circuiti(*) e quindi gli ulteriori risparmi conseguibili erano percentualmente modesti se ci si limitava alla verifica dello stato della destinazione (tipicamente il chiamato);
per tener conto dell´interconnessione con porzioni di rete di vecchia tecnica nelle quali non era assicurato l´invio di un criterio (segnale) di fine selezione in caso di congestione o altre anomale condizione di rete, era essenziale che le centrali mettessero a passaggio il canale di trasmissione a ritroso in modo che il chiamante potesse ascoltare il segnale di congestione o occupato ed eventuali messaggi verbali;
nel caso di comunicazioni instradate attraverso una porzione di rete funzionante tutta con la segnalazione su canale comune, in condizioni prossime alla congestione si sarebbe corso il rischio di non poter realizzare il collegamento (per la sottrazione di qualche circuito da parte di altre comunicazioni concomitanti) dopo aver già avvisato sia il chiamante sia il chiamato che la connessione era andata a buon fine.
A seguito del rigetto di questa impostazione, si stabilì che i messaggi di segnalazione relativi al controllo di una comunicazione avessero come riferimento il numero del circuito a cui si riferivano; di conseguenza, pur mancando uno specifico segnale di “impegno del circuito” tipico dei precedenti sistema di segnalazione, anche nella segnalazione su canale comune il circuito risultava impegnato al momento in cui la centrale di partenza inviava il primo messaggio per la realizzazione di un nuovo collegamento(*)(*).
Peraltro il sistema n. 7 prevede anche messaggi non riferiti al circuito sia per scopi gestionali sia per specifiche applicazioni. A tal fine, il sistema n. 7 introdusse tra i suoi principi informatori quello di inserire in ogni messaggio una etichetta costituita fondamentalmente da tre elementi: 1) codice della centrale di destinazione, 2) codice della centrale di partenza e 3) numero del circuito od altro riferimento a seconda dell´applicazione (detta User Part). Questa impostazione facilitò la realizzazione della cosiddetta rete intelligente basata sull´interazione delle centrali di commutazione con dei nuovi elementi di rete, detti “Service Control Points”(*), che hanno rappresentato, a livello di intera rete telefonica, il passaggio dalla logica centralizzata (nel comando di ciascuna centrale) alla logica distribuita. Esempi di servizi particolarmente rilevanti in termini di utilizzo e realizzati con la “rete intelligente” sono il numero verde e il tele-vot(*).
E´ grazie a questa impostazione aperta e strutturata a livelli(*) che il sistema n.7 ha permesso di realizzare l´ampia gamma di servizi(*) che caratterizzano la moderna rete telefonica e di essere stato adottato anche per le reti radiomobili.
Vedi “Il Telefono 1881-1981 Cent´anni al servizio del Paese” SIP - Direzione Centrale Relazioni esterne e stampa, Aprile 1981, pag. 96.	Vedi anche “Centenario del Servizio Telefonico Pubblico in Italia 1881/1981” Supplemento al bollettino “Informazioni di Marketing” Anno XI -1980 - SIP − Direzione Generale − a cura di Evelina Vitali, dove a pag. 32 è riprodotto anastaticamente il D.M. 1 Aprile 1881 e del connesso Capitolato che diedero l´avvio alla telefonia in concessione in Italia. In particolare l´Art. 4 del Capitolato stabiliva che “La rete telefonica dovrà essere limitata entro il circuito della città e suoi sobborghi in modo che non possa far concorrenza al servizio telegrafico dello Stato”.X
La teleselezione vera e propria, in gergo detta TSU per TeleSelezione d´Utente, fu preceduta dalla teleselezione da operatrice (TSO) che costituì una tappa intermedia molto importante dal punto di vista sia del servizio reso sia tecnico. Dal punto di vista del servizio la TSO permetteva all´operatrice vicina al chiamante che aveva prenotato la telefonata interurbana di chiamare direttamente l´utente desiderato effettuando la selezione dal proprio telefono a disco su delle linee, dette “celeri”, senza più bisogno di inoltrare (a voce) i dati alla sua collega lato chiamato (ed a eventuali operatrici di transito). Dal punto di vista tecnico ciò aveva richiesto di realizzare le centrali di transito anticipatrici di quelle poi adottate per la TSU.X
A livello mondiale, la prima rete teleselettiva fu inaugurata a Weilheim (Germania) nel 1923 (vedi “Centenario del Servizio Telefonico Pubblico in Italia 1881/1981” op. cit. pag. 50).X
La teleselezione internazionale fu invece inaugurata, negli USA, nel 1966.X
La centralizzazione dei segnalatori rispetto ai registri presuppone che il dialogo con i marcatori e i registri avvenga in modo veloce: in corrente continua su più fili e con sistemi di segnalazione multifrequenze (vedi § 3.6).X
Vedi “Switching Technology (1925-1975)” a cura di A.E.Joel, Jr et AliiX
Vedi “Rural Automation in the Swedish Telephone System” B.Bjurel, AIEE Transactions n. 73, novembre 1954.X
Tanto che in Paesi come l´Italia, dove era alta la diffusione di sistemi di commutazione passo-passo, si diffusero apparecchi telefonici con falsa tastiera in cui l´apparecchio generava la sequenza degli impulsi come quelli del vecchio disco combinatore.X
Si ricorda che i tempi di formazione di un collegamento teleselettivo nazionale raggiungevano anche i 20-30 secondi. Tempi ora inimmaginabili ed incompatibili con applicazioni del tipo POS (o carta di credito) sia per l´esiguo “rendimento” della rete per una durata della transazione di pochi secondi, sia per i tempi di attesa, dell´operatore e del cliente, che comporterebbe.X
Alcuni dei servizi per l´utenza, chiamati in Europa servizi supplementari (calling feature in USA) allora concepiti ed effettivamente realizzati, fanno ora sorridere per la loro banalità. Un esempio per tutti è il servizio di numerazione abbreviata, ora ampiamente disponibile nella maggior parte dei modelli di apparecchi telefonici. All´inizio degli anni ´60, la realizzazione di un tale servizio in una centrale dotata di un calcolatore era facile ed aumentava il valore dell´offerta del gestore, mentre era ancora impraticabile a livello di singolo apparecchio telefonico. Altri servizi supplementari, quali l´avviso di chiamata, la chiamata intermedia, la conferenza a tre e la documentazione dettagliata degli addebiti, sono rimasti invece di interesse e numerosi altri si sono aggiunti con l´introduzione della segnalazione su canale comune (vedi § 3.6) che ha permesso di realizzare servizi complessi che richiedono la cooperazione tra diverse centrali.X
Tenendo conto del peso relativo della rete di connessione rispetto al comando, in effetti la quota di elettronica in una centrale semielettronica era inferiore ad 1/3 (anziché la metà come il termine lascia intendere).X
Linee entranti (giunzioni tra centrali o linee d´utente) analogiche devono essere codificate PCM prima della commutazione vera e propria.X
Di interesse storico è l´articolo HISTORY OF COMMUNICATIONS IEEE, Communications Magazine � December 2008, dedicato alla rievocazione del Prof. HIROSHI INOSE e delle sue ricerche pionieristiche nella commutazione elettronica e nell´informatica. Nell´articolo viene ricordato che nel prototipo di centrale di commutazione numerica CAMPUS realizzato nel 1957, mentre era in visita ai Bell Labs, la funzione time slot interchange era stata realizzata utilizzando una linea di ritardo magnetostrittiva come dispositivo di memoria, una soluzione certamente non idonea per passare ad una produzione industriale. Ancora una volta si constata che le “invenzioni” concettuali hanno potuto trovare pratica applicazione industriale solo quando le parallele “invenzioni” tecnologiche hanno permesso la realizzazione di adeguati componenti.X
Una architettura deve necessariamente comprendere almeno uno stadio T, per realizzare la funzione di commutazione nel dominio del tempo, senza la quale si realizzerebbe solo la commutazione tra interi multiplex (ad es. 30 canali o suoi multipli) e non tra singoli canali. Per impianti di piccola dimensione, in particolare per centralini privati (PABX per Private Automatic Branch eXchange), l´architettura può ridursi convenientemente al solo stadio T.X
Al crescere delle dimensioni geometriche dello stadio S può risultare economicamente conveniente sostituire ciascuno di essi con due stadi S in cascata (analogamente a quanto fatto nelle centrali crossbar con i multiselettori).X
La centrale entrò in servizio nel novembre 1960.X
L´esperimento di Morris fu preceduto nel marzo 1957 da un simposio, a cui furono invitati tutti gli enti e società che avevano accordi sui brevetti con la Western Electric, durante il quale venne effettuata una dimostrazione di una prima maquette di laboratorio e una presentazione dello stato dell´arte nella commutazione elettronica in generale. Seguirono altri due tenutisi nel 1960 e nel 1963, e le tre riunioni vennero considerate come le prime dell' ISS (International Switching Symposium) che a cadenza di 2-3 anni riunì gli esperti mondiali della commutazione elettronica. Il convegno si tenne nei Paesi maggiormente impegnati nella realizzazione di sistemi di commutazione elettronici e l´edizione del 1984 si svolse a Firenze. Nel 2000 il Simposio assunse il nome di World Telecommunications Congress e nel 2008 divenne parte del conferenza annuale IEEE GLOBECOM.X
L´acronimo ESS usato del Bell System per tutte le sue centrali a programma registrato sta per Electronic Switching System.X
Nel 2006 ne risultavano in servizio ancora 50-70.X
Ci fu anche una evoluzione che realizzava la commutazione “a 4 fili” utilizzando solo i due fili della rete di connessione con “ritorno a terra”.X
E´ interessante ricordare che lo sviluppo industriale della centrale numerica 4ESS fu avviato dal Bell System a seguito di una “decisione strategica”, sulla base del convincimento che erano maturate le condizioni per una netta discontinuità tecnologica che, nel tempo, avrebbe dimostrato di essere economicamente valida. Tale decisione fu preceduta da un periodo di alcuni anni in cui la competizione, in sede di pianificazione-programmazione, tra evoluzione del sistema elettromeccanico esistente (Crossbar N. 4) e nuovo sistema numerico per soddisfare specifici obiettivi operativi, si era risolta costantemente a favore dell´esistente attraverso interventi che portarono all´introduzione di elaboratori (ETS) in sostituzione delle parti più centralizzate delle centrali Crossbar N. 4.X
All´inizio degli anni ´80 il prezzo per linea di una centrale 1ESS era inferiore di circa 1/3 rispetto a quella di una centrale numerica (a causa dei costi di sviluppo già ampiamente ammortizzati) e nei corridoi si diceva che il suo problema non era il prezzo ma il fatto che nessuno voleva più quella tecnologia quando scoppiò la “digital fever”.X
Lo sviluppo del software del 4ESS fu invece realizzato in un unico laboratorio sotto la guida di Frank S. Vigilante.X
Vedi “How Bell Labs Missed the Microchip” by: Michael Riordan, IEEE Spectrum December 2006X
Come già indicato, Northern Telecom era controllata della Western Electric fino al 1956, anno in cui a seguito di un´azione antitrust Northern Telecom fu ceduta alla Bell Canada (che fino a quella data faceva pure parte del Bell System).X
Estremamente interessante è la ricostruzione fatta da L. J. Libois , Direttore del Progetto Platon, nel 1997 in occasione del cinquantenario del CNET; vedi http://www.ahti.fr/publications/Libois.htmX
Il sistema semielettronico EWS fu sperimentato in campo ma non raggiunse mai la fase di produzione industriale.X
Il progetto Proteo (vedi § 5.2) prevedeva piccole centrali periferiche in tecnica PAM con funzione di concentrazione e stadi di gruppo in tecnica PCM impiegabili anche come centrali di transito. Le due componenti entrarono in produzione e furono messe in servizio separatamente con il nome di CT e TN16. Non venne invece mai realizzata la loro integrazione in un unico sistema e si passò alla realizzazione di un nuovo sistema (UT) interamente numerico.X
Una sintesi completa degli sviluppi rilevanti per il mercato degli USA è illustrata in http://www.dmine.com/phworld/switch/timeline.htm. Per una panoramica mondiale vedi 100 Years of Telephone Switching (1878-1978) di Robert J. Chapuis, Amos E. Joel − 2003.X
E´ indicato il nome che il costruttore aveva alla data indicata, senza tener conto delle numerose evoluzioni societarie che sono avvenute nel comparto.X
La prima centrale CT1 fu installata a Settimo Milanese ad agosto 1973 e messa in servizio ad aprile 1975.X
che ora siamo abituati a vedere sul display del nostro telefonoX
Il Sistema di segnalazione n. 7 è standardizzato nelle Raccomandazioni della serie Q.700 del CCITT (ora ITU-T).X
Lo scrivente è stato uno dei principali contributori alla definizione del sistema ed in particolare fu l´Editore degli standard relativi al funzionamento e gestione della rete di segnalazione.X
Il ruolo essenziale avuto dalla segnalazione n. 7 nel realizzare una rete di telecomunicazioni globale è testimoniata dal seguente estratto dall´autopresentatione del Study Group 11 del ITU-T: “Before SS7´s implementation, not all nations were parties to standards agreements, which would facilitate the handling of international telephone calls. SS7´s implementation paved the way for an efficiently operating international telecommunication networks.”X
A seguito dell´evoluzione della rete d telecomunicazioni verso il paradigma delle reti IP è stata aggiunta anche la possibilità di convogliare la segnalazione n. 7 su una rete IP attraverso il meccanismo del “tunelling” che consiste nell´incapsulamento dei messaggi di segnalazione entro le unità dati IP, al fine precipuo di realizzare funzioni gateway tra rete numerica classica e rete IP.X
Ulteriori contenuti miglioramenti si conseguivano anche nella fase di rilascio dei circuiti a fine conversazione.X
Inoltre, per risolvere il problema di cui al precedente secondo punto, venne stabilito che le centrali mettessero a passaggio il canale di trasmissione a ritroso al momento dell´invio a valle del primo messaggio della segnalazione su canale comune.X
In seguito, nell´ambito del sistema n. 7 è stato standardizzato il servizio supplementare di “completamento delle chiamate ad un utente occupato” che permette di avvisare il chiamante quando il chiamato diventa libero e offrire al chiamante la possibilità di un istantaneo collegamento.X
I Service Control Points (SCP), sono nodi di rete che incorporano le funzioni di Database e di moduli di logica centralizzata.X
Dal punto di vista tecnico l´innovazione del numero verde consiste nella traduzione del numero selezionato dal chiamante nell´effettivo indirizzo di rete da parte dell´SCP; il tele-voto introduce invece l´innovazione di interpretare il voto espresso dal chiamante a livello della propria centrale locale e trasmetterlo al destinatario senza realizzare il collegamento fonico, evitando le congestioni di rete che precedentemente avvenivano in occasione di eventi popolari quali il Festival di San Remo o l´elezione di Miss Italia.X
analoga a quella della pila OSI delle comunicazioni datiX
Un esempio significativo della flessibilità dimostrata dal Sistema di segnalazione n. 7 nel soddisfare nuove impreviste esigenze è la relativa facilità con cui è stata introdotta, in Italia e negli altri Paesi Europei, la “number portability”, ossia la possibilità offerta all´utente di mantenere il proprio numero di elenco nel passaggio da un operatore ad un concorrente, nel contesto della liberalizzazione del servizio telefonico.X

References: § 4
 § 5
 § 4
 § 5
 § 3
 § 3
 § 3
 § 5