Correva l'anno 1856. Il fiorentino Antonio Meucci (1808-1889), ex garibaldino proprietario di una fabbrica di candele a Staten Island (New York), mise a punto un apparecchio a cui stava già lavorando da anni e che consentiva di trasmettere a distanza la voce per mezzo della corrente elettrica: il telefono. Le prime conversazioni telefoniche pare siano avvenute tra Meucci, al lavoro nel laboratorio allestito nella cantina dello stabile in cui viveva, e sua moglie Ester, malata e immobilizzata a letto nella loro casa situata al terzo piano. La vicenda umana di Meucci fu però drammatica. Privo di mezzi per poter sfruttare commercialmente la sua invenzione, Meucci ottenne il brevetto per il suo "telegrafo parlante" solo nel 1871, ma non riuscì poi a rinnovarlo negli anni. Accadde così che nel 1876, quando Alexander G. Bell (1847-1922), uno scozzese che insegnava in una scuola per sordomuti, brevettò a Boston il "telefono" e lo presentò pubblicamente alla Centennial Exposition di Filadelfia, Meucci perse di fatto la paternità dell'invenzione. Gli ospiti della fiera poterono per la prima volta comunicare a distanza attraverso due apparecchi identici collegati a un cavo elettrico che consentivano di ascoltare e parlare simultaneamente. I giornalisti si precipitarono a diffondere la notizia e Bell divenne di colpo famoso. Disperato, Meucci avviò una serie cause legali che ebbero termine dieci anni dopo, nel 1886 con una sentenza della Corte Suprema che riconobbe al fiorentino la priorità dell'invenzione, ma non il diritto a un risarcimento finanziario, dal momento che egli non aveva rinnovato il brevetto. Si concluse così la più controversa battaglia che la storia delle invenzioni e dei brevetti tecnologici ricordi. Meucci comunque non fu il solo a reclamare la paternità dell'invenzione: un altro inventore americano, Elisha Gray, fu così sfortunato da depositare il suo brevetto con due ore di ritardo rispetto a Bell! Anche per lui le annose battaglie legali intraprese si conclusero senza successo.
I telefoni costruiti dalla Bell Telephone Company, la società che rese ricco Bell e che si sarebbe poi trasformata nella AT&T (American Telephone and Telegraph), erano basati sullo stesso principio del "telegrafo parlante" di Meucci: la possibilità di trasformare le vibrazioni caratteristiche della voce umana in una corrente elettrica. Il primo telefono aveva un unico congegno, a forma di trombetta, che serviva alternativamente sia da microfono (o trasmettitore) sia da auricolare (o ricevitore): chi lo usava doveva continuamente spostarlo dalla bocca all'orecchio. Nei modelli successivi, invece, microfono e ricevitore erano separati e identici tra loro, sempre a forma di trombetta. Ognuno di essi era dotato di una membrana di ferro sottile ed elastica (diaframma), di una bobina di filo elettrico avvolto su un nucleo di ferro (elettromagnete) e di un cavo con cui collegarsi ad altri apparecchi. Durante le conversazioni telefoniche il trasmettitore convertiva i suoni in impulsi elettrici in uscita mentre il ricevitore, al contrario, convertiva gli impulsi elettrici in arrivo in onde sonore. Nei primi telefoni costruiti questa conversione era diretta, con il risultato che la riproduzione dei suoni era debole, soprattutto su lunghe distanze. Fu Thomas A. Edison (1847-1931) a sviluppare un trasmettitore tecnicamente più valido usando dei pezzetti di carbone per realizzare un contatto elettrico la cui resistenza variasse con la diversa pressione delle onde sonore.
Trascorsi due anni dal brevetto di Bell, a New Haven, nel Connecticut, venne installata la prima centrale telefonica del mondo. A gestirla venne chiamata una ragazza, Emma Nutt: fu lei a collegare tra loro i primi abbonati telefonici che, per mettersi in contatto con la centrale, giravano vigorosamente una manovella inserita nell'apparecchio. Una volta ottenuto il contatto dovevano inoltrare a voce le loro richieste e attendere che il collegamento fosse stabilito. Le primissime centraliniste smistavano le richieste di 21 utenti contemporaneamente.
Apparecchi telefonici, centrali e centraliniste si moltiplicarono a un ritmo vertiginoso. A tre anni dal brevetto di Bell nel mondo funzionavano 27.000 telefoni, e di questi ben 26.000 erano negli Stati Uniti. Circondate da cavi volanti che dovevano spostare e collegare tempestivamente alle diverse prese corrispondenti ai vari abbonati, le centraliniste svolsero per decenni un ruolo fondamentale nella storia della telefonia. Mentre le centraliniste continuavano infaticabili il loro lavoro - agli inizi del secolo in un'ora arrivavano a smistare oltre 200 telefonate - nel 1888 veniva ideato e realizzato da Almon Strowger il primo selettore automatico e nel 1892 a La Porte, nell'Indiana, era inaugurata la prima centrale telefonica automatica del mondo.
L'invenzione di Bell fu rapidamente migliorata. Apparvero i modelli più disparati di telefoni: apparecchi a muro, a forma di cassetta; telefoni a candeliere, con un'asta che sorreggeva all'estremità superiore il microfono e un gancio laterale per appendere l'auricolare; modelli a culla, in cui microfono e auricolare, agganciati tra loro, poggiavano su un dispositivo metallico a forma di forcella. Nel 1885 nacque il progenitore dei moderni apparecchi: era in metallo e aveva microfono e auricolare uniti tra loro a formare la cornetta, detta anche "microtelefono". Quando i collegamenti tra utenti diventarono diretti, un nuovo dispositivo si aggiunse al telefono: un disco per poter selezionare i numeri desiderati.
Un apparecchio telefonico di tipo tradizionale è costruito in plastica e formato da due elementi: la cassa e il microtelefono. La cassa contiene un gancio commutatore; un disco rotante con i numeri da 0 a 9; la suoneria e la bobina d'induzione. Il gancio commutatore serve ad aprire o interrompere la linea ed è formato da due pulsanti che si abbassano e si sollevano alternativamente appoggiando o tirando su la cornetta. Il disco dà la possibilità di comporre il numero dell'apparecchio che si vuole chiamare e di segnalarlo alla centrale. La suoneria è il dispositivo sonoro che segnala le telefonate in arrivo. La bobina d'induzione serve a migliorare le prestazioni di ricezione e trasmissione dei suoni durante le conversazioni. Il microtelefono ha un microfono contenente dei granuli di carbone in contatto con la sottile membrana metallica sensibile alle sollecitazioni sonore e un ricevitore, cioè un altoparlante formato da una membrana metallica e da una bobina di filo elettrico avvolto attorno a un elettromagnete. Dall'apparecchio escono due fili che arrivano fino alla centrale telefonica di zona. Le diverse centrali sono invece collegate tra loro da cavi. Sollevando la cornetta, si chiude il circuito elettrico di collegamento con la centrale, che viene così attraversato da una debole corrente continua. Quando qualcuno parla al microfono, emette onde sonore che propagandosi arrivano alla membrana e la fanno vibrare. Le vibrazioni comprimono o decomprimono i granuli di carbone attraverso cui passa la corrente elettrica e queste variazioni di pressione determinano variazioni nell'intensità della corrente, che da continua diventa modulata. I segnali corrono lungo la linea, fino al secondo apparecchio; qui, arrivata alla bobina, la corrente modulata genera un campo magnetico variabile che attira e respinge la membrana del ricevitore, facendola vibrare e riproducendo così i suoni.
Nelle prime centrali automatiche il dispositivo che permetteva il collegamento diretto tra abbonati era un commutatore elettromeccanico automatico, con dei banchi di contatti fissi disposti ciascuno a semicerchio attorno a un braccio selettore mobile. Le centrali moderne sono invece elettroniche: ogni numero formato produce un suono che viene interpretato da circuiti con microchip che provvedono al collegamento. Lo sviluppo della moderna componentistica elettronica attorno agli anni Settanta ha rinnovato completamente anche gli apparecchi, che oggi hanno pi├╣ o meno dimezzato il peso. I loro circuiti interni sono realizzati con due piastre elettroniche: una per il collegamento al circuito telefonico, l'altra dedicata alla tastiera, che ha sostituito il disco rotante con i numeri. Microfono e auricolare sono stati sostituiti da due trasduttori piezoceramici (dispositivi in grado di trasformare una sollecitazione meccanica in una differenza di potenziale, generando una corrente elettrica), tra loro intercambiabili.
Le comunicazioni telefoniche, prima trasmesse sotto forma di segnali elettrici detti analogici (perché simili, nella loro struttura, alle onde sonore), sono diventate digitali. Ciò significa che gli impulsi elettrici sono trasformati in numeri binari (espressi come una sequenza delle cifre 0 e 1) e trasmessi in questa forma, tecnicamente chiamata PCM (Pulse Code Modulation ), che elimina la maggior parte delle interferenze e delle distorsioni.
La varietà di modelli di apparecchi telefonici di cui disponiamo attualmente è grandissima e alla funzione di base, che è quella di collegare diversi utenti, se ne sono aggiunte molte altre (avviso di chiamata, trasferimento di chiamata, conversazioni a tre, ecc.). Ci sono telefoni compatti frutto di elegante design e vistosi apparecchi dalle forme e dai colori più disparati che imitano automobili, panini imbottiti, scarpe, e molti altri oggetti; telefoni pubblici (a gettone, a scheda magnetica o a carta di credito ) e telefoni per uso privato; modelli familiari piuttosto semplici e modelli per ufficio, intercomunicanti, che gestiscono più linee telefoniche esterne e smistano contemporaneamente le telefonate in arrivo o in partenza ad altri apparecchi interni loro subordinati; telefoni per automobili e per aerei.
Gli apparecchi tecnologicamente più avanzati non utilizzano più soltanto il collegamento diretto al circuito elettrico, ma funzionano come ricetrasmittenti, inviando segnali radio : è il caso dei telefoni senza fili (cordless ) e dei telefoni cellulari che consentono la più completa libertà di comunicazione in movimento. I videotelefoni, sperimentati alla fine degli anni Settanta e messi in commercio a partire dal 1993, permettono non solo di comunicare a voce, ma addirittura di potersi guardare negli occhi. I cercapersone, dispositivi radioriceventi collegati alla rete telefonica, avvertono chi li usa (per esempio i medici negli ospedali) che qualcuno li sta cercando al telefono. I fax e i telex , attraverso le linee telefoniche, consentono di trasmettere documenti su carta. Le segreterie telefoniche, che hanno un registratore incorporato, rispondono automaticamente alle telefonate in arrivo incidendo i messaggi dei vari interlocutori. L'invenzione del modem ha reso possibile il collegamento dei personal computer a reti di trasmissione dati, tra cui la famosa Internet .
Le reti telefoniche, dalla fine dell'Ottocento a oggi, hanno raggiunto una diffusione capillare, tale da avvolgere gran parte del pianeta. In ogni centro abitato, le reti partono dalle centrali e si ramificano a raggiera in tutte le strade, fino ai vari edifici e alle diverse abitazioni prima con cavi più grossi, poi con cavi più piccoli e, infine, con singole coppie di fili conduttori, una per ciascun abbonato. A ogni chiamata la centrale mette in contatto le diverse coppie. I cavi lungo cui viaggia il segnale telefonico, per lo più interrati, trasmettono molte comunicazioni contemporaneamente (già un paio di comuni fili di rame può bastare per più telefonate simultanee). Per i collegamenti su lunghe distanze, tra centri abitati lontani anche centinaia o migliaia di chilometri, si usano i cavi coassiali (cavi formati da due conduttori cilindrici concentrici isolati tra loro) sia terrestri sia sottomarini, i ponti radio e i satelliti artificiali . Dal 1962, anno che ha segnato l'inizio delle telecomunicazioni attraverso lo spazio, i satelliti geostazionari sono diventati più di 130. Gigantesche antenne paraboliche trasmettono da Terra i messaggi attraverso microonde . I satelliti li raccolgono e, nel giro di pochi secondi, li inviano di nuovo sulla Terra ad altre antenne situate nelle diverse parti del mondo. I laser , inoltre, hanno reso possibile la trasmissione attraverso cavi a fibre ottiche molto più veloci. Con questo sistema di collegamento i messaggi subiscono una trasformazione, da elettrici a luminosi, e in un secondo possono fare il giro della Terra sette volte!
Telefono e telecomunicazioni nell'arco di un secolo hanno completamente rivoluzionato le abitudini di vita dell'umanità ed entro il 2000 la loro funzione sarà completamente mutata. Saranno le reti di telecomunicazione a marcare il futuro della società moderna. Un giorno avremo tutti a disposizione il cosiddetto Network Pc, un apparecchio che assommerà le funzioni di un computer, di un televisore e di un telefono, costantemente allacciato alla linea telefonica. Sarà allora sufficiente pigiare uno o più tasti del nostro Network Pc per passare da una notizia all'altra, voltare pagina in un giornale, scegliere il film che vogliamo vedere e l'orario di trasmissione, acquistare qualsiasi tipo di bene, chiamare un taxi o un dottore, e addirittura farci visitare a distanza.
Gran parte delle informazioni di cui oggi disponiamo saranno tradotte in forma digitale e riprodotte sul monitor del Network Pc, o Tele-puter: giornali , libriA, fumetti, suoni, musica, immagini. Si stima che entro il primo decennio del nuovo secolo, tutta l'informazione assumerà un unica forma: quella digitale. Ci sarà allora una gran mole di dati da gestire, un oceano di informazioni da far defluire attraverso condotte appositamente create, capaci di restituire agli utenti l'informazione come nata alla sorgente. Il futuro è legato a una rete di telecomunicazioni costituita interamente da fibre ottiche, come prevedono i piani di sviluppo delle nazioni più industrializzate del mondo. Il problema di fondo è nel cosiddetto "ultimo miglio", ovvero nel portare le fibre ottiche in tutte le case degli attuali e futuri abbonati telefonici. Infatti, le attuali reti telefoniche sono solo in parte digitali, il resto della rete è ancora di tipo analogico, soprattutto per quel che riguarda i tratti che collegano le centraline telefoniche di quartiere ai singoli telefoni installati nelle nostre abitazioni. La sfida si gioca tutta qui, nel trasformare la vecchia rete telefonica in un intero sistema di trasmissione dati digitale. Un passaggio tecnologico che, allo stato attuale, richiede investimenti economici da capogiro.
