Verglaasde werelden

Hans Timmerman

04-03-2020

Verglaasde werelden

In 1854 al formuleerde de Fransman Charles Boursel het basisprincipe voor een telefoon, maar vroeg hier geen patent op aan. In 1860 ontwikkelde de Duitse natuurkundeleraar Philipp Reis als eerste een echt werkende telefoon. Twee houten apparaten verbonden door koperdraden; hij bedacht ook het woord ‘Telephon’. Maar het apparaat werkte gebrekkig en was lastig in gebruik, het product sloeg niet aan en hij heeft nooit patent aangevraagd. In de VS kwam tien jaar later, in 1871, de arme Italiaanse uitvinder Antonio Meucci ook op het idee en vroeg wel patent aan. Maar hij had helaas de $250 niet om de aanvraag daadwerkelijk te starten.

Race om een patent

Alexander Graham Bell was leraar voor dove studenten en als professor aan Boston University geïnspireerd om voor spraakontwikkeling mechanisch geluid te kunnen opnemen en afspelen. Dit bracht hem ook op het idee van een telefoon. Zowel Graham Bell als Elisha Gray maakten los van elkaar in 1876 ontwerpen die op hetzelfde principe waren gebaseerd. Graham gebruikte een huidvlies met daarop een stukje ijzer dat voor of door een spoel kon trillen. Elisha maakte het membraan helemaal van ijzer en dat ontwerp was veel robuuster maar zijn uitvinding was eigenlijk gericht op het ontwikkelen van een akoestische telegraaf. Gek genoeg op dezelfde dag – 14 februari – dienden zij los van elkaar hun patentaanvraag in. Maar Gray ‘betaalde’ twee uur later dan Bell, die daarom op 7 maart de rechten op het patent kreeg. Graham Bell wist al drie dagen later op 10 maart 1876 met zijn uitvinding een verstaanbaar telefoongesprek te voeren.

Toen Gray het belang ontdekte van de telefoon, betwiste hij de patentaanvraag van Graham Bell. Er zijn ruim 600 (verloren) rechtszaken door Gray en Meucci gevoerd om Bell zijn patent te betwistten. Maar de verdienste van Bell was dat hij van de telefoon ook een commercieel succes wist te maken. Het telegrafiebedrijf Western Union wilde zijn uitvinding niet kopen, dus richtte Bell in 1877 de Bell Telephone Company op, die uitgroeide tot één van werelds grootste bedrijven. Ook ontstond – naast de bestaande telegraaf – een enorme extra stimulans voor het verder uitrollen van een wereldwijde, op koper gebaseerde communicatie-infrastructuur. De eenheid voor geluidsdruk ‘Bel’ – die we beter kennen als decibel – is naar hem vernoemd.

Koper

Een jaar later vond Edison in 1878 de koolmicrofoon uit die veel beter en stabieler geluid kon omzetten naar elektrische trillingen. In eerste instantie was in elke telefoon een batterij nodig om de koolmicrofoon te activeren. Je hoorde in de hoorn ook je eigen stem, hetgeen erg irritant was. Dit leidde in snel tempo tot innovaties als de antilokaalschakeling, verplaatsing van de batterij naar de centrale en er kwam een kiesschijf, een kiestoon en een belcircuit.

De telefoon van rond 1900 is de hele twintigste eeuw technisch een beetje hetzelfde gebleven. De centrales werden uiteindelijk elektronisch en computergestuurd, maar de historische telefoon bleef ruim een eeuw ‘gewoon’ via koperdraad zijn directe elektrische geluidssignaal leveren. Als iets ‘goed genoeg’ werkt, blijkt een product zeer lange tijd zonder wezenlijke innovatie in gebruik te blijven. Denk ook maar eens aan de fiets. De telefoon veranderde pas wezenlijk toen mobiele telefonie eind twintigste eeuw zijn intrede deed. En de overgang van koper naar glasvezel was essentieel voor de innovatie van spraak naar data. Pas deze eeuw – in 2004 – werd de gemeente Nuenen als de eerste gemeente aangesloten glasvezel. Intussen hebben ruim 3 miljoen woningen een glasvezelaansluiting.

Glas

Al in de negentiende eeuw werden proeven gedaan met lichtgeleiding door glas maar pas in 1952 werd voor het eerst onderzoek gedaan met optische vezels. In 1964 kon men in Japan het licht van een halfgeleiderlaser over grote afstand versturen. Pas toen de kwaliteit van het glas – en dus de demping in de vezel – was verbeterd, ontstond de mogelijkheid glasvezel te gebruiken voor communicatiedoeleinden. In de jaren negentig waren glasvezelkabels zo goed dat het efficiënt werd om zelfs coaxverbindingen door glasvezel te vervangen. Ook datacenters werden vanaf dat moment in toenemende mate door glasvezelskabels met elkaar verbonden.

Glasvezel werd de standaard voor telefoon- en dataverbindingen. De ACM ziet grote meerwaarde in een snelle uitrol van glasvezelnetwerken en stelt vast dat de animo bij huishoudens toeneemt. Op dit moment denkt men per jaar per 500.000 huishoudens te kunnen aansluiten. Maar op een bestand van 7,8 miljoen woningen ligt er met (slechts) 3,5 miljoen aansluitingen nog jaren werk voordat elke woning in Nederland een glasvezelaansluiting heeft. Maar we kunnen de woning zelf ook verglazen. Glasvezel in eigen huis komt snel op: er is al goed vezel- en schakelmaterieel te koop dus we kunnen ‘achter de voordeur’ ook verglazen. Wat is mooier dan computer, TV of medische apparatuur in uw huis direct veilig via glasvezel te kunnen aansluiten op de aansluiting in uw meterkast? Er zijn hiervoor producten beschikbaar en installateurs die dat installeren.

Publieke ruimte

Of het nu telefoon of internet is, gebruik is pas mogelijk als er enige vorm van infrastructuur is. En infrastructuur aanleggen, kost tijd en geld. Veel geld en vooral doorlooptijd. Of het nu om data of energie gaat. Daarom duren transities ook altijd lang. Omdat iets dat goed werkt zoals de telefoon weinig urgentie heeft om vervangen te worden. Dan zien we ook in de energietransitie: waarom iets veranderen als het technisch en functioneel eigenlijk prima werkt? Zoals onze super efficiënte aardgasverwarming. De opkomst van Edge-computing en IoT maakt het nú pas interessant de directe ruimte om ons heen ook van een data-infrastructuur te gaan voorzien. Daar praten we al heel lang over en zal zoals gezegd veel geld en nog meer tijd gaan kosten.

Naast aansluitingen in particuliere en bedrijfsomgeving is er ook de wens om in de publieke ruimte meer ‘intelligentie’ mogelijk te maken. De eerste publieke netwerken waren ooit de gasleidingen (1850!) voor de op stadsgas brandende lantaarnpalen om als overheid in de nacht veiligheid op straat te garanderen. Dit gasnetwerk werd later ook voor de verlichting van woningen gebruikt en pas (veel) later voor koken en verwarming. Uiteindelijk verdween gasverlichting pas toen het elektrische licht goedkoper en vooral (!) veel veiliger werd.

Glas in versnelling

Publieke netwerken worden vaak vanuit de maatschappelijke veiligheidsrol van de overheid gestimuleerd. Dat zien we bij de ‘smart city’ ontwikkeling waarbij we wegen, wijken en objecten als lantaarnpalen data-aansluitingen willen geven. Om elke lantaarnpaal ook een slimme data-hub te laten zijn. Als verspreidde nodes in de publieke ruimte om gewenste veiligheidsfuncties te kunnen leveren. Daarna pas zal verdere digitalisering van de publieke ruimte plaatsvinden.

Mooi voorbeeld is gemeente Eersel die wel de meest verglaasde gemeente ter wereld wordt genoemd. In het project ‘Samen Slim’ werkt de gemeente samen met technologiebedrijf SPIE om in de publieke ruimte objecten te verbinden om daartussen informatiestromen mogelijk te maken. Van luchtkwaliteit tot de groeisnelheid van gras, van digitale lantaarnpalen tot geluidssensoren. Maar dat vraagt goed vermaazde netwerken (mesh networks) want ook gaat hier de kost voor de baat uit. Dus politiek, volg de infrastructurele aanpak van Eersel: investeer eerst in een (politiek helaas onzichtbare) infrastructuur voor je zichtbare projecten initieert.

Door: Hans Timmerman (foto), directeur van Fortierra

Terug naar nieuws overzicht