Le problème du standard manuel

Dans la rubrique "Du central manuel à l'automatique" nous avons vu comment les centraux manuels ont évolués pour répondre à la croissance, mais on n'a pas expliqué comment s'est concrétement déroulée la difficile conception des centres manuels allant du simple tableau de quelquess abonnés aux grands centres multiple entre 1877 et 1897.

sommaire

Le problème du standard : échelle, signalisation et organisation de la commutation téléphonique manuelle, 1877-1897
de MILTON MUELLER 1973

Cet article diffère des autres travaux sur l'histoire du changement de la technologie tant par son sujet que par son approche.
Le récit de la technologie de commutation manuelle dans le volume 1 de la série History of Engineering and Science in the Bell System, bien que contenant de nombreuses informations utiles, ne parvient pas à identifier le rôle central joué par les déséconomies de croissance) dans le développement de la technologie.

La déséconomie Ce concept est le contraire des économies d'échelle. En affaires, les déséconomies d'échelle sont les facteurs qui entraînent une augmentation des coûts moyens

D’autres travaux sur l’histoire de la commutation tendent à séparer la commutation automatique de la commutation manuelle pour se concentrer sur la première. L'histoire de A. E. Joel en matière de commutation dans le système Bell, par exemple, commence en 1925, après que Bell s'est engagée dans l'automatisation. Robert Chapuis, dans un traitement par ailleurs approfondi des 100 premières années de la commutation, ne consacre que quelques pages à l’ère manuelle. »
En effet, les développements antérieurs à 1910 sont relégués à la préhistoire de la commutation. Ce parti pris est compréhensible ; D'un point de vue purement technique, les commutateurs automatiques sont plus intéressants que leurs prédécesseurs.
Mais cet article ne concerne pas l’appareil technique de commutation en soi. Son sujet est la confrontation avec les possibilités multipliées d'un réseau en expansion, un problème qui était plus visible à l'époque du manuel.
Cette confrontation est intéressante pour deux raisons : son importance pour la compréhension de l’histoire du téléphone et ses implications pour la théorie sociale. Les déséconomies étaient une préoccupation majeure au cours des vingt premières années du développement du téléphone, affectant, par exemple, les politiques tarifaires du système Bell, le climat politique dans lequel il fonctionnait et son approche de l'introduction de la commutation automatique.
La presse spécialisée dans les télécommunications se demande « combien de temps les systèmes actuels pourront tenir avant qu’une nouvelle technologie ne soit nécessaire pour faire face à la croissance massive de l’utilisation du cellulaire » .
Ce qui sera présenté ici comme « le problème du standard » n’est qu’un exemple particulièrement clair du type de réorganisation de l’organisation et de la communication qui doit se produire à mesure que l’échelle de l’interaction sociale s’élargit. Dans la section finale, je relie ces déséconomies organisationnelles de croissance aux spéculations actuelles sur l’émergence d’une « société de l’information ».

La signification la plus profonde de cette histoire concerne cependant le pouvoir des systèmes technologiques à connecter et à intégrer la société humaine dans des unités toujours plus grandes. Il doit être considéré comme une étude de cas sur la manière dont les relations communicatives qui maintiennent et constituent l’organisation sociale sont transformées par la croissance.
Il est prouvé que des problèmes presque identiques ont caractérisé la croissance d’autres systèmes. Alfred Chandler, par exemple, démontre que, lorsque les chemins de fer sont passés d'opérations locales à des réseaux régionaux plus vastes dans les années 1850, leurs coûts d'exploitation par mile ont considérablement augmenté. le coût des matériaux ou de la main-d'œuvre en soi, mais la complexité croissante de l'organisation et du contrôle à mesure que les opérations ferroviaires dépassaient le domaine d'un seul esprit. Actuellement, les fournisseurs de services de radiotéléphonie cellulaire ont été accusés de ne pas reconnaître les complexités liées à la croissance du nombre d'abonnés.

Un centre téléphonique est un réaménagement radical de l'espace social. Il rassemble deux intervenants à la demande, quel que soit leur emplacement. En effondrant ainsi l’espace social, il élargit également considérablement son échelle, permettant à des millions de personnes qui autrement seraient inaccessibles les unes aux autres d’avoir une conversation instantanée et en temps réel.
Le radicalisme même de cet acte d’intégration sociale a conduit les premiers développeurs de la commutation téléphonique à un dilemme particulièrement gênant. En 1881, le directeur du tout nouveau central téléphonique de Milwaukee Bell se plaignait que « l’impression générale parmi les abonnés est que si un central de 100 abonnés peut fonctionner à [tarifs de] 12 dollars par mois, alors un central de 1 000 devrait être exploité pour 1 000 abonnés. environ 40 centimes. Vous ne pouvez pas leur faire croire autre chose.
En fait, comme il en était douloureusement conscient, les centraux téléphoniques devenaient de plus en plus coûteux à exploiter (par abonné) à mesure que le nombre d'abonnés augmentait. Les « économies d’échelle » tant attendues par les clients n’existaient pas. Au contraire, la croissance n’a entraîné que des augmentations de taux, et les grands centres de New York, Chicago et Boston facturaient trois ou quatre fois les taux des petites villes.
Le problème réside dans le processus de commutation, et le problème n’était pas tant technique qu’organisationnel.
À mesure que le nombre d'abonnés à un système téléphonique augmente, le nombre de connexions possibles entre eux augmente beaucoup plus rapidement, à peu près comme le carré du nombre d'abonnés. Par conséquent, la construction des standards est devenue de plus en plus coûteuse et les opérations nécessaires pour établir les connexions sont devenues de plus en plus complexes et lentes, à mesure que de plus en plus de personnes rejoignaient le central. Cette déséconomie de commutation a été le « revers saillant » le plus important rencontré au cours des premières années du développement du téléphone. Plus que tout autre facteur, il a freiné les progrès en liant la croissance du système à un service plus lent et à des coûts plus élevés. Il était également inhabituellement persistant.
Il a fallu vingt ans au système Bell et trois générations de technologie de commutation pour trouver une solution à long terme au problème.
Ce n'est qu'avec l'introduction des signaux lumineux automatiques, du standard à batterie commun et du développement d'une science de l'ingénierie du trafic entre 1892 et 1897 que la commutation a cessé d'être une contrainte pour la croissance du système téléphonique.

La naissance difficile du standard téléphonique
La commutation n'a pas été immédiatement reconnue comme un élément essentiel du secteur téléphonique. Alexander Graham Bell avait inventé un appareil permettant de transmettre la voix humaine par fil. L'invention n'a rien apporté à l'immense appareil technique et organisationnel nécessaire pour réunir deux utilisateurs du téléphone sur le même circuit. Les capitalistes de Boston qui commercialisaient le téléphone le considéraient comme une machine à louer aux clients plutôt que comme un élément d'un service fourni par une société d'exploitation. Pendant la majeure partie de 1877, les paires téléphoniques étaient reliées par leurs propres lignes privées.
Il n'a cependant pas fallu longtemps aux sociétés Bell pour comprendre le principe du central téléphonique, un central où plusieurs lignes d'abonnés convergeraient pour l'interconnexion. Les personnes et les techniques impliquées dans les premiers échanges avaient leurs racines dans les sociétés télégraphiques de « district », qui fournissaient des services d'alarme antivol, d'alarme incendie et d'appel de messagerie sur les réseaux télégraphiques locaux.
Étant donné que le processus de signalisation d'un bureau central à partir de cabines d'appel éloignées faisait partie intégrante de leur activité, un arrangement de central téléphonique leur est venu naturellement.
Après que des opérations de commutation (mise en relation) réussies aient été établies dans quelques emplacements de la Nouvelle-Angleterre, la société Bell a commencé à encourager ses titulaires de licence à ouvrir des centres téléphoniques. En février 1878, elle publia des instructions aux titulaires de licence les exhortant à promouvoir le téléphone comme substitut aux services télégraphiques de district. En mars de la même année, Alexander Graham Bell pouvait parler, dans ses conférences faisant la promotion du téléphone dans le monde, de « bureaux centraux » où les fils téléphoniques pourraient être connectés pour « établir une communication directe entre deux endroits quelconques de la ville ».
C'est probablement l'incursion de la société Bell sur le territoire télégraphique qui a finalement provoqué une réponse de Western Union.

Le géant du télégraphe, qui avait auparavant qualifié le téléphone de « jouet électrique », a obtenu les brevets d'un émetteur téléphonique amélioré inventé par Thomas Edison et a lancé l'American Speaking Telephone Company en 1878. Un an et demi de concurrence a accéléré la tendance, Western Union a mobilisé son réseau national de filiales télégraphiques pour établir des centraux téléphoniques, attirer des centaines de nouveaux abonnés et déployer ses ressources pour améliorer les installations de commutation.
D'un point de vue purement mécanique, le problème de l'établissement et du retrait rapides des connexions a été résolu presque immédiatement. Une cinquantaine de lignes d'abonnés se termineraient par un tableau vertical équipé de signaux alimentés par magnéto et d'une certaine forme d'appareil de connexion.
Les signaux, connus sous le nom de volets annonciateurs, étaient des volets qui étaient libérés et abaissés chaque fois que l'abonné actionnait le générateur à magnéto de son téléphone (fig. 1). Une variété d’appareils de connexion étaient utilisés, y compris la prise et le cordon qui sont finalement devenus dominants.
Outre son incapacité à signaler correctement la déconnexion, cette technologie traitait les appels rapidement et en douceur, à condition que l'appelé et l'appelant se terminent sur le même standard.
Cependant, chaque fois qu'une centaine de nouveaux abonnés étaient ajoutés à un central, certains appels devaient être transférés d'un standard à un autre. C’est là que réside la racine de ce qui est devenu connu sous le nom de « problème du standard ».

—Le standard téléphonique de la Gold & Stock Telegraph Co. de New York, un centre affiliéà Western Union 1880.
(George Bartlett Prescott, Le téléphone électrique [New York : D. Appleton & Co., 1890], p. 231.)

La nécessité de « regrouper » ou de « transférer » les connexions a augmenté le temps et les ressources consacrés à une connexion.
L'opérateur devait connaître le tableau sur lequel le correspondant souhaité se terminait, trouver une ligne principale ouverte vers ce tableau et y signaler l'opérateur. Deux ou plusieurs opérateurs devaient participer à l'établissement et à la suppression des connexions ; chacun devait passer du temps à attirer l'attention de l'autre, à communiquer avec l'autre et à surveiller l'appel.
Une connexion, gérée si simplement sur une seule carte, est devenue une opération très complexe.

À la fin de 1878 et en 1879, lors de la compétition entre Bell et Western Union, les échanges se sont d'abord développés jusqu'à atteindre une taille où les liaisons entre les cartes sont devenues nécessaires. L'organisation de la communication entre opérateurs est immédiatement devenue un problème majeur. Au début, les opérateurs se contentaient de se crier dessus à travers le bureau central. Le vacarme généré par cette méthode entraînait souvent des connexions erronées ou des retards. À mesure que les postes de standard devenaient plus grands, une division complexe du travail s'est développée, jusqu'à ce qu'un seul appel puisse passer entre les mains de cinq personnes différentes. Les opérateurs de certains de ces centraux communiquaient par la circulation de tickets écrits et établissaient une connexion par ce moyen. La méthode prenait souvent jusqu'à cinq minutes. D'autres bureaux utilisaient des circuits pour parler entre opérateur et constataient que, même si elle était plus rapide, répéter le numéro plusieurs fois augmentait le risque d'erreur, un ingénieur de Western Electric dont les inventions ont dominé les vingt premières années de commutation, résumait succinctement la situation : « dans les premiers mois de 1879, un chaos parfait régnait dans le plus grand central téléphonique

Pour les hommes d'affaires et les électriciens concernés, il était clair que l'opération de mise en communication (d'échange) avait complètement transformé la nature du secteur téléphonique. Il ne s’agissait plus seulement de louer un instrument, mais d’un service d’une extraordinaire complexité. Après que le règlement des brevets Bell-Western Union de novembre 1879 ait cédé l'activité téléphonique aux intérêts de Bell, les représentants des sociétés titulaires de licence Bell se sont réunis lors d'une conférence nationale en septembre 1880 pour comparer leurs notes sur les aspects économiques et techniques de la gestion d'un échange.
La convention s'est officiellement constituée sous le nom de National Telephone Exchange Association (NTEA) et s'est réunie une ou deux fois par an jusqu'en 1890.

Dans un rapport de la première conférence, C. N. Fay, le président et directeur général de la centrale de Chicago Bell, a exposé le problème dans un langage clair et audacieux. En 1880, la centrale de Fay à Chicago était la plus grande du pays, avec 1 633 stations, 9 bureaux centraux distincts et 153 lignes principales les reliant. Comme beaucoup d’autres, Fay avait appris lors de la compétition avec la Western Union que le plan commercial initial consistant à louer des téléphones à un taux forfaitaire d’environ 20 à 40 dollars par an n’était pas conforme aux aspects économiques des opérations de mise en communication (commutation).
Vers juillet 1879, dit-il, l’opinion « gagnait du terrain » selon laquelle « nous devrions facturer par commutateur et non par année » et il a commencé à tenir des registres des connexions. Fay reconnaissait qu'une « connexion » – l'établissement d'un circuit de la parole entre deux abonnés – était le produit de base du central plutôt que le téléphone. Ses observations, basées sur ses dossiers, ont confirmé ce que de nombreux autres gestionnaires de centraux savaient déjà intuitivement : la dépense par abonné augmentait à mesure que la bourse se développait.

Au moment des deuxième et troisième réunions de la NTEA en 1881, la nécessité d'ajuster les tarifs pour compenser la hausse des coûts moyens était une préoccupation majeure. L'indicateur le plus significatif du problème était le rapport entre abonnés et opérateurs. Sans exception, les plus grandes bourses présentaient les pires ratios. Autrement dit, il fallait plus d'opérateurs, plus de travail, pour gérer le même nombre d'abonnés lorsqu'ils faisaient partie d'un grand central que lorsqu'ils faisaient partie d'un plus petit central.
New York, Chicago et Cincinnati, avec environ trois fois le nombre d'abonnés, étaient confrontés à un nombre de lignes réseau presque dix fois supérieur à celui des centraux de taille moyenne d'Albany et de Buffalo (voir tableau 1). Les plus grandes bourses nécessitaient deux fois plus d'opérateurs pour gérer un nombre donné d'abonnés que les bourses de taille moyenne, et trois à quatre fois plus que les petites bourses.

Extrait du Procès-verbal de la Sovaces National Telephone Exchange Association. Archives des Laboratoires Bell

Même si les trois catégories affichent une légère amélioration du ratio abonné/opérateur sur la période de trois ans, la division entre les catégories reste marquée et intacte. Il n’est pas difficile de montrer pourquoi la technologie et les aspects économiques de la commutation téléphonique se sont révélés si sensibles à la croissance du nombre d’abonnés.
La raison est essentiellement mathématique. À mesure que le nombre d'abonnés (S) à un central s'accroît, le nombre de circuits nécessaires pour les connecter tous (N) n'augmente pas en proportion directe, mais à peu près au rythme plus rapide N = S au carré divisé par 2." .
La bourse centrale elle-même fut la première concession à ce principe.. Si chaque abonné était relié par fil direct les uns aux autres, N représenterait le nombre total de fils qui devraient être tendus pour interconnecter tous les abonnés. Un système téléphonique sans échange de seulement 500 personnes serait chargé. 124 750 fils séparés, dont 250 fils partent de chaque téléphone.
Un central central supprime la multiplication des fils mais pas l'augmentation mathématique du nombre de connexions possibles. La complexité croissante se déplace simplement vers le central, où les opérateurs et les appareils de commutation doivent être équipés pour gérer un éventail de possibilités en constante expansion.
Comme indiqué précédemment, une fois que le processus d’interconnexion des abonnés s’est étendu au-delà d’un seul standard, les connexions sont devenues plus lentes pour les abonnés, ont utilisé davantage d’installations physiques, ont consommé plus de temps aux opérateurs et étaient plus susceptibles d’être incorrectes. Or, à mesure que le nombre de standards d'un central augmentait, le nombre de connexions transférées augmentait proportionnellement. Un bureau avec tous ses abonnés sur une seule carte pourrait effectuer directement 100 pour cent de ses connexions. Un bureau avec deux tableaux a dû en transférer la moitié ; un bureau avec trois tableaux a dû en transférer les deux tiers ; et ainsi de suite.

Côté organisation : Les premiers standards des villes de grande taille étéient munis d'échelles, afin que les opératrices puissent atteindre l'ensemble des lignes lors des échanges. Vers la fin des années 1890, cette organisation ne suffisait plus face au nombre croissant de lignes et en Amérique, Milo G. Kellogg conçut la division multiple des standards pour que les opérateurs puissent travailler ensemble, avec une équipe sur le « tableau A » et une autre sur le « B ».

La grande promesse du central téléphonique était d’établir un circuit à la demande entre n'importe quelle paire d'abonnés.
Cependant, en s'engageant à accomplir cette tâche, les développeurs du téléphone avaient déclenché une spirale mathématique qui augmentait progressivement la complexité et le coût de la commutation. La croissance du nombre d'abonnés et l'extension géographique de l'interconnexion téléphonique ont créé des progrès considérables dans le nombre de connexions possibles.
Comment gérer ces progrès considérables sans augmentations tout aussi importantes du coût de l'équipement et de la main-d'œuvre était le problème fondamental auquel était confronté le changement de technologie au cours des dernières années.

Le standard téléphonique multiple : résoudre le problème ou le perpétuer ?
La première grande avancée technique réalisée en réponse à la complexité croissante des grands centraux fut le « standard multiple ».
Le principe essentiel du standard multiple était assez simple : il s'agissait de placer une prise de connexion pour chaque abonné avant chaque opérateur. L'opérateur ne répondait aux appels que de 100 abonnés, comme auparavant, mais au-dessous (ou au-dessus) de son ensemble d'annonciateurs se trouvait un ensemble de prises de connexion pour chaque abonné du central.
Les lignes d'abonnés fonctionnaient en série dans toutes les sections du standard. Cela a complètement éliminé le besoin de transférer les appels au sein d'un central téléphonique ; une seule opération était nécessaire pour compléter un circuit de parole. Bien que cela simplifie le processus de connexion, cela complique les circuits et la signalisation. Si un opérateur pouvait se connecter à la ligne d’un abonné sans l’intervention d’un autre opérateur, il fallait alors concevoir un « test d’occupation » électrique pour avertir les opérateurs quelles lignes étaient déjà utilisées sur un autre poste opérateur.
Système Scribner " commutateur multiple N° 305 021. obtenu le 9 septembre 1884
Mon invention concerne le procédé permettant de vérifier si la ligne d'un abonné demandée sur un tableau est utilisée sur un autre tableau.
. CARTE DE COMMUTATION MULTIPLE pour centrale téléphonique

Le principe du standard multiple en dérivation a été conçu dès mars 1879 dans le central Western Union de Leroy Firman à Chicago.

Rappel : LB Firman était le directeur général de l'American District Telegraph dépose un Brevet le 7 janvier 1881 brevet n° 252 576, accordé le 17 janvier 1882 à la Western Electric Manufacturing Company, en tant que cessionnaire de Leroy B. Firman .

Un nouveau pas en avant fut constitué par la découverte du multiple en dérivation, dont les signaux d'appel, a relèvement automatique, sont situés à la partie supérieure du meuble, ce qui force la téléphoniste, à chaque appel, à fixer son regard d'abord vers le haut du meuble pour lire le numéro d'appel, de transcrire mentalement ce numéro dans celui du jack local correspondant situé à la partie inférieure du meuble et d'enfoncer ensuite une fiche de réponse dans ce jack local. Malgré cet inconvénient, qui était la cause d'une grande fatigue pour la téléphoniste, ce meuble fut considéré, à ce moment, comme un progrès réel, car il permettait d'élever le nombre des communications à l'heure à 125 environ par opératrice.

En raison des complications liées à la conception d'un test d'occupation réalisable, l'utilisation à part entière du multiple n'a commencé qu'en 1883.

En 1885, plusieurs standards téléphoniques avaient été introduits dans quinze villes, allant d'Elgin, dans l'Illinois (14 000 habitants), aux trois plus grands bureaux centraux à New York.
Boston, en particulier, avait pris l'initiative de convertir la totalité de son central à la commutation multiple et, en 1885, JohnJ. Carty, de l'American Bell Telephone Co., basée à Boston, a présenté un article devant la NTEA, approuvant avec enthousiasme la nouvelle technologie.
Après avoir documenté comment il avait réduit la charge de l'opérateur de 25 pour cent, Carty a conclu son rapport avec une déclaration audacieuse : « à mon avis, je considère le problème du tableau de distribution résolu. »
Au cours des quatre années suivantes, l’évaluation optimiste de Carty a semblé être corroborée par l’expérience d’autres villes.
L'évaluation la plus approfondie des problèmes multiples et autres liés à la commutation a eu lieu au cours des trois jours du « Tableau de commutation téléphonique ». Conférence tenue dans les bureaux de l'American Telephone and Telegraph Company (AT&T) en décembre 1887.
La conférence du standard s'inspire de la très réussie conférence par câble tenue en septembre de la même année pour améliorer les techniques de transmission vocale.
Mais la différence entre les deux rencontres est instructive. La Conférence sur le câble, axée sur des solutions strictement techniques à des problèmes bien définis, était une affaire ponctuelle qui a réussi à formuler des spécifications standard exactes à mettre en œuvre dans l'ensemble des sociétés titulaires de licence Bell.
La conférence téléphonique, en revanche, a soulevé plus de questions qu’elle n’en a répondu. Ses membres ont jugé nécessaire de tenter de définir exactement quelle était la fonction d'un central téléphonique.
Les problèmes identifiés ne se sont pas révélés susceptibles de parvenir à un consensus, et encore moins à une résolution immédiate. Au contraire, les participants à la conférence sont devenus le noyau d’un « comité standard » qui a été aux prises par intermittence avec les mêmes problèmes au cours des huit années suivantes.
La conférence était présidée par E. J. Hall, ancien directeur de la bourse de Buffalo et aujourd'hui vice-président et directeur général d'AT&T.
AT&T Co. avait été créée en 1885 pour financer et gérer le développement longue distance. Son ingénieur Angus Hibbard était également présent. La société ABT Co., basée à Boston, était représentée par l'électricien Thomas Lockwood, qui a rédigé le synopsis de la conférence, et par l'ingénieur-conseil Joseph Davis. Charles Scribner et E. M. Barton représentaient le fabricant de tableaux Western Electric Co. En plus de ces représentants des intérêts nationaux de Bell, dix électriciens et directeurs des plus grandes bourses Bell de Brooklyn, New York, Chicago, Pittsburgh, Cincinnati, Boston, Kansas City, et Saint-Louis y a participé.
La composition de la conférence était une indication de la stratification croissante entre les exigences techniques des grands centres urbains et celles du reste du pays. En effet, la conférence a commencé par « rejeter tous les standards et centraux de moins de 1 000 lignes » parce que les problèmes qui préoccupaient la conférence « ne commencent pas avant que ce nombre ne soit atteint.
Entre autres recommandations relatives au développement à distance, la conférence a donné au groupe son cachet officiel d'approbation." .
Mais la décision la plus importante issue de la conférence a été une définition explicite du rôle de l'échange dans le service téléphonique.
Dirigés par Thomas Lockwood, les participants ont convenu que la compagnie de téléphone devrait assumer autant que possible les fonctions de commutation et de signalisation du service téléphonique. Leur désir de populariser le téléphone et de le faire accepter comme un ustensile indispensable de la vie moderne les a engagés à rendre la commutation aussi transparente que possible pour l'utilisateur.
Le processus d'établissement d'une connexion doit être entièrement géré par des professionnels qualifiés et ne suppose aucune connaissance ou intelligence particulière de la part de l'utilisateur. Comme l’a déclaré E. J. Hall quelques années plus tard, « toute tentative visant à mettre l’utilisateur à notre service et à lui faire faire une partie du travail est un mouvement qui ne va pas dans la bonne direction ».

Le principe de « transparence pour l’utilisateur » a joué un rôle majeur dans les décisions d’acceptation ou de rejet des technologies de commutation et de signalisation au cours des quarante années suivantes. Cela a été un facteur majeur, par exemple, dans la décision du système Bell de résister à la commutation automatique, car le commutateur automatique proposé augmentait en fait la participation de l'abonné au processus de commutation en l'obligeant à composer des numéros. Cette attitude trouve en grande partie son origine dans les problèmes d'organisation rencontrés pour changer de contrôle efficacement sans introduire l'élément aléatoire et incontrôlable de la participation des abonnés. Il a également milité contre la division du travail dans l’établissement de liens. Les dirigeants souhaitaient concentrer toutes les opérations nécessaires au rapprochement de deux abonnés entre les mains d'un seul opérateur, capable de mener à bien le processus et d'assumer l'entière responsabilité du raccordement.
C'était une autre bonne raison d'adopter le standard multiple, qui a permis d'atteindre cet objectif. Comme l'a souligné Thomas Lockwood lors d'un débat sur les mérites de l'ancien et du nouveau standard, le système de transfert « a besoin de l'intelligence coopérative de deux personnes pour établir une connexion », tandis que « dans l'équivalent du fil principal utilisé dans le multiple, l’intelligence d’une seule personne est requise.
Malgré le fort soutien apporté par la conférence au multiple, les participants avaient déjà commencé à affronter certains de ses problèmes latents. Les améliorations d’efficacité du multiple étaient presque entièrement dues à l’élimination des connexions transférées.
Cependant, il n'y est parvenu qu'en augmentant considérablement le nombre de fils et de prises de connexion dans un central. La Metropolitan Telephone Co. de New York avait déjà découvert que la construction d'un standard multiple de 10 000 lignes pour l'ensemble de la ville coûterait plus de deux fois plus cher que la construction de trois bureaux centraux plus petits et dispersés et le maintien de certaines lignes réseau.
En effet, le standard multiple avait, à un niveau supérieur du système téléphonique, ont adopté sans réserve cette augmentation mathématique des facilités de connexion que le central lui-même a été inventé à l'origine pour éviter.
Au sein du central téléphonique, il faisait passer une ligne directe pour chaque abonné d'une section du tableau à toutes les autres sections, tout comme un système téléphonique primitif et sans échange pouvait faire passer un fil direct de chaque téléphone à chaque autre.
À ce stade de l'évolution de la commutation, les coûts et les délais associés à l’utilisation de « l’intelligence coopérative de deux personnes » pour établir une connexion étaient si rébarbatifs que la multiplication des appareils physiques semblait pour la plupart une alternative préférable.
Par conséquent, la quantité de prises et de fils dans un standard multiple augmentait comme le carré du taux d'augmentation du nombre d'abonnés.
Pour les centraux comptant entre 500 et 3 000 abonnés, l'installation supplémentaire semblait valoir les économies en termes d'efficacité et de main d'œuvre. Mais combien de temps cette augmentation géométrique pourrait-elle durer avant que les discéconomies ne recommencent à s’installer ?

Retour à la planche à dessin
Carty avait salué le multiple comme la solution au problème du standard en 1885.
Il n’a fallu que six ans pour lui prouver qu’il avait tort. À l’été 1891, les déséconomies d’échelle et divers problèmes techniques étaient devenus suffisamment inquiétants pour inciter à la formation d’un comité spécial. Une note rédigée par Joseph Davis d'ABT affirmait que « bien que le standard multiple sous sa forme actuelle soit maintenant d'usage général et semble répondre aux nécessités du cas mieux que tout autre, il est évident qu'un sentiment de malaise existe toujours dans les esprits. de bon nombre de nos plus grands penseurs concernant son emploi permanent.
Le groupe s'était révélé sensible à un certain nombre de difficultés électriques. Mais ces bugs techniques ont pu être et ont été rapidement surmontés grâce à des perfectionnements dans les circuits. La véritable source de « malaise » était fondamentale dans la conception du multiple. Dans les centraux des grandes villes, les parties du multiples menaçaient de devenir si grandes qu'un seul opérateur ne pouvait pas atteindre toutes les prises. (À cette époque, la taille minimale d'une prise de jonction était d'environ un demi-pouce carré, et seulement 6 000 d'entre eux pouvaient être disposés à portée d'un opérateur.)
Au moment où il en est arrivé là, le coût énorme de la multiplication des prises et les fils ont commencé à faire des ravages.
Ces problèmes freinaient sensiblement la croissance de la téléphonie. Les abonnés devenaient réticents à propos des tarifs. À New York, le tarif professionnel atteignait 240 dollars par an. Le rapport annuel de l'ABT pour 1892 a jugé nécessaire de mentionner et de contre-critiquer le fait que les taux dans les grandes villes étaient trop élevés par rapport à ceux des petites villes en faisant appel aux déséconomies de change. Le taux de croissance du nombre d'abonnés était tombé à 5 pour cent par an ou moins. Les sociétés d'exploitation elles-mêmes devenaient aussi tendues que leurs abonnés. Comme Scribner l'a souligné au comité, ils se sont abstenus de commander les appareils de commutation dont ils avaient besoin ; dans certains cas, [ils] ont refusé des abonnés parce qu'ils n'avaient pas d'installations pour les connecter aux centraux ; et ils sont aujourd'hui dans l'impossibilité de passer des commandes d'appareils de standardisation parce qu'ils ne savent pas de quel type d'appareils ils ont besoin.

Pour ajouter aux malheurs des sociétés d’exploitation, le problème des lignes réseau était de retour. Dans les grandes zones métropolitaines, un nombre croissant de connexions assurées s'effectuaient entre abonnés desservis par différents bureaux centraux.
Les liaisons partagées étaient plus prononcées à New York et à Chicago, où seulement 40 et 50 pour cent des connexions, respectivement, étaient locales à un bureau. Les problèmes liés aux connexions à ressources partagées entre les centraux étaient exactement les mêmes que ceux qui avaient affecté les connexions de transfert au sein des bureaux de commutation dix ans plus tôt : ils prenaient plus de temps, mobilisaient deux opérateurs et étaient plus sujets aux erreurs : dans ces centres vastes et dispersés, la boucle était revenue au problème de l'utilisation de « l'intelligence coopérative de deux personnes » pour établir une connexion, uniquement à un moment donné. composant de niveau supérieur du système (connexions inter-bureaux plutôt qu'intra-bureaux).

Le Comité des standards et appareils téléphoniques était un groupe de sept hommes représentant AT&T, ABT, Western Electric et les bourses de Boston, New York et Chicago. Encore une fois, E.J. Hall l'a présidé. Le groupe s'est réuni six fois, de juillet 1891 à mai 1895. Sa composition a légèrement changé au cours de cette période, Davis supplantant finalement Hall à la tête. Après une année de faux départs, ses archives documentent une révolution dans la signalisation, l'alimentation électrique et l'organisation qui a résolu le problème du standard pendant de nombreuses années.
Bien que les archives du comité fournissent la documentation la plus complète sur le type de problèmes qui ont conduit à cette révolution, le comité lui-même était rarement responsable des changements. Beaucoup de ses recommandations se sont révélées erronées et ses propositions se sont souvent révélées sans issue. Il s'agissait plutôt d'un forum précieux où de nouvelles idées pouvaient être présentées pour discussion et évaluation, puis testées dans les échanges locaux.
Les deux premières réunions du comité ont exposé les problèmes et mis en œuvre deux innovations : un standard dans lequel les prises étaient placées horizontalement plutôt que verticalement pour augmenter la capacité des opérateurs, et un « système d'échange de lignes combinées » qui utilisait des lignes réseau partagées plutôt que des lignes individuelles pour se connecter. abonnés au central.
Des modèles fonctionnels des deux types ont été construits par les ingénieurs d'AT&T et de Western Electric et évalués lors des réunions du comité. Les deux étaient des impasses.
- Le standard horizontal a réussi à réduire quelque peu la multiplication des équipements, mais le placement des annonciateurs au-dessus les rendait plus difficiles à voir et à atteindre, et la disposition horizontale avait tendance à emmêler les cordons et à provoquer des interférences entre les opérateurs lors des connexions. »
- Le système de lignes combinées, en revanche, n’a pas été un échec complet. Bien que cette technologie spécifique n'ait jamais été adoptée, elle représentait la première prise de conscience du système Bell selon laquelle les installations de lignes partagées pouvaient être une source de grandes économies plutôt qu'une cause de maux de tête, de dépenses et de retards.
Le plan de lignes combinées reposait sur un principe fondamental de l'ingénierie du trafic : étant donné que le nombre de circuits utilisés simultanément est toujours bien inférieur au nombre total d'abonnés, seules les installations suffisantes pour gérer la charge de pointe doivent être fournies. Si oui, pourquoi faire passer 1 000 lignes distinctes à 1 000 abonnés ? Pourquoi ne pas y installer un câble contenant seulement 100 circuits et trouver un moyen de permettre aux abonnés de se brancher sur ceux qui ne sont pas utilisés ? De cette façon, les installations pourraient être partagées tout en conservant les avantages de la confidentialité et de la signalisation individuelle.
Le modèle de fonctionnement des lignes combinées était pratiquement une réinvention de l’ensemble du système téléphonique. Cinq lignes réseau desservaient vingt à quarante abonnés. Le téléphone était équipé d'une prise ; Chaque fois qu'un abonné souhaitait se connecter, il se dirigeait vers son téléphone et insérait une fiche dans la prise de la première ligne interurbaine gratuite. L'insertion de la fiche a déclenché un signal sur tous les autres postes du faisceau, indiquant que la ligne était utilisée, et a provoqué la chute d'un volet du standard du central. Le nouveau système permettait d'appeler les abonnés pendant qu'ils parlaient, car ils pouvaient être contactés via une autre ligne interurbaine ouverte. Il permettait de relier des compteurs automatiques à une ligne, permettant ainsi aux appelants de voir leur facture s'additionner. Cela simplifiait et réduisait la taille du standard, puisque les prises et les prises n'étaient nécessaires que pour les lignes principales plutôt que pour chaque abonné individuel.
Hall et le reste des participants étaient très enthousiasmés par l'échange de lignes combinées. Comme l’a déclaré Hall, « l’aspect le plus attrayant est peut-être la possibilité qu’il offre de proposer un service à très bas prix pour répondre aux besoins des petits clients ».
Pourtant, après la deuxième réunion du comité du standard en octobre 1891, lorsque les dessins du modèle furent exposés, on n'entendit plus guère parler du projet de ligne combinée. Contrairement au standard horizontal, il n’a jamais été explicitement rejeté par la commission. L'explication la plus probable de sa non-adoption pourrait être les problèmes de signalisation dus à la relation impersonnelle entre l'abonné et l'opérateur. Étant donné que n'importe quel abonné du groupe de lignes réseau pouvait se présenter au standard sur n'importe quelle ligne, l'opérateur n'avait aucun moyen de savoir quel abonné contacter en cas de rupture de connexion. Il se peut également que son développement ait été dépassé par d’autres innovations qui promettaient des économies identiques, voire supérieures.

Les deux premières réunions du comité ont effectivement abouti à une amélioration importante du standard multiple.
Les difficultés électriques mentionnées ci-dessus ont été éliminées par l'invention du tableau multiple « borne de dérivation », qui utilisait un fil de terre commun et disposait d'un fil de test séparé pour chaque prise.
Mais il existe une distinction claire et importante entre les domaines dans lesquels les premières réunions du comité ont réussi et ceux dans lesquels elles ont échoué. Les problèmes qui pouvaient être résolus par la construction de circuits et de machines plus raffinés ont été résolus.
Les problèmes qui n'étaient pas électriques ou mécaniques mais organisationnels, tels que les canalisations et les déséconomies d'échelle, ont échappé au comité. Comme le conclut Hall, « les travaux du comité n'ont abouti, comme on l'espérait, à aucune suggestion tendant à réduire le coût du standard. Au contraire, même si nous disposons d’une meilleure planche qu’auparavant, nous en avons également une qui est plus chère.

Vers une organisation scientifique du central :
Les troisième et quatrième réunions des comités de standard, tenues en mars et mai 1892, marquent un tournant dans la lutte du système Bell contre le problème du standard. À l'état embryonnaire, quatre idées ont finalement ouvert la voie à l'expansion illimitée de la commutation téléphonique : (1) l'ingénierie du trafic, (2) le standard divisé, (3) le signal lumineux et (4) la batterie commune.
La solution n’est pas apparue sans heurts. Les années 1892 à 1897 ont été marquées par tant de bouleversements et d'expérimentations dans le domaine de la commutation et de la signalisation qu'Angus Hibbard a estimé la durée de vie attendue d'un tableau de distribution à un ou deux ans maximum. Toutes les innovations critiques répertoriées se sont développées indépendamment les unes des autres. En 1900, cependant, ils avaient convergé vers une technologie et une pratique de commutation matures qui constituèrent la base des quatre décennies suivantes de croissance du service téléphonique.

La base de l'ingénierie du trafic est l'observation scientifique des modèles d'appel et l'utilisation des données ainsi recueillies pour maximiser l'efficacité d'un centre. Les travaux de la troisième réunion du comité du standard se distinguent à cet égard de ceux qui l'ont précédé. La réunion contient ou fait référence à quatre études détaillées de trafic.
Contrairement aux statistiques d'échange informelles et incommensurables qui avaient été recueillies auparavant par la NTEA, les rapports statistiques de cette réunion se rapprochent d'expériences scientifiques ciblées. Les données ont été collectées et analysées pour tester une hypothèse spécifique. La méthode de collecte des données était systématique et reproductible.
« Le moteur de ce changement était le désir de lutter contre les déséconomies du multiple. Dans un rapport, E. J. Hall a utilisé les enregistrements de la bourse de Buffalo pour compiler un rapport massif sur les modèles d'appels parmi ses abonnés. Le rapport de Hall faisait partie d'une tentative visant à trouver un moyen de diviser un grand tableau multiple en deux parties plus petites et moins coûteuses.
Bien entendu, l'obstacle à cette réalisation était auparavant que le coût et les inconvénients des appels partagés entre deux cartes étaient considérés comme supérieurs aux économies de câbles et de prises. Mais une analyse du trafic comme celle qu'il avait préparée, soutenait Hall, leur permettrait de diviser les abonnés en deux groupes relativement autonomes et de maintenir les liaisons au minimum.

Poursuivant le lien entre l'analyse du trafic et la planification des installations d'échange, ABT entreprit en 1893 une étude du bureau central de Chicago. L'étude a été supervisée par Hibbard, qui a préparé une méthode standard et un formulaire de données qui ont ensuite été diffusés à d'autres bourses par l'intermédiaire du comité du standard. La méthode utilisée par Hibbard pour recueillir des statistiques de trafic, connue sous le nom de « compte de points », est devenue un outil standard d’ingénierie du trafic à l’ère de la commutation manuelle. » En 1895, la prise et l'enregistrement des données de comptage étaient standardisés dans toutes les sociétés Bell par le comité du standard. Les données de trafic étaient utilisées pour égaliser la charge des opérateurs, augmentant ainsi leur capacité et réduisant la taille du standard, et pour identifier le quantité minimale de lignes principales nécessaire pour gérer le trafic de pointe circulant entre deux bureaux centraux .

Les problèmes liés au changement sont toutefois apparus plus clairement dans les propositions visant à abandonner complètement le principe multiple et à mettre en œuvre ce qu’on a appelé un « échange divisé ». Dans un certain sens, l’échange divisé constituait une rupture radicale avec la technologie de commutation existante. Plutôt que de tenter de réduire ou d’éliminer le besoin de coopération des opérateurs pour établir une connexion, il a adopté sans réserve la division du travail. Dans un autre sens, le commutateur divisé était un retour au standard prémultiple, mais avec de nouvelles techniques de signalisation. Le nombre et la variété de ces propositions entre 1892 et 1895 montrent que l'organisation des opérations d'échange (commutation) était en pleine effervescence.
Les échanges divisés utilisaient deux opérateurs ou plus sur des tableaux distincts pour établir une seule connexion. En effet, chaque appel devenait un appel transféré. Cela a éliminé le besoin d'une multiplication coûteuse des équipements et a rendu plus facile pour le système de gérer de grands volumes de canalisations. Les partisans de tels systèmes ont compris que le partage des responsabilités pour établir une connexion nécessitait une coopération rapide et routinière entre les opérateurs et une signalisation pratiquement automatique et sans erreur. Ils ont ainsi été contraints de repenser et de rationaliser le processus de traitement des appels : comment signaler une ligne occupée ?
Que s'est-il passé lorsqu'une mauvaise connexion a été établie ? Comment les opérateurs ont-ils apprisque l'abonné pouvait être déconnecté ? En focalisant l'attention sur ces questions, le central divisé a apporté une contribution durable aux opérations téléphoniques.

Les propositions se sont présentées sous diverses formes.
Lors de la quatrième réunion du comité du standard, E. J. Hall a proposé un « standard divisé » qui allait bien au-delà de son idée antérieure de diviser le groupe en fonction des modèles de trafic. Il séparait physiquement et fonctionnellement les opérateurs qui répondaient aux abonnés de ceux qui les mettaient en relation avec l'abonné souhaité.
Le central téléphonique était divisé en deux types de standards appelés tableaux A et B.

Les centraux divisés renversaient complètement le principe de centralisation des standards multiples : chaque appel était traité comme une connexion interurbaine sur deux types différents de standards - un tableau A et un tableau B - et nécessitait deux opérateurs ou plus pour établir chaque connexion. Les demandes d'appels entrants étaient reçus sur un tableau A et étaient acheminées vers le tableau B approprié. (jusqu'à 8 000 abonnés ). Les cartes B étaient équipées de prises complètes pour 100 abonnés.
Les lignes principales de plusieurs cartes B étaient connectées à une carte A. L'opérateur A répond à toutes les demandes d'appel et, à l'aide d'un circuit d'appel, notifie l'opérateur B approprié qui, à son tour, indique le numéro de ligne réseau correct à l'opérateur A.
La division des échanges a résolu les déséconomies d'échelle associées à la commutation vers les grands échanges, mais elle n'a guère contribué à la construction du système envisagé par Bell. Au contraire, ces échanges divisés ont exacerbé les différences technologiques entre les grands réseaux urbains et ceux des petites villes. Alors que les échanges divisés sont devenus d'usage courant dans les grandes villes comme San Francisco, Chicago et New York au milieu des années 1890, les petites villes ont continué à utiliser des tableaux multiples modifiés.
Tant que les centraux téléphoniques restaient essentiellement des réseaux locaux, l'utilisation de technologies de commutation différentes n'avait pas d'impact énorme, mais l'incompatibilité technique est rapidement apparue comme un problème lorsque les expériences de transmission longue distance de l'American Bell Telephone Company ont commencé sérieusement..

À peu près au même moment, le président Sabin de la Pacific Telephone Co. développa une division différente du travail pour son central de San Francisco. Le « système express », comme on l’appelait, traitait de la complexité en établissant une hiérarchie. Il a également été le premier à s’appuyer sur le commutateur pour envoyer automatiquement les signaux de l’abonné au central.

1894 Le «Système express» de Sabin en fonctionnement du multiple de San Francisco de la Pacific Telephone & Telegraph Co.

Le système Express de Sabin a été le premier à s'appuyer sur le commutateur pour envoyer automatiquement les signaux de l'abonné au central.
En 1895 Plus de 10 000 abonnés sur la côte du Pacifique étaient desservis par le système Sabin's Express .

En 1894, la Chicago Telephone Co. a mis en œuvre un système express conçu par Hibbard et Sabin dans deux de ses bureaux.

En 1896, environ 15 pour cent des abonnés de Chicago en étaient desservis. " Moins de dix ans plus tôt, le standard multiple avait été développé pour éviter les dépenses liées aux liaisons et à la division du travail. Aujourd'hui, les liaisons et la division du travail étaient adoptées comme la solution à la cherté du multiple.

La se termine ce récit de MILTON MUELLER

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D'une manière pratique, les problèmes de transmission filaire et de commutation garantissaient que le « système » téléphonique restait fonctionnellement à peine plus qu'un groupe vague de centraux téléphoniques locaux. L'avancée la plus significative vers ce qui pourrait être considéré comme se rapprochant du « système d'intercommunication » décrit par Bell fut l'introduction de tableaux de distribution de batteries communs à la fin des années 1890.
Le concept du standard de batterie commun a été introduit par Hammond V. Hayes, ingénieur en chef du département mécanique d'American Bell Telephone, lors de la quatrième réunion du comité du standard en 1892, où il a rencontré extrêmement peu d'enthousiasme et une certaine opposition. Il a fallu plus de cinq ans de persévérance à Hayes avant que les premiers essais de cartes de batterie communes ne soient lancés. Contrairement à l'arrangement antérieur dans lequel chaque instrument téléphonique était équipé de sa propre batterie et de son propre signal d'appel à magnéto, les tableaux de distribution à batterie courants utilisaient une source d'alimentation centrale située dans le central téléphonique pour fournir le courant électrique nécessaire au téléphone de l'abonné et pour faire fonctionner tous les appareils téléphoniques. et des signaux.
Mueller soutient que, plus que toute autre avancée technique, le standard à batterie commun « a intégré le réseau fragmenté de Bell en un système intégré, absorbant et résolvant simultanément les problèmes de signalisation, de transmission, de maintenance et de relation locale-interurbaine ».

Quelques années après, on remédie aux inconvénients des signaux à relèvement placés à la partie supérieure du meuble, en les remplaçant par les lampes minuscules associées aux jacks locaux. Ceci permit de réduire en un faible espace la surface occupée par ces jacks et ces lampes, à la partie inférieure du meuble, bien à portée de la main de l'opératrice. De ce fait, le service était très notablement amélioré et facilité, ce qui permettait à l'opératrice d'établir environ 150 commutations à l'heure.

— Vers 1896, apparurent les premiers multiples à batterie centrale. J'insiste tout particulièrement sur l'immense progrès que représente l'application du système dit à batterie centrale, car, c'est grâce à lui que les autocommutateurs, déjà inventés depuis 1887, purent ensuite atteindre leur degré de développement et de perfection actuels. La batterie centrale concentre, en un point unique, la source d'énergie électrique destinée à remplacer la totalité des piles primaires qui jadis étaient éparpillées chez tous les abonnés du réseau. Ceci représente également une grande économie d'entretien, une plus grande sécurité de fonctionnement et une meilleure distribution de l'énergie électrique pour l'ensemble de tous les abonnés. Cela permet également de simplifier les installations des postes et des tableaux chez les abonnés, à cause de la suppression de toutes les piles microphoniques, dé la suppression de toutes les magnétos d'appel et enfin de la réduction à deux fils de tous les circuits de connexion chez' les abonnés. Il y a, en même temps, grâce à la batterie centrale, une simplification énorme dans les manoeuvres imposées aux abonnés, car ceux-ci, pour appeler, n'auront plus qu'à décrocher leur récepteuret pour donner le signal de fin, n'auront plus qu'à le raccrocher.
En effet, la remise au crochet du récepteur donne automatiquement ce signal de fin au bureau central, grâce au fonctionnement du signal de supervision réservé à chacun des 2 deux abonnés. Vous savez, en effet, qu'au bureau central la communication est établie par une paire de cordons, or, chacun des abonnés est représenté dans le cordon qui lui correspond par une lampe de supervision qui ne s'éteint que lorsque l'abonné a son récepteur décroché, c'est-à-dire pendant toute la durée de la conversation. Donc, à la fin de la conversation, Lorsque l'abonné raccroche son récepteur, la lampe de supervision, qui le représente, s'alllume. Lorsque les deux lampes de supervision sont simultanément allumées, il en résulte un signal de fin de communication tellement précis que la téléphoniste n'a nul besoin de rentrer sur la ligne pour s'assurer que les abonnés ont bien terminé leur conversation. Il en résulte, pour la téléphoniste, une très grande sécurité dans ses manoeuvres et un gain de temps énorme, ce qui lui permet d'établir : environ 200 communications à l'heure. Au moyen du signal de supervision, un des deux abonnés peut appeler l'attention de la téléphoniste et lui donner l'ordre de rentrer en écoute sur la ligne, en faisant produire par cette lampe des éclats lumineux, éclats qui résultent du fait que l'abonné soulève et rabaisse, dans un mouvement lent, le crochet de son récepteur.
L'ensemble des progrès réalisés par la batterie centrale permit d'améliorer considérablement le service téléphonique.

— Mais le progrès ne s'arrêta pas là, c'est à partir de ce moment que se fait sentir l'évolution vers l'automatisme, et quoique la batterie centrale fût déjà très automatique en certaines de ses opérations, elle se transforma néanmoins en un commutateur perfectionné, par l'adoption des relais dont le fonctionnement permet de supprimer les clés d'appel et les clés d'écouté. Ceci réduit les manoeuvres de l'opératrice au simple geste de l'enfoncement de la fiche de réponse dans le jack local associé à la lampe d'appel et d'introduire ensuite la fiche d'appel dans le jack général de l'abonné demandé. Lorsque les deux lampes de supervision s'allument, l'opératrice retire les deux fiches, ce qui remet aussitôt tous les organes au repos, prêts à être réutilisés pour une nouvelle communication.