Telegraf und Telefon Geschichte


Telegraf und Telefon – Der Beginn moderner Telekommunikation vor 160 Jahren

Telefonmast

Telefonmast

Die Urväter heutiger Telekommunikations- und Netzwerktechnologie sind der Telegraf und das Telefon.
Bereits 1847 wurde damit der Grundstein für die Entwicklung der heutigen Kommunikationstechnologien gelegt.
Doch wer hat das Telefon eigentlich erfunden? Viele sprechen dies dem Amerikaner Graham Bell zu, doch auch Philipp Reis,
Elisha Gray und Antonio Meucci experimentierten früh mit der elektrischen Sprachübertragung.

Mit der Erfindung des Telegrafen im Jahre 1847 lässt sich der Beginn der elektronischen Datenübertragung exakt datieren.

Interessant ist dabei die Tatsache, dass das dafür verwendete Morsealphabet schon damals quasi digitale Züge aufwies: es bestand nämlich nur aus den beiden Zeichen „Punkt“ und „Strich“.

 

Telegraf

Telegraf

Aber es dauerte nach der Erfindung des Telefons noch über 100 Jahre bis auch die Sprachkommunikation mit der Einführung von ISDN (Integrated Services Digital Network) Ende der 80er Jahre digitalisiert wurde.

 

 

morse code

 

 

 

 

Die digitale Signalübertragung, insbesondere über IP-basierte Multiservice-Netzwerke ist heute Standard für alle Kommunikationsformen.

 

 

 

morse code

Carrier Ethernet

Carrier Ethernet

 

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Carrier Ethernet Multi-service Platform

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Die erste deutsche Begriffsbestimmung für Télécommunication stammt aus dem Jahr 1934 und lautet:

„Fernmeldeverkehr, Nachricht jeder Art: Jede telegrafische oder fernsprechmäßige Übermittlung von Zeichen, auch von Zeichen für Meldezwecke, von Schriften, Bildern und Schallwellen jeder Art, sei es auf dem Drahtwege oder drahtlos, sei es mit Hilfe anderer Mittel oder Verfahren elektrischer oder sichtbarer Zeichengebung (Semaphore).“

Wenn die Frage aufgeworfen wird, wer denn das Telefon erfunden habe, dann kommt zumeist als Antwort: Bell.

Phonautographen

Phonautographen

Das ist aber nicht die ganze Wahrheit. Alexander Graham Bell reichte mit Hilfe seines Anwalts am 14. Februar 1876 den Patentantrag für seinen zuvor entwickelten „Phonautographen“ ein und erhielt bereits am 7. März desselben Jahres das Patent erteilt.

 

Philipp Reis

Philipp Reis

 

 

 

 

Betrachtet man die Entwicklung des Telefons chronologisch, dann muss an erster Stelle Philipp Reis genannt werden.

Dokumentiert ist, dass der Friedrichsdorfer Lehrer Philipp Reis vor den Mitgliedern des Physikalischen Vereins in Frankfurt am 26. Oktober 1861 einen Vortrag „Über Telephonie durch galvanischen Strom“ hielt und anschließend das von ihm entwickelte Telefon vorführte.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vermittlung

Vermittlung

Kabelnetz der Reichsautobahnen

Kabelnetz der Reichsautobahnen

 

 

Kabelnetz der Reichsautobahnen, die von der Reichsbahn mitbenutzt wurden STAND 1940

 

 

Telefon

Telefon

Erste Telefonanlange

Erste Telefonanlange

 

Hebdrehwählereinheit

Hebdrehwählereinheit

Fernmeldeflachrelais

Fernmeldeflachrelais

 

Drehvorwaehler

Drehvorwaehler

Kontaktplan zur Fehlersuche

Kontaktplan zur Fehlersuche

Telefonnetz Entwicklungen in Deutschland

Das Deutsch Reich

Das Deutsch Reich

 

 

 

  • Das Monopol für die Nachrichtenübermittlung lag bei der Deutschen Reichpost.
  • Zuerst bei dem Telegraphen Verkehr (Vorläufer des Fernschreibers), dann wurde das Monopol auf den Fernsprechverkehr ausgedehnt.
  • Die Reichspost war eine Behörde und die Gebühren gingen unmittelbar an den Staat.

 

Weitere technische und organisatorische Entwicklung

Um das Telefon gebrauchsfähig zu machen, war der Aufbau eines komplexen Systems nötig, das neben dem Telefonapparat auch Übertragungsleitungen und Einrichtungen für variable Verbindungen enthielt.

Stichworte zur Abfolge der Entwicklungsschritte:

  • Übertragung
    • oberirdische Telegrafenleitungen
    • unterirdische Kabel (ab 1936), Vielfach-Leitungen
    • Mehrfach-Nutzung einer Leitung, Frequenzmodulation
    • Übersee-Verbindungen, Funksender, Unterseekabel

 

 

Vermittler

Vermittler

 

 

  • Vermittlung
    • Klappenschränke
    • Stöpselverbindungen, „Fräulein vom Amt“, Ortsbatterie- und Zentralbatteriebetrieb
    • Nummernwählsystem, Wählscheibe
    • Hebdrehwähler und Edelmetall-Motor-Drehwähler (ab 1950) in automatischen Vermittlungen
  • Dienste-Erweiterung
    • Anrufbeantworter
    • Faxgeräte
    • Multimedia
  • Organisation
    • Deutsche Reichspost
    • Monopolbetrieb Reichspost / Bundespost
    • Aufspaltung in Post und Telekom
    • Beendigung des Monopolbetriebs, Zulassung kommerzieller Anbieter

Entwicklung des Selbstwählsystems

Die erste Vermittlungsstelle mit Wählbetrieb in Europa wurde 1908 in Hildesheim mit 900 Teilnehmern in Betrieb genommen. In diesem Ortsbereich war es möglich, selbst zu wählen.

 

 

Der vor nicht allzu langer Zeit noch gebräuchliche Nummernschalter, auch Wählscheibe genannt, wurde von Siemens & Halske entwickelt und im April 1913 als Patent angemeldet.

 

 

Wahlscheibe

Wahlscheibe

Wahlscheibe von hinten

Wahlscheibe von hinten

  • Am 3. September 1955 wurde die erste selbstwählbare Verbindung ins Ausland eingerichtet, nämlich die Ortsverbindung Lörrach–Basel.
  • Die flächendeckende Einführung des Selbstwähldienstes zog sich allerdings, wohl auch bedingt durch Kriege und Wirtschaftskrise, noch lange hin.
  • Die letzte handbediente Ortsvermittlung im Bereich der damaligen Bundesrepublik Deutschland in Uetze bei Hannover wurde erst 1966 stillgelegt.

Der Vollausbau des Selbstwählferndienstes in Deutschland war erst 1972 erreicht.

  • Parallel dazu entwickelten die Bahngesellschaften ihr Telekommunikationsnetz weiter. So entstand unabhängig vom öffentlichen Netz ein internationales Selbstwahl-Fernnetz (in Deutschland: BASA ab 1932).
  • Bis ins zweite Drittel des 20. Jahrhunderts änderte sich an der Funktionsweise der Telefone kaum etwas.
  • 1971 jedoch, wurden erstmals in Westdeutschland mehr Telefongespräche (11,7 Milliarden) geführt als Briefsendungen (11,5 Milliarden) verschickt.
  • Die Entdeckungen auf dem Gebiet der Mikroelektronik ermöglichte 1974 die ersten Tastentelefone.

 

gruenes Telefon

gruenes Telefon

 

 

  • Ab diesem Zeitpunkt wurden Telefone in immer kürzeren Abständen technisch erweitert, zunächst durch Rufnummernspeicher und Displays, später unter anderem mit elektronischen Ruftönen und Freisprechfunktion.
Smartphone

Smartphone

  • Mitte der 1980er Jahre wurden die ersten schnurlosen Telefone auf den Markt gebracht.

 

schnurlos Telefon

schnurlos Telefon

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  • BIGFON (Breitbandiges Integriertes Glasfaser-Fernmeldeortsnetz) war der erster technische Versuch für ein Integriertes Breitbandfernmeldenetz (IBFN) in den 1980er Jahren.
  • Ziel war die praktische Erprobung von Glasfasertechnik für sämtliche Telekommunikationsdienste, in dessen Rahmen auch ein Bildfernsprech-Versuchsnetz (Video Telephony Network) installiert wurde.

Die Gesamtkosten betrugen rund 150 Millionen DM. Nach Schätzungen aus dem Jahr 1984 hätte die flächendeckende Verkabelung der Bundesrepublik Deutschland mit Glasfaserkabeln 200 bis 300 Milliarden DM gekostet und rund 30 bis 40 Jahre gedauert – führte zum Stopp 1988 beim generellen Ortsnetzausbau mit Glasfaser.

„Fiber to the Home“ (FTTH) oder „Fiber to the Building“ (FTTB) sind immer noch nicht einmal in der Vorrunde (Ende 2010 – heise/ct).

Diverse Stolpersteine in der Standardisierung und vor allem bei der Regulierung der Telekommunikationsmärkte behindern den flächendeckenden Ausbau der Glasfasernetze bis hin zu den Anschlüssen beim Endkunden.

 

Das digitale Netz

Ein großer technischer Umbruch in Deutschland erfolgte erst mit der Einführung von ISDN (Integrated Services Digital Network).

ISDN

ISDN

  • 1979 beschloss die Deutsche Bundespost die bis dahin lektromechanischen Vermittlungstechniken zu digitalisieren.
  • Ziel von ISDN war die bis dahin verteilten Dienste von Telefonie, Fax, Fernschreiber und anderen Datenübertragungen auf einem Netz zu vereinen.
  • Ab 1989 wurde ISDN bundesweit eingeführt und steht seit 1993 flächendeckend zur Verfügung.

 

Normung: Im Dezember 1993 unterzeichnete die Deutsche Telekom, als einer von 26 Unterzeichnern, das “Memorandum of Understanding on the Implementation of a European ISDN”. — > das System als europäischen Standard einzuführen. Im Mai 1994 waren die notwendigen Softwareänderungen in den digitalen Vermittlungsstellen der Deutschen Telekom abgeschlossen.

Durch eine Fördermaßnahme der Deutschen Telekom in den Jahren 1995/1996 wurde die Anzahl der EURO-ISDN-Anschlüsse in Deutschland beträchtlich gesteigert.

  • Heute ist Deutschland mit 20 % aller weltweit installierten ISDN-Anschlüsse in der Nutzung dieser Technik führend.

 

 

 

Glasfaser und Analogtelefon?

Bisher sind Glasfasernetze in den meisten Fällen nicht bis zum Verbraucher, also zu Privatkunden und Firmen, gelegt, sondern bilden quasi das Rückgrat der Kommunikationsnetze, deren „letzte Meile“ dann oft Kupfer-Doppeladern oder Koaxialkabel sind.

letzten Meile

letzten Meile

Dieses wird dadurch deutlich, dass die Netzebene 2, also das Netz, welches die einzelnen Hauptverteiler miteinander verbindet, praktisch schon komplett mit Glasfaserkabeln vernetzt ist, während auf der letzten Meile fast immer noch eine Verkabelung über Kupferzweidrahtleitungen vorhanden ist.

 

 

Beim Übergang von den Glasfaserkabeln in die Kupferleitungen wird das ankommende optische Signal in den entsprechenden Verteilerkästen durch Umwandler angepasst und weiter über elektrische Impulse bis in die jeweiligen Wohnungen weitergeleitet.

weiterleitung

weiterleitung

 

ISDN Komfort Analog Wandler

Wandler

Wandler

  • Im Zuge des erhöhten Bandbreitenbedarfs in den letzten Jahren verlegt man jedoch das Ende der optischen Übertragung immer näher zum Kunden.
  • So wurden die weltweit ersten Glasfaser-Ortsnetze von der Deutschen Telekom unter der Bezeichnung OPAL (Opal ’93) bereits Anfang der 1990er Jahre mit Betriebsbeginn im Jahr 1993 installiert. Aktuell werden als Architektur für
    zukünftige Glasfasernetze sowohl Active Optical Networks (AON) als auch Passive Optical Networks (PON) weiterentwickelt.

Beim Netzausbau durch Glasfaserkabel werden verschiedene Ausbaustufen (FTT*) abhängig von der Reichweite der Glasfaserkabel unterschieden.

 

Das mobile Netz

  • Im Jahre 1958 begann die Deutsche Bundespost, der zu dieser Zeit auch die Telekommunikation oblag, bundesweit ein öffentliches Mobilfunknetz aufzubauen.

 

 

Das mobile Netz

Das mobile Netz

Innerhalb von zwölf Jahren gelang es, mit dem Funknetz vier Fünftel der Fläche der Bundesrepublik zu überziehen.

  • Damit war das so genannte A1-Netz das größte zusammenhängende Mobilfunknetz der Welt. Um Gebiete mit hoher Verkehrsdichte zu entlasten, wurden zusätzlich noch A2- und A3-Netz aufgebaut. Um die bis zu elftausend Teilnehmer zu bewältigen, waren fast sechshundert Vermittlungskräfte nötig.
  • Daher konzentrierte man sich auf eine Umstellung von manueller zur automatischen Vermittlung, die 1972 im B-Netz realisiert wurde.
Auto Telefon

Auto Telefon

 

 

Da dieses nach sieben Jahren mit dreizehntausend Benutzern vollständig ausgelastet war, wurde 1980 das B2-Netz hinzugeschaltet und die Kapazität auf knapp 27.000 Teilnehmer erweitert.

 

 

1986 löste das C-Netz, das bis zu 400.000 Endbenutzer gleichzeitig bedienen konnte, die beiden Vorgänger ab.
Neben tragbaren Endgeräten, die allerdings noch etwa siebenhundert Gramm wogen, war jetzt auch die Verbindung zu
Mobilfunkteilnehmern möglich, deren Aufenthaltsort dem Anrufenden nicht bekannt war.

 

Nach zwei Betriebsjahren zählte das C-Netz bereits über hunderttausend Nutzer. Für das Ende der neunziger Jahre rechnete man mit einer Million Teilnehmern im Mobilfunk.

C-Netz

C-Netz

 

 

 

 

 

 

 

 

Das D-Netz war 1992 schließlich die bislang letzte große Neuerung auf dem Gebiet
der Mobilfunknetze in Deutschland.

Im Vergleich zu den vorherigen Netzen gab es zwei wesentliche Unterschiede:

  • Einerseits wurden die technischen Belange von einer europäischen Kommission
    festgelegt, sodass der Weg für eine einheitliche europäische Mobilfunk-Lösung
    geebnet war,
  • andererseits erklärte sich die Deutsche Bundespost Telekom (DBPT) bereit,
    erstmalig mit Mannesmann Mobilfunk auch einen privaten Netzbetreiber
    zuzulassen.

Mannesmann erhielt das D2-Netz, während das D1-Netz weiter von der DBPT betrieben wurde.

  • Als erstes deutsches Mobilfunknetz wurde das D-Netz vollständig digital übertragen, was unter anderem nicht nur die Sprachqualität deutlich verbesserte, sondern auch kleine und leichte Endgeräte ermöglichte.
Nokia 6080 D-Netz Festeinbau

Nokia 6080 D-Netz Festeinbau

1994 wurde dann das E-Netz eingeführt.

  • Bis auf den Frequenzbereich (1800 MHz für E-Netz, 900 MHz für D-Netz) ist es technisch fast identisch zum D-Netz; beide Systeme arbeiten nach dem GSMStandard.

Das E-Netz stellt somit keinen Ersatz, sondern eine Erweiterung des D-Netzes dar. Im Zuge seiner Einführung sanken die Preise, und somit erlangte der Mobilfunk zunehmend auch bei Privatpersonen Attraktivität, sodass bereits 1995 etwa 3,7 Millionen Benutzer verzeichnet werden konnten. Innerhalb von neun Jahren verzwanzigfachten sich die Mobilfunknutzer auf rund 71 Millionen Nutzer im Jahr 2004.

Im Jahre 2004 nahm in Deutschland das UMTS-Netz seinen kommerziellen Betrieb auf. UMTS kann als Nachfolger des GSM-Standards gesehen werden. Es verwendet Frequenzen zwischen 1900 und 2170 MHz und bietet aufgrund besserer Übertragungsverfahren im Vergleich zu GSM eine stark erhöhte Übertragungsgeschwindigkeit. Der flächendeckende Aufbau des UMTS-Netzes ist in Deutschland zwar schon weit fortgeschritten, kann aber noch nicht als abgeschlossen gelten.

GSM

GSM

  • Die auf dem GSM-Standard basierenden digitalen D- und E-Netze, bleiben auch nach Einführung des UMTS-Standards weiter in Betrieb. Die Netzbetreiber haben angekündigt, dass sie eine Verlängerung ihrer derzeitigen GSM-Lizenzen anstreben. Eine Entscheidung hierüber ist noch nicht gefallen.
  • Die UMTS-Lizenzen haben in Deutschland eine Laufzeit von zunächst 20 Jahren.

Schon vor der Einführung von UMTS, der dritten Generation des Mobilfunks, beschleunigten GPRS (General Packet Radio Service) und HSCSD (High Speed Circuit Swiched Data) die Datenübertragung in den deutschen GSMMobilfunknetzen.

In GSM-Netzen waren die Daten-Übertragungsraten auf magere 9,6 kBit/s beziehungsweise 14,4 kBit/s im Compressed Mode begrenzt. Datendienste und mobiles Internet waren eine langsame und somit teure Angelegenheit – die GSMErweiterungen GPRS und HSCSD sollten hier Abhilfe schaffen.