Schnell per Smartphone noch einen Tisch fürs Abendessen reservieren, kurz per WhatsApp-Nachricht die Verabredung für den Nachmittag bestätigen oder ganz spontan einen Massagetermin buchen: Dass wir mit unseren Mitmenschen stark vernetzt sind und in Sekundenschnelle Nachrichten austauschen können, ist absoluter Alltag und für viele Menschen kaum noch wegzudenken. Doch wo nahmen die heutigen Kommunikationsmöglichkeiten ihren Anfang? Über berittene Boten, Brieftauben und Telegrafie-Techniken bis hin zum Hightech-Glasfaseranschluss nehmen wir Sie mit auf eine Reise durch die Geschichte der Datenübertragung.
Inhaltsverzeichnis
1. Datenübertragung im Laufe der Zeit: die Anfänge
1.1 Die Rolle der Brieftauben in der Antike
1.2 Optische Telegrafie als frühe Form der Datenübertragung
1.3 Das 19. Jahrhundert – Morsealphabet und Ausbau des Telegrafennetzes
1.4 Das 20. Jahrhundert – die Revolution der Telefonkommunikation
2.1 Entwicklung der Internetgeschwindigkeit: von Modem bis Glasfaser
2.2 Die Bedeutung der Glasfasertechnologie für die heutige Datenübertragung
3. Ein Ausblick in die Zukunft
Nahezu seit Anbeginn der Menschheit existiert das Bedürfnis zur Kommunikation über gewisse Entfernungen hinweg: Mithilfe von Rauchzeichen beispielsweise versuchte man seit jeher, sich primitive Botschaften zu schicken – sei es, um jemandem den Weg zu weisen oder lediglich ein Lebenszeichen zu geben. Die Techniken entwickelten sich dabei über die Nutzung von Brieftauben bis hin zur Telegrafie stetig weiter:
Die Taubenpost ist so gesehen die älteste Form der Datenübertragung. Bereits in der Antike erkannten die Menschen die besondere Fähigkeit der Tauben, auch aus großer Entfernung problemlos in ihr Nest zurückzufinden. Mit der Domestizierung der Brieftaube und verschiedener Zuchtformen wurde es möglich, Tauben als Nachrichtenüberbringer einzusetzen. Das hatte beispielsweise militärische Vorteile: Feldherren konnten mithilfe von Brieftauben vergleichsweise schnell ihre Truppen befehligen und mit Verbündeten kommunizieren.
Aber auch privat wurden Tauben zur möglichst schnellen Nachrichtenübermittlung genutzt. Sportler, die an den Olympischen Spielen teilnahmen, haben beispielsweise ihre eigenen Brieftauben mitgenommen. Im Falle eines Sieges schickten sie die Tauben mit einer entsprechenden Nachricht zurück in die Heimat, um so den Mitbürgern vom Sieg zu erzählen. In gewisser Weise dienten Brieftauben auch als Sicherheit: Einige Dienstherren ließen ihre Boten beispielsweise mit Tauben ausstatten, die im Falle eines Angriffs freigelassen und zum Dienstherren zurückfliegen konnten – so konnte der Herrscher schnell von Überfällen erfahren.
Neben berittenen Boten und Brieftauben kommunizierte man nahezu seit Anbeginn der Zeit mithilfe optischer Signale: Über Fackeltelegrafen, Feuersignalketten, Rauchzeichen oder Spiegel, die das Sonnenlicht reflektierten, wurden Informationen weitergegeben. Jedoch waren diese Systeme nicht besonders zuverlässig – längere Nachrichten konnten nicht übermittelt werden und die Gefahr, dass etwas falsch verstanden wurde, war recht hoch. Gegen Ende des 18. Jahrhunderts entwickelte der Franzose Claude Chappe dann die optische Telegrafie, mit der die visuelle Zeichenübertragung revolutioniert wurde.
So funktioniert der optische Telegraf: Auf einer Anhöhe wie einem Turm oder einem Gebäude wurde ein Mast aufgestellt, an dem sich ein schwenkbarer Querbalken befand. An beiden Enden dieses Querbalkens wurde wiederum jeweils ein kleiner, schwenkbarer Arm befestigt. Über Seilzüge, die mit den Balken verbunden waren, konnten der Querbalken und seine beiden Arme in verschiedene Positionen gebracht werden – so ließen sich insgesamt 192 unterschiedliche Zeichen darstellen. Diese Zeichen waren jeweils einer Ziffer, einem Buchstaben oder einzelnen Begriffen, mitunter sogar ganzen Sätzen zugeordnet. Am Telegrafen konnten die Zeichen eingestellt und als optische Signale weitergegeben werden. Die Empfängerstation konnte die Nachricht dann mithilfe einer Übersetzungstabelle entschlüsseln.
Um über weite Entfernungen kommunizieren zu können, mussten mehrere Telegrafenmaste hintereinandergeschaltet werden. Entlang einer Telegrafenlinie wurden die einzelnen Telegrafenstationen in Sichtweite zueinander aufgestellt – mit einem guten Fernrohr waren hier Entfernungen von bis zu zwölf Kilometern zwischen den einzelnen Stationen möglich. Die erste Telegrafenlinie, die zwei Städte miteinander verband, bestand aus 20 Station und wurde 1794 in Betrieb genommen: Zwischen Paris und Lille konnte man jetzt eine Botschaft von 30 Wörtern in ungefähr einer Stunde übermitteln. Zum Vergleich: Ein berittener Bote hätte für diese Strecke von etwa 200 Kilometern einen ganzen Tag benötigt.
Der optische Telegraf war für eine Weile die schnellste Möglichkeit zur Übermittlung von Nachrichten. Als jedoch der elektrische Strom auf dem Vormarsch war und über weite Strecken genutzt werden konnte, erfand der Amerikaner Samuel Morse 1837 den elektrischen Schreibtelegrafen – den Morseapparat. Den Prototypen bastelte Morse aus einer Staffelei, einem Stift, einigen Teilen aus einer alten Uhr und einem Pendel zusammen.
Das Grundprinzip dieses noch recht sperrigen Apparats war einfach: Solange kein Strom durch den Apparat floss, zeichnete der Stift eine gerade Linie auf den eingelegten Papierstreifen. Über eine Taste konnte der Stromkreis geschlossen werden – sobald Strom floss, zog ein Magnet das Schreibpendel an, sodass auf dem Papier Zacken statt einer geraden Linie entstanden. Um mithilfe des Morseapparats Nachrichten zu übertragen, brauchte man einen Sender und einen Empfänger. Der Sender bestand dabei lediglich aus einer Taste, die elektrische Impulse auf eine Leitung übertragen konnte. Der Empfänger besaß einen Elektromagneten, der die empfangenden Impulse an den Stift weitergeben konnte, der sie wiederum auf Papier aufzeichnete.
Da nur gezackte Linien übertragen werden konnte, brauchte es ein System, um die Linien in Worte zu übersetzen: Morse erfand mithilfe einiger Kollegen den heute noch bekannten Morse-Code. Übermittelte Nachrichten waren jetzt nur noch aus drei verschiedenen Signalen zusammengesetzt: kurz, lang und Pause. Anhand einer Tabelle ließ sich der Morse-Code aus kurz, lang und Pause in Buchstaben und Ziffern übersetzen. Der Morseapparat wurde weltweit zum Standard, denn er machte eine vergleichsweise schnelle und bequeme Nachrichtenübertragung möglich. Übrigens waren die Worte „What hath God wrought“ (Was hat Gott bewirkt?) am 24.05.1844 die ersten Worte, die der Erfinder durch die Leitung morste.
Neben dem Morseapparat wurden im 19. Jahrhundert auch weitere Telegrafie-Systeme erfunden, die letztendlich zum Ausbau des weltweiten Telegrafennetzes führten. Die erste unterirdische deutsche Telegrafenlinie führte von Berlin über Halle (Saale), Erfurt, Kassel und Gießen nach Frankfurt am Main und wurde am 1. April 1849 in Betrieb genommen. Ein Meilenstein in der Telekommunikation wurde 1850 erreicht, als das erste Unterseekabel die telegrafische Verbindung zwischen Dover (England) und Calais (Frankreich) herstellte. Dies markierte den Beginn einer neuen Ära der internationalen Kommunikation.
Im Jahr 1857 begannen erste Versuche, ein Unterseekabel zwischen Irland und den USA zu verlegen. Diese waren jedoch erfolglos. Ab 1866 bestand dann aber eine stabile Verbindung, mithilfe derer zunächst nur bis zu 50 Buchstaben pro Minute übertragen werden konnten. Das Kabelnetz wurde in den folgenden Jahren schnell ausgebaut und im Jahr 1900 konnte man beispielsweise von Berlin nach Peking bereits aus 14 Kabellinien wählen, um telegrafische Nachrichten zu senden.
Trotz des raschen Fortschritts hatten alle Telegrafen eine entscheidende Einschränkung: Jede Nachricht musste vom Absender in ein spezielles Alphabet umgewandelt und vom Empfänger wieder zurückübersetzt werden. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde dieser Nachteil durch die Einführung von Fernschreibern, den sogenannten TELEX-Verbindungen, überwunden. Diese bahnbrechende Technologie ermöglichte die direkte Übermittlung von Nachrichten in Echtzeit, ohne die Notwendigkeit einer manuellen Umsetzung.
Die Grundpfeiler der Telefonkommunikation wurden bereits im 19. Jahrhundert errichtet. Am 26.10.1877 begann in Deutschland die Geschichte des Telefons mit einer zwei Kilometer langen Teststrecke in Berlin. Währenddessen breiteten sich die Telefonnetze in amerikanischen Städten bereits rapide aus, weshalb der in Deutschland noch als Fernsprecher bekannte Apparat zunächst als amerikanische Spielerei und Humbug verpönt war.
Auf Drängen verschiedener Unternehmer wurde das Telefonnetz jedoch auch in Deutschland ausgebaut, sodass 1881 neben Berlin auch Köln, Hamburg, Frankfurt am Main, Mannheim und Breslau über ein Ortsnetz verfügten. So gab es um 1900 herum bereits etwa 144.000 Sprecherstellen in 529 Orten in Deutschland.
Zunächst wurden Telefonate noch per Hand vermittelt. Man musste erst einmal das nächstgelegene Telefonamt anrufen und die Nummer des gewünschten Anschlusses nennen. Die Verbindung wurde dann durch das Umstöpseln von Kabeln manuell hergestellt. Da jeder Vermittler um die 200 Teilnehmer bedienen musste, kam es oft zu Fehlern bei der Verbindung und langen Wartezeiten.
Einem misstrauischen Bestatter war schließlich die Erfindung der automatischen Vermittlung zu verdanken: Er hatte Sorge, dass die Damen von der Vermittlung Anrufe von Hinterbliebenen bevorzugt an seine Konkurrenz weiterleiteten. Daraufhin entwickelte er den Hebdrehwähler, der die Basis für die automatische Telefonverbindung stellte. Der Ausbau von direkten Telefonleitungen wurde jetzt schnell vorangetrieben, stieß aber auf technische Grenzen: Je größer die Entfernung wurde, desto schlechter war die Verbindung. Zunächst versuchte man es mit dickeren Kabeln als Freileitungen, die aber der Witterung zu sehr ausgesetzt waren und oft kaputtgingen.
Die Lösung dafür war der Ausbau unterirdischer Fernnetze, die vom Grundprinzip her immer noch die Basis für unsere heutigen Kommunikationsmittel bilden. In den 1950er Jahren begann der Ausbau der sogenannten Selbstwählferndienste, über die man auch ins Ausland telefonieren konnte. Danach hat sich an der Funktionsweise der Telefone bis in die 1970er hinein nicht viel geändert. Erst neue Erfindungen im Bereich der Mikroelektronik brachten neue Fortschritte: 1974 gab es statt Wählscheiben die ersten Tastentelefone, ab 1984 dann das erste schnurlose Telefon für das Festnetz.
Dank Strom, Kabeln und Telefonie-Techniken war der Weg geebnet, um neue, schnellere und effiziente Übertragungswege zu entwickeln. So ging es weiter:
Ab den 1960er Jahren begann sich die Computertechnologie langsam zu entwickeln – nicht zuletzt deshalb, weil der Bedarf stieg, Daten über die Ferne direkt zu übermitteln, statt beispielsweise Disketten per Post zu versenden. Das zu diesem Zeitpunkt bereits fast überall verfügbare Telefonnetz bot die Grundlage für die Datenfernübertragung (DFÜ). 1960 wurde auch das erste Modem vorgestellt, das mit einer Bitrate von 300 Bit/s etwa 37 Buchstaben pro Sekunde übertragen konnte. Als dann in den 1980ern der Heimcomputer für Privathaushalte auf dem Vormarsch war, ging die Entwicklung der Datenübertragung per Internet vergleichsweise schnell voran. Unser Überblick erklärt kurz die gängigsten Technologien vom Modem bis zum Glasfaserkabel:
Glasfaser: Glasfaserkabel bestehen aus hauchdünnen Glasfasern, die Lichtsignale zur Übertragung von Daten verwenden. Sie bieten extrem hohe Übertragungsgeschwindigkeiten und sind die schnellste verfügbare Internetverbindungstechnologie. Riesige Datenmengen down- und uploaden, HD-Filme ruckelfrei streamen, hochauflösende Spiele verzögerungsfrei durchspielen, mehrere Anwendungen gleichzeitig laufen lassen – mit Glasfaserinternet absolut kein Problem.
Die Datenübertragung per Glasfasertechnologie erfolgt per Licht. Die ankommenden elektrischen Signale werden zunächst in digitale Signale umgewandelt. Diese Signale fließen in Lichtgeschwindigkeit durch das Glasfaserkabel bis zum Empfänger. Entsprechend sind sehr hohe Datenübertragungsleistungen möglich. Im Gegensatz zu Vorgängern wie dem Kupferkabel sind reine Glasfaserkabel in ihrer Leistung unbegrenzt und ebnen den Weg für die Zukunft der Datenübertragung. Dazu bieten Glasfaseranschlüsse stabile Geschwindigkeiten und sind weniger störanfällig als ihre Vorgänger, sodass längere Ladezeiten, Standbilder und Verzögerungen endgültig der Vergangenheit angehören.
Mit der Glasfasertechnologie ist der Grundstein für eine nahezu unbegrenzte Datenübertragung gelegt. Hilfreich wird das unter anderem im Bereich der Automatisierung sein: Diverse Unternehmen entwickeln Lösungen, um Routine-Aufgaben in der IT zu automatisieren und so flexibler zu werden. Onlineshops nutzen beispielsweise schnelle, flexible Verbindungen, um auf Kundenanfragen so schnell wie möglich reagieren zu können und keine Kunden durch lange Ladezeiten oder Downtimes zu verlieren.
Ein weiteres Zukunftsprojekt in Sachen schneller Datenübertragung ist der sichere Datenaustausch: Wenn es um den vertraulichen Austausch großer Datenmengen via Internet geht, ist Sicherheit das A und O. Hier sollen hochleistungsfähige, vertrauliche Datenkanäle entwickelt werden, über die Daten nicht mehr auf Festplatten gespeichert und physisch transportiert werden müssen. Ähnliches gilt für Cloud-Lösungen, mit denen Unternehmen ihre eigene Internet-Umgebung schaffen können, mit denen sich Partner, Lieferanten und Kunden verbinden können, um Daten sicher und schnell auszutauschen.
Zudem schreitet die Globalisierung dank Glasfasertechnologie voran. Verschiedene Anwendungen wie Virtual Reality, E-Health-Konzepte sowie visionär auch autonome Autos sind auf schnellen Datenaustausch angewiesen, um einwandfrei funktionieren zu können: Zum Beispiel sind hier absolute Echtzeitinformationen ohne jegliche Verzögerung entscheidend. Dafür sind wir mit der Glasfasertechnologie auf einem guten Wege und für die Zukunft gerüstet.
