Mit der großen, weiten Welt verbunden — Wie?

VON EINEM ERWACHET!-MITARBEITER IN JAPAN

IN Japan, einem Land mit genauso vielen Telefonen wie Menschen, werden jeden Tag über 300 Millionen Telefonverbindungen hergestellt. Außerdem gehen in Japan täglich rund eine Million Anrufe aus aller Welt ein, und ungefähr die gleiche Anzahl Überseetelefonate geht auch hinaus.

Wahrscheinlich benutzen wir auch fast jeden Tag das Telefon — entweder ein normales Telefon oder ein Mobiltelefon. In unserer immer moderner werdenden Welt ist es für viele mittlerweile nichts Außergewöhnliches mehr, jemand auf einem anderen Kontinent anzurufen. Haben wir uns aber schon einmal gefragt, wie unser Telefon mit dem Telefon des anderen Gesprächsteilnehmers verbunden ist?

Durch ein Telefonnetz verbunden

Als erstes muß das Telefon an ein Telefonnetz angeschlossen sein. Verfolgt man das Kabel eines Telefonapparats, kommt man zu einer Telefonanschlußdose oder einem Verteiler, der gegebenenfalls mit den elektrischen Leitungen des Hauses, in dem man wohnt, verbunden ist. * Würde man die Leitungen noch weiterverfolgen, würde man feststellen, daß sie mit einem Kabel verbunden sind, das entweder über Leitungsmasten oder unterirdisch zu einer Vermittlungszentrale im regionalen Fernmeldeamt führt. Die Zentrale ist ihrerseits mit einer größeren Vermittlungszentrale verbunden; sie bilden zusammen ein Telefonnetz. Ruft man also einen Freund in der gleichen Stadt an, wird zwischen dem eigenen Telefon und dem Telefon des Freundes über ein Telefonnetz eine Verbindung hergestellt, so daß die Stimme übertragen werden kann.

Wie funktioniert das bei einem Mobiltelefon? Wie kommt da eine Verbindung zustande? Auch hier geschieht im Prinzip das gleiche wie bei einem normalen Telefon. Ein unsichtbarer „Draht“, und zwar Radiowellen, verbindet das Mobiltelefon mit einer nahe gelegenen Schaltzentrale für Mobilfunk, die ebenfalls mit einem Telefonnetz verbunden ist. Doch wie sieht es aus, wenn man mit jemand auf einem anderen Kontinent spricht?

Kabelleitungen quer durch den Ozean

Die Verkabelung von zwei Kontinenten, die durch einen Ozean voneinander getrennt sind, ist ein gewaltiges Unterfangen. Tausende von Kilometer Kabel müssen unter Wasser verlegt werden, und Unterwassergräben und -berge müssen überwunden werden. Doch genau so nahm die interkontinentale Telekommunikation ihren Anfang. Das allererste transatlantische Unterwassertelefonkabel wurde 1956 fertig verlegt. * Dieses Kabel verband Schottland mit Neufundland und hatte 36 Telefonleitungen. 1964 wurde zwischen Japan und Hawaii das erste transpazifische Kabel verlegt. Dieses Kabel hatte 128 Telefonleitungen. Eine Reihe weiterer Unterwasserkabel folgten, die Kontinente und Inseln miteinander verbanden.

Was für Kabel sind für Telefonverbindungen quer über den Meeresboden verlegt worden? Anfangs nahm man dafür in der Regel  Koaxialkabel mit Kupfer als innerem Leiter und Kupfer- oder Aluminiumfolie als äußerem Leiter. Eins der letzten Koaxialkabel, mit einer Kapazität von 4 200 Leitungen, wurde 1976 verlegt. In den 1980er Jahren kamen dann Glasfaserkabel auf. Das erste interkontinentale Kabel dieser Art, das 1988 installiert wurde, konnte mit Hilfe digitaler Technologie 40 000 Telefongespräche gleichzeitig übertragen. Seitdem hat sich die Kapazität der Kabel ständig erhöht. Mit Hilfe mancher Transatlantikkabel können 200 Millionen Telefonverbindungen hergestellt werden!

Wie werden die Telekommunikationskabel unter Wasser gelegt? Sie werden auf den Meeresboden hinuntergelassen und folgen dann der Unterwasserlandschaft. In der Nähe des Ufers ist das Kabel von einem soliden Gehäuse umgeben und liegt in einem Graben, der von einem ferngesteuerten Fahrzeug ausgehoben wurde. Das Gehäuse schützt das Kabel vor Schäden durch Anker oder Fischernetze. Rufen wir also einen Freund auf einem anderen Kontinent an, kann es durchaus sein, daß eins dieser Kabel unsere Stimme quer durch das tiefe Meer trägt.

Unsichtbare Kabel lassen entfernte Orte zusammenrücken

Doch ein Unterwasserkabel ist nicht die einzige Möglichkeit, Kontinente und Inseln miteinander zu verbinden. Häufig verwendet man auch unsichtbare „Drähte“ — Radiowellen. Diese Wellen, auch Mikrowellen genannt, lassen entfernte Orte auf internationaler Telekommunikationsebene zusammenrücken. Da sich Mikrowellen wie ein schmaler Lichtstrahl geradlinig bewegen, können sie nur Punkte miteinander verbinden, die auf einer geraden Linie liegen. Auf Grund der Erdkrümmung können deshalb keine direkten Verbindungen zu Orten auf der anderen Seite des Globus geschaffen werden. Für die Herstellung einer Verbindung zu solchen entfernten Orten tritt die Satellitenkommunikationstechnik auf den Plan.

Wird ein Satellit in einer Höhe von rund 36 000 Kilometern über dem Äquator in seine sogenannte geostationäre Umlaufbahn gebracht, ist seine Umlaufzeit ungefähr genauso lang wie die der Erde — zirka 24 Stunden. Deshalb befindet er sich praktisch immer über derselben Erdregion. Da ein solcher Satellit ein Drittel der Erde in seinem Blickfeld hat, können Bodenstationen in diesem Bereich, die Mikrowellen erhalten und weiterleiten, mit dem Satelliten kommunizieren. Wie können dann entfernte Orte via Satellit miteinander verbunden werden?

Eine Erdefunkstelle oder Bodenstation im Bereich des Satelliten sendet dem Satelliten ein Mikrowellensignal. Das nennt man Uplink. Ein an dem Satelliten angebrachter Repeater oder Transponder setzt einfach die Frequenz des Signals herab und überträgt es an eine andere Bodenstation. Das nennt man Downlink. Auf diese Weise sind zwei Bodenstationen, die normalerweise nicht direkt miteinander kommunizieren können, durch einen unsichtbaren „Draht“ per Satellit miteinander verbunden.

Der erste kommerzielle Nachrichtensatellit, INTELSAT I, auch Early Bird genannt, wurde 1965 ins All geschossen. Heute  sind ungefähr 200 Nachrichtensatelliten im Einsatz, die meisten von ihnen geostationär. Sie verbinden Orte in aller Welt miteinander. Diese Satelliten werden nicht nur zur internationalen Telekommunikation genutzt, sondern auch für Fernsehübertragungen, für die Wetterbeobachtung und für vieles mehr. Auf Grund vieler Transponder können solche Satelliten mehrkanalig übertragen. Early Bird konnte beispielsweise entweder ein Fernsehprogramm oder 240 Telefongespräche gleichzeitig übertragen. Die Satellitenreihe INTELSAT VIII, die seit 1997 in Betrieb ist, kann simultan 3 Fernsehprogramme und bis zu 112 500 Telefongespräche übertragen.

Hört man den Unterschied?

Auf Grund solcher Veränderungen sind die Kosten für internationale Ferngespräche drastisch gesunken. Vielleicht können wir jetzt öfter mit Freunden und Familienangehörigen auf anderen Kontinenten sprechen. Woran merkt man, ob man über ein Unterwasserkabel oder über einen Satelliten miteinander verbunden ist?

Bei der Verbindung per Satellit ist der unsichtbare „Draht“ (sowohl Uplink als auch Downlink) rund 70 000 Kilometer lang. Das entspricht fast dem doppelten Erdumfang. Obwohl sich Mikrowellen so schnell wie ein Lichtstrahl bewegen, benötigen sie für die Strecke von einer Erdefunkstelle zum Satelliten und dann wieder zu einer anderen Bodenstation fast eine Viertelsekunde. Das bedeutet, daß unsere Stimme die Person am anderen Ende der Leitung eine Viertelsekunde später erreicht und umgekehrt. Es kommt also zu einer Zeitverzögerung von einer halben Sekunde. Da wir in unseren alltäglichen Gesprächen solche Verzögerungen nicht gewohnt sind, sprechen wir mitunter zur selben Zeit wie der andere. Wenn uns das schon passiert ist, hatten wir möglicherweise eine Verbindung per Satellit. Es kann jedoch sein, daß man dieselbe Nummer zu einer anderen Zeit anruft und keine Zeitverzögerung bemerkt. Vielleicht, weil man dann über ein Glasfaserkabel unter Wasser verbunden ist. Die Entscheidung, auf welchem Weg man mit dem anderen Teil der Erde verbunden wird, trifft hinter den Kulissen ein ausgeklügeltes Telefonnetz.

Um das komplexe Telefonnetzsystem mit Hilfe von Unterwasserkabeln, Bodenstationen und Satelliten in Gang zu halten und uns eine angenehme Kommunikation zu ermöglichen, ist das Fachwissen und die harte Arbeit vieler Menschen erforderlich. Wenn wir also das nächste Mal einen Freund anrufen, denken wir doch auch einmal kurz an all das, was getan wurde, um uns mit der großen, weiten Welt zu verbinden.

[Fußnoten]

[Diagramm/Bilder auf Seite 20, 21]

(Genaue Textanordnung in der gedruckten Ausgabe)

RADIOWELLEN

Uplink

Downlink

[Diagramm/Bilder auf Seite 20, 21]

(Genaue Textanordnung in der gedruckten Ausgabe)

UNTERWASSERKABEL

Mobiltelefon

[Bild auf Seite 20]

Moderne Glasfaserkabel können 200 Millionen Telefongespräche übertragen

[Bild auf Seite 21]

Eine Spaceshuttlecrew arbeitet am INTELSAT VI

[Bildnachweis]

NASA photo

[Bild auf Seite 21]

Per Schiff werden die Kabel verlegt und gewartet

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Courtesy TyCom Ltd.