Telefunken nach 100 Jahren - Das Erbe einer deutschen Weltmarke

Pünktlich zum 100jährigen Jubiläum im Jahre 2003 erschien das Buch Telefunken nach 100 Jahren zur Geschichte des Unternehmens. Eine Gruppe von meist ehemaligen Managern der Firma und befreundeten Fachleuten erstellte in jahrelanger Vorarbeit dieses recht umfassende Bild eines einst weltbekannten Unternehmens. Für alle, die keinen Zugang zu einem Exemplar dieses inzwischen vergriffenen Druckwerks haben, seien die für Backnang relevanten Kapitel mitsamt allen dazugehörigen Bildern hier wiedergegeben.
Dies geschieht mit freundlicher Genehmigung der Nicolaische Verlagsbuchhandlung GmbH, Berlin.

Militärische Telekommunikation

Rückgrat militärischer Verteidigungsstärke: leistungsfähige Kommunikationssysteme

Von Theodor Pfeiffer Theodor Pfeiffer und Rudolf Steinhart Rudolph Steinhart

Die militärische Stärke einer Armee wird meist nach ihren Waffensystemen beurteilt. Panzer, Flugzeuge und Schiffe demonstrieren nach außen ihre Schlagkraft, die sich allerdings nur dann entfalten kann, wenn die Kommunikation innerhalb und zwischen den Waffengattungen durch leistungsfähige Kornmunikationssysteme gewährleistet ist. Bereits im Zweiten Weltkrieg wurden zu diesem Zweck militärische Richtfunksysteme erfolgreich eingesetzt. Das mit solchen Geräten ausgestattete Weitverkehrsnetz der deutschen Luftwaffe war zuverlässig, überdeckte große Teile Europas und hatte im Endausbau eine Streckenlänge von rund 50.000 km (siehe auch Kapitel »lnformationsübertragung in globalen Netzen«).

Nach dem Beitritt der Bundesrepublik zur NATO und der Gründung der Bundeswehr im Jahr 1955 stellte sich daher auch bald die Aufgabe, ein leistungsfähiges Nachrichtennetz zu schaffen. Man entschied sich, für das Grundnetz zwischen den festliegenden Stationen der Bundeswehr Leitungen und Nachrichtensysteme der Deutschen Bundespost heranzuziehen. Für die taktischen Verbindungen zwischen den Truppenteilen - vor allem des Heeres und der Luftwaffe - mussten jedoch neue mobile Anlagen geschaffen werden. Insbesondere waren dies Trägerfrequenzsysteme für die Bündelung von Sprachsignalen, Wechselstrom-Telegrafiegeräte für die Fernschreibübertragung und Richtfunksysteme zur Übertragung der zuvor genannten Nachrichtensignale über große Strecken. Bei der Entwicklung der Geräte nutzte man - wo es sich anbot - bewährte Schaltungen und Baugruppen der zivilen Technik und ergänzte diese durch Neuentwicklungen. Um die hohen mechanischen und klimatischen Anforderungen der Truppe erfüllen zu können, wurde eine Typenreihe robuster Koffergehäuse konstruiert, in die dann die elektronischen Baugruppen eingebaut wurden.

Die Entwicklung und Fertigung dieser speziellen und in der Stückzahl begrenzten Geräte, die außerdem für den Einsatz völlig einheitlich sein mussten, führten bei mehreren Systemen zu einer Kooperation der jeweils beteiligten Firmen - vor allem Telefunken/Backnang, Siemens und SEL - unter Führung des Verteidigungsministeriums. Da ein Multiplex- oder Richtfunksystem meist aus mehreren Koffern bestand, wurde festgelegt, dass jeweils ein Partner einen speziellen Koffer entwickelt und fertigt. Damit konnte die Logistik mit einheitlichen Reserve- und Ersatzteilen arbeiten, und unwirtschaftlich kleine Serien bei der Industrie wurden vermieden. Der vorangegangene Wettbewerb um die Beteiligung sicherte optimale technische Lösungen. Dieses Verfahren wurde bis in die neunziger Jahre sehr erfolgreich angewandt.

284a tbBild 1: Wechselstrom-Telegrafiegerät WT-FM-E1 für die Übertragung eines Fernschreibsignals in der Mitte des Sprachbandes (1971)Die ersten Geräte, die Ende der fünfziger Jahre bei der Bundeswehr in Erprobung gingen, waren das TF-Gerät VZ 12T für 12 Sprachkanäle und das Richtfunkgerät FM 12/800 zur Übertragung von 12 TF-Kanälen im 800 MHz-Bereich. In den frühen sechziger Jahren wurden diese Systeme dann als Grundausstattung der Bundeswehr - insbesondere des Heeres - in Kooperation mit Siemens in großen Stückzahlen gefertigt und geliefert. Während die TF-Geräte bereits mit Transistoren ausgestattet waren, besaß das Richtfunkgerät als aktive Bauteile noch Elektronenröhren. Dennoch blieb seine Robustheit und Bedienerfreundlichkeit über lange Zeit unerreicht. Noch heute werden solche Geräte - wenngleich modernisiert - begrenzt eingesetzt. Zeitgleich wurde außerdem das in Backnang entwickelte und gefertigte Wechselstrom-Telegrafie-Gerät FM-WT 240 beschafft, das 4 bis 12 Fernschreibsignale in einem TF-Sprachkanal übertragen konnte und damit die Basis für das Fernschreibnetz der Bundeswehr darstellte. In der NATO war daneben noch ein WT-Gerät eingeführt worden, das in der Lage war, in der Mitte des Sprachbandes - bei etwa 1.500 Hz, also in einem Bereich, in dem die Sprachenergie klein ist - ein Fernschreibsignal in beide Richtungen zu übertragen, ohne das Gespräch zu stören. Auch Backnang hatte ein solches sehr kompaktes Gerät im Produktprogramm (WT-FM-E1), das ab Mitte der sechziger Jahre an die Bundeswehr sowie an verschiedene NATO-Partner geliefert wurde.

Fernschreiben waren damals - wie auch noch heute -wichtige Dokumente bei der Übermittlung von Befehlen, Situationsberichten u.a.m., deren Signale bei der Übertragung unter allen Umständen „abhörsicher“ sein mussten. Um dies zu gewährleisten, entwickelte man in Backnang ein Verschlüsselungsgerät (Eicrotel), das ab 1965 geliefert wurde. Zur Komplettierung des Systems lieferte die Firma Siemens ein Telegrafie-Anschaltgerät als Schnittstelle zu den verschiedenartigen Fernschreibanlagen.

Für den Einsatz im Führungsnetz der Luftwaffe, das sich über die ganze Bundesrepublik erstreckte, entstand bereits Ende der fünfziger Jahre in Kooperation mit SEL ein mobiles Weitverkehrs-Richtfunkgerät für das 5.000 MHz Band mit einer Übertragungskapazität von 120 Sprachkanälen (FM 120/5000).

285a tbBild 2: Richtfunkgerät FM 120/5000. Verlastbare Weitverkehrsanlage mit automatischer, 100%Geräte-Ersatzschaltung zur Übertragung von 120 Gesprächskanälen in CCI-Qualität (1963).Nach der Erprobung wurde das Gerät, das bis auf die Sendestufe mit Halbleitern bestückt war, ab 1963 an die Luftwaffe geliefert. Als mobile Anlage war sie in Unimog-Fahrzeugen eingebaut und besaß einen leicht montier- und besteigbaren Sendemast.

Um 1965 - erste digitale Multiplexsysteme mit Pulscodemodulation (PCM) waren in den USA seit 1962 erfolgreich in Betrieb – machte sich auch die Bundeswehr Gedanken über diese neue Technik. Die Vorteile waren insbesondere für die „Militärs“ bestechend: Digitalsignale konnten – im Gegensatz zu analogen Signalen – relativ einfach und sehr effektiv durch Verschlüsselung abhörsicher gemacht werden. Telefunken/Backnang wurde daher 1965 vom Verteidigungsministerium beauftragt, eine Studie über ein vollautomatisches, volldigitales mobiles Nachrichtennetz auszuarbeiten. Diese Studie lag ein Jahr später vor und enthielt Lösungsvorschläge zu brennenden Problemen, beispielsweise zur digitalen Vermittlung der Nachrichtensignale, zur Digitalisierung und Verschlüsselung bis zum Teilnehmer, zum Verbindungsaufbau zu einem mobilen Teilnehmer und zur Synchronisierung in einem vermaschten Netz. Auch wenn sich die Studie aus verschiedenen Gründen nicht realisieren ließ, sprach sie bereits Themen an, die erst anderthalb Jahrzehnte später, zum Teil auch in den öffentlichen Nachrichtennetzen, akut werden sollten.

286a tbBild 3: Mobiles PCM-Multiplexgerät für 12 bis 24 Sprachkanäle einschließlich Verschlüsselungsgerät (1971).Doch die Digitalisierung ließ nicht mehr lange auf sich warten. Das oben erwähnte Richtfunksystem FM 12/800 wurde so modifiziert, dass 12 bzw. 24 PCM-Kanäle übertragen werden konnten. Passend hierzu wurde ab 1967 zusammen mit der Firma Siemens ein mobiles PCM-Multiplexsystem für 12 bis 24 Sprachkanäle entwickelt, das auch ein Verschlüsselungsgerät enthielt.

Im Bedarfsfall, z. B. wenn sich das Multiplexgerät abgesetzt vom Richtfunkgerät befand, konnten die Signale auch über eine Leitungsausrüstung auf Feldfernkabeln bis zu einer Länge von 24 km übertragen werden. 1971 erfolgte die Lieferung der ersten Geräte an die Bundeswehr, die bald zur Standardausrüstung der Truppe gehörten.

Zeitlich etwas versetzt, nahm man Ende der Sechziger Jahre - ebenfalls in Kooperation mit der Firma Siemens - die Entwicklung der Nachfolgegeneration der FM-12/800-Geräte in Angriff. Es entstand eine Familie transportabler Richtfunkanlagen im 2 GHz-, 5 GHz- und 15 GHz-Bereich zur Übertragung von Digitalsignalen mit den Bitraten 1.024 bzw. 2.048 kBit/s. Das Besondere an diesen Geräten war die „Mastmontage“, d. h. Sende- und Empfangsteil waren an der Mastspitze montiert, um die nicht unerheblichen Leistungsverluste in den Mikrowellen-Energieleitungen vom Mastfuß zur Mastspitze zu vermeiden.

Ab Mitte der siebziger Jahre wurden diese Geräte in großen Stückzahlen an die Bundeswehr- und dort insbesondere an das Heer- ausgeliefert. Betrachtet man heute die Reihe der bei der Truppe eingesetzten Richtfunkgeräte, so stellt man fest, dass sich nicht allzu viel geändert hat. Abgesehen davon, dass auch heute noch rund 2.500 Anlagen der oben genannten Familie bei der Bundeswehr eingesetzt werden (beispielsweise auch im Kosovo), sind modernere Geräte entsprechend der Verfügbarkeit neuer Bauelemente, insbesondere hochintegrierter Schaltungen, noch kompakter und bedienungsfreundlicher. Die Grundkonzeption jedoch ist immer noch die, für die Telefunken in den Nachkriegsjahren mitverantwortlich war.

287a tbBild 4: FM 15000, volltransistorisiertes Richtfunkgerät als flexible tragbare Anlage im Frontbereich. 15 GHz-RF-Teil am Mastkopf mit integrierter Antenne (1974).Obwohl die Digitalisierung der mobilen Netze in den siebziger Jahren rasche Fortschritte machte, war dies im ortsfesten Netz der Bundeswehr sowie im Verbindungsnetz zwischen den NATO-Partnern auf längere Sicht noch nicht gegeben, das heißt, auf den analogen Leitungen konnte die Geheimhaltung von Gesprächen nur mit Hilfe spezieller Geräte gewährleistet werden. Die Bundeswehr beauftragte daher das Konsortium Telefunken, SEL und Siemens, solche Einrichtungen zu entwickeln. In Gemeinschaftsarbeit entstand ein System, in dem zunächst das Sprachsignal in einem Vocoder durch extreme Redundanzminderung in ein Digitalsignal mit der Bitrate 2400 bit/s verwandelt wurde. Nach der Verschlüsselung sorgte dann ein Modem dafür, dass die Nachricht in einem beliebigen Sprachkanal mit der üblichen Bandbreite 300 -3400 Hz einwandfrei zum Empfänger gelangte. Dort wurde das Digitalsignal zunächst entschlüsselt und dann durch Sprachsynthese wieder in analoge Sprache verwandelt, die zwar deutlich als „künstliche
Sprache“ erkennbar war, doch der Sprecher konnte identifiziert werden und die Sprachverständlichkeit war hervorragend, wie umfangreiche Tests bewiesen haben. Die ersten so genannten Elcrovox-Geräte wurden ab 1970 an die Bundeswehr und andere Bundesbehörden und - da sie die NATO-Zulassung erhielten – auch an NATO-Partner geliefert. Mitte der siebziger Jahre entstanden weitere Varianten, die auch die gesicherte Sprachübertragung über Funkkanäle ermöglichten.

Ende der siebziger Jahre vereinbarten die Firmen Telefunken/Backnang und Siemens, eine weitere mobile Multiplex-Generation zu entwickeln, die für den Einsatz im NATO-Bereich sowie in den Streitkräften befreundeter Nationen geeignet war. Die Analog-Digital-Wandlung des Sprachsignals erfolgte in diesem System (gemäß den EUROCOM-Empfehlungen) durch Deltamodulation, die gegenüber Pulscodemodulation auch noch gute Sprachqualität bei einer Bitrate von 32 kbit/s und ausreichende Qualität sogar bei 16 kbit/s ermöglichte. Der Grundbaustein war ein Multiplexgerät für 15 Sprachkanäle, das in einen robusten Koffer eingebaut war. Bis zu vier Multiplexkoffer konnten zu einem 60-Kanal-System zusammengeschaltet werden. Dabei übernahm ein Koffer die „Master-Funktion“ , das heißt, er bestimmte die Taktfrequenz und vereinte die digitalen Multiplexsignale der anderen drei Koffer zu einem gemeinsamen Signal, dessen Bitrate je nach Kanalzahl und der gewählten Digitalisierungsrate (16 oder 32 kbit/s) zwischen 512 und 2.048 kbit/s schwanken konnte. Über ein Leitungsendgerät -  eingebaut in einen identischen Koffer – konnte dieses Signal dann über ein Feldfernkabel bzw. über ein Glasfaser-Feldfernkabel entweder direkt zum nächsten Multiplexgerät oder zu einem mobilen Richtfunksystem übertragen werden.

Zu Beginn der achtziger Jahre schritt die Digitalisierung der öffentlichen Nachrichtennetze zügig voran, sodass auch die Entwicklung mobiler Geräte, die den CCITT-Empfehlungen entsprachen, für die Bundeswehr interessant wurde. Telefunken/Backnang entwickelte daher - unter Verwendung von Baugruppen der kommerziellen Technik - ein Spezialsystem für bis zu 30 Sprach- oder Datenkanäle. Es war in horizontalen Einschüben untergebracht, hatte ein integriertes Leitungsendgerät für Glasfasern oder Kupferadern und konnte in ortsfeste Gestelle oder in die üblichen militärischen Koffergehäuse eingebaut werden.

Wie bei den Richtfunkgeräten, gehören auch heute noch viele der beschriebenen Multiplexgeräte zur Ausrüstung der Bundeswehr. Sie werden nach wie vor im rauen Alltagsbetrieb eingesetzt und verrichten dort weiterhin zuverlässig ihren Dienst.

 

 

 

Mit freundlicher Genehmigung der Nicolaische Verlagsbuchhandlung GmbH, Berlin

 

Telefunken nach 100 Jahren - Das Erbe einer deutschen Weltmarke

Pünktlich zum 100jährigen Jubiläum im Jahre 2003 erschien das Buch Telefunken nach 100 Jahren zur Geschichte des Unternehmens. Eine Gruppe von meist ehemaligen Managern der Firma und befreundeten Fachleuten erstellte in jahrelanger Vorarbeit dieses recht umfassende Bild eines einst weltbekannten Unternehmens. Für alle, die keinen Zugang zu einem Exemplar dieses inzwischen vergriffenen Druckwerks haben, seien die für Backnang relevanten Kapitel mitsamt allen dazugehörigen Bildern hier wiedergegeben.
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Netz-Überwachung und -Management

Feinfühlige Störungserkennung und sofortige Fehlerbeseitigung sorgen für hohe Verfügbarkeit

Von Theodor Pfeiffer Theodor Pfeiffer

Bei unseren täglichen Telefongesprächen oder beim Versenden von Fax- und/oder E-Mail-Nachrichten gehen wir ganz selbstverständlich davon aus, dass uns das öffentliche Nachrichtennetz - wenn wir es benötigen - stets sofort zur Verfügung steht und nie ausfällt. Unsere Erwartungen werden in der Regel täglich aufs neue bestätigt, weil dieses außerordentlich leistungsfähige Netz tatsächlich sehr stabil ist und zuverlässig arbeitet. Der Fachmann allerdings weiß, dass auch ein solch komplexes System verletzlich ist, stecken doch in den vielen elektronischen Einrichtungen unzählige Bauteile, von denen jedes einzelne zwar sehr zuverlässig ist, jedoch keine unendliche Lebensdauer besitzt. Er weiß auch, dass der Ausfall eines Bauelements an einer kritischen Stelle eine ganze Übertragungsstrecke lahmlegen kann, auf der beispielsweise viele Ferngespräche geführt werden. Wie also, so fragt sich der Laie, lässt sich die hohe Zuverlässigkeit denn erreichen?

Diese Frage hat die Ingenieure schon in den frühen Jahren der elektronischen Nachrichtensysteme bewegt. Sie starteten daher ihre Übertragungssysteme mit speziellen Überwachungsschaltungen aus, die dem Wartungspersonal durch akustische und optische Signale einen Defekt oder einen Pegelabfall des Nachrichtensignals sofort anzeigten. Durch Baugruppentausch konnte dann die Betriebsfähigkeit gegebenenfalls rasch wiederhergestellt werden.

Lange Zeit befriedigte diese Methode, doch in den fünfziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts erfuhr das Fernmeldenetz der Deutschen Bundespost (DBP) eine starke Erweiterung. Es erhielt daher eine hierarchische Struktur, bestehend aus Orts-, Knoten-, Haupt- und Zentralämtern, die untereinander durch die Trägerfrequenz- und Richtfunk-Strecken verbunden sind. Man kann sich leicht vorstellen, dass insbesondere in den großen Haupt- und Zentralämtern, in denen sich ja auch die Systeme der unteren Netzebenen befinden, der Überblick über Störungen zunehmend schwieriger wurde. Bei gravierenden Störungsfällen konnte es vorkommen, dass an vielen Geräten gleichzeitig die Signallampen blinkten und dadurch die Erkennung und Identifizierung eines Defekts stark verzögert wurde.
 
Die DBP war daher sehr an der Entwicklung eines Systems interessiert, das - vor allem in den großen Fernmeldeämtern - in der Lage war, die interessierenden Störungsmeldungen des TF-Netzes räumlich zu konzentrieren. Erste diesbezügliche Gespräche zwischen dem Fernmeldetechnischen Zentralamt (FTZ) und Telefunken Backnang fanden 1963 statt. Zwei Jahre später präsentierte Backnang einen Vorschlag für eine automatische TF-Netzüberwachung (ATFNÜw), die - mit Unterstützung eines Telefunken-Rechners TR 10 - automatisch untergeordnete Signale unterdrückt und die wichtigen übergeordneten Signale in einer Zentrale übersichtlich auf einem Anzeigetisch darstellt, sodass die Störung rasch eingegrenzt und gegebenenfalls eine Ersatzstrecke bereitgestellt werden kann. Auf dieser Basis entstand ein Versuchssystem, das 1968 in Düsseldorf in Betrieb genommen wurde.

Da sich auch die Firma Siemens mit Fernüberwachungseinrichtungen für das TF-Netz befasste, wünschte das FTZ eine Zusammenarbeit bei der Planung und Entwicklung eines einheitlichen Systems. Beide Firmen brachten ihre Erfahrungen in eine Weiterentwicklung – die „Zentrale Betriebsbeobachtung“ (ZBBeo) – ein und lieferten 1972 die erste Probeanlage. In den Folgejahren führte die Deutsche Bundespost die ZBBeo im gesamten TF-Netz ein. Insgesamt 16 Überwachungs- und 60 Unterzentralen sorgten schließlich - verbunden durch Fernüberwachungsschleifen mit vielen hundert Betriebsstellen - für eine hohe Verfügbarkeit des Netzes.

Natürlich war auch das Richtfunknetz durch verschiedene Überwachungseinrichtungen gesichert. So wurde jede Richtfunkstrecke zum Beispiel die von Hannover nach Hamburg-, bestehend aus mehreren parallel geführten Funkkanälen (so genannten Linien), von Schutzschaltgeräten überwacht. Jeweils mehreren Linien (drei bis sieben) war ein Reservekanal zugeordnet. Bei Störung einer Linie wurde diese Verbindung aufgetrennt und auf den Reservekanal mit kaum merklicher Unterbrechung umgeschaltet. Trotz dieses schon sehr wirkungsvollen Schutzes kamen in den siebziger Jahren im Netz der DBP - parallel zur ZBBeo – noch Funkübertragungsleitstellen zur Überwachung des Richtfunknetzes dazu. Von dort aus konnten außerdem gezielte Umwegschaltungen in Abhängigkeit vom Verkehrsaufkommen oder im Störungsfall vorgenommen werden. Telefunken Backnang war auch an dieser Entwicklung maßgeblich beteiligt und hat mehrere Leitstellen, insbesondere im Norden Deutschlands, aufgebaut.

Inzwischen sind die Nachrichtennetze, wie bereits erwähnt, völlig digitalisiert. Es gibt nur noch ein Datenkommunikationsnetz, über das die unterschiedlichsten schmal- und breitbandigen Dienste rasch und sicher transportiert werden. Zur Überwachung sind daher die oben genannten, für analoge Netze konzipierten Systeme nicht mehr geeignet. Rechnergestützte Systeme, deren Standards von CCITT und ETSI festgelegt sind, treten inzwischen an ihre Stelle. Moderne Systeme - man nennt sie heute Netzmanagement-Systeme - sind in der Lage, Störungen oder Ausfälle zu erkennen und automatisch zu beseitigen, die Kapazität der Übertragungswege abhängig vom Verkehrsaufkommen zu variieren, die Übertragungsqualität zu überwachen sowie die Gerätebestandsdaten zu verwalten - um nur die wichtigsten Eigenschaften zu nennen. Sie unterstützen außerdem ganz wesentlich die Planung und Konfiguration der Netzstruktur, denn die Netztopologie und die Schaltzustände können auf den Bildschirmen von Monitoren mit Hilfe der Fenster-Technik bis ins Detail dargestellt werden.

Der Backnanger Tradition folgend, wurde bei ANT Nachrichtentechnik Anfang der neunziger Jahre das leistungsfähige Netzmanagement-System NSÜ entwickelt, das die oben genannten Eigenschaften besitzt und inzwischen bei Netzbetreibern im In- und Ausland erfolgreich im Einsatz ist.

Mit freundlicher Genehmigung der Nicolaische Verlagsbuchhandlung GmbH, Berlin 

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Telefunken nach 100 Jahren - Das Erbe einer deutschen Weltmarke

Pünktlich zum 100jährigen Jubiläum im Jahre 2003 erschien das Buch Telefunken nach 100 Jahren zur Geschichte des Unternehmens. Eine Gruppe von meist ehemaligen Managern der Firma und befreundeten Fachleuten erstellte in jahrelanger Vorarbeit dieses recht umfassende Bild eines einst weltbekannten Unternehmens. Für alle, die keinen Zugang zu einem Exemplar dieses inzwischen vergriffenen Druckwerks haben, seien die für Backnang relevanten Kapitel mitsamt allen dazugehörigen Bildern hier wiedergegeben.
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Glasfasertechnik

Schneller, breitbandiger, störungsfrei auf weltweiten Wegen

Von Theodor Pfeiffer Theodor Pfeiffer

Wer heute ein Ferngespräch führt oder gar ein Überseegespräch z. B. nach New York, ist oft erstaunt, wie gut die Sprachqualität ist. Keine Verzerrungen, kein lästiges Rauschen stören! Man hat den Eindruck, der Gesprächspartner befinde sich im Nachbarhaus. Dass dies heute so ist, verdanken wir der Digitaltechnik und nicht zuletzt der Glasfaser, über die noch so mächtige Nachrichtenströme mühelos übertragen werden können. Selbst in den modernen Seekabeln befinden sich die haardünnen Fasern, und nach einer rund 4.000 km langen „Unterseereise“ zwischen Europa und New York kommen die Nachrichtensignale unverzerrt und ohne große Verzögerung an.

Doch was heute normaler Stand der Technik ist, war vor rund 40 Jahren noch gar nicht bekannt. Blättern wir in der Chronik doch einmal zurück in diese Zeit, als Glasfasern, zu Bündeln verpackt, als Faseroptik in der Medizin Verwendung fanden oder in Blumenvasen - von unten beleuchtet - als „leuchtender Blumenstrauß“ verkauft wurden. Bei diesen Anwendungen nutzte man das schon länger bekannte Prinzip, dass Licht, das in haarfeine Glasfäden eingestrahlt wird, durch Totalreflexion allen Krümmungen folgt und am Ende der Faser nahezu ohne Verluste wieder austritt. Dies funktionierte auch gut, solange die damals verfügbaren Fasern nur wenige Meter lang waren. Für Weitverkehrsanwendungen jedoch waren sie mit einer Dämpfung von mehr als 1 dB/m völlig ungeeignet, denn bereits am Ende einer 50m langen Strecke war bestenfalls noch der zehnmillionste Teil der eingestrahlten Lichtleistung verfügbar. An das Übertragungsmedium Glasfaser für die zukünftige Nachrichtenübertragung dachte daher damals niemand. Wohl aber experimentierte man mit so genannten Wellenhohlleitern - das sind 50-70 mm dicke Rohre, die innen mit einem Dielektrikum beschichtet sind -, über die man im Millimeterwellenbereich gleichzeitig ca. 250.000 Gespräche übertragen wollte. Auch Telefunken befasste sich in Kooperation mit anderen Firmen mit dieser Technik.

Dies also war der Stand der Glasfasertechnik, als Mitte 1964 einige junge Wissenschaftler im Telefunken-Forschungsinstitut in Ulm (FI Ulm) Halbleiter-Fotodioden auf ihre Eigenschaften untersuchten. Sie interessierte insbesondere die Impedanz, das Rauschverhalten und das Schaltverhalten bei Lichtblitzen von etwa einer Nanosekunde. Im Verlauf der Arbeiten – genauer gesagt: im Oktober 1965 - hatte M. Börner, der Leiter der Gruppe, die Idee, dass die Kombination eines bis in den Gbit/s-Bereich durch PCM-Signale modulierbaren Halbleiterlasers, eines dielektrischen Lichtwellenleiters aus Glas und einer Halbleiter-Fotodiode ein exzellentes neues Nachrichtensystem ergeben könnte (BILD 1). Er besprach sie mit seinen Mitarbeitern und mit K. Fränz, dem damaligen Leiter des Forschungsinstituts, und trug seine Idee schließlich auch dem Telefunken-Vorstand vor.

204aBild 1: Prinzipieller Aufbau eines Glasfaser-Übertragungssystems: A/D = Analog-Digital-Wandler, S = Sender mit Halbleiter-Laser, GF = Glasfaser, E = Empfänger mit Halbleiter-Fotodiode, D/A = Digital/Analog-Wandler

Daraufhin begannen im Januar 1966 die Grundlagenarbeiten. Veröffentlichungen im Sommer 1966 offenbarten, dass auch bei den Firmen STL in England und CSF in Frankreich Untersuchungen an Glasfasern durchgeführt wurden. Im September 1966 beschrieb Börner daher seine Erfindung in einem Patentantrag mit dem Titel „Mehrstufiges Übertragungssystem für in Pulscodemodulation dargestellte Nachrichten“. Zwei Monate später wurde der Antrag beim Deutschen Patentamt eingereicht, und am 16. Mai 1968 wurde das Patent erteilt. Es war das weltweit erste Systempatent für Glasfaser-Übertragungssysteme und wurde danach auch in Frankreich, Großbritannien und in den Vereinigten Staaten erteilt.

205a tbBild 2: Abmessungen eines im FI Ulm entwickelten Lasers im Größenvergleich zu einer Feldameise. Der Laser hat quaderförmige Gestalt mit einem Draht von nur 25 µm Durchmesser als Strohmzuführung. Die eigentliche lichtemittierende Fläche des Lasers beträgt nur etwa 5 µm x 1 µmIm Konzern wuchs inzwischen das Interesse an dem Vorhaben, und so trieb man ab Anfang 1966 - auf Empfehlung einer Telefunken-Expertenkommission - die Untersuchungen an Halbleiterlasern und schnellen Halbleiter-Fotodioden verstärkt voran. Bereits wenig später wurden im Heilbrenner Halbleiterwerk in Kooperation mit dem FI Ulm erste Avalanche-Fotodioden zur Detektierung von Laserimpulsen gefertigt, die eine bis dahin unerreichte Schnelligkeit und Empfindlichkeit besaßen. Auch die internationalen Fortschritte bei der Entwicklung von Glasfasern wurden in Ulm kritisch-aufmerksam beobachtet, und schon bald entschloss man sich, die Eigenschaften von Glasfasern verschiedener Hersteller zu untersuchen. Nachdem auch das Bundesministerium für Bildung und Wissenschaft (BMBW) signalisierte, die Arbeit zu unterstützen, stellte Telefunken Backnang Ende 1969 einen Antrag auf Förderung des Vorhabens „Die Entwicklung eines optischen Datenübertragungssystems mit dielektrischen Wellenleitern“. Nach dessen Genehmigung begann bald darauf im FI Ulm auch die Entwicklung von Halbleiterlasern. Schon ein Jahr später kamen die ersten Laser-Prototypen aus der Ulmer Kleinserienfertigung (BILD 2), und 1972 arbeiteten die Laser schließlich ohne zusätzliche Kühlung im Dauerstrich.

206a tbBild 3: Verschweißen zweier Glasfasern im elektrischen Lichtbogen (Lichtbogenspleiß)Nun war auch die Zeit gekommen, dass an die Herstellung eigener Glasfasern gedacht werden konnte, und so entwickelte man im FI Ulm eine Anlage zum Ziehen von Glasfasern. Bereits 1974 gelang die Fertigung von Fasern mit einer Dämpfung von 30 dB/km, ein Jahr später sogar mit einer Dämpfung < 10 dB/km. Begleitend hierzu entwickelte man bei der AEG-TELEFUNKEN Kabelwerke AG in Rheydt Konstruktionskonzepte für Glasfaserkabel, und in Backnang arbeitete man mit Hochdruck an der Entwicklung erster Glasfaser-Übertragungssysteme, denn die Ulmer Laser erreichten nun eine Lebensdauer von mehreren tausend Stunden. Auch die Glasfaser-Mess- und Spleißtechnik wurde dort intensiv untersucht. Die Arbeiten verliefen erfolgreich, und so konnte Telefunken Backnang 1977 als erste Firma Deutschlands ein Spleißgerät vorstellen, mit dem man Glasfasern mittels eines Lichtbogens dämpfungsarm miteinander verschweißen konnte (BILD 3). Wenig später entschied sich die Deutsche Bundespost, nur noch diese Technik bei Spleißarbeiten einzusetzen.

207a tbBild 4: Verlegen eines Glasfaserkabels in einen Kabelzug1978 - zehn Jahre nach der Erteilung des Börnerschen Patents – war es dann soweit, dass erste Glasfaser-Übertragungssysteme in einem Feldversuch im Netz der Bundespost getestet wurden. Im Berliner Ortsnetz stand hierfür eine 4,5 km lange Trasse zwischen zwei Vermittlungsämtern zur Verfügung, die von Telefunken Backnang und drei weiteren deutschen Fernmeldefirmen als „Testbett“ genutzt wurde. Die Streckenführung enthielt sowohl Abschnitte mit schwierigen Verlegebedingungen als auch Abschnitte, in denen ungünstige Umweltbedingungen, wie starke  Temperaturschwankungen oder hohe Beeinflussungsspannungen, auf das Kabel einwirkten. Das von den AEG-TELEFUNKEN Kabelwerken entwickelte Glasfaserkabel - bestückt mit acht Fasern aus Ulm (Dämpfung ca. 4 dB/km) - war daher robust aufgebaut und konnte ohne Schwierigkeiten in die bereitgestellten unterirdischen Kabelzüge eingezogen werden (BILD 4). Die Endgeräte – ebenfalls ausgestattet mit Lasern und Fotodioden aus Ulm – befanden sich in den Vermittlungsämtern. Sie waren für die Bitrate 34 Mbit/s ausgelegt (480 Sprechkreise) und wurden sechs Monate lang im Dauerbetrieb getestet. Während des Feldversuchs bewährte sich das Telefunken-System bestens. Es arbeitete zuverlässig, und die Bitfehlerrate, ein Maß für die Qualität der Übertragung, war deutlich niedriger als gefordert.

Danach folgten in kurzen Abständen weitere Systeme:

1979 wurde im Hochspannungsnetz der Badenwerk AG weltweit das erste Glasfaser-Übertragungssystem auf einer 110 kV-Hochspannungsleitung mit einem selbsttragenden Erdseil-Luftkabel von den AEG-TELEFUNKEN Kabelwerken installiert. Die Länge der Übertragungsstrecke betrug 1,8 km.

Die Endgeräte sowie die Kabelgarnituren kamen aus Backnang. Zunächst wurde das System nur für die Sprachübertragung verwendet, dann aber - aufgrund der guten Betriebserfahrungen – als digitales Verbindungsglied zur Steuerung der Leistungsschalter an den beiden Enden der 110 kV-Leitung eingesetzt, wodurch im Fall eines Fehlers im Hochspannungssystem eine besonders rasche Abschaltung erfolgen konnte. Die Anlage erregte viel Aufsehen in der Fachwelt und stand lange Jahre erfolgreich und fehlerfrei in Betrieb. Erst vor kurzem wurde sie von einer hochkanaligen Verbindung abgelöst.

1980 lieferte Telefunken Backnang an eine ausländische Postverwaltung 140 Mbit/s-Leitungsendgeräte, mit denen ein Fernseh- und Rundfunkzubringersystem aufgebaut wurde. In Berlin wurde eine Testanlage für Rundfunk- und Fernsehprogrammverteilung installiert. Rund 30 Teilnehmer konnten direkt über individuelle Glasfaser-Teilnehmerleitungen auf sechs Fernseh- und 14 UKW-Programme zugreifen. Außerdem wurden die ersten 34-Mbit/s-Seriengeräte geliefert und auf einer 13 km langen Strecke im Fernnetz der Deutschen Bundespost in Betrieb genommen.

1981 beauftragte die Deutsche Bundespost sechs deutsche Firmen, so genannte BIGFON-Prototyp-Systeme zu entwickeln (BIGFON = Breitbandiges Integriertes Glasfaser-Fernmelde-Orts-Netz). Telefunken Backnang/ANT Nachrichtentechnik realisierte dieses weit in die Zukunft gerichtete System in enger Zusammenarbeit mit den Partnern AEG-TELEFUNKEN Kabelwerke, Rheydt, Telefonbau und Normalzeit, Frankfurt/M., sowie der TELEFUNKEN Fernseh- und Rundfunk GmbH, Hannover, in knapp drei Jahren. Das System ging termingerecht 1984 in Düsseldorf und Hannover in Betrieb und bewährte sich dort bestens. Die Teilnehmer hatten über individuelle Glasfaserleitungen (Bitrate 250 Mbit/s) Zugriff zu den verschiedensten Kommunikationsdiensten wie Fernsprechen, Fernschreiben, Telefax, Bildschirmtext, hochauflösendes Bildfernsprechen, Stereorundfunk und Fernsehen.

207b tbBild 5: Glasfaserkabel für die Nachrichtenübertragung in öffentlichen NetzenSchließlich wurde die Entwicklung von Glasfaser-Übertragungssystemen Routine. In den folgenden Jahren entstanden bei ANT Nachrichtentechnik in Backnang verschiedene Systeme mit Bitraten bis zu rund 2,5 Gbit/s, die den internationalen Normen entsprechen. Sie wurden an die Deutsche Bundespost / Deutsche Telekom und andere Kunden geliefert. Um Komplettsysteme aus eigener Fertigung anbieten zu können, wurden ab 1987 im Werk Offenburg auch Glasfaserkabel hergestellt (BILD 5) einschließlich des für Kabelanlagen benötigte Zubehörs.

Heute sind 2,5 Gbit/s-Systeme (ca. 30.000 Sprechkreise) weit verbreitet, in den Haupttrassen der großen Netzbetreiber befinden sich bereits 10 Gbit/s-Systeme, und die Kontinente unserer Erde sind durch Glasfaser-Seekabel mit hoher Übertragungskapazität miteinander verbunden. Noch breitbandigere 40 Gbit/s-Systeme (ca. 480.000 Sprechkreise) sind bald einsatzreif. Doch die Erfolgsgeschichte der Glasfaser ist noch lange nicht zu Ende, denn auch ein 40 Gbit/s-System nutzt die prinzipiell verfügbare Übertragungskapazität nur zu einem Bruchteil. Mit Erfolg werden inzwischen erste Systeme eingesetzt, die Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge in die Faser einspeisen und pro Wellenlänge 10 Gbit/s oder gar 40 Gbit/s übertragen können. Bekannt geworden ist beispielsweise ein System mit 160 Kanälen à 10 Gbit/s, also einer Gesamtbitrate von 1.600 Gbit/s. Das heißt, auf einer Faser können gleichzeitig rund 20 Millionen Gespräche übertragen werden oder einige tausend Fernsehsignale. Heute mögen wir zweifeln, ob diese Kapazität jemals benötigt wird, aber die Erfahrung hat uns ja gezeigt, dass der Bedarf oft schneller als erwartet eintreten kann.

 

 

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Telefunken nach 100 Jahren - Das Erbe einer deutschen Weltmarke

Pünktlich zum 100jährigen Jubiläum im Jahre 2003 erschien das Buch Telefunken nach 100 Jahren zur Geschichte des Unternehmens. Eine Gruppe von meist ehemaligen Managern der Firma und befreundeten Fachleuten erstellte in jahrelanger Vorarbeit dieses recht umfassende Bild eines einst weltbekannten Unternehmens. Für alle, die keinen Zugang zu einem Exemplar dieses inzwischen vergriffenen Druckwerks haben, seien die für Backnang relevanten Kapitel mitsamt allen dazugehörigen Bildern hier wiedergegeben.
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Richtfunk- und Satellitentechnik

Je höher die Antenne, desto größer die Reichweite.
Der Gipfel: die Relaisstation im Weltraum

Von Rudolf Steinhart Rudolph Steinhart und Gert Eckhardt

188a tbBild 1: Richtfunkturm der Deutschen Bundespost in HamburgJeder weiß, was ein „Handy“ ist, viele haben schon eins, fast alle  wollen eins. Aber wohl kaum jemand weiß, wie dieses Wunderwerk der Kommunikationstechnik funktioniert. Und er braucht es auch gar nicht zu wissen, wenn er es nutzen will. Aber ehrlich: Ist es nicht fast ein Wunder, wenn man von jedem beliebigen Telefon – ob drahtgebunden oder Funk - jeden beliebigen „Handy“-Besitzer, wo auch immer er sich befindet, anrufen und mit ihm reden kann? Dabei muss man nicht einmal wissen, wo sich der Handy-Teilnehmer befindet: Ob in Norwegen oder an der Côte d'Azur, ob in Krakau oder im Nachbarhaus, der Ruf kommt immer an, vorausgesetzt natürlich, dass am momentanen Aufenthaltsort des Besitzers eine Mobilfunk-Versorgung besteht und dass der Besitzer sein Mobiltelefon eingeschaltet hat.

Nun kann man hier sicher nicht eine vollständige und voll verständliche Systembeschreibung geben, weil die Vorgänge, die in Sekundenschnelle für den Aufbau einer 2-WegeVerbindung über Hunderte oder gar Tausende von Kilometern ablaufen, sehr komplex sind, denn in heutigen Mobilfunknetzen werden so gut wie alle bisher bekannten und sehr viele neue Techniken der Kommunikations- und Übertragungstechnik zu einem Großen Ganzen zusammengefügt.

Aber vielleicht ist es doch interessant, an geeigneter Stelle Teilaspekte zu betrachten, wenigstens solche, die einen wesentlichen Part des Gesamtsystems ausmachen und wozu Telefunken in seiner Geschichte Erhebliches beigetragen hat.

Noch ein anderes „technisches Wunderwerk“ ist heute in fast jedermanns Besitz: der Satelliten-Heimempfänger. Vor kurzem noch musste man in ein Fachgeschäft gehen, um einen solchen Apparat kaufen zu können, heute nimmt man ihn im Großmarkt, sozusagen „en passant“, wohlverpackt in einem bunten Karton mit, und das kaum 50 Jahre nach dem Start des ersten Nachrichtensatelliten!

So sind die Richtfunk- und Satellitentechnik zusätzlich zur terrestrischen Nachrichtenübertragung - heute insbesondere über Glasfaser-Lichtwellenleiter (GF) – wesentliche Übertragungsmedien, die den Mobiltelefonen die Überwindung der unglaublich großen Entfernungen ermöglichen.

190a tbBild 2: Plattformaufstellung der Antennen am Beispiel Minden/WestfalenWenn man heute aufmerksam durch die Landschaft geht oder fährt, so sieht man immer wieder große und kleine Richtfunktürme; das sind meist schlanke Maste aus Beton oder in Stahlgitterkonstruktion, an die in verschiedenen Höhen Parabolspiegel-Antennen - im Jargon
nennt man das heute etwas unglücklich „Schüsseln“ - montiert sind. So zeigt zum Beispiel das BILD 1 einen Richtfunkturm der Deutschen Bundespost/Telekom in der Stadtmitte von Hamburg. Das BILD 2 offenbart mehr Details, insbesondere erkennt man die „Multifunktionalität“ eines solchen Turmes, der große Antennen für den Nachrichtenweitverkehr, kleinere für Richtfunkzubringer, Mobilfunkantennen und dann noch eine große Rundfunk-Sendeantenne an der Spitze trägt. BILD 3 zeigt eine völlig andere Art eines Richtfunkturmes, nämlich eine einfache Stahlgitterkonstruktion, die in der Türkei ihren Dienst tut.

191a tbBild 3: Stahlgittermast an der Pump- und Kontrollstation der Irak-Türkei-Ölpipeline, 1977Die kleinen Parabolspiegel mit z. B. 50 cm Durchmesser. oder weniger dienen als Zubringer aus dem Mobilfunknetz in das übergeordnete Weitverkehrsnetz und umgekehrt. Ein ganz modernes und aktuelles Beispiel ist in BILD 4 wiedergegeben, auf dem man eine solche Zubringer-Endstelle im Versuchsbetrieb auf dem Dach unseres Werkes mit Backnang im Hintergrund sieht. Der Name dieses Systems ist DRS 2-140/18700. Wir kommen später noch darauf zurück.

Beim Aufbau der ersten digitalen Mobilfunknetze im 900 MHz-Bereich (Dienstbezeichnungen D1 und D2), der zu Anfang des vergangenen Jahrzehnts begann, konnten natürlich sofort Fernübertragungen realisiert werden, weil das in vielen Ländern bestehende stationäre Richtfunk- und Satellitennetz direkt dafür qualifiziert war. Später kam als drittes Mobilfunknetz in Deutschland E-Pius im Frequenzbereich um 1.8oo MHz hinzu, und seit 2002 erobert mit UMTS schon wieder eine neue Technologie unsere „Nachrichtenwelt“, die besonders große Übertragungsbandbreiten erfordert und dafür dann aber neue und noch schnellere Dienste übertragen wird.

Während der Weitverkehr in den Frequenzbereichen von einigen Gigahertz (GHz =109Hz), das sind Wellenlängen im Dezimeter- und Zentimeter-Bereich, stattfindet und außerordentlich „dicke“ Signalbündel von einigen hundert Megabit transportiert, sind die kleinen Zubringer sehr leichte, meist mastmontierte Geräte, die in Frequenzbereichen ab 15 GHz bis über 40 GHz (mm-Wellen-Bereich) als Übertragungsfrequenzen arbeiten.

191bBild 4: Erprobungsstrecke der Anlage DRS 2-140/18700 auf dem Werk in Backnang nach AllmersbachDie Richtfunktechnik war bei Telefunken über viele Jahrzehnte Gegenstand von Forschungsarbeiten, kein Wunder also, dass auch bei einem so hochkomplexen System wie dem Mobilfunk Telefunken von Anfang an intensiv beteiligt war. Natürlich wurde dies dann durch die direkten Nachfolger (ANT, Bosch-Telecom, Bosch SatCom, Marconi Communications in Backnang) fachgerecht weitergeführt.

Die Grundlagenarbeiten begannen – wie auch in anderen europäischen Ländern – bei Telefunken schon zu Anfang der dreißiger Jahre. Dabei machte man sich die in Deutschland Ende der zwanziger Jahre gewonnene Erkenntnis (A. Esau, F. Schröter) zunutze, dass mit Hilfe hochfrequenter Wellen eine Freiraumübertragung von Nachrichten über größere Entfernungen möglich ist. „Hochfrequenz“ nannte man in den Anfangsjahren elektromagnetische Wellen so um die 50 MHz (das bedeutet eine Wellenlänge von 6m), aber je höher die Frequenz, um so besser sind zunächst gewisse Übertragungseigenschaften - vor allem im Hinblick auf die Störanfälligkeit -, allerdings immer nur im Rahmen der so genannten „Radio-Sichtweite“. Damit ist wegen der Erdkrümmung eine Entfernung von ca. 50 km gemeint, die man mit Hilfe natürlicher oder künstlicher Erhöhungen (z. B. Berge oder Sendetürme) relativ leicht überbrücken kann.

192a tbBild 5: Betriebsraum der Deutschen Telekom für DRS 155 / 1922-64 QAMDurch Hintereinanderschaltung von mehreren Strecken mit Hilfe von „Relaisstationen“ kann man im Prinzip beliebig lange Nachrichtenübertragungsstrecken bauen (BILD 5), vorausgesetzt, dass man geeignete Stellen zum Bau von Sendetürmen findet. In den siebziger Jahren gab es in Westdeutschland im Besitz der Deutschen Bundespost über 300 Richtfunktürme. Schwierig wird es nur bei Verbindungen über Wasser für interkontinentale Strecken (z.B. Deutschland - USA) oder bei politischen Hemmnissen, wie seinerzeit die DDR eines in Bezug auf West-Berlin war.

An dieser Stelle muss nun die Satellitentechnik erwähnt werden. Vereinfacht gesagt, ist eine Satellitenstrecke eine Richtfunkstrecke mit einer extrem hohen Relaisstelle, nämlich dem Satelliten selbst, der die gleiche Funktion auszuüben hat wie eine terrestrische Richtfunkrelaisstelle, allerdings und natürlich mit einigen komplizierten Besonderheiten.

Zur Nachrichtenübertragung über Relaissatelliten werden heute im kommerziellen Verkehr im Allgemeinen Synchronsatelliten verwendet. Das sind Satelliten, die in einer Höhe von 36.000 km über dem Äquator synchron mit der Erde umlaufen und daher von der Erde aus gesehen scheinbar stillstehen. Bestückt man den Satelliten -wie eine Relaisstelle - mit Empfänger, Umsetzer, Sender und Antennen, so kann man im Bereich seiner „Radiosichtweite“ – und das sind hier nun, im Gegensatz zum terrestrischen Richtfunk, einige 1.000 km auf der Erdoberfläche - Nachrichten stabil übertragen. Sowohl der Satellit als auch die Bodenstationsantennen müssen allerdings immer wieder ein wenig nachgeführt werden, weil dieses „Stillstehen“ des Satelliten nicht ganz exakt funktioniert, sondern immer ein leichtes Pendeln um den planmäßigen Standort stattfindet. Auch sind im Satelliten besondere Anforderungen zu erfüllen, wie zum Beispiel eigene Stromversorgung, Lage- und Temperaturstabilisierung u.a.m. Weil man ja, beispielsweise, nicht einfach hingehen und reparieren kann, muss die Zuverlässigkeit der gesamten Einrichtung extrem hoch sein. Auch hohe Sendeleistungen und höchste Empfängerempfindlichkeiten sind nötig - und vor allem möchte man eine hohe Übertragungsbandbreite, um im Interesse der Wirtschaftlichkeit möglichst viele Signale gleichzeitig transportieren zu können.

Die Satellitentechnik fand ihre erste zivile, kommerzielle Anwendung mit der Live-Übertragung von TV-Bildern aus den USA nach Europa über „Telstar“ (entwickelt in den Bell Labs der ATT – American Telephone and Telegraph Corp.) im Jahr 1963, und kurz darauf brachte Hughes Aircraft mit „Syncom II“ den ersten voll einsatzfähigen Satelliten auf die bereits 1945 von A.C.Clark (UK) beschriebene Synchronbahn. In den folgenden Jahrzehnten hat sich die Satellitentechnik natürlich weit über die damalige Aufgabe hinaus entwickelt. Hierauf kommen wir weiter unten noch zurück.

An dieser Stelle mag es genügen es, wenn wir die Satellitenstrecken als Sonderfall der allgemeinen Richtfunktechnik betrachten, und es ist evident, dass mit diesen Techniken im Mobilfunk praktisch jede beliebige Entfernung realisiert werden kann. Als weiteres Übertragungsmedium stehen zumindest in den Industrieländern und vor allem in Deutschland leistungsfähige Kabel- und Glasfasernetze zur Verfügung (siehe unter diesem Kapitel).

Der „Witz“ heutiger Netze liegt darin, dass diese „transparent“ sind. Dieser Fachausdruck besagt, dass Signale unterschiedlichster Struktur - als da sind: (viele) Fernsehsignale, Ton/Musik, Gespräche, Daten usw. - über ein und dasselbe Netz gleichzeitig übertragen werden können. Man nennt das „lntegrated Services Digital Network“ (ISDN). Die Signalaufbereitung, die Modulation, zur und die Demodulation (= Decodierung) nach der Übertragung erfolgt allerdings nicht in den Weitverkehrsanlagen selbst, sondern nach wie vor in Multiplexgeräten, die aber jetzt natürlich die Signale digital codieren (siehe das Kapitel „Multiplextechnik“).

192b tbBild 6: Doppelband-Erregersystem für Muschelantenne 2 und 4 GHzWie der Begriff ISDN deutlich macht, sprechen wir heute „nur noch“ von Digitalsignal-Übertragung. Welche riesigen Nachrichtenbündel heute übertragen werden können, geht z. B. daraus hervor, dass große Richtfunkanlagen in Mehrfachausnutzung verfügbarer Frequenzen viele hundert Mbit/s übertragen können, LichtwellenIeiter-Kabel sogar einige Gbit/s (1 Gbit/s = 1 Milliarde Bit/s). Zum Vergleich: Der Informationsgehalt einer DIN-A4-Seite beträgt - je nach Inhalt - vielleicht 100.000 Bit (bei 8-Bit-Codierung). Überträgt man bescheidene 140 Mbit/s, so kann man rund 1.400 Seiten pro Sekunde(!) übertragen, das ist fast unglaublich. Wenn man zusätzlich noch bedenkt, dass Hin- und Rück-Richtung bei Gesprächen (2-Wege-Verkehr, auch 4-Draht-Verkehr genannt) nie über den gleichen Weg laufen, dann wundert man sich, dass jedes einzelne Bit weiß, wo es hin muss. Natürlich erfordert die Realisierung solcher Übertragungsstrecken einen gewaltigen Aufwand, und insbesondere ist selbstverständlich ein hohes technisches Know-how notwendig. Als ein kleines Beispiel ist in BILD 6 ein Multiband-Antennenerreger gezeigt, mit dessen Hilfe man gleichzeitig zwei große Frequenzbänder im 2- und 4 GHz-Bereich in beiden Richtungen auf eine Breitbandantenne schalten kann. Zur Erläuterung kann man mit „analogem Sprachgebrauch“ sagen, dass ein Frequenzband mehrere TV-Farbbild-Kanäle und/oder z. B. 1.800 Gesprächskanäle übertragen kann.

193a tbBild 7: Richtfunkgerät "Michael" im 500 MHz-Band für die Deutsche Wehrmacht, 1936Wir haben bereits mehrfach die so genannte „Radio-Sichtweite“ erwähnt und auch schon erklärt. An dieser Radio-Sichtweite hat sich bis heute natürlich nichts geändert, da es eine physikalische natürliche Größe ist, abhängig von Erdkrümmung und Topografie. Die Richtfunktechniker gingen mit ihren Anlagen immer bis an die Grenzen der Machbarkeit, insbesondere was die Verfügbarkeit der Hochfrequenz-Bauelemente anbetrifft. Früher kamen nur Elektronenröhren zur Signalerzeugung und -Verarbeitung in Betracht, und es war für die Systementwickler sehr vorteilhaft, dass das Haus Telefunken traditionell über leistungsfähige Röhrenwerke verfügte, welche in der Lage und vor allem auch willens waren, den innovativen Anlagen- und Systementwicklern immer das Neueste vom Neuen an die Hand zu geben, obwohl damit immer ein gewisses wirtschaftliches Risiko verbunden war.

Bei Telefunken konnte dadurch die Entwicklung innerhalb weniger Jahre so rasch voranschreiten, dass man schon Mitte der dreißiger Jahre Richtfunkstrecken mit Übertragungsfrequenzen von 500 MHz (Wellenlänge 60 cm) bauen konnte. Erstmals wurde statt der Amplitudenmodulation (AM) die störungsärmere Frequenzmodulation (FM) angewendet.

Der erste Großeinsatz der neuen Technik in diesem Sinne war das umfassende Richtfunknetz der Deutschen Wehrmacht im Zweiten Weltkrieg, welches im Endausbau von Narvik bis Kreta reichte und - aufaddiert mit vielen Abzweigen - eine Streckenlänge von fast 50.000 km umfasste.

An diesem riesigen Netz, das größtenteils von der Deutschen Luftwaffe betrieben wurde, war außer Telefunken in Berlin maßgeblich nur noch die ebenfalls in Berlin ansässige C. Lorenz AG (ab 1958 SEL = Standard Electric Lorenz AG, jetzt Alcatel in Stuttgart) beteiligt. Die Übertragungskapazität betrug zu Beginn, im Jahr 1936, 1 Sprechkanal, 1938 bereits 1 Sprechkanal plus 1 TelegraphiekanaI (EinIagerungswechselstrom-Telegraphie, abgekürzt EWT), und noch während des Krieges, nämlich 1941, konnten Richtfunkstrecken mit einer Übertragungskapazität von 10 Sprechkanälen in Betrieb genommen werden. Die Richtfunkgeräte bekamen damals (Deck-)Namen. So hieß das erste 1-Kanal-Gerät „Michael“ (BILD 7), das 10-Kanal-Gerät hörte auf den Namen „Rudolf“, Lorenz nannte seine Anlage „Stuttgart“.

Während des Krieges lag natürlich die zivile Übertragungstechnik völlig still, alle Entwicklungsressourcen im Mikrowellenbereich wurden auf das oben erwähnte Wehrmachtsnetz geworfen und auf die ebenfalls neuartige Radartechnik. Diese Technik wurde in Deutschland ursprünglich „Funkmesstechnik“ genannt, heute allgemein geläufig als „Radartechnik“.

Diese Technik- die ebenfalls mit Mikrowellen arbeitet - wurde 1942 großtechnisch von den Engländern eingesetzt und beeinflusste den Luftkrieg zu Ungunsten Deutschlands ganz erheblich. Mit allen denkbaren Anstrengungen wurde deshalb auch bei Telefunken die Entwicklung der „Radartechnik“ vorangetrieben. Das erste deutsche Flakfeuer-Leitgerät von Telefunken war ab 1940 unter dem Namen „Würzburg“ einsatzbereit.

Ganz anders war die Situation natürlich in den USA. Dort konnten bereits während des Zweiten Weltkrieges Mehrkanal-Richtfunkstrecken bis zu einer Betriebsfrequenz von 5 GHz (λ = 6 cm) erprobt und eingesetzt werden, auch die verschiedensten Modulationsverfahren (Amplituden-, Frequenz-, Impulsmodulation) bei Übertragungsfrequenzen von 1,5 bis 8,5 GHz konnten vergleichend erforscht werden. Aktiv waren in den USA auf diesem Sektor insbesondere die beiden Firmen ATT (American Telephone and Telegraph Corp.) mit den Bell-Laboratorien und die ITT (International Telephone and Telegraph Corp.), zwei Großkonzerne, die überdies noch den Vorteil hatten, ihre Entwicklungsergebnisse und Anlagen in eigenen Netzen selbst erproben und betreiben zu können. In England arbeitete die GEC-Marconi eigentlich schon Ende der zwanziger Jahre an der Weitverkehrsübertragung z.B. im 1 GHz-Bereich, zunächst allerdings ebenfalls nur mit 1-Kanal-Übertragung.

194a tbBild 8: Erste Deutsche Breitband-Richtfunk-Anlage der Nachkriegszeit für TV-Übertragung im 1900 MHz-Bereich (FREDA I), 1952.Die in Deutschland durch den Krieg entstandenen technischen und technologischen Lücken mussten nun schnellstens geschlossen werden, wozu sich aber erst ab 1948 - begrenzte – Möglichkeiten boten. Hierbei ist bemerkenswert, was heute nur noch wenige wissen, dass nämlich bis zum Anfang der fünfziger Jahre seitens der Alliierten ein allgemeines Verbot für Forschungs- und  Entwicklungsarbeiten auf dem Gebiet der Hochfrequenztechnik bestand. Überdies hatte Telefunken in Ost-Berlin sowie im Ausland große Teile seines Firmenbesitzes verloren und musste seinerzeit an anderen Orten u.a. in Ulm, wo sich Reste einer zurückverlagerten Wehrmachts-Röhrenfertigung befanden, mit der Anlagentechnik in alten Gebäuden- der „Heeresbrotfabrik“ in der Elisabethenstraße - völlig neu anfangen.

Dabei brachte schon das Jahr 1950 eine grandiose Herausforderung für „die Neuanfänger“ in Ulm, an die 1948 noch niemand dachte oder, besser gesagt, zu denken wagte: Telefunken sollte ein Fernsehbild-Übertragungssystem im 2 GHz-Bereich entwickeln und bereits 1953 die Strecke von Hamburg über Hannover bis Beckum mit sieben Funkfeldern aufbauen (ein „Funkfeld“ ist die Freiraumstrecke zwischen zwei Relaisstellen und, entsprechend der Radiosichtweite, typisch 50 km lang). Den zunächst heimlichen Arbeiten (mit so genanntem „STEG-Material“, das waren Bauelemente z.B. aus abgestürzten Flugzeugen, zerstörten Panzern, Flakgeschützen usw.) folgte dann - weil die Arbeiten nun wirklich „Zivil“ waren - eine erste Lockerung des „HF-Verbotes“. Die neu zu entwickelnden Anlagen erhielten den schönen Mädchennamen FREDA (BILD 8), was natürlich
nicht auf eine willkürliche dichterische oder nostalgische Namensgebung zurückzuführen war, sondern die Abkürzung von „Frequenzmodulierte Dezimeterwellen-Anlage“ bedeutete. Lorenz realisierte den Anschluss von Beckum/Westf. bis Köln/Frankfurt. Die Eile rührte daher, dass die Deutsche Bundespost unbedingt die Krönung von Königin Elisabeth II. im Rahmen der gerade ins Leben gerufenen „Eurovision“ europaweit (natürlich nur, soweit die Länder daran beteiligt waren) übertragen sollte, durfte und wollte.

Der Erfolg war enorm und hat zweifelsfrei bewiesen, dass Signale hoher Übertragungsbandbreite (ein TV-Signal benötigt etwa 5 MHz zur Übertragung) über große Entfernungen mit ausgezeichneter Qualität per Richtfunk im Weitverkehr übertragen werden können – und dass deutsche Firmen hierzu wieder in der Lage waren.

195a tbBild 9: Richtfunkstation "Pfänder" / Vorarlberg der österreichischen PTTDaneben gelang den „Telefunkern“ schon Anfang der fünfziger Jahre die Entwicklung einer PPM-modulierten Anlage (Puls-Phasen- Modulation im 2 GHz-Bereich IDA 22) mit 22 Gesprächskanälen. Dies kann im weitesten Sinne bereits als Vorstufe einer „Digitalsignalanlage“ angesehen werden. Es gab nämlich schon wieder eine neue Herausforderung, nämlich die Fern-Übertragung von Tonkanälen, und so wurden in der Anlage IDA 22 drei  Gesprächskanäle mit je 4 kHz Bandbreite zu einem Rundfunk-Tonkanal mit einer Übertragungsbandbreite von 12 kHz zusammengefasst und hat so ein Tonkanal-Übertragungssystem mit höchster Übertragungsqualität. Auf dieser Basis baute Telefunken dann in den fünfziger Jahren das Tonkanalsystem PPM 24 R zur Übertragung von fünf hochwertigen Tonrundfunkkanälen für die Österreichische Postverwaltung. Dieses System für das „Land der klassischen Musik“ war über Jahrzehnte ein landesweites und allseits bewundertes High-Fidelity-Tonkanal-Übertragungssystem. Natürlich muss man dies unter dem Aspekt der damals gegebenen technischen Möglichkeiten bewerten. Als Bauelemente gab es nur die langsam schaltenden Elektronenröhren. Übrigens ist dieses System, nach einigen Modernisierungen durch die Telekom Austria, noch heute in Betrieb!

Eine der ersten Richtfunkstationen für die PPM 24 R ist in BILD 9 (Pfänder) zu sehen. Diese Station wurde im Laufe der Zeit natürlich stark ausgebaut, insbesondere mit Vielkanal-Weitverkehrssystemen und mit der Technik zur Farb-TV-Übertragung.

Damit wurde nun ein erster Ring von der Gegenwart zurück in die Anfänge des Richtfunks geschlossen, indem ein Weg von den heutigen Digitalsignalanlagen zu den ersten im Zeitmultiplex arbeitenden PPM-Anlagen der fünfziger Jahre gefunden wurde.

All dies gab den Ausschlag für eine rasante Entwicklung des Richtfunks in Deutschland und bei Telefunken. Wie schon erwähnt, ging die Tendenz sehr schnell zu immer höheren Frequenzen. Die Zeit der 1-Kanal-Verbindungen war natürlich längst vorbei. Neben der TV-Signal-Übertragung einschließlich Farb- und Tonsignal mit mehr als 7 MHz Basisbandbreite sprach man schon Ende der fünfziger Jahre von der gleichzeitigen Parallelübertragung von 960 Gesprächskanälen (natürlich in analoger Modulation), und Mitte der Sechziger lieferte Telefunken neben SEL und Siemens bereits Übertragungsanlagen für 1.800 Gesprächskanäle im 6 GHz-Bereich.

Übrigens wurden die Richtfunktechniker aus der „Brotfabrik“ in Ulm bereits 1955 komplett nach Backnang verlegt, weil dort Telefunken die Weitverkehrs-Übertragungstechnik insgesamt konzentrieren wollte. So entstand der Geschäftsbereich „Anlagen, Weitverkehr- und Kabeltechnik“ der Telefunken GmbH mit den Fachbereichen Multiplex-, Richtfunk- und Kabeltechnik. 1972 kam dann noch der Fachbereich „Raumfahrt“ dazu.

Mit dem Einstieg in die Satellitentechnik, der 1962 erfolgte, konnte man in diesem Backnanger Geschäftsbereich schließlich vollständige Übertragungsnetze als System anbieten. Was schließlich aus diesen bescheidenen Anfängen wurde, kann man an der Luftaufnahme des Werkes Backnang in BILD 2 im Kapitel „Das Übertragungssystem“ erkennen.

Eine andere, mindestens ebenso bedeutsame Entwicklung setzte, zunächst zaghaft, Ende der fünfziger Jahre ein, um sich danach umso stürmischer zu entfalten: die Halbleitertechnik. Während beispielsweise die oben erwähnte FREDA noch mit Dutzenden von Röhren unterschiedlichster Funktion bestückt war, enthielt beispielweise das vorhin genannte 1.800-Kanalgerät bei 6 GHz nur noch eine einzige, nämlich eine so genannte Wanderfeldröhre als Ausgangsleistungsstufe, denn alle anderen Baugruppen waren bereits mit Halbleitern bestückt.

Selbstverständlich waren die Geräteentwickler in Backnang bestens informiert und stets mit dem Neuesten vom Röhrenwerk in Ulm versorgt, das auf dem Gebiet der Satelliten-Wanderfeldröhren Ende der sechziger Jahre eine führende Rolle in Europa übernehmen konnte.

196 tbBild 10: Troposcatter-Anlage RF-Station Schäferberg Berlin, 1967Ein echtes Highlight war 1967 der Start des Farbfernsehens in Deutschland mit dem von Telefunken entwickelten PAL-Verfahren. Die Übertragung von Farbfernsehbildern ist hoch sensibel, weil der  Farbträger wegen der Abwärtskompatibilität in das Schwarz-Weiß-Bild eingebettet werden musste. Telefunken hatte für diese Eröffnung den schwierigsten Teil beizutragen: nämlich den Anschluss von West-Berlin an das westdeutsche Farbfernsehnetz. Dies war aus politischen Gründen unabdingbar, schien aber zunächst überhaupt nicht machbar, weil man ja über die damalige DDR keine Richtfunkstrecken in konventioneller Relaisstellentechnik bauen konnte bzw. durfte- in jener Zeit des Kalten Krieges bestanden dafür nicht die geringsten Aussichten.

Doch es gab eine technische Alternative: den Einsatz von so genannten Troposcatter-Strecken, auch Überhorizont-Richtfunk genannt. lm vorliegenden Fall betrug die Streckenlänge 180 km. Zieht man davon den Sichtweitenteil (siehe oben) von 50 km ab, so waren eben 120 km über den Horizont hinaus zu überbrücken, und das mit einem bezüglich des Farbträgers äußerst sensiblen Farbfernsehsignal.

Sichtbare Symbole dieser Anlagen waren über Jahrzehnte die Doppel-Parabol-Antennen mit je 18m Durchmesser am Torfhaus im Harz und am Schäferberg in Berlin (BILD 10). Über diese Anlagen wurde 1967 von Berlin aus das Deutsche Farbfernsehen eröffnet. Erst nach der Wende, also nach fast 25 Jahren, wurden sie außer Betrieb genommen. Als neue, ganz dringliche Aufgabe musste unmittelbar nach der Wende ein leistungsfähiges Kommunikationsnetz in den „neuen Ländern“ aufgebaut werden. Dieses wurde unter der Leitung der Deutschen Bundespost/ Telekom von vornherein als digitales Netz konzipiert und voll in das moderne westdeutsche Netz integriert. Unter Einbindung der von der ehemaligen Robotron in Radeberg übernommenen Bereiche Richtfunk- und Datentechnik in Radeberg errichtete ANT an die 60% der neuen digitalen Richtfunkstrecken in der ehemaligen DDR.

Die Ära der analogen Signalübertragung endete mit der Entwicklung und Inbetriebnahme von Breitbandanlagen der Bezeichnung FM 2700/6700 etwa ab Mitte der siebziger Jahre. Mit diesen Anlagen konnte man 2.700 analoge Gesprächskanäle im Frequenzbereich um 6.700 MHz übertragen. Solche großen Weitverkehrssysteme sind selbstverständlich heute noch in Betrieb und dienen u.a. länderweit zur Fernsehbildübertragung.

Hinfort lag der Schwerpunkt von Telefunken, wie auch bei den anderen Firmen in Deutschland (Siemens und SEL), bei Systemen zur Digitalsignal-Übertragung. Neben den kleineren Geräten, die teilweise oben schon erwähnt wurden, entstand eine Fülle von DRS-Geräten (DRS = Digital Radio Signal) mit immer höheren Bitraten und immer raffinierteren Modulationsverfahren.

197a tbBild 11: Erstes DRS-System in Deutschland: 4 PSK 2-8/15000. Installation am Laberhorn / Oberammergau zur Zugspitze, 1979.So hat man folgerichtig schon sehr früh für den Kapazitätsbereich von z. B. 2 und 8 Mbit/s mit so genannter 4-Phasen-Tastung gearbeitet. Das erste in Deutschland in erheblichen Stückzahlen in Betrieb gegangene System (ab 1980) wurde von Telefunken in Backnang geliefert und hieß 4 PSK 2 x (2-8)/15000, was bedeutete, dass man wahl- bzw. bedarfsweise 2 x 2 oder 2 x 8 Mbit/s über dieses System im 15000 MHz-Bereich übertragen konnte (BILD 11). Die Ähnlichkeit mit den heutigen DRS-Systemen sehr hoher Kapazität und bei hohen Frequenzbereichen (15, 18,  23, 38 GHz). die in den stationären Zubringerdiensten der Mobilfunknetze (D1, D2, ... insbesondere in den Versionen n x 2 Mbit/s) eingesetzt sind, ist unverkennbar (vgl. BILD 4).

Bei Breitbandsystemen mit 140 Mbit/s und mehr ging man zur 16-stufigen Quadratur-Amplitudenmodulation (16 QAM) über und weiter bis zu 64 und 128 QAM. Diese modernsten Technologien wurden alle in den Richtfunklabors von Telefunken (später: ANT oder Bosch-Telecom) erarbeitet und bilden heute noch zum überwiegenden Teil das Rückgrat großer Weitverkehrsverbindungen.

Nun müssen wir aber noch tiefer in die Satellitentechnik einsteigen. Denn nach dem fulminanten Start in die interkontinentale Fernsehbildübertragung in den frühen sechziger Jahren hat die Satellitentechnik ein Eigenleben begonnen, welches im Laufe der vergangenen 40 Jahre zu Aufgaben und Lösungen führte, die weit über die Funktion als reine „Sehr hoch hängende Relaisstelle“ hinausging. Die kommerzielle Nutzung - man meint damit in diesem Zusammenhang die Nutzung der Satellitenstrecken im öffentlichen Nachrichtennetz zur Übertragung von Ferngesprächen, Daten u.a. Diensten - begann mit den Intelsat-Satelliten. Der erste dieser Serie, INTELSAT I (1965), anfangs auch „Early Bird“ genannt, hatte schon wesentliche Merkmale der noch heute verwendeten Satelliten: geostationäre Erdumlaufbahn, Frequenzumsetzung der empfangenen Signale, Filterung, Verstärkung und Abstrahlung mit hoher Leistung. Im BILD 12 ist die Entwicklung der ersten Fernmeldesatelliten vom Versuchssatelliten Telstar bis zum INTELSAT V dargestellt.

197b tbBild 12: Größenvergleich von Nachrichtensatelliten

198a tbBild 13: C-Band-Erdfunkstelle in Raisting / OberbayernDabei musste die Entwicklung in zwei „Segmenten“ verlaufen: einmal die Bodenstationen (so genannte Erdfunkstellen) für die Signalverarbeitung und -umsetzung und die Satellitentechnik selbst. Telefunken und insbesondere Telefunken in Backnang war von Anfang an dabei, und schon die erste Erdfunkstelle der damaligen Deutschen Bundespost in Raisting (Antennenanlage Raisting I, 1962), die zusammen mit der Siemens AG gebaut wurde, war mit Empfangsgeräten und der automatischen Antennennachführung von Telefunken ausgerüstet. Nach dem großen Erfolg dieses ersten kommerziell eingesetzten Fernmeldesatelliten wuchs der Bedarf an Satellitenverbindungen schnell und es begann ein rasanter Ausbau der interkontinentalen Fernmeldeverbindungen. BILD 13 zeigt im Vordergrund die Antennenanlage Raisting I. Die Antenne mit einem Durchmesser von 32 m war mit einem Radom gegen Wettereinflüsse geschützt. Im Hintergrund sind die Antennenanlagen Raisting II und III zu erkennen.

199c tbBild 14: Nachrichtentechnische Einrichtung des Intelsat IVDie Bedeutung der Satelliten-Übertragung für die Schaffung kontinentaler und interkontinentaler Nachrichtenwege führte im Hinblick auf die hohen Entwicklungskosten in vielen Ländern zu staatlichen Förderprogrammen und Kooperationen. So konnten im Rahmen eines Kooperationsprogramms Backnanger Ingenieure 1968 bei der Firma Hughes Aircraft Company in Los Angeles am INTELSAT IV mitarbeiten und nicht nur eigene Erfahrungen einbringen, sondern vor allem viel lernen, nicht zuletzt auch auf dem Gebiet der hochzuverlässigen Fertigungstechnik. Schließlich wurde in Backnang sogar eine komplette nachrichtentechnische Einrichtung des INTELSAT IV integriert.

BILD 14 vermittelt einen Eindruck von ihrer Größe und der Komplexität ihrer Konstruktion.

199b tbBild 15: Deutsch-französischer Satellit "Symphonie"Die erste eigenständige europäische Anwendung dieser Entwicklungen erfolgte im Rahmen des deutsch-französischen Satellitensystems „Symphonie“, das 1974/75 seinen experimentellen Betrieb aufnahm. Für diesen Satelliten wurden von Telefunken eine feste und mehrere transportable Bodenstationen gebaut sowie Teile des Sende- und Empfangszuges im Satelliten selbst. BILD 15 zeigt den Satelliten „Symphonie“, BILD 16 einige der transportablen Bodenstationen.

 

199a tbBild 16: Transportable "Symphonie"-BodenstationenWie oben schon dargestellt, arbeiten Satelliten als Funkrelais in der Erdumlaufbahn. Sie empfangen die breitbandigen Signale im höheren Frequenzbereich und setzen sie in den niedrigeren Bereich um. Eine Frequenzumsetzung ist zur Entkopplung der Sende- und Empfangseinrichtungen notwendig, da Signale von einer gemeinsamen Antenne mit sehr niedriger Leistung kontinuierlich empfangen und mit hoher Leistung wieder zum Boden gesendet werden müssen. Die ersten Generationen der Fernmeldesatelliten arbeiteten im C-Band; genauer gesagt wurden für die Aufwärtsstrecken (vom Boden zum Satelliten) Frequenzen im 6 GHz- Bereich und für die Abwärtsstrecken (vom Satelliten zum Boden) Frequenzen im 4 GHz-Bereich verwendet.

 

200a tbBild 17: C-Band-WanderfeldröhrenverstärkerDie Leistungsstufen im Satelliten enthielten Wanderfeldröhren mit Ausgangsleistungen von 10 W beziehungsweise 13 W. Telefunken war 1964 als erste Firma in Europa in der Lage, weltraumtaugliche Wanderfeldröhren serienmäßig zu liefern. Einen derartigen C-Band-Wanderfeldröhren-Verstärker, bestehend aus der Wanderfeldröhre selbst und der Stromversorgung, zeigt BILD 17.

Wie es aber immer so ist, wenn eine Technik gut ist: Schon wenige Jahre nach Einführung der Satelliten-Übertragung reichten die verfügbaren Bandbreiten nicht mehr aus, und es musste ein neues, höheres Frequenzband für die Satelliten-Übertragung erschlossen werden. Im so genannten Ku-Band werden die Signale zum Satelliten im 14 GHz-Bereich, die Signale vom Satelliten im 11 GHz-Bereich übertragen. Im Rahmen des OTS-Programms (Orbital Test Satellite) der europäischen Raumfahrtbehörde ESA (European Space Agency, früher ESRO, European Space Research Organisation) war Telefunken in Backnang für die Nutzlast - so nennt man das komplette Übertragungssystem im Satelliten - verantwortlich. Parallel dazu wurde eine Satelliten-Test- und Kontrollstation (SCTS, Satellite Control and Test Station) entwickelt, die 1975 in Fucino/ltalien aufgebaut wurde. Die Arbeiten an diesem weltweit ersten Ku-Band-Satelliten (OTS, BILD 18) und der Bau der zugehörigen ersten Ku-Band-Station (SCTS, BILD 19) waren Pionierleistungen, die den Betrieb der vielen heute noch in Betrieb befindlichen Ku-Band-Satellitensysteme einleiteten.

200b tbBild 18: Orbital Test Satellite (OTS) der ESADas erfolgreiche OTS-Programm führte zur Entwicklung des ersten europäischen Satelliten ECS (European Communication Satellite), an dem Telefunken in Backnang wiederum wesentlich beteiligt war und dessen Nachfolger die heutigen EUTELSAT-Satelliten sind. Dafür wurden Mitte der siebziger Jahre in Backnang modernste Übertragungstechniken wie Digitalübertragung mit 180 Mbit/s und Zugriff zum Satelliten im Zeitmultiplex entwickelt.

Schon 1966/67 wurden in einer Studie zum nationalen Forschungsprogramm theoretische Überlegungen zur Realisierung von Satelliten für die Verteilung von Fernsehrundfunkprogrammen angestellt. Dabei war der Grundgedanke, dass man einmalig eine hohe Abstrahlleistung im Satelliten realisiert und dafür bei einer großen Anzahl von Empfangsstationen am Boden deutlich an Aufwand und Komplexität sparen kann. Telefunken und Siemens studierten damals gemeinsam verschiedene Möglichkeiten für die Realisierung solcher „TV-Verteilsatelliten“, u. a. auch eines „Olympia-Satelliten“ zur Ausstrahlung der olympischen Wettkämpfe in München. Diese Arbeiten bildeten die Grundlage für die Entwicklung der deutsch-französischen Fernsehsatelliten „TV-Sat“ und „TDF-1“, die 1986 fertig gestellt wurden. Leider trat beim deutschen TV-Sat der Fehler auf, dass ein Solarflügel nicht ordnungsgemäß ausgeklappt werden konnte, sodass der Satellit seine Aufgaben nicht wie geplant erfüllte. Zudem zeigte es sich, dass die hier verwendete Technik mit den sehr hohen Satelliten-Sendeleistungen schon bald wieder an Bedeutung verlieren würde, und zwar deshalb, weil die enorm schnellen Weiterentwicklungen der Halbleitertechnik den Bau von Heimempfangsanlagen ermöglichte, die wegen sehr viel höherer Empfängerempfindlichkeit mit kleineren Satelliten-Sendeleistungen auskamen.

200c tbBild 19: Satellite Control and Test Station der ESA in Fucino / ItalienSo konnten bald kleine Satelliten-Empfangsanlagen mit Antennen von weniger als einem Meter Durchmesser zum direkten TV-Empfang in sehr großen Stückzahlen gefertigt und preisgünstig verkauft werden. Diese kennt heutzutage schon ein jeder und weiß, dass er diese Satellitentechnik im Supermarkt einkaufen und gleich mit nach Hause nehmen kann. Und dies kaum 25 Jahre nach der ersten kommerziellen Nutzung von Satelliten.

Neben der TV-Übertragung gewann die Datenübertragung von und zu kleinen Bodenstationen, so genannten VSAT (Very Small Aperture Terminals), an Bedeutung. Diese relativ einfach aufgebauten Bodenstationen mit kleinen Antennen werden noch heute zur direkten Datenübertragung in den internen Kommunikationsnetzen großer Firmen eingesetzt und dienen auch zur Fernsprech- und Datenkommunikation mit abgelegenen Orten, z. B. Baustellen und Ortschaften in wenig besiedelten Gebieten. Diese Technologie half unmittelbar nach dem Zusammenbruch des Ostblocks, in diesen Ländern mit äußerst unzulänglicher Fernmelde-lnfrastruktur sehr schnell Nachrichtenverbindungen zu den neuen Partnern in Westeuropa aufzubauen.

201a tbBild 20: Ku-Band-Erdfunkstelle in Usingen / TaunusIm Zuge der rasanten Entwicklung der Satellitentechnik wurden im ln- und Ausland noch weitere Bodenstationszentren aufgebaut. Während Raisting bei Weilheim in Bayern, wie bereits erwähnt, im C-Band (4/6 GHz) arbeitete, wurde Ende der siebziger Jahre mit dem Aufbau einer neuen Station in Usingen im Taunus für den Ku-Bereich (11/14 GHz) begonnen. BILD 20 vermittelt einen Eindruck von der Ausdehnung dieser Erdfunkstelle. Im Vordergrund sind die drei 11/14 GHz-Antennenanlagen Usingen I (ganz vorn) und Usingen II und III zu sehen. Im Hintergrund erkennt man rechts die TV-Sat-Sendestation und links daneben zwei weitere kleinere Anlagen.

Ein besonderer Schwerpunkt der Telefunken-Bordgeräte waren Wanderfeldröhrenverstärker. Diese Verstärker sind noch heute das wichtigste Produkt der Telefunken-Nachfolgefirma Bosch SatCom GmbH bzw. neuerdings TESAT-Spacecom in Backnang.

Aus den ersten Geräten für den Satelliten „Symphonie“ Mitte der siebziger Jahre entstand ein erfolgreiches und in vielen internationalen Satelliten bis heute eingesetztes Geräteprogramm mit Verstärkern für verschiedene Frequenzbänder und Leistungsklassen. Die Stromversorgungsgeräte dieser Verstärker, EPC (Electronic Power Conditioner) genannt, werden in Backnang entwickelt und gebaut. Die Wanderfeldröhren (abgekürzt WFR oder auch TWT) kamen, wie die Röhren für die Richtfunkgeräte, aus dem Telefunken-Röhrenwerk in Ulm, und noch heute werden diese Röhren aus diesem Werk bezogen, das allerdings seit einiger Zeit unter THALES ELECTRON DEVICES firmiert. Es gibt kaum ein besseres Beispiel, an dem sich die heutige Hochtechnologie unter neuem Namen zu ihren Wurzeln bei Telefunken zurückverfolgen ließe. Die in Backnang aus den EPC und WFR hergestellten WFR-Verstärker werden von fast allen Satellitenherstellern der Welt eingesetzt. Sie haben ihre außerordentlich hohe Zuverlässigkeit in vielen Programmen bewiesen.

Neben den WFR-Verstärkern wurden und werden in Backnang noch weitere Satelliten-Baugruppen entwickelt und gebaut. Besonders hervorzuheben sind die Ausgangsmultiplexer. Dabei handelt es sich um Mikrowellen-Filterweichen, mit deren Hilfe die Ausgangssignale mehrerer WFR-Verstärker auf einen Antenneneingang geschaltet werden. Auf deren Technik und Technologie soll hier aber nicht näher eingegangen werden, obwohl auch diese wegen der besonderen Anforderungen höchst interessant sind.

202a tbBild 21: Deutscher Fernmeldesatellit DFS "Kopernikus"Das von AEG-TELEFUNKEN begonnene Satelliten-Geräteprogramm in Backnang wird nicht nur in Fernmeldesatelliten eingesetzt. Auch in den METEOSAT-Wettersatelliten von Eumetsat, in Mobilfunksatelliten von lnmarsat, in Erdbeobachtungssatelliten und weiteren Programmen werden Geräte eingesetzt, deren Ursprünge sich bis in die Telefunken-Ära zurückverfolgen lassen.

Als besonderer Erfolg muss der erste deutsche Fernmeldesatellit (DFS) KOPERNIKUS erwähnt werden. Unter der verantwortlichen Federführung von Telefunken Backnang bzw. dessen Produktbereich „Raumfahrttechnik“ wurde die gesamte fernmeldetechnische Ausrüstung dieses Satelliten entwickelt und gebaut.

Die Auftragserteilung der Deutschen Bundespost erfolgte im Dezember 1983, der Start des ersten Satelliten im Juni 1989. Der Produktbereich war außerdem maßgeblich in dem Konsortium tätig, das die Realisierung des Raumsegments dieses Programms leitete. Außer einer komplexen Ku-Band-Nutzlast enthielt der Satellit auch eine experimentelle Ka-Band-Nutzlast (20/30 GHz), die zur Erprobung der Fernmeldeübertragung im 20/30 GHz-Frequenzbereich diente. Die BILDER 21 und 22 zeigen den Satelliten und den Zusammenbau der Nutzlast in der Satelliten-lntegrationshalle in Backnang.

203a tbBild 22: Integrationshalle in Backnang mit DFS-Kopernikus-NutzlastenMit dem DFS wurde auch der digitale Rundfunk (DSR) mit 16 Kanälen in CD-Qualität als Projekt der DFVLR (Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt, heute DLR, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) eingeführt, der sich allerdings wegen der Entwicklung bandbreiteneffizienterer Übertragungsverfahren nicht durchgesetzt hat.

Ab Mitte der achtziger Jahre wurden in Backnang auch Arbeiten an optischen Übertragungsverfahren begonnen - sie bilden noch heute ein wichtiges Tätigkeitsfeld. Im Rahmen des ESA-Programms SILEX (Semiconductor Laser Intersatellite Link) wurde, gemeinsam mit französischen Firmen, ein optisches Terminal entwickelt, mit dessen Hilfe die von den Erdbeobachtungssatelliten HELIOS gesammelten Daten über einen quasi feststehenden Synchronsatelliten direkt zur zentralen Bodenstation übertragen werden sollten. Die mit optischen und mehr noch mit Radarsensoren gesammelten großen Datenmengen lassen sich am besten mit den sehr breitbandigen optischen Übertragungssystemen zur Auswertung in die Erdfunksteilen transportieren. Da die Beobachtungssatelliten zur Erfassung vieler Details auf niedrigen Bahnen fliegen, sind sie jeweils nur für kurze Zeiten sichtbar, und die während eines Umlaufs erfassten großen Datenmengen müssen in der kurzen Zeit der „Sichtbarkeit“ mit hoher Geschwindigkeit zu den Bodenstationen übertragen werden. Hierfür eignen sich optische Verfahren mit ihrer hohen Bandbreite ganz besonders, wenn auch vorher zur Lösung der Probleme der optischen Freiraum-Übertragung im Weltraum neue und schwierige Techniken erarbeitet werden mussten. Beispielsweise werden statt Antennen Teleskope verwendet, die eine sehr starke Bündelung der optischen Strahlung vornehmen. Der Aufbau einer Verbindung zwischen einem sich schnell bewegenden und einem quasi feststehenden Satelliten ist damit eine außerordentlich komplexe Aufgabe. Auch die Laufzeit des Lichts zwischen Sender und Empfänger ist auszugleichen, und deshalb ist eine Vorhaltung bei der Teleskopausrichtung zu berücksichtigen. Dies nur als ein Beispiel für die Problematik, zu der natürlich auch die spätere Nachführung („Tracking“), der Ausgleich der Relativbewegung der Satelliten untereinander und die dadurch verursachte Doppler-Frequenzverschiebung (z. B. bis 10 GHz), gehören.

Neben der inzwischen zu hoher Vollendung entwickelten Übertragung mittels geostationärer Satelliten für den regulären Fernmelde-Weitverkehr wurde in den letzten Jahren verstärkt das Augenmerk darauf gerichtet, den Satelliten auch Vermittlungsfunktionen zu geben. Dies bedeutet nichts weniger, als dass im Satelliten selbst anforderungsbedingte Schaltfunktionen ausgeführt werden. Man kann leicht ermessen, welch komplexe Lösungen hier erarbeitet werden müssen. Und in der Tat sind derzeit die Erfolge noch recht begrenzt, trotzdem darf man als sicher annehmen, dass Satelliten mit Signalverarbeitung an Bord („On Board Processing“) zukünftig an Bedeutung gewinnen werden. Das Werk in Backnang hat schon 1989 auf der ersten europäischen Konferenz über Satellitentechnik (ECSC- 1, European Conference on Satellite Communication) in München über den Stand der Arbeiten umfassend berichtet. Für das neue Mobilfunknetz UMTS, das oben schon erwähnt wurde, wird diese Technik als Ergänzung von wirtschaftlicher Bedeutung sein.

Allerdings ist diese Technik derzeit (2002) noch nicht uneingeschränkt einsatzreif. Wohl aber gibt es in den USA bereits Experimentalsysteme mit der Bezeichnung ATS (Advanced Technology Satellite), um mit „onboard signal processing and routing“ einsatznahe Erfahrungen zu sammeln. Im militärischen Bereich wird diese Technik in den USA schon genutzt, und wir können davon ausgehen, dass 2003 der Einsatz schon deutlich absehbar sein wird.

Mit dem langgehegten Traum der Satelliten-lngenieure von einer „Vermittlungszentrale im Weltall“ schließt sich nun der Kreis, den wir mit dem „Handy“ und den Wurzeln von Telefunken begonnen haben. Und die Backnanger Ingenieure der TESAT-Spacecom sind entschlossen, auch unter diesem Namen dem früheren Telefunken- Geist mit innovativen Lösungen zu entsprechen.

 

 

Mit freundlicher Genehmigung der Nicolaische Verlagsbuchhandlung GmbH, Berlin

 

Telefunken nach 100 Jahren - Das Erbe einer deutschen Weltmarke

Pünktlich zum 100jährigen Jubiläum im Jahre 2003 erschien das Buch Telefunken nach 100 Jahren zur Geschichte des Unternehmens. Eine Gruppe von meist ehemaligen Managern der Firma und befreundeten Fachleuten erstellte in jahrelanger Vorarbeit dieses recht umfassende Bild eines einst weltbekannten Unternehmens. Für alle, die keinen Zugang zu einem Exemplar dieses inzwischen vergriffenen Druckwerks haben, seien die für Backnang relevanten Kapitel mitsamt allen dazugehörigen Bildern hier wiedergegeben.
Dies geschieht mit freundlicher Genehmigung der Nicolaische Verlagsbuchhandlung GmbH, Berlin.

Multiplextechnik

Virtuose Gleichzeitigkeit auf einer Übertragungsstrecke

Von Theodor Pfeiffer Theodor Pfeiffer und Holm Benndorf

Der Wunsch, über vorhandene Fernsprechleitungen gleichzeitig mehrere Gespräche führen zu können, ist so alt wie die  Fernsprechtechnik selbst. Insbesondere die mangelnde Wirtschaftlichkeit von Fernleitungen, die in den ersten Jahrzehnten des zurückliegenden Jahrhunderts noch an Holzmasten befestigte Freileitungen waren, zwang dazu, Methoden zur Mehrfachausnutzung zu finden. Beispielsweise wurden für eine rund 600 km lange Doppelleitung mit 5 mm starken Drähten etwa 200 t Kupfer benötigt. Dazu kamen die Kosten für die Masten und Isolatoren und relativ hohe Unterhaltskosten.

Der Berliner Physiker E. Ruhmer war wohl der Erste, der - 1909 - versuchte, mehrere Gespräche gleichzeitig zu übertragen, indem er sie durch Amplitudenmodulation in verschiedene Frequenzbänder oberhalb der Hörgrenze umsetzte. Er benutzte als  Wechselstromquelle Bogenlampen, aus deren breitem Spektrum er die „Trägerfrequenzen“ ausfilterte. Auf der Empfangsseite verwendete er abgestimmte Kreise und einen einfachen Detektor. Mit dieser Anordnung gelang es ihm, drei Gespräche über eine kurze Versuchsleitung zu übertragen. Deutlich erfolgreicher waren die Versuche des Amerikaners G.0. Squier, die er im Jahr 1911 mit einem 11 km langen Fernsprechkabel in Washington durchgeführt hat. Er verwendete anstelle der unzuverlässigen Bogenlampen eine  Wechselstrommaschine für Frequenzen zwischen 20 und 100 kHz. Ähnliche Versuche mit Hochfrequenzmaschinen hat ab 1912 auch das Telegraphen-Versuchsamt der Reichspost in Berlin durchgeführt. Erste Versuche mit den noch jungen Elektronenröhren zur Erzeugung, Detektierung und Verstärkung der Trägerfrequenzen erfolgten während des Kriegs in den Jahren 1917/18 bei der Inspektion der Nachrichtentruppe unter Leitung von H. Faßbender und E. Haban. Auf Freileitungen mit 3 mm starken Kupferadern ließen sich Entfernungen bis zu 100 km überbrücken. Auch in den USA wurden wohl während des Ersten Weltkriegs ähnliche Wege beschritten.

Im Jahr 1919, also unmittelbar nach Kriegsende, nahm das Telegraphen-Versuchsamt unter Leitung von K. W. Wagner die unterbrochenen Versuche wieder auf. ln Zusammenarbeit mit Telefunken wurde ein Gerät entwickelt, das drei Gespräche - ein niederfrequentes und zwei trägerfrequente - im Frequenzband 10 bis 50 kHz übertragen konnte. Die Erprobung über eine 300 km lange Freileitung zwischen Berlin und Hannover mit 3 mm starken Adern war erfolgreich. Nach Ergänzung durch die notwendigen Durchschalte-Einrichtungen zu den Vermittlungen konnte dieses erste „Hochfrequenzamt“ Anfang Oktober 1919 dem Betrieb übergeben werden und stellte somit die erste betriebsmäßige Trägerfrequenzanlage in Deutschland dar. Ein knappes Jahr zuvor ging ein ähnliches System der Firma Western Electric auf der Strecke Pittsburgh-Baltimore (396 km) in Betrieb.

182a tbBild 1: Telefunken-Trägerfrequenzgerät aus dem Jahre 1922

BILD 1 zeigt ein weiterentwickeltes Trägerfrequenzgerät für 2 Kanäle aus dem Jahr 1922, BILD 2 das mit diesen Geräten aufgebaute Hochfrequenzamt in Breslau. Die Geräte wurden in Schränken untergebracht, wie sie in der Handvermittlungstechnik üblich waren. Die Trägerfrequenzen für eine Gesprächsrichtung lagen zwischen 10 und 25kHz, die der Gegenrichtung zwischen 25 und 50 kHz. Übertragen wurden jeweils die Träger mit einem 3 kHz breiten Seitenband.

183a tbBild 2: Hochfrequenzamt in Breslau im Jahr 1922

Wie groß der Bedarf und wie schnell die Entwicklung war, zeigt eine Karte von 1922 mit den von Telefunken gebauten bzw. im Bau befindlichen Anlagen (BILD 3). Es sind 22 Strecken mit 44 TF-Kanälen und etwa 5000 km Streckenlänge. Allein in Deutschland existierten 40 trägerfrequente Sprechkreise, die geschätzt 9000 km lang waren. Zum Vergleich: ln den USA waren zur gleichen Zeit rund 18.000 Sprechkreiskilometer installiert.

184 tbBild 3: Streckenplan der von Telefunken gebauten TF-Linien, Stand 1922

Das oben genannte Gerät wurde wenig später in Zusammenarbeit mit Siemens & Halske grundlegend konstruktiv überarbeitet und erhielt die Bezeichnung AMR 223. Durch die nun angewendete Gestellbauweise konnte das Volumen etwa auf die Hälfte reduziert werden.

1924 musste Telefunken seine Aktivitäten auf dem Trägerfrequenzgebiet an die Stammfirmen AEG und Siemens & Halske abgeben, denn nach damaliger Auffassung gehörte dieses Gebiet nicht zum Funk, für den Telefunken zuständig war, sondern zur Draht-Nachrichtentechnik. Siemens hat dann in den Folgejahren das Gerät AMR 223 weiterentwickelt und in verschiedenen Entwicklungsstufen bis in die dreißiger Jahre geliefert. Die AEG nahm erst 1935 die Arbeiten an Trägerfrequenzgeräten wieder auf. Bereits 1938 stellte sie ein Mehrfach-Einzelkanalsystem für acht Kanäle (MEK 8) vor, das sehr erfolgreich war. 10.000 Kanalendstellen dieses Typs wurden in den Jahren 1939 bis 1945 produziert und geliefert. Es war wohl damals das am meisten verbreitete Trägerfrequenz-Gerät (abgekürzt: TF-Gerät).

185a tbBild 4: Diese Leiterplatte (Abm. 50 x 150 mm)- ein moderner TF-Kanalumsetzer aus dem Jahr 1975 - hat ein um den Faktor 1.000 kleineres Volumen als die Kanaleineinheit des in BILD 1 dargestellten TF-Geräts aus dem Jahr 1922. Die Baugruppe ist mit hochwertigen mechanischen Filtern ausgestattet. Rechts oben ist die Struktur eines geöffneten Kanalfilters zu erkennen.Wie bereits erwähnt, wurden 1949 die durch Kriegseinwirkungen örtlich verstreuten Aktivitäten der AEG-Fernmeldetechnik im württembergischen Backnang zusammengefasst. Unter Führung der Deutschen Bundespost arbeitete die AEG nun zusammen mit Siemens & Halske, Mix & Genest und Felten & Guilleaume an einem Konzept für ein einheitliches Trägerfrequenzsystem für 60 Sprechkreise, das auf neuen Kabeln mit 24 symmetrischen Leitungen betrieben werden sollte. Als Vierdrahtsystem benötigte es für jede Sprechrichtung ein getrenntes Kabel, bot jedoch dadurch eine Kapazität von insgesamt 1.440 Sprechkreisen. Manche Fachleute waren damals der Meinung, dass eine solche Kapazität viel zu groß sei und davon noch die Enkelkinder profitieren könnten. Nun, die Entwicklung der nachfolgenden Jahre hat ihre Befürchtungen nicht bestätigt.

Ein wichtiger Schritt für das weitere Gedeihen des Backnanger Unternehmens war die - auch schon erwähnte - Vereinigung der AEG-Fernmeldetechnik mit dem Telefunken-Richtfunk zum Telefunken-Fachbereich Anlagen Weitverkehr (AW) im Jahr 1954. ln den Folgejahren entstanden dort - nunmehr mit Halbleitern bestückte - Trägerfrequenz-Systeme für 120, 300, 960, 2.700 und 10.800 Sprechkreise, die den internationalen CCITT-Empfehlungen entsprachen und in modernster Technologie realisiert wurden (BILD 4 und BILD 5). Hochwertige Filtertechniken (z.B. mechanische Filter oder Quarzfilter) sorgten dafür, dass die frequenzgestaffelten, einseitenbandmodulierten Sprachkanäle sauber getrennt blieben. Die Kanalbündel der genannten Systeme wurden über Koaxialkabel mit ferngespeisten Zwischenverstärkern oder alternativ über Richtfunkstrecken übertragen.
Auch diese genormten kabelgebundenen Übertragungssysteme wurden in Backnang entwickelt und gefertigt, einschließlich der Garnituren für komplette Kabelanlagen. Die Kabel selbst kamen zunächst aus den Kabel- und Metallwerken Neumeyer AG (KMN) in Nürnberg, mit denen die AEG 1949 einen Kooperationsvertrag abgeschlossen hatte. Dort hatte auch eine zu Backnang gehörende Entwicklungsabteilung viele Jahre ihren Sitz, um vor Ort neue Nachrichtenkabel-Konzepte zu entwickeln. Diese Partnerschaft endete 1971 in gegenseitigem Einvernehmen, denn AEG-TELEFUNKEN hatte inzwischen die Kabelwerke Rheydt AG erworben, die fortan-  ab 1972 als AEG-TELEFUNKEN Kabelwerke AG – den Backnanger Fachbereich mit Nachrichtenkabeln belieferte.

185b tbBild 5: Kanalumsetzer-Gestelle in einem Fernmeldeamt. In der 1.4 m breiten Gestellreihe im Vordergrund befinden sich 1.200 Kanaleinheiten des in BILD 4 gezeigten Typs.Ab Mitte der siebziger Jahre waren alle Zentralämter der Deutschen Bundespost mit den breitbandigen V-10800-Systemen ausgestattet und über Koaxialkabel mit jeweils 12 Koaxialpaaren miteinander verbunden. 64.800 Gespräche konnte dieses System gleichzeitig übertragen, das heißt, seine Kapazität war 45-mal größer als die des V-60-Systems aus den frühen fünfziger Jahren. Trotzdem befürchtete damals kein Fachmann, dass das System überdimensioniert sei, denn das „Telefonverhalten“ der Menschen hatte sich in der Zwischenzeit grundlegend geändert.

Doch gehen wir noch einmal ein Jahrzehnt zurück, denn im Jahr 1962 kündigte sich eine neue Technik an, die schließlich die analoge Multiplextechnik verdrängen sollte. ln den USA nahm die American Telephone & Telegraph Company (ATT) als weltweit erste Telefongesellschaft digitale 24-Kanalsysteme (T1-System) in Betrieb. Sie arbeiteten mit Pulscode-Modulation (PCM) und waren für den Einsatz auf den Ortsnetzkabeln der Großstädte ausgelegt. Dort war nämlich die Kapazität dieser Kabel häufig erschöpft und Neuverlegungen waren nur unter großen Schwierigkeiten möglich. Da sich durch die neue Technik die Kabelkapazität plötzlich vervielfachte, waren PCM-Systeme von Anfang an ein Erfolg. Die Fachwelt beobachtete dieses Ereignis mit großem Interesse. Bald darauf befasste man sich auch in Europa und Japan intensiv mit der neuen Technik.

Auch in Backnang wurde ein PCM-Labor eingerichtet, und 1968 ging das erste PCM-System von Telefunken - ausgelegt für 24 Sprachkanäle - im Netz der Bundespost in den Versuchsbetrieb. Seine Wirkungsweise soll kurz erläutert werden: ln einem ersten Schritt tastet ein solches Gerät die zu übertragenden 24 Sprachsignale durch einen rotierenden elektronischen Schalter zyklisch ab. Die Abtastproben werden anschließend in einem Codierer in Binärzeichen verwandelt und zeitlich nacheinander übertragen. Auf der Empfangsseite werden die Signale wieder dekodiert und in einem synchron laufenden elektronischen Schalter auf die entsprechenden Kanäle verteilt, von wo aus sie als niederfrequente Sprachsignale zu den Teilnehmern gelangen. Man nennt solche Multiplexsysteme daher auch Zeitmultiplexsysteme.

Zur gleichen Zeit überlegte eine Systemgruppe in Backnang, wie eine zukünftige europäische digitale Systemfamilie bezüglich Kanalzahl und anderer wichtiger Parameter dimensioniert werden sollte. Telefunken veröffentlichte seine Vorschläge, besprach sie mit den Kunden und Partnern und fand internationale Beachtung mit dem Erfolg, dass die wesentlichen Vorschläge in ihren Grundzügen von CCITT übernommen wurden.

186a tbBild 6: PCM-30-Gestelle in einem Fernmeldeamt.ln der etwa 3,8 Meter langen Gestellreihe befinden sich rund 3800 Kanaleinheiten.Nach der Erprobung der verschiedenen Versuchssysteme der  deutschen Firmen entschloss sich die Deutsche Bundespost, im Jahr 1974 in ihrem Netz einen Großversuch mit neuentwickelten PCM-30-Systemen für 30 Sprechkreise durchzuführen, und forderte die deutsche Industrie auf, sich zu beteiligen. 140 Systeme sollten getestet werden. Backnang lieferte für den Versuch 58 Systeme, die wegen ihrer fortschrittlichen Auslegung große Beachtung fanden und nach der Erprobungsphase in den regulären Betrieb übernommen wurden. In den Folgejahren entwickelte sich die digitale Systemfamilie rasch. Telefunken und später ANT Nachrichtentechnik folgten diesem Trend und lieferten alle gängigen PCM- Multiplexsysteme bis zur Bitrate 620 Mbit/s (7.680 Sprechkreise), welche die DBP bzw. die Deutsche Telekom und andere Kunden benötigte (BILD 6). Im Jahr 1979 schließlich entschied sich die Deutsche Bundespost, ihr Fernmeldenetz vollständig zu digitalisieren. Die analoge Vermittlungs- und Übertragungstechnik war von diesem Zeitpunkt an eine auslaufende Technik.

Heute ist das öffentliche Netz der Deutschen Telekom vollständig digitalisiert, das heißt, die analogen TF-Systeme, die über Jahrzehnte das Rückgrat des Fernmeldenetzes gebildet hatten, sind außer Betrieb. Die Fernmeldeämter sind nun mit digitalen Multiplexsystemen mit Bitraten bis zu 2,5 Gbit/s und einer Kapazität von rund 30.000 Sprechkreisen ausgestattet, die ihre aus Fernsprech-, Daten- und Bildsignalen bestehenden Nachrichtenströme überwiegend über ein weltweit vorbildliches Glasfasernetz übertragen.

Wie die relativ junge Glasfasertechnik entstanden ist, soll etwas später ausführlich berichtet werden. Zuvor jedoch soll noch eine analoge Multiplextechnik erwähnt werden, die auch heute noch in den Energieversorgungsnetzen eine wichtige Rolle spielt.

Wenn man mit dem Auto in der Nähe einer Hochspannungsleitung unterwegs ist und das Autoradio auf den Langwellenbereich (falls vorhanden) eingeschaltet hat, hört man über die ganze Skala hinweg immer wieder seltsame Tonfolgen, ähnlich den Morsezeichen – ein Singen und Zirpen. Das sind die in Tönen verschlüsselten internen Informationen der Energieversorgungsunternehmen!

Spezielle Sende-/Empfangseinrichtungen, die so genannten TFH-Geräte (TFH = Trägerfrequenzübertragung über Hochspannungsleitungen), erzeugen langweilige, mit den Informationen modulierte Trägerfrequenzen, die direkt auf den Hochspannungsleitungen zwischen den Schaltstellen übertragen werden. Die Betriebszentrale verfügt somit über alle relevanten Informationen des Hochspannungsnetzes- auf direktem Weg und mit sehr großer Sicherheit.

187a tbBild 7: Prinzipieller Aufbau einer TFH-Verbindung

Das Entstehen einer großflächigen Elektrizitätsversorgung, gleich nach dem Ersten Weitkrieg, forderte sehr rasch eine von den postalischen Fernmeldenetzen unabhängige, äußerst betriebssichere Nachrichtenübertragung, zunächst allerdings nur für Fernsprechzwecke. Die Postverwaltung nämlich hegte allergrößte Bedenken gegen die Annäherung an die „gefährliche“ Hochspannung, hatte sie doch damals mit ihrem landesweiten Freileitungsnetz schon genug Probleme durch Gewittereinwirkung!

Die erste TFH-Übertragung in Deutschland wurde von Telefunken im Jahr 1920 - kurz nachdem auch die Reichspost ihr erstes Trägerfrequenzsystem in Betrieb genommen hatte - für die Elektrowerke AG auf der 110 kV-Leitung von Golpa/Zschornewitz nach Berlin-Rummelsburg errichtet. Diese Leitung transportierte die aus Braunkohle gewonnene elektrische Energie des damals weltgrößten Dampfkraftwerks (128 MW) in den Berliner Raum. Kraftwerk und Leitung hatte die AEG errichtet. Da war es naheliegend, die Tochtergesellschaft Telefunken mit dieser „leitungsgebundenen gerichteten“ Funkübertragung, wie es damals hieß, zu beauftragen. Zur Ankopplung der Funksignale an die Hochspannungsleitung diente jeweils eine parallel gespannte Antenne, natürlich im gebührenden sicheren Abstand von den Hochspannungsseilen!

187b tbBild 8: TFH-Geräte für Telefonie- und Fernwirkübertragung

Aufgrund der guten Betriebserfahrungen entwickelte Telefunken (zeitweise auch die AEG) diese spezielle Technik dann immer weiter, und auch Wettbewerber traten in das Geschäft ein. Die ursprüngliche Antennenankopplung wurde durch hochspannungsfeste Kondensatoren ersetzt, stromfeste Drosselspulen an den Enden der Hochspannungsleitung verhinderten den Abfluss der Hochfrequenz über die Sammelschiene zu allen anderen Leitungen der Schaltanlage (BILD 7). Diese Hochspannungskomponenten waren stets der Lieferanteil der AEG.

Mit TFH-Geräten konnten nun autarke Selbstwähl-Fernsprechnetze errichtet werden, und die Übertragung von Messwerten und Zählerständen gewann immer größere Bedeutung für die sichere und wirtschaftliche Führung der Hochspannungsnetze im Verbund mit den Kraftwerken (BILD 8). Die späteren Fortschritte der Trägerfrequenz-Übertragung auf Kabeln, wie etwa das Einseitenband-Verfahren, kamen natürlich auch der TFH-Technik zugute, die wegen ihrer weiten Verbreitung besonders auf eine frequenzsparende Schmalbandtechnik angewiesen ist.

So spielen auch heute noch zahlreiche Telefunken-TFH-Geräte eine wichtige Rolle im regionalen Nachrichtennetz der Energieversorgungsunternehmen, und wer die mysteriösen TFH-Klänge hören will, braucht nur das Autoradio auf Langweile einzuschalten.

 

Mit freundlicher Genehmigung der Nicolaische Verlagsbuchhandlung GmbH, Berlin

 

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