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 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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