Kapitel 1 : Nachrichtentechnik

Ein Fach der Elektronik ist die Telekommunikationstechnik, deren primäres Ziel es ist, Kommunikationsmethoden zu schaffen und zu entwickeln, die in der Lage sind, auf Distanz stattfinden zu können. Das Aufgabenspektrum ist breit gefächert, vom grundlegenden Schaltungsentwurf bis hin zur strategischen Massenentwicklung. Es liegt in der Verantwortung eines Telekommunikationsingenieurs, die Installation verschiedener Telekommunikationsgeräte und -einrichtungen zu entwerfen und zu überwachen. Dazu gehören komplexe elektronische Vermittlungssysteme sowie andere Arten von Telefonserviceeinrichtungen, Glasfaserkabeln, Internet Protocol (IP)-Netzwerke und Mikrowellenübertragungssysteme. Es ist auch möglich, Überschneidungen zwischen der Rundfunktechnik und der Nachrichtentechnik zu finden.

Das Fach der Ingenieurwissenschaften, das als Telekommunikation bekannt ist, umfasst eine Vielzahl von Teilbereichen, darunter Elektro-, Bau- und Sicherheitstechnik. Technische Ingenieure im Bereich der Telekommunikation sind letztlich für die Bereitstellung von Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungsdiensten verantwortlich. Wenn es darum geht, die Architektur des Telekommunikationsnetzes zu entwerfen, nutzen sie eine breite Palette von Geräten und Transportmedien. Die häufigsten Arten von Transportmedien, die heute in der kabelgebundenen Telekommunikation verwendet werden, sind Twisted-Pair-Kabel, Koaxialkabel und Glasfasern. Ingenieure, die sich auf Telekommunikation spezialisiert haben, bieten auch Lösungen an, die sich um drahtlose Kommunikationsformen und Informationsübertragung drehen. Zu diesen Lösungen gehören drahtlose Telefoniedienste, Funk- und Satellitenkommunikation, Internet, Wi-Fi und Breitbandtechnologien.

Im Allgemeinen sind Telekommunikationsingenieure diejenigen, die für die Entwicklung von Telekommunikationssystemen verantwortlich sind. Diese Ingenieure entsprangen den technologischen Fortschritten, die sich im späten 19. Jahrhundert im Telegrafensektor sowie in der Radio- und Telefonindustrie zu Beginn des 20. Jahrhunderts ereigneten. Fernsehen, Radio und Telefone sind Beispiele für Geräte, die in verschiedenen Regionen der Welt alltäglich sind. Heute ist die Telekommunikation allgegenwärtig, und auch Geräte, die den Prozess erleichtern, sind alltäglich. Darüber hinaus gibt es mehrere Netzwerke, die diese Geräte miteinander verbinden. Beispiele für diese Netzwerke sind Computernetzwerke, öffentliche Telefonnetze (Public Switched Telephone Networks, PSTN), Rundfunknetze und Fernsehnetze. Eines der zahlreichen Beispiele für Telekommunikation ist die Kommunikation, die zwischen Computern über das Internet stattfindet. Es wird geschätzt, dass die von der Telekommunikationsindustrie erwirtschafteten Einnahmen aufgrund der bedeutenden Rolle, die sie in der Weltwirtschaft spielt, etwas weniger als drei Prozent des Bruttoweltprodukts ausmachen.

Samuel Morse konstruierte unabhängig davon eine Version des elektrischen Telegrafen, die er am 2. September 1837 zu demonstrieren versuchte, aber erfolglos war. Nach kurzer Zeit stieß Alfred Vail zu ihm, der für den Aufbau des Registers verantwortlich war. Das Register war ein Telegrafenterminal, das ein Aufzeichnungsgerät zum Aufzeichnen von Nachrichten auf Papierband integrierte. Am 6. Januar 1838 wurde dies erfolgreich über eine Entfernung von fünf Kilometern demonstriert, und es wurde schließlich über eine Entfernung von vierundsechzig Meilen (vierundsechzig Kilometer) zwischen Washington, District of Columbia, demonstriert. für den 24. Mai 1844 in Baltimore. Die Idee, die zum Patent erteilt wurde, erwies sich als gewinnbringend, und bis zum Jahr 1851 hatten die Telegrafendrähte in den Vereinigten Staaten mehr als 20.000 Meilen (32.000 Kilometer) zurückgelegt.

Am 27. Juli 1866 wurde das erste erfolgreiche transatlantische Telegrafenkabel gebaut, das es erstmals ermöglichte, über den Atlantik zu kommunizieren. Die ersten Transatlantikkabel, die 1857 und 1858 installiert wurden, waren einige Tage oder Wochen kaum funktionsfähig, bevor sie plötzlich nicht mehr funktionierten. Es gab Gelegenheiten, bei denen der Begriff "viktorianisches Internet" verwendet wurde, um sich auf die internationale Nutzung des Telegrafen zu beziehen.

Sowohl New Haven als auch London, die auf gegenüberliegenden Seiten des Atlantischen Ozeans liegen, waren die Orte, an denen in den Jahren 1878 und 1879 die ersten kommerziellen Telefondienste eingerichtet wurden. Alexander Graham Bell war der rechtmäßige Inhaber des Master-Patents für das Telefon, das für die Bereitstellung solcher Dienste in beiden Rechtsordnungen unerlässlich war. Von diesem Zeitpunkt an entwickelte sich die Technologie in rasantem Tempo voran und führte schließlich Mitte der 1880er Jahre zum Bau von Intercity-Strecken und zur Einrichtung von Telefonzentralen in allen größeren Städten der Vereinigten Staaten. Trotzdem blieb der transatlantische Sprachverkehr für die Kunden bis zum 7. Januar 1927 nicht verfügbar, als eine Verbindung über Funk hergestellt wurde. Bevor die TAT-1 am 25. September 1956 gegründet wurde, gab es jedoch keine Kabelverbindung. Dies war das erste Mal, dass 36 Telefonleitungen zur Verfügung gestellt wurden.

Durch den Einsatz von modulierten Lichtstrahlen, die von Fotophonen projiziert wurden, führten Bell und Charles Sumner Tainter, der auch Miterfinder war, im Jahr 1880 den ersten drahtlosen Telefonanruf um die Welt. Als sie zum ersten Mal in der militärischen und faseroptischen Kommunikation eingesetzt wurden, wurden die wissenschaftlichen Ideen, die ihrem Design zugrunde lagen, einige Jahrzehnte lang nicht genutzt.

Das erste vollständige und kommerziell effektive drahtlose Telegrafiesystem wurde von dem italienischen Erfinder Guglielmo Marconi im Laufe mehrerer Jahre ab 1894 konstruiert. Diese Technologie basierte auf der Übertragung elektromagnetischer Wellen durch die Luft (Funkübertragung). Im Dezember 1901 entwickelte er die drahtlose Kommunikation zwischen Großbritannien und Neufundland, die ihm schließlich 1909 den Nobelpreis für Physik einbrachte (den er sich mit Karl Braun teilte). Im Jahr 1900 etablierte Reginald Fessenden die Fähigkeit, eine menschliche Stimme drahtlos zu übertragen. Selfridges, ein Kaufhaus in London, war der Ort, an dem der schottische Erfinder John Logie Baird am 25. März 1925 eine öffentliche Demonstration der Übertragung von bewegten Silhouettenbildern gab. Im Oktober 1925 gelang es Baird, bewegte Bilder mit Halbtontönen zu erwerben, die nach Angaben der Mehrheit der Zeugen als die ersten authentischen Fernsehbilder galten. Dies führte schließlich dazu, dass am 26. Januar 1926 in Selfridges erneut eine öffentliche Vorführung des modifizierten Apparats stattfand. Aufgrund der Tatsache, dass Bairds erste Geräte auf die Nipkow-Scheibe angewiesen waren, wurden sie als mechanisches Fernsehen bekannt. Ab dem 30. September 1929 diente es als Grundlage für die halbexperimentellen Übertragungen, die von der British Broadcasting Corporation durchgeführt wurden.

Im Jahr 1958 starteten die Vereinigten Staaten das Projekt SCORE, das als erster Satellit die Kommunikation weiterleitete. Dieses Raumschiff verwendete ein Tonbandgerät, um Sprachnachrichten zu speichern und zu übertragen. Es wurde verwendet, um einen Weihnachtsgruß aus den Vereinigten Staaten in den Rest der Welt zu senden. Präsident Dwight D. Eisenhower war die verantwortliche Person. Im Jahr 1960 startete die National Aeronautics and Space Administration (NASA) erfolgreich einen Echo-Satelliten. Der Ballon aus aluminisierter PET-Folie, der eine Höhe von 30 Metern hatte, wurde als passiver Reflektor für die Funkkommunikation verwendet. Der erste aktive Repeater-Satellit der Welt war der Courier 1B, der von Philco gebaut und im selben Jahr, 1960, gestartet wurde. Heutzutage werden Satelliten für eine Vielzahl von Zwecken eingesetzt, einschließlich, aber nicht beschränkt auf die Bereiche GPS, Fernsehen, Internet und Telefonanwendungen.

Der Telstar-Satellit war der erste kommerzielle Kommunikationssatellit, der ein aktiver, direkter Relaissatellit war. Als Teil eines multinationalen Abkommens zur Entwicklung der Satellitenkommunikation, an dem AT&T, Bell Telephone Laboratories, die NASA, das britische General Post Office und das französische National PTT (Post Office) beteiligt waren, wurde es am 10. Juli 1962 von der NASA von Cape Canaveral aus gestartet. Dieser Start war der erste privat gesponserte Weltraumstart. Die Vereinbarung wurde von AT&T, den Bell Telephone Laboratories und der NASA unterzeichnet. Relais 1 war der erste Satellit, der am 22. November 1963 über den Pazifischen Ozean sendete. Er wurde am 13. Dezember 1962 gestartet und war der erste Satellit, der dies tat.

Kommunikationssatelliten wurden ursprünglich für die interkontinentale Ferntelekommunikation eingesetzt, was die früheste und bedeutendste Anwendung dieser Satelliten in der Geschichte war. Das feste öffentliche Telefonnetz ist für die Weiterleitung von Telefongesprächen von Festnetztelefonen an eine Bodenstation zuständig. Von dort aus werden die Anrufe dann an eine empfangende Satellitenschüssel weitergeleitet, die von einem geostationären Satelliten übertragen wird, der sich in einer Umlaufbahn um die Erde befindet. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts gab es einen leichten Rückgang der Nutzung von Satelliten für die Festnetztelefonie, was auf die Fortschritte bei den Untersee-Kommunikationskabeln zurückzuführen ist, die durch die Verwendung von Glasfasern ermöglicht wurden. Satelliten bieten jedoch weiterhin begrenzte Dienste für abgelegene Inseln wie Ascension Island, St. Helena, Diego Garcia und die Osterinsel, auf denen keine Unterseekabel in Betrieb sind. Es gibt auch bestimmte Kontinente und...