Table Of ContentARBEITSGEMEINSCHAFT FüR FORSCHUNG
DES LANDES NORD RHEIN-WESTFALEN
NATUR-. INGBNIBUR- UND GBSBLLSCHAFTSWISSBNSCHAFTBN
122. SITZUNG
AM 6. FEBRUAR 1963
IN DüSSELDORF
ARBEITSGEMEINSCHAFT FÜR FORSCHUNG
DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN
NATUR-, INGENIEUR- UND GESELLSCHAFTSWISSENSCHAFTEN
HEFT 127
WERNER NESTEL
Grenzen und Aussichten des Nachrichtenverkehrs
WOLFGANG HAACK
Beobachtung des Luftraumes
durch automatische Verarbeitung der Informationen
von Rundsichtgeräten mittels digitaler
Rechenautomaten
HERAUSGEGEBEN
IM AUFTRAGE DES MINISTERPRÄSIDENTEN Dr.FRANZ MEYERS
VON STAATSSEKRETÄR PROFE SSOR Dr. h. c. Dr. E. h. LEO BRANDT
WERNER NESTEL
Grenzen und Aussichten des Nachrichtenverkehrs
WOLFGANG HAACK
Beobachtung des Luftraumes
durch automatische Verarbeitung der Informationen
von Rundsichtgeräten mittels digitaler
Rechenautomaten
SPRINGER FACH M EDlEN WIESBADEN GMBH
ISBN 978-3-663-00605-3 ISBN 978-3-663-02518-4 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-663-02518-4
© 1964 by Springer Fachmedien Wiesbaden
Ursprünglich erschienen bei Westdeutscher Verlag, Köln und Opladen 1964
Gesamtherstellung: Westdeutscher Verlag
INHALT
Werner Nestel, Ulm (Donau)
Grenzen und Aussichten des Nachrichtenverkehrs 7
Diskussionsbeiträge
W. H. Schwidetzky, Professor Dr. phil. Walter Weizel, Professor Dr.
Ing., Dr.-Ing. E. h. Werner NesteI, Ministerialrat Dr. Hans Schellhoss,
Staatssekretär Professor Dr. h. c., Dr.-Ing. E. h. Leo Brandt, Dipl.-Ing.
Hans Schuchmann. . . . . .... . .. . . . . . . . . .. .. . . . . . .. . . . . . . ... .. 35
Wolfgang Haack, Berlin
Beobachtung des Luftraumes durch automatische Verarbeitung
der Informationen von Rundsichtgeräten mittels digitaler Rechen-
automaten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 39
Disk ussions bei träge
Oberregierungsbaurat Dr.-Ing. Karl May, Professor Dr. phil. nato
Wolfgang Haack, Professor Dr.-Ing. August-Wilhelm Quick, Mini
sterialrat Dr. Hans Schellhoss, Dipl.-Ing. Hans Schuchmann, Profes-
sor Dr. phi!. Walter Weizel, Obering. Paul Tätz, Staatssekretär Profes-
sor Dr. h. C., Dr.-Ing. E. h. Leo Brandt, Professor Dr. rer. nat., Dr. sc.
math. h. C. Heinrich Behnke. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 65
Grenzen und Aussichten des Nachrichtenverkehrs
Von Werner NesteI, Ulm (Donau)
Bei diesem Thema werden Ausblicke in die Zukunft erwartet. Wir Nach
richteningenieure haben zwei Methoden, die uns die Zukunft wenigstens in
bezug auf das Volumen des benötigten Nachrichtenverkehrs überschauen
lassen. Es gibt das eine alte, aber bewährte Rezept: die Verdoppelung des
Nachrichtenverkehrs alle 10 Jahre. Das ergibt jährlich 7 Ufo Zunahme. Diese
Zunahme ist aber nicht immer gleichmäßig. Es gibt natürlich Störungen,
durch Kriege, durch Wirtschaftsdepressionen, aber, über längere Zeiträume
gerechnet, werden diese Störungen wieder ausgeglichen. übrigens gilt in der
Elektrizitätserzeugung dasselbe Gesetz, und es ist auch dort über längere
Zeiträume erprobt worden. Nun tragen aber die nächsten Jahre einiges an
überraschungen in sich. Wir haben 80 neue Länder in Afrika, wir haben eine
Entwicklungshilfe, wir haben einen Zusammenschluß der Länder in größere
Wirtschaftsräume, und hieraus wird ein Ansteigen des Nachrichtenvolumens
entstehen, das sicher über die Grenze der Verdoppelung in 10 Jahren hin
ausgeht. Das wird insbesondere zutreffen für die interkontinentalen Ver
bindungen, die erst damit aus ihrem bisher verhältnismäßig kleinen Vo
lumen herauswachsen werden. In den letzten Jahren hat sich eine zweite
Methode für die Abschätzung des zukünftigen Volumens entwickelt. In
Amerika ist sie unter dem Namen "Operations Research" oder kurz OR be
kanntgeworden. In Deutschland werden für dasselbe Verfahren verschiedene
Namen verwendet: Operationsplanung, Operationsforschung, Unterneh
mensforschung. Dabei werden die Einflüsse politischer Art, wirtschaftlicher
Art, technischer Art, soziologischer Art, wie man sagt, mathematisiert und
werden eingegeben in die heute zur Verfügung stehenden elektronischen
Rechner. Wenn man die Gewichtigkeit der verschiedenen Einflüsse einiger
maßen richtig abgeschätzt hat, stehen dann auswertbare Ergebnisse zur Ver
fügung. OR bietet keine zwingenden Schlußfolgerungen an, aber Wahrschein
lichkeiten werden aufgezeigt. Diese können dann der Beschlußfassung zu
grunde gelegt werden. Ein Beispiel einer OR-Arbeit zeigt Abbildung 1. Es
zeigt den voraussichtlichen interkontinentalen Verkehrsbedarf zwischen den
8 Werner NesteI
,R'
Abb,l
Kontinenten im Jahre 1970. Hier wird natürlich ein sehr breiter Strom
Europa-USA erwartet. Im gewissen Umfang existiert er heute schon. Der
bisher noch sehr schwache Verkehrsstrom Nordamerika-Südamerika wird
bis dahin sehr viel stärker anwachsen, als dies der normalen Periode Ver
doppelung in 10 Jahren entspricht, aber Sie sehen nun auch Verkehrsströme,
die bisher fast Null waren, z. B. Europa-Afrika, Afrika-Südamerika,
USA - Afrika. Dieses Bild leitet zu einem später zu behandelnden Thema,
zu den Nachrichten-Satelliten über. Drei Satelliten an den Kreuzungsstellen
der Diagonalen der aus der Abbildung ersichtlichen drei Rechtecke wären
wohl imstande, die gewünschten interkontinentalen Verbindungen zu er
geben.
Ich hoffe, daß es mir gelingen wird, Ihnen in den folgenden Ausführungen
zur Technik des Nachrichtenverkehrs zu zeigen, daß diese Zukunftsforderun
gen für das Volumen durchaus erfüllbar sind, teilweise mit vorhandenen,
teilweise mit den z. Z. in Entwicklung befindlichen Systemen, ganz sicher
aber mit Systemen, deren Leistungsfähigkeit schon heute zu übersehen ist,
wenn auch ihre praktische Verwirklichung noch einige Jahre dauern wird.
Grenzen und Aussichten des Nachrichtenverkehrs 9
Bevor ich auf diese modernen Systeme eingehe, erlauben Sie mir einige
Bemerkungen zu den beiden Grundproblemen der Nachrichtentechnik. Sie
heißen Bandbreite und Rauschabstand. Die Aufgabe des Nachrichteninge
nieurs ist es, bei allen seinen vielfältigen Aufgaben die für die Nachrichten
übermittlung erforderliche Bandbreite zu übertragen und dafür zu sorgen,
daß sie genügenden Abstand von Störungen hat. Die hauptsächlichste Stö
rung, gegen die wir anzugehen haben, ist das Rauschen. Es wird bedingt
durch die Bewegung der Teilchen in den Leitern, die unsere Ströme trans
portieren. Viele Jahre haben wir geglaubt, die physikalische Grenze des
Rauschens nicht verändern zu können. Erst in den allerletzten Jahren ist es
gelungen, in den Fällen, in denen ein großer Aufwand die dann erzwingbare
Verminderung des Rauschens rechtfertigt, die Grenze zu verschieben: spe
zielle Verstärker, die bei der Temperatur des flüssigen Stickstoffs, also bei
-1960 , oder des flüssigen Heliums bei -271 0 C arbeiten.
Aber nun zunächst zum ersten Grundproblem der Nachrichtenübertragung,
der Bandbreite. Es ist bekannt, was wir Rundfunkqualität nennen: Tiefste
Frequenz 50 und höchste rund 10000 Hz. Die Bandbreite würde also in
diesem Falle 9950, also rund 10 kHz betragen. Im Vergleich dazu ist die
Sprache bei einer Fernsprechleitung eingeengt. Die Qualität einer Rundfunk
leitung bringt das Individuelle des Sprechers sehr gut zum Ausdruck. über
tragungen solcher Bandbreiten würden sehr teuer sein. Man wendet deshalb
einen anderen, übergeordneten Gesichtspunkt an, nämlich den der Sprach
verständlichkeit. Man erhält schon ein sehr hohes Maß von Sprachverständ
lichkeit, wenn nur 300-3400 Hz übertragen werden. Dies ist die international
beschlossene Bandbreite für Fernsprechverbindungen. Wie wir alle wissen,
ist es nicht nur die Verständlichkeit, die in dieser Bandbreite übertragen
werden kann, es ist auch eine gute Portion individualistischer Stimmeigen
schaften. Hier ist noch eine zusätzliche Begriffsbestimmung notwendig:
Man spricht von Durchlaßbandbreite, also dem Band, das tatsächlich durch
gelassen wird, beim Fernsprechen also 300-3400 Hz, und von Kanalband
breite, die etwas größer ist, da immer Kanäle durch Filter auseinandergehal
ten werden müssen und für die Filterflanken eine gewisse zusätzliche Band
breite notwendig ist, um den Filteraufwand nicht zu groß werden zu lassen.
Für das Fernsprechen ist die Kanalbandbreite deshalb 4 kHz. Für Musik
leitungen ist sie 12 kHz.
Nun zum zweiten Grundproblem der Nachrichtentechnik: zum Verhältnis
Nutzsignal zu Rauschen. Bei einem Verhältnis Nutzsignal zu Rauschen von
100 : 1 ergibt sich keinerlei Beeinträchtigung durch das Rauschen. Wir wün-
10 Werner Nestei
sehen uns immer in unseren Verbindungen 100 : 1. Bei 10 : 1 tritt schon eine
erhebliche Beeinträchtigung der Abhörmöglichkeiten auf. Nur unter schlech
ten Voraussetzungen kann ein so schlechtes Verhältnis annehmbar werden.
Ich denke z. B. an das Abhören der Nachrichten westdeutscher Sender im
Osten hinter dem Eisernen Vorhang. Da wird nicht immer das sehr schöne
Verhältnis Nutzspannung zu Rauschen von 100: 1 vorliegen. Hier wird
auch abgehört, wenn das Verhältnis nur 10 : 1 ist. Bei einem Verhältnis 3 : 1
verbleibt von der Sprachübertragung so gut wie nichts mehr; das Rauschen
zerstört alles und wischt über alles weg. Eine solche übertragung ist völlig
aussichtslos.
Nun zur Mehrkanal-Fernsprechtechnik. Die Tatsache, daß wir ein Fern
gespräch mit einer Kanal-Bandbreite von 4 kHz übertragen können, daß
aber unsere Leitungen und Kabel und auch viele unserer Funkverbindungen,
insbesondere die Richtfunkverbindungen, sehr viele größere Bandbreiten
durchlassen, wird dazu benutzt, viele Gespräche über eine Verbindung gleich
zeitig zu übertragen. Es ist dazu notwendig, den 4-kHz-Kanal so umzu
setzen, daß das ganze verfügbare übertragungsband ausgenutzt wird, wobei
noch darauf zu achten ist, daß die Vielkanalausnutzung nicht zu einem
schlechten Verhältnis Nutzsignal zu Rauschen führt.
Die Grundzüge dieser mehrfachen Ausnutzung einer Drahtverbindung
oder Kabelverbindung oder drahtlosen Verbindung sind schon lange be
kannt. Die Trägerfrequenztechnik, wie dieses Gebiet genannt wird, hat im
letzten Jahr ihr 40jähriges Jubiläum gefeiert. Was aber in diesen 40 Jahren
laufend gewachsen ist, ist die Zahl der über eine Verbindung gehenden Sprech
kanäle. Während man mit vier Kanälen begonnen hat, dann auf 12 Kanäle
ging, schließlich auf 60 Kanäle, sind heute 120 Kanäle schon eine sehr häufig
verwendete Bündelung. Es gibt schon in großem Umfang Nachrichtenver
bindungen, die 600 oder sogar 960 Gespräche vermitteln. Der gerade eben
in Vorbereitung befindliche nächste Schritt ist die gleichzeitige übertragung
von 2700 Gesprächen. Bei mehr als 120 Kanälen genügt der einfache Tele
phon draht nicht mehr. Hier werden Kabel verwendet, und zwar konzen
trische Kabel, also Kabel, die einen rohrförmigen Außen leiter und einen
Draht-Innenleiter haben. Diese Koaxialleitungen haben gleichzeitig den
Vorteil, daß sie Störungen abschirmen, die von außen einwirken. Bei diesem
nächsten Schritt der Nachrichtentechnik, den 2700-Kanal-Systemen, spielt
sich ein interessanter Wettlauf zwischen der Röhre und dem Transistor ab.
Beide müssen bis zur höchsten, heute verfügbaren Leistungsfähigkeit aus
genutzt werden. Beide erlauben sie die gleichzeitige übertragung von 2700
