Kommunikation

Kommunizieren über weite Distanzen – das wollen auch schon die Menschen im 19. Jahrhundert. Zahlreiche Forscher experimentieren damals mit elektrischen Apparaten, um Sprache zu übertragen. Der Durchbruch gelingt 1861 dem Deutschen Philipp Reis.

Das erste Telefon besteht aus einer Ohrmuschel aus Holz, die mit Tierdarm bespannt ist. Gesprochene Worte versetzen diese Membran in Schwingung und verändern so den Druck zwischen einem Metallplättchen und einem Draht. Das führt zu Variationen im Stromfluss, der an den Empfänger weitergeleitet und dort über einen Verstärker wieder in Töne verwandelt wird.

Reis stirbt 1874, ohne je ein Patent auf seine Erfindung angemeldet zu haben; das erhält am 7. März 1876 Alexander Graham Bell in den USA.

Philipp Reis, der Erfinder des Telefons, in seinem „Laboratorium“

Die erste Sprechmuschel:
Ein Ohr aus Holz

Ob beim Sport, in der U-Bahn, im Urlaub – die Lieblingsmusik ist heute immer mit dabei. Ein kleiner MP3-Player bietet Platz für Tausende von Songs. Möglich wird dies durch eine Entwicklung des Fraunhofer-Teams um Karlheinz Brandenburg:

Das Audiocodierverfahren MP3 orientiert sich an den Eigenschaften des menschlichen Gehörs. Musikteile, die wir gut hören, werden besonders detailliert gespeichert; Frequenzen, die für uns nicht wahrnehmbar sind, werden eingespart. Die zu speichernde Datenmenge lässt sich so um 90 Prozent reduzieren. Die ersten MP3-Player kommen in den 1990er-Jahren auf den Markt.

Musik immer und überall – MP3 macht´s möglich

Olympia im Livestream, Musikvideos, Kurzfilme und Kinohits. Auch auf mobilen Endgeräten lassen sich bewegte Bilder heute in bester Qualität problemlos empfangen. Möglich wird dies durch besonders leistungsfähige Videokompressionsverfahren, die die Filme beim Transport "zusammenpressen".

Internationaler Standard ist derzeit H.264, ein Verfahren, das Berliner Forscher entwickelt haben. Es lässt den Datenumfang deutlich schrumpfen, ohne die Qualität merklich zu beeinträchtigen. Denn von jedem Bild werden dabei nur die Teile übertragen, die sich ändern. Alle gleichbleibenden Bereiche können aus den vorhergehenden Bildsequenzen errechnet werden.

Bewegte Bilder gibt es dank H.264 auch unterwegs in bester Qualität

Moderne Fernseher liefern Bilder in Kino-Qualität. Die digitalen TV-Geräte stehen damit am Ende einer langen Entwicklung, die 1931 beginnt. Damals präsentiert Manfred von Ardenne auf der Funkausstellung in Berlin die erste elektronische Fernsehanlage. Die Apparatur besteht aus einer Kathodenstrahlröhre, auch Braunsche Röhre genannt. In ihr projiziert ein Elektronenstrahl Bildpunkte auf eine mit Leuchtstoff beschichtete Glasscheibe. Das Publikum ist begeistert – selbst die New York Times berichtet auf der Titelseite über die Erfindung.

Manfred von Ardenne ist ein herausragender Erfinder: Schon mit 16 meldet er das erste Patent an, als er 1997 stirbt, hält er etwa 600 Erfindungen und Patente aus unterschiedlichsten Bereichen.

Manfred von Ardenne mit dem ersten Fernseher, 1931

Das erste regelmäßige Fernsehprogramm in Deutschland startet 1935

Ein Symphonieorchester, das in jedes Wohnzimmer passt? Das scheint lange undenkbar. Doch 1887 baut der aus Hannover stammende Emil Berliner ein Gerät, das Musik konservieren kann. Das Prinzip: Die Schallwellen werden in horizontale Bewegungen einer Nadel übersetzt, die Schwingungen lassen sich in eine runde Platte einritzen – Berliner nennt sie "Schallplatte".

Das Abspielgerät, das die Töne wieder hörbar macht, tauft er "Grammophon". Mit ihm kann man Musik überall und immer wieder abspielen. Die ersten Grammofone müssen mit einer Kurbel aufgezogen werden. Erst nach und nach setzen sich elektrische Grammofone durch.

Stars wie der Opernsänger Enrico Caruso machen die Schallplatte schnell bekannt

Online-Banking, Kundendaten, wichtige Verhandlungen –es gibt viele Informationen, die man nur mit bestimmten Menschen teilen möchte. Wie aber können Daten bei der Übertragung vor Hackern geschützt werden? Als besonders vielversprechend gilt die Quantenkryptographie. Dabei wird ein geheimer Schlüssel in einer Abfolge von Lichtquanten sozusagen versteckt.

Weil hier der Zufall eine wesentliche Rolle spielt, ist die Codierung nicht zu "knacken". Und das Beste: Ein Spion wird in jeden Fall entdeckt, denn jede Interaktion verändert die Quanten. Die Herausforderung besteht allerdings darin, Lichtquanten über weite Strecken zu übertragen, am besten per Satellit. Im Jahr 2014 gelingt es Max-Planck-Forschern in Erlangen, spezielles Quantenlicht mithilfe eines Lasers durch die Atmosphäre zu schicken – ein wichtiger Schritt zu einer sicheren Datenübertragung.
» Video: „Quantenphysik – abhörsicher durch Zufall“

Die Laseranlage auf dem Dach des Erlanger Forschungsinstituts