VII Recent Developments in Telecommunications
Das U.S. Department of Justice reichte 1974 eine Kartellklage gegen AT&T ein. Diese Klage wurde 1982 beigelegt, so dass 1984 ein zersplittertes US-Telekommunikationsgeschäft vorlag. In der Zwischenzeit waren viele wichtige Probleme, die der Einführung von Glasfaserkommunikationssystemen im Wege standen, ab Mitte der 1970er Jahre gelöst worden, und bis 1984 waren bedeutende Fortschritte in der Glasfasertechnologie erzielt worden. Diese Fortschritte ermöglichten es einer größeren Zahl von Unternehmen, Glasfasersysteme zu vertretbaren Kosten einzurichten, und ebneten damit aus technologischer Sicht den Weg für mehr Wettbewerb auf dem Fernverkehrsmarkt.
Zu den weiteren Innovationen der 1980er Jahre gehören die weite Verbreitung des Gemeinschaftsantennenfernsehens (CATV) oder Kabelfernsehens, die zunehmende Nutzung von Kommunikationssatelliten und das Aufkommen der Mobiltelefonie. Das Kabelfernsehen, das in den späten 1940er Jahren als Nischengeschäft zur Bereitstellung von Fernsehdiensten in abgelegenen oder bergigen Regionen begonnen hatte, hatte eine neue Rolle entwickelt, indem es seinen Abonnenten eine große Auswahl an Fernsehprogrammen bot. Die Verbreitung von CATV setzte sich in den 1980er und 1990er Jahren fort, und darüber hinaus wurde das Satellitenfernsehen in großem Umfang eingesetzt. In der zweiten Hälfte der 1990er Jahre wurde das satellitengestützte Digitalfernsehen mit 18-Zoll-Empfangsantennen eingeführt.
Als die Kosten für Elektronik und elektronische Systeme in den 1970er Jahren drastisch sanken, stieg die Nachfrage nach mobiler Kommunikation, insbesondere nach Telefonen. Da kein zusätzliches Frequenzspektrum zur Deckung der gestiegenen Nachfrage zur Verfügung stand, wurde intensiv nach Techniken zur effizienteren Nutzung des vorhandenen Spektrums gesucht. Mit der Verbesserung der Netzwerktechnologie und der elektronischen Vermittlung entwickelte sich bald das Konzept des zellularen Mobilfunks.
Bei der zellularen Telefonie wird ein Großstadtgebiet in ein Raster kleinerer Gebiete unterteilt, die Zellen genannt werden. Im Zentrum jeder Zelle befindet sich ein Zellenstandort, der aus Antennen, Sendern und Empfängern sowie verschiedenen Kontrollsystemen besteht. Jeder Zelle wird eine Teilmenge der verfügbaren Frequenzkanäle zugewiesen, wobei mehrere Zellstandorte innerhalb desselben Stadtgebiets über dieselben Frequenzsets verfügen. Das System ist so ausgelegt, dass sich die Übertragungen von Funkzellen mit denselben Frequenzen nicht gegenseitig stören; Funkzellen mit denselben Frequenzen sind weiter voneinander entfernt als solche mit unterschiedlichen Frequenzen, und außerdem wird die Sendeleistung sorgfältig kontrolliert.
Das soeben beschriebene System verwendet analoge Übertragung und Frequenzmultiplex. Andere Systeme mit digitaler Übertragung wurden in den 1990er Jahren entwickelt. Eines dieser digitalen Systeme verwendet eine Kombination aus Frequenz- und Zeitmultiplex und das andere eine Kombination aus Frequenzmultiplex und Spreizspektrum-Mehrfachzugriff. Diese neuen technologischen Innovationen haben sowohl die Qualität als auch die Sprachübertragungskapazität des zellularen Telefondienstes verbessert. Außerdem haben diese Innovationen zu ernsthaften Forschungen im Bereich des drahtlosen Datenzugangs geführt.
Ein Vorteil des drahtlosen zellularen Zugangs gegenüber dem traditionell verdrahteten lokalen Zugang besteht darin, dass er schnell in einem Gebiet eingeführt werden kann. Sobald eine Telefonvermittlungsstelle in einem lokalen Bereich eingerichtet ist, kann ein zellulares Telefonsystem eingesetzt werden, und der Telefondienst kann in dem lokalen Bereich ohne die Installation von Teilnehmeranschlüssen bereitgestellt werden. Nach der Einrichtung einer Infrastruktur für Ferngespräche kann fast über Nacht ein weltweiter Telefondienst eingerichtet werden. Aufgrund dieser Eigenschaften findet die zellulare Telefonie einen Markt in Ländern, in denen es heute nur sehr wenig traditionelle Telefoninfrastruktur gibt.
In den späten 80er und frühen 90er Jahren wurden auch kontinuierliche Fortschritte in der Glasfasertechnologie erzielt. Mit der raschen Entwicklung glasfaserbasierter Systeme wurde eine dritte Multiplexing-Hierarchie, die synchrone digitale Hierarchie (SDH), entwickelt. Die niedrigste Stufe der SDH ist OC-1, die eine Kapazität von etwa 50 Megabit/Sekunde hat und das Äquivalent von 672 Sprachanrufen überträgt. Zu den gängigen SDH-Stufen gehören OC-3 mit etwa 150 Megabit/Sekunde, OC-12 mit etwa 600 Megabit/Sekunde, OC-48 mit etwa 2300 Megabit/Sekunde und OC-192 mit etwa 9600 Megabit/Sekunde. Mindestens ein kommerzieller Packet-Switch, der OC-192-Leitungen verarbeiten kann, existiert heute, und die Möglichkeit, Packet-Switches zu entwickeln, die Leitungsraten von OC-768, dem Äquivalent von 500.000 Sprachanrufen, verarbeiten können, ist ein häufiges Diskussionsthema in Forschungskreisen. Heute kann man handelsübliche Geräte kaufen, die einen OC-192-Stream in 16 OC-12-Streams demultiplexen können.
In den 90er Jahren wurde eine Reihe von technologischen Verbesserungen und Erweiterungen der grundlegenden Internetworking-Funktionen eingeführt. Dazu gehörten 100-Megabit/Sekunde-Ethernet, drahtlose LANs, Ethernet-Hubs und -Switches sowie Gigabit/Sekunde-Ethernet.
Die große Neuigkeit der 1990er Jahre war jedoch die breite Einführung und Kommerzialisierung des Internets. Eine treibende Kraft war das Aufkommen des World Wide Web, oder einfach nur Web. Das Web besteht aus einer Sammlung von Serverstandorten, die Websites genannt werden und auf die über TCP/IP-Verbindungen mit Hilfe eines Webbrowsers zugegriffen wird. Die beiden bekanntesten Browser sind der Navigator von Netscape und der Internet Explorer von Microsoft. Für die Formatierung von Websites wird die Hypertext Markup Language (HTML) verwendet, und das Hypertext Transfer Protocol (HTTP) dient der Interaktion zwischen Clients und Servern bzw. zwischen Websites und Webbrowsern.
Da die Benutzeroberfläche eines Webbrowsers grafisch und intuitiv ist, kann jeder schnell lernen, das Web zu nutzen. Dies hat zur Gründung zahlreicher neuer Unternehmen, zur Entwicklung zahlreicher Websites und zur Verbreitung von Netzwerkdiensten in vielen Millionen Haushalten weltweit geführt. So verbreiteten sich in den 90er Jahren die paketbasierten Netzwerkdienste von der akademischen und Forschungsumgebung in die Unternehmen und Haushalte der Welt und wurden zu einem alltäglichen Gebrauchsgegenstand, der dem Telefon und dem Fernseher in nichts nachstand.
Mit der weiten Verbreitung der paketbasierten Dienste begannen neue Entwicklungen, um einen schnelleren Datenzugang von zu Hause aus zu ermöglichen. Ein Teil dieser Expansion erfolgte mit dem ISDN-Dienst (Integrated Services Digital Network), der integrierte Sprach- und Digitaldienste mit etwa 144 Kilobit/Sekunde bietet. Diese Technologie wurde in den 80er Jahren entwickelt, fand aber erst dann breite Akzeptanz auf dem Markt, als ein schnellerer Datenzugang benötigt wurde.
Der Einsatz von SS7 zur Steuerung und Verwaltung leitungsvermittelter Netze macht es für die Telefongesellschaften erforderlich, sowohl in der Leitungs- als auch in der Paketvermittlungstechnologie führend zu sein. Eine Folge dieser Kompetenz war der Vorschlag des asynchronen Übertragungsmodus (ATM) als Lösung für die Integration der Multimedia-Kommunikation mit Hilfe einer paketbasierten Technologie.
Anfänglich dachte man, dass die ATM-Protokollsuite die gesamte Palette der Dienste von Anwendung zu Anwendung abdecken würde. Das heißt, ATM würde in Endsystemen, in Zwischensystemen und überall dazwischen eingesetzt werden. Hunderte von Unternehmen arbeiteten an der Entwicklung von ATM-Standards auf allen Ebenen, und viele gute Ideen kamen dabei heraus. Wahrscheinlich aufgrund des breiten Einsatzes von TCP/IP-basierten Anwendungen und der kontinuierlichen Fortschritte bei den Ethernet-Technologien im lokalen Bereich war ATM jedoch als Übertragungstechnologie erfolgreicher als als eine End-to-End-Diensttechnologie. Tatsächlich findet ein Großteil der weltweiten IP-Datagramm-Übertragung über Frame-Relay-Systeme statt, die über ATM implementiert sind.
Ein zusätzlicher Hochgeschwindigkeitszugang von zu Hause aus wurde über einen Kabelmodemdienst angeboten, der über Kabelfernseheinrichtungen aufgebaut wurde. Noch mehr digitale Kapazität für den Hausgebrauch bot der Asymmetric Digital Subscriber Service (ADSL), der gewöhnliche verdrillte Telefonkabel verwendet und Ende der 90er Jahre allgemein verfügbar wurde. Zu Beginn des Jahres 2001 werden weiterhin Anstrengungen unternommen, um die Geschwindigkeit zu erhöhen, mit der Daten in die Haushalte gelangen können, insbesondere mit Hilfe von Technologien, die entweder über die vorhandenen Telefonleitungen oder Kabelfernseheinrichtungen implementiert werden können.
Mit der Einführung, Verbesserung oder Verdrängung der bereits erörterten Technologien änderten sich auch die Firmen, die zur Entwicklung und Vermarktung dieser Technologien gegründet wurden. Bevor wir auf zukünftige Trends eingehen, geben wir einen kurzen Überblick über die Entwicklung der Telegrafen- und Telefonindustrie in den Vereinigten Staaten von 1837 bis Mitte Februar 2001.