Info-Pakete auf dem Lichtstrahl

Mit der Morsetaste gehen geübte Funkamateure immer noch kinderleicht um. "Telegrafie" nennen sie diese Betriebsart, die am Anfang der Geschichte der Telekommunikation stand. Gleichwohl kümmern sich die Funkamateure auch um neue Spielarten der Nachrichtentechnik. Eine davon heißt: "Terahertz".

" Der Terahertzbereich ist so groß, dass da das sichtbare Licht dabei ist. Da sind Ultraviolett, Infrarot und die Wärmestrahlung mit dabei."

so Peter Kreul aus Berlin, Terahertz-Beauftragter des Deutschen Amateurradioclubs. "Tera" - das sind Frequenzbereiche in der Größenordnung von zehn hoch zwölf Schwingungen pro Sekunde. Bei der Übermittlungstechnik im Terahertz-Bereich modulieren die Funkamateure ganz einfach einer Lichtquelle, im einfachsten Fall einer simplen Glühbirne, ein Tonsignal auf, in dem die Amplitude, also die Leuchtstärke, im entsprechenden Rhythmus verändert wird. Das Licht der Lampe wird dann über eine Linse zu einem Strahl gebündelt und in eine bestimmte Richtung geschickt.

Dieses Verfahren ist schon über 100 Jahre alt und hat gegenüber herkömmlichen Funkbetriebsarten einen Vorteil: Es ist so gut wie abhörsicher. Denn wer sich nicht im Lichtstrahl befindet, kann das Signal nicht empfangen. Zudem lassen sich durch Filter die sichtbaren Lichtkomponenten absorbieren. Das Infrarotlicht, das übrig bleibt, ist für das menschliche Auge nicht erkennbar. Und so war dann bereits in den 50er und 60er Jahren die Betriebsart "Terahertz" etwas für diejenigen, die ganz gerne unter sich blieben. Peter Kreul:

" Die hat in erster Linie die Staatssicherheit benutzt. Da ja in West-Berlin sehr viele Dienste waren, die auch Funk aufgeklärt haben, war man einfach gezwungen, so zu arbeiten. Es gab zum Beispiel ein Gerät, das war in einem Plüschtier eingebaut, in einem Fuchs. Ein Auge war der Sender, eines war der Empfänger. In der Nähe von Botschaften, das war in der Hutablage eines Autos installiert; das Auto fuhr in die Nähe der Botschaft; der hat seine Beobachtungen gesprochen, der Fuchs hat die gesendet, und in einem anderen Fahrzeug war in einem Suchscheinwerfer der Empfänger eingebaut. So wurde kommuniziert."

Erst seit einem Vierteljahr dürfen Funkamateure ohne Einschränkungen mit dieser Technik experimentieren. Als erstes wurden die Lichtquellen verbessert. Helmut Fischer vom Deutschen Amateurradioclub:

" Heute gibt es diverse Halbleiter. Leuchtdioden in verschiedenen Farben, Laserdioden in verschiedenen Wellenlängen. Und gerade diese Dinge sind geradezu prädestiniert dazu, so etwas zu machen. Das heißt: Sie besitzen eine fast unendliche Lebensdauer, wenn man sie richtig betreibt und sind mit Frequenzen modulierbar, die bei Glühlampen nicht mehr unbedingt machbar sind. Das heißt: Man kann hier Modulationsfrequenzen bis weit in den Gigahertz-Bereich anwenden. Ich kann damit Datenströme mit einer Geschwindigkeit übertragen, die weit über dem liegen, was heute so üblich ist."

Hohe Bandbreiten ergeben hohe Übertragungsraten. Das macht aber "Terahertz" auch für die kommerzielle Anwendung attraktiv - nämlich dann, wenn digitale Signale auf den Lichtstrahl aufmoduliert werden. Das ist vor allem bei der Überbrückung der so genannten letzten Meile nützlich, die zwischen dem Verteilerknoten eines Datennetzes und dem Anwender liegt.
" Wenn es denn nun heißt: Wir müssen mit dem Kabel von A nach B, und zwischen A und B befindet sich ein Riesengebäude, was man einfach nicht durchdringen kann. Oder zum Beispiel eine Autobahn, die ich nicht so ohne weiteres mit einem Kabel überbrücken kann, dann ist es angesagt, auf der Sende- und Empfangsseite eine entsprechende Elektronik zu bauen, die diese Daten per Licht überträgt."

Die Experimente der Funkamateure mit "Terahertz" haben zudem ergeben, dass nicht nur die klassische Punkt-zu-Punkt-Übertragung möglich ist. Peter Kreul strahlt mit dem modulierten Lichtstrahl ganz gerne schon mal eine Wolke an:

" Die Wolke hat den Vorteil, dass sie nicht nur reflektiert. Das heißt: Mein Strahl würde dann nur in eine bestimmte Richtung gehen. Die Wolke reflektiert, beugt und bricht. Und damit wirkt die Wolke wie eine eigene Quelle. Das heißt: Die strahlt wie eine Kugel. Und jeder, der ein Gerät in diese Richtung hält, kann mit dem entsprechend arbeiten oder ihn empfangen."

Allerdings sind die Funkamateure bei ihren Versuchen auch auf die Grenzen der Lichtübertragung gestoßen: Die Reichweiten sind relativ beschränkt, auf etwa 20, 30 Kilometer. Für längere Distanzen benötigt man erheblich bessere Optiken, die den Lichtstrahl präziser fokussiert. Und dann gelang es bislang nicht so recht, äußere Einflüsse auszublenden: Peter Kreul und Helmut Fischer:

" Es kann auch ein Vogel oder Vogelschwarm durchfliegen. Es gibt also immer wieder solche Effekte. Oder einer heizt plötzlich und verbrennt Braunkohle, dann sind so viele Schadstoffe drin, dass einfach keine Verbindung mehr zusammen kommt.

Nebel zum Beispiel, Nebel ist so ein Problem, wobei man dann nicht mehr sicherstellen kann, dass so eine Übertragung funktioniert. Denn dann tritt so etwas ähnliches auf, was mit den Wolken geschehen ist: An jedem Wassertropfen wird das Zeug diffus in die Gegend gestrahlt, und dann gibt es eine völlig diffuse Strahlung wie beim Autoscheinwerfer. Wie weit reicht der denn bei Nebel ? Das geht dann eben nicht mehr 100 Meter weit, sondern nur noch fünf Meter weit. Und solche Mechanismen treten hier natürlich auch auf. Das muss man einfach sehen dabei."