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den Überschuss immer wieder ab; zum Beispiel dadurch, dass sie sich der Energie in Form einer Lichtwelle entledigen.

In einer Leuchtstoffröhre werden Quecksilberatome durch Elektronenbeschuss mit zusätzlicher Energie versorgt, die sie später wieder abgeben, indem sie Licht abstrahlen. Nach den Gesetzen der Quantenphysik findet die Lichtabgabe vollkommen zufällig statt. So ist bis zu seiner Entsendung völlig unbestimmt, in welche Richtung das Licht abgestrahlt wird, oder auch, wann das passiert. Das entscheidet die Natur spontan. Dies ist der Grund für den Namen des Effektes: die spontane Emission.

Lichtverstärkung bei Lasern: Stimulierte Emission

Ein Atom mit überschüssiger Energie würde also ohne weiteres Hinzutun nach einiger Zeit spontan Licht aussenden, bei dem nur die Energie feststeht. Das ändert sich, wenn es mit einer Lichtwelle der entsprechenden Energie bescheint wird. Dann ist die Wahrscheinlichkeit höher, dass das Atom auch die restlichen Eigenschaften der Welle einfach kopiert: Es strahlt dann Licht ab, das mit dem ursprünglichen im Takt schwingt und sich in dieselbe Richtung ausbreitet. Im Gegensatz zur spontanen Emission nennt man diesen Effekt stimulierte Emission. Dieser Effekt sorgt beim Laser für die Lichtverstärkung und daher stammt auch der Name: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.

Aus wenigen Lichtwellen werden so unzählige "Kopien" erstellt. Dazu müssen die Lichtwellen jedoch immer wieder an den Atomen vorbeigeführt werden. Dies geschieht mit Hilfe von Spiegeln. In ihnen fängt man die Lichtwellen ein – gerade so, dass die einzelnen Wellen aufeinander liegen und im Gleichtakt schwingen. Ein solches Gebilde wird stehende Welle genannt.

Aber natürlich muss den Atomen auch ständig neue Energie zugeführt werden, zum Beispiel mit Hilfe einer hellen Lampe. Laser funktionieren erst, wenn es mehr Atome mit zusätzlicher Energie gibt als ohne. Dies ist ein unnatürlicher Zustand mit Namen Besetzungsinversion.

Zusammengefasst heißt das: Ein Laser muss von außen ständig mit Energie versorgt werden, um seine Atome in einen angeregten Zustand zu bringen. Die Atome fallen immer wieder in den Zustand niedriger Energie und geben den Überschuss an die Laserwellenzüge ab. Damit ein Teil des Lichts den Laser verlassen kann, ist einer der beiden Spiegel teildurchlässig. Auf diese Weise verliert der Laser Energie; und der Mensch gewinnt Laserlicht.

Die Entdeckung des Prinzips

Die theoretischen Grundlagen für den Laser wurden 1917 von Albert Einstein gelegt. Damals entdeckte er die so genannte stimulierte Emission. Doch erst in den 1950er Jahren zeigte der Physiker Charles H. Townes, dass mit Hilfe der stimulierten Emission eine außergewöhnliche Lichtquelle gebaut werden kann. Dafür wurde er 1964 mit dem Nobelpreis bedacht.

Den ersten Laserstrahl erzeugte der amerikanische Physiker Theodore H. Maiman im Jahr 1960. Als Lasermedium diente damals ein Rubinkristall. Zwei Jahre spä-

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ter machte sich Maiman selbstständig und gründete die Korad Corporation, die sich mit der Entwicklung und der Herstellung von Lasern befasst1. (2 800)

Drahtlose lokale Netzwerke

Mobil ist nicht gleich Mobil

Bevor über mobiles Internet und drahtlose Zugänge gesprochen wird, sollten zunächst zwei höchst unterschiedliche Definitionen von "Mobilität" in der Telekommunikation unterschieden werden. Gemeint ist damit der Begriff "Mobilfunk", wie er von Mobilfunkbetreibern aus der Telefonwelt und aus der Netzwerkwelt gesehen wird.

Mobilfunkbetreiber aus der Telefonwelt betreiben ihre Mobilfunknetze als eine Gesamtheit und versorgen mit ihrem Netzwerk ganze Landstriche, vornehmlich mit Telefonie, aber auch mit Datenanwendungen. Dazu haben sie sich bei einer nationalen Behörde (in Deutschland die Bundesnetzagentur) um die Nutzung von Frequenzbändern für einen Mobilfunkstandard beworben und diese zur Nutzung erhalten, auf denen sie mit eigener Ausrüstung die Mobilfunkdienstleistung der Allgemeinheit zur Verfügung stellen. Diese Lizenzen geben den Mobilfunkbetreibern jedoch nicht nur Rechte, sondern fordern auch Pflichten von ihnen ab. Beispielsweise muss jeder Mobilfunkbetreiber im Rahmen seiner Lizenz die prozentuale Versorgung des Landes in einem bestimmten Zeitraum garantieren, sich an die Nummernvergaberichtlinien für Telefonnummern halten (beispielsweise die einheitliche Übernahme von Sonderund Notrufnummern) etc.

Mobilfunkbetreiber aus der Netzwerkwelt betreiben für gewöhnlich so genannte nomadische Netzwerke, als Funkinseln oder auf kleinere Landstriche beschränkte Funknetze. Dazu wird entweder Funktechnik verwendet, die in allgemein frei nutzbaren Frequenzbereichen senden und lizenzfrei genutzt werden dürfen oder bekommen für bestimmte, genau zu definierende Bereiche bestimmte lizenzpflichtige Frequenzbereiche zugeteilt. Im Gegensatz zur Mobilfunktechnik aus der Telefoniewelt dürfen diese Gerätschaften jedoch nur mit weit geringeren Sendeleistungen genutzt werden.

Eine weitere Unterscheidung zwischen Mobilfunk der Telefonieund der Netzwerkwelt beruht auf der Geschichte der Telekommunikation. Die Telefoniewelt arbeitet seit inzwischen Jahrhunderten nach dem Prinzip der Leitungsvermittlung, während die Netzwerkwelt (und hier insbesondere das Internet) das Prinzip der Paketvermittlung aufrechterhält. Sprich: Während für ein normales Telefongespräch eine durchgehende Leitung zwischen Anrufer und Anrufenden geschaltet wird (Leitungsvermittlung), basiert die Paketvermittlung darauf, dass die Information zwischen Absender und Empfänger als einzelne Pakete in einem Übertragungsnetz übertragen wird. Dieser fundamentale Unterschied ist daran erkennbar, wie die Telekommunikationsdienstleistungen hauptsächlich vermarktet werden: Da bei einer Leitungsvermittlung eine Leitungsstrecke exklusiv zur Verfügung gestellt wird, wird

1 http://www.weltderphysik.de/gebiete/atome/forschung-mit-licht/konventionelle-laser/wie- funktioniert-ein-laser/

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diese Dienstleistung überwiegend nach Zeit abgerechnet. So eine Abrechnung würde bei einer Paketvermittlung nur in kleinerem Masse funktionieren, da hier keine exklusive Leitungsstrecke zwischen Absender und Empfänger existiert. Hier ist deshalb eine Abrechnung nach der Datenmenge die sinnvollste Methode.

Interessant am Rande: Auch bei den Mobilfunkbetreibern in der Telefoniewelt ist ein langsamer Umstieg von der Leitungsin die Paketvermittlung zu beobachten. Am deutlichsten ist dies beim GSM-Mobilfunkstandard durch die Einführung des General Packet Radio Service (GPRS), der eine paketorientierte Datenübermittlung über GSM-Netze ermöglicht1. (2 900)

Das Phänomen Handy

In unserem Technik – Beitrag sprachen wir bereits den neuen, täglichen Begleiter von uns Menschen an: Das Handy. Mittlerweile sind die praktischen Helfer so gut wie nicht mehr aus unserem alltäglichen Leben wegzudenken.

Schon früh wurde die Mobiltechnologie entwickelt. Anfangs gab es Autotelefone, bis man auch Gefallen daran fand, ein Mobiltelefon auch außerhalb eines Autos zu besitzen, eben, um überall für andere Menschen erreichbar zu sein. Richtig populär wurde das Mobiltelefon zu Beginn der 1990er Jahre, als flächendeckende Netze eingerichtet wurden. Seitdem hat sich die Zahl der Handybesitzer stets erweitert.

Im Laufe der Zeit ist das Handy nicht nur zu einem Begleiter geworden, der es einem ermöglicht, überall erreichbar zu sein oder sich sicherer zu fühlen, zum Beispiel, weil man bei Unfällen gleich telefonisch um Hilfe rufen kann – es wurden vielseitige Zusatzfunktionen entwickelt. So kann man heutzutage seine Urlaubsfotos mit dem Handy machen, Kurznachrichten oder E-mails versenden, Fotos versenden, seine Termine mit dem Handy verwalten, Spiele spielen oder im Internet nach einer Information suchen.

Diese Funktionen werden vor allem durch Kombi – Geräte ermöglicht, also Handys, die neben der normalen Mobiltelefon – Anwendungen auch Zusatzanwendungen wie etwa einen MP3-Player integriert haben. So wird das Handy zum Walkman. Ein besonders beliebtes Gerät, welches diese und viele Funktionen mehr miteinander vereint ist das i-Phone. Hierfür kann man sich auch zusätzliche Applikationen herunterladen, zum Beispiel ein Navigationsgerät.

Die Kosten für ein Handy sind (bedingt durch die Popularität) bedeutend günstiger geworden. Schließt man beispielsweise einen Handyvertrag ab, so erhält man die neuesten Modelle bereits ab einem Euro. Trotzdem gibt es noch viele Kunden, die Prepaid – Karten bevorzugen, weil damit monatliche Mindestkosten wegfallen. Was das Beste Handymodell und der am besten passende Vertrag ist, muss jedoch jeder selbst wissen. Man wird hierbei gut in Handyshops beraten.

Trotz der vielen Möglichkeiten, die man mit einem Mobiltelefon hat, ist es manchmal sehr angenehm, einige Zeit ohne Handy zu sein, gerade, wenn man wieder zu sich finden möchte oder im Urlaub ist. Nur ohne die ständigen Unterbrechungen

1 http://www.netplanet.org/zugang/mobilfunk.shtml

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des Alltags durch Anrufe oder Kurznachrichten kann man wieder zur Ruhe kommen. Also, versuchen Sie doch einmal, ob Sie es schaffen, das Handy für einen Tag abzuschalten!1 (2 090)

Mobiltelefone – auch für Senioren

Eigenschaften der heutigen Gesellschaft sind Mobilität, Flexibilität und vor allem Schnelllebigkeit. Tag für Tag ändern sich Trends und Werte der Bevölkerung. Besonders im Bereich der Technik werden Tag für Tag Tausende an neuen Produkten herausgebracht. Dabei gilt die Regel: das, was man heute kauft, ist morgen schon wieder veraltet.

Auch in der Sparte Mobiltelefone konnte in den letzten Jahren eine kontinuierliche und rasante Entwicklung beobachtet werden. So hatte man vor 10 Jahren noch Handys, die beinahe so groß waren, wie ein tragbares Festnetztelefon. Zudem hatten die früheren Handys nahezu keine Funktionen außer dem Telefonieren und dem Versenden von Kurznachrichten.

Heutzutage erlebt man Mobiltelefone auf ganz andere Art und Weise. Man kann im Internet surfen und man findet fast kein Handy mehr, das keine integrierte Kamera besitzt. Doch neben all den technischen Neuerungen, haben sich viele Produktionsfirmen auch mit der Problematik befasst, Handys für Senioren herzustellen.

Sie müssen andere Funktionen erfüllen als die Handys für die junge Generation. Anstelle eines Internetzugangs oder einer Kamera müssen die Tasten deutlich vergrößert sein, sodass sie auch für ältere Menschen leicht anzuwenden sind. Eine Marktanalyse hat ergeben, dass die zu kleinen Tasten ein häufiger Grund sind, warum ältere Menschen sich kein eigenes Handy kaufen.

Spezielle Seniorenhandys versuchen somit den Ansprüchen der älteren Generation gerecht zu werden. Laut Umfragen besitzen immer mehr ältere Menschen Handys, seit das Seniorenhandy auf den Markt gekommen ist. In der Regel muss allerdings von jungen Menschen immer ein wenig Überzeugungsarbeit geleistet werden, sodass sich ältere Menschen ein Mobiltelefon anschaffen.

Viele erkennen aber mittlerweile den Sinn dieses Geräts und die Tatsache, dass ein Handy im Ernstfall sogar lebensrettend sein kann. Viele Seniorenhandys verfügen sogar über eine Notfalltaste. Dabei kann im Voraus eine Nummer eingespeichert werden, die dann im Notfall auf Knopfdruck gewählt werden kann2. (1 770)

Das Internet

Schon zu Beginn der 1970er Jahre gewannen vernetzte Computer in wissenschaftlichen Instituten und Forschungseinrichtungen zunehmend an Bedeutung. Die Vernetzung bot die Möglichkeit, schnell und unkompliziert Daten miteinander auszu-

1http://www.softmoderne.de/das-phanomen-handy.html

2http://www.softmoderne.de/mobiltelefone-auch-fur-senioren.html

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tauschen, zu vergleichen und zu verknüpfen. Bis zum eigentlichen, globalen Durchbruch des Internets sollten jedoch noch gut 20 Jahre vergehen.

Im Zeichen des Sputnik-Schocks

Mitte der 1950er Jahre war die Welt in zwei gewaltige Einflusssphären geteilt, in den US-amerikanischen und in den sowjetischen Machtbereich. Der Kalte Krieg bestimmte das Denken der Politiker und Militärstrategen, auch Wissenschaft und Forschung spielten zunehmend im Wettstreit der konkurrierenden Ideologien eine tragende Rolle. Als es der UdSSR im Oktober 1957 gelang, den weltweit ersten Satelliten, den legendären "Sputnik", erfolgreich in eine Weltumlaufbahn zu befördern, wurde der Technologievorsprung der Sowjets vor der ganzen Welt offensichtlich. Das löste in den USA den sogenannten Sputnik-Schock aus. Fieberhaft begann Amerika unter Präsident Dwight D. Eisenhower mit einer militärisch-wissenschaftlichen "Gegenoffensive". Die ARPA (Advanced Research Projects Agency) wurde gegründet, eine in das Verteidigungsministerium integrierte Forschungsbehörde. Ziel der ARPA war es, wissenschaftliche Projekte und Technologien zu fördern, um entsprechende Ergebnisse eines Tages militärisch nutzbar machen zu können.

Von der ARPA zum ARPANET

Kontinuierlich nahm nun die Zusammenarbeit von Instituten und Universitäten in den Vereinigten Staaten zu. Immer mehr Forschungseinrichtungen drängten auf Zugang zu den begehrten Computerressourcen. Doch verfügbare Großrechner waren damals selten und kostspielig, längst nicht jede Forschungseinrichtung konnte es sich leisten, auf die gefragte Rechenkapazität zurückgreifen. Computer wurden immer mehr zu Schaltstellen der wissenschaftlichen Kommunikation, gleichzeitig stieg das Bedürfnis nach einem effizienten und schnellen Datenaustausch, der gemeinsame Forschungsvorhaben erleichtern sollte.

Wenn sich also Computerkapazität nicht einfach ausbauen und vermehren ließ, mussten Verfügbarkeit und Nutzung vorhandener Computerressourcen optimiert werden. Ein neuartiger Computerverbund sollte geschaffen, Universitäten und Institute miteinander vernetzt werden. Eine weitere Herausforderung bestand darin, die in ihrer Architektur sehr unterschiedlich aufgebauten Großrechner mit ihren spezifischen, mit anderen Systemen meist unvereinbaren Sprachen aufeinander auszurichten. Neue Kommunikationstechniken und eine neue Technik der Datenübertragung wurden erarbeitet. Ende der 1960er Jahre entstand das ARPANET, ein neuartiges Computernetzwerk, das allerdings nur der Legende nach im Falle eines drohenden Atomkrieges störungsfreie Kommunikation ermöglichen sollte.

Geburtsstunde des Netzwerks

Das ARPANET wurde schließlich im Jahr 1969 realisiert. Den Anfang des vernetzten Rechnerverbunds machten die Computer der vier Forschungseinrichtungen University of California in Los Angeles, Stanford Research Institute, University of Utah und die University of California in Santa Barbara. Am 29. Oktober 1969 verbanden Wissenschaftler zwei Computer in Los Angeles und Stanford (Santa Clara) mit Hilfe einer Telefonleitung: Es war die Geburtsstunde des ersten Computernetzwerkes der Welt. Es galt mit kühlschrank-großen Computern die Buchstaben LOG (Login)

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