Codierungsverfahren: Samuel Morse - Frank Barth

Der Morsecode als Beispiel für Codierungsverfahren
Inhaltsverzeichnis
1. Vorbemerkung: Allgemeines über Codierungsverfahren ........................ 1
2. Der “Erfinder”: Samuel F. B. Morse......................................................... 2
3. Die Entwicklung der Technologie............................................................ 2
4. Funktionsweise des Morsecodes............................................................ 3
5. Einordnung der Technologie................................................................... 5

Der Morsecode als Beispiel für Codierungsverfahren
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1. Vorbemerkung: Allgemeines über
Codierungsverfahren 1
Unter einem Code wird eine Vorschrift verstanden, in der Symbole einer
Darstellung in solche einer anderen übertragen werden. Der Morsecode als
ein Beispiel dafür stellt eine Übertragungsvorschrift zwischen Buchstaben
und einer Abfolge kurzer und langer Tonsignale her. Daneben gibt es eine
Vielzahl anderer Varianten von Codes, bei denen Daten, Ziffern, Zeichen,
Buchstaben oder andere Informationsträger genutzt werden.
Ziel jeder Codierungsform ist die effiziente Übermittlung von Botschaften, das
heißt, diese sollen möglichst energiesparend und sicher übertragen werden.
Wichtige Voraussetzung dafür ist die Festlegung von Vorschriften, die das
Codieren und Decodieren zwischen Sender und Empfänger erst möglich machen.
Grundprinzip der Codierung ist, dass anstelle der Information selbst einfachere
Elemente verwendet werden. Diese verweisen aber auf die ursprüngliche
Information und können so rückübersetzt werden. Je häufiger ein Inhalt
Verwendung findet, desto geringer sollte der Aufwand für die Verarbeitung
sein. Dieses Vorgehen entspricht dem Prinzip der möglichst energiesparenden
Übermittlung. Beim Morsecode ist es in der Form umgesetzt, dass häufig
vorkommende Buchstaben wie e, a oder i durch kurze Signalfolgen repräsentiert
werden, während seltener vorkommende Buchstaben kompliziertere
Codes haben. Für immer wiederkehrende standardisierte Phrasen gibt es
außerdem eigene Codes, so dass diese Botschaften nicht mehr Zeichen für
Zeichen übertragen werden müssen.
Erst durch die wiederholte Verwendung als Hilfsmittel zur Informationsübertragung
werden Codes wirklich effizient. Im Laufe dieses Prozesses können
sich Codes zu einem Bestandteil der Kultur eines Systems entwickeln und
damit auch eine gewisse Beharrlicheit gegen Änderungen zeigen. Beispiele
hierfür wären Landessprachen oder technische Standards, die von ihren
Nutzern so verinnerlicht werden, dass sie sich oft instinktiv gegen Änderungen
sträuben.
Die Energieminimierung macht Codes attraktiv für die Informationsübertragung
unter besonderen Bedingungen: große Entfernungen, große Zeitspannen,
große Empfängerzahl.
Beispiele für Codes existieren in großer Zahl.
Im Bereich der Computertechnologie wird der ASCII (American Standard
Code for Information Interchange) benutzt, um Buchstaben, Zahlen und
Satzzeichen durch Bitfolgen darzustellen. Beim Programmieren codiert man
Algorithmen als Quellcode.
1 Vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Codierung
Ersteller: Steffen Heller Datum: 18.02.09 Seite 1 von 6

Der Morsecode als Beispiel für Codierungsverfahren
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In der Biologie ist der genetische Code eine Anleitung, nach der die Informationen
der DNA/RNA übersetzt werden.
Sprache und Schrift sind als gesellschaftliche Codesysteme zu betrachten.
Neuere Entwicklungen wie das Internet brachten ihre eigenen Codes hervor,
etwa in Form des in E-Mails verwendeten Geekcodes.
2. Der “Erfinder”: Samuel F. B. Morse 2
Samuel Finley Breese Morse (1791 - 1872) war ein US-amerikanischer Erfinder
und Professor für Malerei, Plastik und Zeichenkunst.
1837 baute er den ersten Morseapparat, den er am 4. September desselben
Jahres erstmals vorführte. Im Jahre 1843 bewilligte ihm der amerikanische
Kongress 30.000 US-Dollar für den Bau der 60 km langen Telegrafenleitung
von Baltimore, Maryland, nach Washington D.C. Über diese Leitung telegrafierte
Morse am 24. Mai 1844 die erste elektronische Nachricht mittels seines
Morsealphabets. Der Inhalt der Nachricht lautete: „What hath God wrought?“
(„Was hat Gott bewirkt?“). Später gründete Morse seine eigene Telegrafie-
Gesellschaft und forschte im Bereich der Tiefsee-Telegrafie.
3. Die Entwicklung der Technologie 3
Der früheste Code von 1837 beinhaltete lediglich zehn verschiedene Zeichen.
Das verbesserte, umfangreichere Alphabet von 1844 bestand
zusätzlich aus unterschiedlich langen Pausen innerhalb der verschiedenen
Buchstaben.
Die Mängel dieser schwierigen Zeichengebung zeigten sich bereits sehr früh.
Als die neue Technologie nämlich für den Schiffsnachrichtendienst auf der
Strecke Hamburg - Cuxhaven genutzt werden sollte, boten die verschieden
langen Pausen häufig Anlass zu fehlerhafter Auslegung.
Der Inspektor der Hamburger Telegrafenlinie, F. Clemens Gerke, stellte deshalb
ein neues Alphabet zusammen. Dieses bestand aus Punkten und Strichen
und verzichtete auf die von Morse eingeführten Pausen zwischen den
Elementen eines Buchstabens.
Mit der Gründung des „Deutsch-Österreichischen Telegrafenvereins“ im Jahre
1850 wurde ein neues Alphabet entwickelt. Dieses wurde aus den damals
bekannten Telegrafenschriften von Morse, Gerke, Bain und Steinheil gebildet
und als „Internationaler Code für den Morsetelegrafen“ bezeichnet, obwohl
Morse an seiner Schaffung nicht mitgearbeitet hatte.
Letztlich bleibt festzuhalten, dass sich das von Morse entwickelte Alphabet in
2 Vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Samuel_Morse
3 Vgl. http://www.tastfunk.de/ und http://www.qsl.net/dk5ke/morsen.html
Ersteller: Steffen Heller Datum: 18.02.09 Seite 2 von 6

Der Morsecode als Beispiel für Codierungsverfahren
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Europa nicht durchsetzen konnte. Es wurde ersetzt durch eine deutsch-österreichische
Gemeinschaftsarbeit, die sich ab 1852 in ganz Europa verbreitete.
Dieses Alphabet wurde im Laufe der Jahre zwar ergänzt, aber in keinem wesentlichen
Punkt verändert und entspricht damit weitestgehend dem heute
noch gültigen System 4 .
Dass Morse trotzdem als Namensgeber fungierte ist dessen besonderer
Stellung als Entwickler der neuen Technologie zu verdanken.
4. Funktionsweise des Morsecodes 5
Der Morsecode kann auf vielfältige Art übermittelt werden, als Ton- oder
Funksignal, als elektrischer Impuls über eine Telefonleitung, mechanisch
oder optisch (etwa mit blinkendem Licht) oder mit jedem sonstigen Medium,
das zwei verschiedene Zustände eindeutig darstellen kann.
Eine gängige Variante der Übermittlung ist die Morsetelegrafie. Ein Telegraf
ist von der Grundkonstruktion her ein Elektromagnet, der aus der Ferne bedient
wird. Durch das Drücken der Morsetaste beim Sendergerät wird ein
Stromkreis geschlossen. Beim Empfängergerät führt dies dazu, dass der
Elektromagnet einen Schreibstift anzieht. Der Stift drückt nun seine Spitze
auf ein Stück Papier und malt einen Punkt. Lässt der Sender die Morsetaste
wieder los, ist der Stromkreis nicht mehr geschlossen und der Schreibstift
rückt zurück in seine ursprüngliche Position.
Dadurch dass das Papier nicht in Ruhe ist, sondern gleichmäßig unter dem
Schreibstift vorbeirollt, werden die Aufzeichnungen lesbar. Wird der Stromkreis
nämlich nur geschlossen, dann drückt der Stift auch nur kurz aufs Papier
und hinterlässt dort einen Punkt. Wird der Stromkreis länger geschlossen,
dann entsteht dort anstelle des Punktes ein Strich.
Neben Punkt und Strich existiert als drittes Zeichen noch die Pause. In Lautform
werden diese drei Zeichen als dit, dah und Schweigen wiedergegeben.
Die Länge eines dit ist die grundlegende Zeiteinheit und bestimmt die
Maximalgeschwindigkeit, mit der gesendet werden kann.
Das Zeiteinteilung stellt sich dabei wie folgt dar: In der Regel ist ein dah
dreimal so lang wie ein dit, die Pause zwischen zwei gesendeten Symbolen
ist ein dit lang, zwischen den Buchstaben eines Wortes wird eine Pause von
einem dah Dauer eingeschoben, zwischen zwei Buchstaben müssen drei dit
frei bleiben und zwischen Wörtern wird eine Pause von sieben dits gemacht.
Im Folgenden sind die wichtigsten Codierungen tabellarisch zusammengestellt:
4
Im Jahre 2004 wurde das @-Zeichen dem Morsecode hinzugefügt. Dabei handelt es sich
aber um eine der ganz wenigen Erweiterungen.
Vgl. http://www.heise.de/newsticker/meldung/46611
5
Vgl. http://www.physikfuerkids.de/historie/telegraf/telegraf00.html und
http://de.wikipedia.org/wiki/Morsecode
Ersteller: Steffen Heller Datum: 18.02.09 Seite 3 von 6

Der Morsecode als Beispiel für Codierungsverfahren
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Zahlen 7 :
Buchstaben 6 :
A(lpha) . -
B(ravo) - . . .
C(harlie) - . - .
D(elta) - . .
E(cho) .
F(oxtrott) . . - .
G(olf) - - .
H(otel) . . . .
I(ndia) . .
J(uliett) . - - -
K(ilo) - . -
L(ima) . - . .
M(ike) - -
N(ovember) - .
O(scar) - - -
P(apa) . - - .
Q(uebec) - - . -
R(omeo) . - .
S(ierra) . . .
T(ango) _
U(niform) . . -
V(ictor) . . . -
W(hiskey) . - -
X(-Ray) - . . -
Y(ankee) - . - -
Z(ulu) - - . .
1 .---- 2 ..--- 3 ...-- 4 ....- 5 ..... 6 -....
7 --... 8 ---.. 9 ----. 0 -----
6
http://www.mydarc.de/dl4me/morsealp.htm
7
http://www.physikfuerkids.de/historie/telegraf/telegraf02.html
Ersteller: Steffen Heller Datum: 18.02.09 Seite 4 von 6

Kürzel und weitere Codes 8 :
Der Morsecode als Beispiel für Codierungsverfahren
Error! Style not defined.
Verstanden ...-... Schlusszeichen .-.-. = (Trennung) -...- Fehler ........
. .-.-.- , --..-- / -..-. ? ..--..
- (Bindestrich) -....- + .-.-. : (Doppelpunkt) ---... ( und ) (Klammer) -.--.-
5. Einordnung der Technologie
Für eine sinnvolle Einordnung der Morsetelegrafie und ihrer Bedeutung muss
man sich die Situation zur Zeit ihrer Entwicklung vor Augen führen. Die
Übermittlung von Nachrichten war ein aufwändiger Prozess. Briefe wurden
per Post, Bahn oder über Kurierreiter verschickt, waren dadurch lange unterwegs
und konnten leicht verlorengehen.
Mit Entwicklung der Telegrafie wurde Kommunikation unabhängig von den
bestehenden Übermittlungsformen. Sie war nun auch über weite Entfernungen
sehr schnell und relativ sicher möglich 9 .
Stellt sich die Frage nach der Situation heute. Ist die Morsetelegraphie noch
zeitgemäß und konkurrenzfähig? Klar ist, dass sie im Laufe der Jahre von
anderen technisch hochwertigen Übertragungsverfahren verdrängt wurde.
Dennoch gibt es Bereiche, in denen das Morsen weiterhin von Bedeutung ist.
Seine Vorteile spielt die Technologie immer dann aus, wenn die zur Verfügung
stehenden Ressourcen begrenzt sind. Dies ist der Fall, wenn große
Entfernungen mit kleinen Leistungen überbrückt oder Funkverbindungen mit
einfachsten technischen Sendemitteln ermöglicht werden sollen, wenn geringste
Empfangsfeldstärken ein Problem darstellen oder eine internationale
Kommunikationsmöglichkeit ohne gegenseitige Sprachkenntnisse 10 geschaffen
werden soll. Mindestens in diesem Bereich wird die Morsetelegrafie wohl
weiterhin Anwendung finden.
8
http://www.physikfuerkids.de/historie/telegraf/telegraf02.html
9
Vgl. http://www.physikfuerkids.de/historie/telegraf/telegraf00.html
10
Vgl. http://www.tastfunk.de/
Ersteller: Steffen Heller Datum: 18.02.09 Seite 5 von 6