Vernetzte Welt: Wie kommen E-Mails nach Amerika?

"Das heutige Rückgrat des World Wide Web wird gebildet von einer Kombination aus Glasfaserkabeln und leistungsstarken Kommunikationssatelliten", sagt Richard Huber vom Fachinformationszentrum Chemie in Berlin. Wegen ihrer hohen Datenübertragungsraten spielen dabei jedoch die Glasfaserkabel, die beispielsweise als Seekabel am Meeresgrund liegen, die Hauptrolle.

Ein riesiges Netzwerk aus solchen Seekabeln umgibt mittlerweile die Erde. Über 200 Datenhighways gibt es nach Angaben von Experten weltweit. Die wichtigste Verbindung zwischen Europa und Amerika ist seit 2001 das Seekabel "Tat-14". Nach Angaben von Huber lässt es Übertragungsraten von bis zu einem Terabit Daten pro Sekunde zu. Das entspricht Millionen E-Mails gleichzeitig oder dem Verschicken von 250 DVDs in einer Sekunde.

Feine Glasfaser in dickem Schutzmantel

"Derartige Tiefsee-Kommunikationskabel vereinen in ihren circa fünf Zentimetern Durchmesser vier Glasfaserpaare." Jedes dieser Glasfaserpaar sei von bis zu acht unterschiedlichen Schutzmänteln aus Kunststofffasern, verflochtenen Stahlseilen, Aluminiumhüllen und Elastomeren umgeben, sagt Huber. Die einzelnen Glasfasern besitzen nur etwa ein Drittel des Durchmessers eines menschlichen Haares. Das Besondere an diesem Hightech-Material ist: Es leitet Licht außerordentlich effektiv. Und mit Licht lassen sich digitale Daten transportieren.

Wo die Glasfaserleitungen beginnen, wandeln spezielle Geräte die digitalen Informationen in optische Signale um. Nun rasen E-Mails, Bilder oder sonstige Daten als Lichtsignal durch das Quarzglas der Seekabel - und das hat einige Vorteile: So müssen die Lichtteilchen nicht wie Elektronen im Kupferkabel mit hohen Widerständen kämpfen.

Deshalb verlieren sie auch in den tausende Kilometer langen Glasfaserleitungen kaum an Geschwindigkeit. In die Glasfaser integrierte optische Verstärker sorgen in regelmäßigen Abständen dafür, dass auch die Intensität des Signals erhalten bleibt. Darüber hinaus können die verschiedenen Wellenlängen des Lichts mit unterschiedlichen Informationen versehen werden, die dann gleichzeitig auf die Reise gehen.

"Blackouts" im Datenverkehr

Das Transatlantik-Kabel TAT-14 besteht eigentlich sogar aus zwei Kabeln, die auf unterschiedlichen Wegen den Atlantik überqueren und zu einem Ringsystem verbunden sind. Dies macht den Datenverkehr weniger störungsanfällig. Denn trotz modernster Kabeltechnik kommt es immer wieder zu Defekten bei Seekabeln. Diese sorgen dafür, dass gelegentlich Millionen Menschen längere Zeit mit schleichend langsamen Internetverbindungen und verspäteten E-Mails leben müssen.

"Größtes Handicap aller Tiefseekabel ist ihre Anfälligkeit für Brüche", meint Huber. So sei bei einem schweren Erdbeben vor der Küste Taiwans am 26. Dezember 2006 ein Tiefseekabel so stark beschädigt worden, dass 97 Prozent der chinesischen Internetnutzer ausländische Webseiten nur noch eingeschränkt aufrufen konnten. Neben Erdbeben können auch Schiffsanker und Tiefseeschleppnetze die Schlagadern der internationalen Kommunikation beschädigen.

"Die einzige wirkliche Alternative zu Glasfaserkabeln auf dem Grunde der Meere sind Kommunikationssatelliten", meint Huber. Sie nutzten meist geostationäre Umlaufbahnen in einer Höhe von 35.786 Kilometern über dem Äquator. Mit deren Hilfe könnten auch Regionen der Welt erreicht werden, die bisher nicht an Kabelverbindungen angeschlossen seien. Mit oft nur 3-6 Gigabit pro Sekunde weisen sie jedoch eine deutlich niedrigere maximale Übertragungsrate als die Seekabel auf. Hinzu kämen lange Laufzeiten für die Signale, die die Distanz vom Erdboden zum Satelliten und zurück überwinden müssten.