Morsecode

Grundprinzip und Bedeutung

Der Morsecode, auch Morsealphabet oder Morsezeichen genannt, ist ein Telegrafencode zur Übermittlung von Buchstaben, Ziffern und weiteren Zeichen. Er legt ein Zeitschema fest, nach dem ein diskretes Signal ein- und ausgeschaltet wird. Deshalb kann er mit jedem Medium übertragen werden, das zwei klar unterscheidbare Zustände und veränderliche Zeitlängen darstellen kann, etwa Ton und Stille, Licht und Dunkelheit oder ein- und ausgeschaltete Funkwellen.

Zur Darstellung dienen Punkte für kurze Signale und Striche für lange Signale. Akustisch heißen sie Dit und Dah. Ein Dit bildet die grundlegende Zeiteinheit: Ein Dah dauert 3 Dit. Zwischen den Signalen eines Zeichens liegt eine Pause von 1 Dit, zwischen zwei Zeichen eine Pause von 3 Dit und zwischen zwei Wörtern eine Pause von 7 Dit. Beim Wort „MORSE“ lauten die Zeichen: M −−, O −−−, R ·−·, S ···, E ·.

Die verschieden langen Pausen sind ein wesentlicher Teil der Codierung. So lässt sich A, also ein kurzes und ein langes Signal innerhalb desselben Zeichens, eindeutig von der Zeichenfolge ET unterscheiden. Damit erfüllt der Morsecode die Fano-Bedingung: Kein vollständiger Zeichencode ist der Anfang eines anderen, weil jedes Zeichen durch die längere Zeichenpause abgeschlossen wird.

In der Funktechnik wird Morsetelegrafie häufig als CW bezeichnet. Die eigentliche Übertragung kann durch Ein-Aus-Tastung eines unmodulierten Trägers in der Modulationsart A1A oder durch Tastung eines Tons bei einem SSB-Sender erfolgen. Bei einem unmodulierten Träger erzeugt ein BFO, ein Schwebungsoszillator im Empfänger, den hörbaren Ton. Das Verfahren benötigt wenig Bandbreite, erlaubt einfache und energieeffiziente Sender und ist auch bei ungünstigem Signal-Rausch-Verhältnis oder Störungen gut erkennbar.

Entwicklung und Standardisierung

Samuel Morse begann 1832 mit der Entwicklung seines elektromagnetischen Telegrafen. Sein erster Apparat von 1837 verwendete einen Code, der nur die zehn Ziffern enthielt; Tabellen übersetzten die übertragenen Zahlen anschließend in Wörter. Alfred Lewis Vail entwickelte ab 1838 einen buchstabenbasierten Code. Er verwendete neben Punkten und Strichen zunächst auch verlängerte und extra lange Striche sowie unterschiedlich lange Pausen innerhalb einzelner Buchstaben.

Vail schätzte die Häufigkeit englischer Buchstaben anhand der beweglichen Lettern in den Setzkästen einer Zeitung in Morristown, New Jersey. Häufige Buchstaben erhielten kürzere Codes, um die Zahl der zu sendenden Elemente zu verringern. Der 1840 erweiterte Code wurde ab 1844 als Morse Landline Code beziehungsweise American Morse Code eingesetzt und blieb bei amerikanischen Eisenbahnen und Telegrafenunternehmen teilweise bis in die 1960er-Jahre in Gebrauch.

Weil die unterschiedlichen Pausen des ursprünglichen Systems problematisch waren, überarbeitete Friedrich Clemens Gerke den Code 1848 für die Telegrafenverbindung Hamburg–Cuxhaven. 1851 kamen Ä, Ö und Ü hinzu. Nach weiteren Änderungen wurde der Code am 17. Mai 1865 auf dem Internationalen Telegraphenkongress in Paris standardisiert. Die Internationale Fernmeldeunion legte den internationalen Morsecode 2004 in der Empfehlung ITU-R M.1677-0 fest; die derzeit gültige Version ITU-R M.1677-1 stammt vom Oktober 2009.

Anfangs zeichneten Schreibtelegrafen Punkte, Striche und Pausen auf Papierstreifen auf. Bediener lernten jedoch bald, Nachrichten direkt aus den Klickgeräuschen zu verstehen. Später kamen Ton-, Funk-, Licht- und andere Signale hinzu. Fernschreiber verdrängten das Morsen aus den leitungsgebundenen Telegrafennetzen. Im Seefunk verlor es mit Einführung des weltweiten Seenot- und Sicherheitsfunksystems GMDSS am 1. Februar 1999 seine frühere Bedeutung. Seit 2014 gehört die Morsetelegrafie in Deutschland zum bundesweiten Verzeichnis des immateriellen Kulturerbes.

Zeichen, Notruf und Funkbetrieb

Der internationale Code umfasst lateinische Buchstaben, Ziffern, Umlaute, Buchstaben mit diakritischen Zeichen, Satzzeichen und besondere Funkverkehrszeichen. Groß- und Kleinbuchstaben werden nicht unterschieden. Besonders kurze Grundzeichen sind E ·, T −, I ··, A ·−, N −· und M −−. Die Ziffern bestehen aus jeweils fünf Signalen: 1 ·−−−−, 2 ··−−−, 3 ···−−, 4 ····−, 5 ·····, 6 −····, 7 −−···, 8 −−−··, 9 −−−−· und 0 −−−−−.

Funkverkehrszeichen, auch Prosigns genannt, werden ohne Pause zwischen ihren Bestandteilen gesendet. Dazu gehören KA für den Spruchanfang, BT für eine Pause, AR für das Spruchende, VE für „verstanden“, SK für das Verkehrsende und acht Punkte für einen Fehler mit Wiederholung ab dem letzten vollständigen Wort. In schriftlicher Morsedarstellung kennzeichnet ein Schrägstrich das Buchstabenende, zwei das Wortende, drei das Satzende und vier das Absatzende.

Das internationale Notzeichen SOS besteht aus drei kurzen, drei langen und drei kurzen Signalen: ···−−−···. Es wurde im April 1904 bei der deutschen Kaiserlichen Marine eingeführt und galt ab dem 1. April 1905 auch im öffentlichen deutschen Schiffsfunk. Die auffällige Gruppe sollte den laufenden Funkverkehr unterbrechen und andere Stationen zur Funkstille auffordern. Sie wurde wiederholt, bis die anderen Stationen nicht mehr sendeten; erst danach folgte der Inhalt des Notrufs.

Das Zeichen @ wurde im Mai 2004 von der ITU ergänzt, damit E-Mail-Adressen ohne inoffizielle Umwege gemorst werden können. Sein Code ·−−·−· entspricht einem A, dem ohne Pause ein C folgt. In der Praxis wird teilweise weiterhin A gefolgt von T, also „AT“, verwendet.

Q-Gruppen beschleunigen den Funkverkehr und ermöglichen bestimmte internationale Mitteilungen ohne gemeinsame Sprache. Für einen allgemeinen Anruf wird CQ statt des Rufzeichens einer bestimmten Gegenstation gesendet. Ein Beispiel ist „cq cq cq de dl1xyz dl1xyz dl1xyz pse k“: allgemeiner Anruf von DL1XYZ, bitte kommen.

Geschwindigkeit und Lernen

Die Übertragungsrate wird in Buchstaben pro Minute (BpM) oder Wörtern pro Minute (WpM) angegeben; ein Wort wird dabei mit 5 Buchstaben angesetzt. Als Referenz dient das Wort PARIS, weil sein Zeitbedarf als Mittelwert verschiedener Zeichenlängen gilt. PARIS einschließlich der folgenden Wortpause dauert 50 Dit. Daher entspricht 1 WpM genau 50 Dit pro Minute. Bei 12 WpM beträgt ein Dit 100 ms und die Geschwindigkeit 60 BpM; bei 20 WpM sind es 60 ms und 100 BpM.

Anfänger überschreiten oft kaum 5 WpM, solange sie Signale einzeln statt als zusammengehörige Klangbilder wahrnehmen. Die frühere Amateurfunkprüfung verlangte 12 WpM. Mit viel Übung sind mehr als 20 WpM möglich, sehr gute Funker erreichen über 50 WpM. Der genannte Weltrekord für die Mitschrift von Fünfergruppen liegt bei 88 WpM beziehungsweise 440 BpM. Beim Lichtmorsen zwischen Schiffen sind etwa 8 WpM oder 40 BpM üblich.

Die Koch-Methode von Ludwig Koch aus dem Jahr 1936 trainiert von Anfang an bei konstant 12 WpM ohne verlängerte Pausen. Zunächst werden zwei deutlich verschieden klingende Zeichen geübt, beispielsweise L und M. Sobald 90 % der daraus gebildeten Fünfergruppen richtig mitgeschrieben werden, kommt ein weiteres Zeichen hinzu. Dieser Ablauf wird wiederholt, bis alle Zeichen beherrscht werden. Das sofortige Lernen ganzer Klangbilder soll Automatismen bilden und das spätere Steigern des Tempos erleichtern.

Davon unterscheidet sich die als Farnsworth bezeichnete Methode: Die einzelnen Zeichen werden schnell gegeben, aber durch längere Zwischenräume entsteht zunächst ein langsameres Gesamttempo, etwa 5 WpM. Nach Koch kann dabei um 10 WpM ein schwer zu überwindendes Plateau entstehen, weil Lernende die langen Pausen zum bewussten Nachdenken nutzen.

Zum Decodieren kann eine invers geordnete Morsetafel dienen. Sie ist als zwei binäre Bäume aufgebaut, deren Wurzeln Punkt und Strich sind. Für jedes weitere Signal folgt man einer Verzweigung, bis am erreichten Knoten der gesuchte Buchstabe, die Ziffer oder das Sonderzeichen steht. Erfahrene Funker erkennen Zeichen dagegen unmittelbar als akustische oder optische Einheit.

Übertragung und heutige Anwendungen

Morsezeichen können akustisch oder optisch übertragen werden. Beide Formen müssen getrennt gelernt werden: Wer Zeichen nach Gehör lesen kann, erkennt sie nicht automatisch als Lichtsignale. Optisches Morsen ist meist deutlich langsamer. Bei Glühlampen kann das Nachglühen die Zeichen verwischen. Morsescheinwerfer lassen deshalb die Lichtquelle eingeschaltet und steuern das Signal mit einer Blende oder einem Verschluss. Leuchtdioden besitzen eine geringere Trägheit.

Bei einer handbetätigten Hubtaste entwickelt jeder Telegrafist individuelle Anschläge und Geschwindigkeiten, die einer Handschrift ähneln. Halbautomatische Tasten und elektronische Paddles vereinheitlichen dagegen Punkt-, Strich- und Pausenlängen. Bei einem Paddle erzeugt ein Hebel Punkte, der andere Striche; gleichzeitiges Drücken führt zu einer abwechselnden Folge.

Morsecode wird weiterhin im Amateurfunk sowie in Luft- und Schifffahrt eingesetzt. Flugnavigationsanlagen wie NDB, (D)VOR, ILS, DME, TACAN und MLS senden Kennungen aus bis zu vier Zeichen. Die Kennung wird abgehört oder elektronisch erkannt, um die eingestellte Anlage zu überprüfen. Sie wird mindestens alle 30 bis 40 Sekunden ausgesendet. Ein Beispiel ist die Kennung BAM des VOR Barmen.

In der Schifffahrt erscheinen Morsezeichen als Lichtphasen, Nebelhornsignale und Kennungen von Radarantwortbaken. Eine Tonne mit „Mo (A) 8s“ sendet das Zeichen A mit einer Wiederkehrzeit von 8 Sekunden. Segelschiffe geben bei schlechter Sicht regelmäßig den Buchstaben D als Schallsignal. Auch der Leuchtturm Kiel sendet alle 30 Sekunden akustisch KI.

Reines Klopfen kann kurze und lange Töne nur bedingt darstellen. Historische „Klopfer“ erzeugten beim Ein- und Ausschalten jedoch zwei unterscheidbare Geräusche. Beim späteren Klopfcode stehen zwei schnell folgende Impulse für einen Punkt und weiter auseinanderliegende Impulse für einen Strich. Weitere Anwendungen finden sich in Erkennungssignalen von Hörfunk und Fernsehen, in Musik, Klingeltönen und Kunst. Der Nokia-SMS-Ton stellt beispielsweise SMS als ··· −− ··· dar und darf nicht mit SOS, ··· −−− ···, verwechselt werden.