Facharbeit Ian: Kommunikation von Satelliten

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Ian

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Facharbeit Ian: Kommunikation von Satelliten
« am: 24. Mai 2010, 13:11:43 »
Hi,

ich arbeite zur Zeit an meiner Facharbeit und während meines Arbeitens sind mir 2 Fragen aufgekommen die ich im Netz nicht so recht beantwortet bekomme:

1. Weche Datenraten haben moderne Kommunikationssatelliten? Heißt in wie fern ist die Hardware dort oben begrenzt in ihrer Signalstärke und welche Fehler können in der Datenkommunikation auftreten bei durch Hardware begrenzte Signalstärke.

2. Welche Fehlerquellen können durch das versenden von Daten auftreten? Gibt es noch weitere wichtige außer die Athmosphäreneigenschaften die als Potentielle Fehlerquellen beachtet werden müssen? (hier reichen nur beispiele ich habe nicht vor jede Fehlerquelle zu betrachten)

Gruß Ian

tonthomas

  • Gast
Re: Facharbeit Ian: Kommunikation von Satelliten
« Antwort #1 am: 24. Mai 2010, 15:16:49 »
Hi Ian,

zu 2. hab´ ich spontan einige Gelegenheiten, bei denen Sendeungen eines Satelliten gestört werden können:

a.) Interferenzen: Transponder von zwei sich begegnenden Comsats empfangen in den selben Frequenzbereichen und senden in den Frequenzbereichen. Siehe Galaxy 15....

b.) Absichtliche Störungen. Google mal nach Eutelsat Deutsche Welle Iran....

c.) Schlechtes Wetter im Bereich der Empfangsstationen. Kabelkopfstationen können schon mal davon betroffen sein, ebenso natürlich die häusliche Satellitenschüssel.

d.) Probleme beim Positionshalten des Satelliten. Mit dem Satelliten bewegt sich die Ausleuchtzone. Kann an den Rändern der Ausleuchtzone zu mangelnder Signalstärke führen.

Gruß   Pirx

tonthomas

  • Gast
Re: Facharbeit Ian: Kommunikation von Satelliten
« Antwort #2 am: 24. Mai 2010, 18:44:07 »
...
1. Weche Datenraten haben moderne Kommunikationssatelliten? Heißt in wie fern ist die Hardware dort oben begrenzt in ihrer Signalstärke und welche Fehler können in der Datenkommunikation auftreten bei durch Hardware begrenzte Signalstärke...

Gewicht und Stromverbrauch der Sendeanlagen sind sicher begrenzenden Faktoren hinsichtlich ihrer Sendeleistung.

Eine direkte Beziehung zwischen Übertragungsfehlern und praktischer Leistungsbegrenzung der Sender sehe ich nicht, sofern es um funktionierende Links geht.

Ich habe das Gefühl, dass ich die Frage auch nicht wirklich verstehe. -- Hinsichtlich der Datenrate ist es imho schwierig, so eine durchschnittliche Leistungsfähigkeit für einen Gesamtkommunikationssatelliten anzugeben. Eine Betrachtung pro Transponder/Dienst/Link macht vielleicht mehr Sinn?

Gruß   Pirx

Ian

  • Gast
Re: Facharbeit Ian: Kommunikation von Satelliten
« Antwort #3 am: 24. Mai 2010, 21:04:17 »
danke Pirx für deine Antworten. Darf ich hier gleich mal die Frage stellen warum du deinen Nick geändert hast?

Gruß Ian

tonthomas

  • Gast
Re: Facharbeit Ian: Kommunikation von Satelliten
« Antwort #4 am: 24. Mai 2010, 21:54:28 »
Zu viele Thomas in der Portal-Redaktion, und damit wir uns nicht gegenseitig verwirren.... (hab´ ich jetzt mal Euch verwirrt...) :P

Gruß  Pirx

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Offline redmoon

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Re: Facharbeit Ian: Kommunikation von Satelliten
« Antwort #5 am: 25. Mai 2010, 15:12:29 »
Hallo Ian,

eine weitere Fehlerquelle sind wohl Sonneneruptionen. Diese dürften die Qualität der zu übertragenden Daten ebenfalls negativ beeinträchtigen.

Nachtrag :  Ein schönes Beispiel für das schlechte Wetter habe ich gerade zufällig gefunden.
Am 21. Dezember 2009 verhinderte die Wettersituation im Umfeld der Cebreros-Station des "Deep Space"-Netzwerkes der ESA eine Kontaktaufnahme mit der Sonde Venus Express. Der Grund hierfür war, dass die 35-Meter-Antenne mit Schnee und Eis bedeckt war...
http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=46730 

Schöne Grüße aus Hamburg - Mirko
« Letzte Änderung: 25. Mai 2010, 19:04:58 von redmoon »
Nicht ewig bleibt die Menschheit auf der Erde - Konstantin Eduardowitsch Ziolkowski

Ian

  • Gast
Re: Facharbeit Ian: Kommunikation von Satelliten
« Antwort #6 am: 26. Mai 2010, 17:43:56 »
Hi Jungs,

erstmal nen großes Danke für eure Antworten. :)

Zur Datenrate: ja ich mach das hier auch exemplarisch auch oft an Beispielen aus der bemannten Raumfahrt. Vergleich S-Band/Ku-Band vergleich füher heute Qualität der Komunikation Apollo zeiten heute. Zu den Sonnenwinden hat der einen allgemeinen Einfluss auf die Kommunikation oder nur was außerhalb des Erdorbits ist? Ich benutze zwar als Beispiel die Kommunikation bei der Mondlandung möchte aber das Thema Kommunikation außerhalb unseres Ordorbits nur im Schlussteil anreißen als mögliche Problematiken einer beispielsweise bemannten Mars Mission oder ähnliches will mich aber im Hauptteil schwerpunktmäßig mit der Kommunikation im All allgemein befassen. (mit Schwerpunkt auf den Erdorbit)

Das Probem vor dem ich derzeit in meiner Facharbeit stehe ist nicht das ich all das nicht weiß oder so. Sondern ich schreibe einfach runter zu unspezifisch und muss halt meine Thesen oder das was ich dort verfasst habe derzeit auch Quellentechnisch absichern. Ich mein ich kann ja nicht einfach schreiben ja bei der Kommunikation können diese und jene Schwierigkeiten auftreten sondern muss das auch anständig begründen was derzeit mir etwas schwer fällt.

Wo ich derzeit Problematiken habe:

Ich habe das heutige Globale Satellitensystem soweit beschrieben (mit schwerpunkt auf die TDRSS) auch hier vergleich früher/heute nur benötige hier Quellen die mir das früher beschreiben als als man noch direkt Bodenstation Satellit/Raumflugkörper kommuniziert hat hier wäre auch was von der heutigen Zeit recht sinnvoll. Habe bisher nur gut beschriebenes von den TDRSS unterstützten Netzwerken gefunden.

Gruß Ian

Ian

  • Gast
Re: Facharbeit Ian: Kommunikation von Satelliten
« Antwort #7 am: 27. Mai 2010, 17:50:18 »
Hi,

sorry das ich diensen alten Thread aus der Versenkung hole aber kann mir jemand genaues über die Datenraten dieses Satelliten mitteilen (am besten mit Quelle) da ich diese Daten dringend für meine Facharbeit benötige Kreuzberga sprach von 600kb/s hat aber keine Quelle genannt. Wäre wirklich toll wenn ich hierzu Daten finden würde (und ja ich weiß mehrere dienste auf einmal und so). Für mich ist hier besonders der Dienst der Telekommunikation wichtig!

Gruß Ian

PS: Ich hoffe einer von mir kann einer helfen.

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Offline Schillrich

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Re: Facharbeit Ian: Kommunikation von Satelliten
« Antwort #8 am: 27. Mai 2010, 18:10:43 »
Hallo Ian,

ich kann dir gerade keine Zahlen für spezielle Satelliten nennen, aber vielleicht ein paar Grundlagen.

Ganz allgemein gilt für die maximale fehlerfreie Datenrate R eines Kanals der Bandbreite B mit der Rauschleistung N und Sendeleistung S:
[tex]R=B\cdot\log\(1+\frac{S}{N}\)[/tex]

Das ist das mögliche Maximum. Die Datenrate ist direkt an die Breite des Bandes gekoppelt und das Signal-Rauschverhältnis. Eine niedrige Bandbreite B kann also durch eine Erhöhung der Sendeleistung S kompensiert werden, was aber wegen des Logarithmus zu 2 nicht effizient ist. U.a. wird die Leistung S durch die elektrische Leistung an Bord des Satelliten beschränkt, so dass man lieber in hohen Bändern sendet und N minimiert.
\\   //    Grüße
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Offline Schillrich

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Re: Facharbeit Ian: Kommunikation von Satelliten
« Antwort #9 am: 27. Mai 2010, 18:22:17 »
Vielleicht findest du explizite Werte für den Signal-Rauschabstand S/N. Ansonsten kann man auch zum ersten Abschätzen einen typischen Wert von -10dB nehmen.

Zu bedenken ist, dass das nur das Rauschen des Senders ist. Auf der gesamten Übertragsungsstrecke zum Empfänger kommen weitere Rauschanteile hinzu.
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Ian

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Re: Facharbeit Ian: Kommunikation von Satelliten
« Antwort #10 am: 27. Mai 2010, 18:27:35 »
Es ist ja nicht schlimm wenn ich verallgemeinere. Hier gehts ja "nur" um eine Facharbeit. Ich denke das wichtige ist hier das ich all meine Rechnungen und dinge die ich aufstelle mit Quellen belege.

Gruß Ian

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Offline Schillrich

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  • 19601
Re: Facharbeit Ian: Kommunikation von Satelliten
« Antwort #11 am: 27. Mai 2010, 18:32:26 »
Als Quellen brauchst du Bücher, am Besten aus einer Bibliothek. Das "Handbuch der Raumfahrttechnik" könnte ein Einstieg sein. Aber ich hatte auf dem Raumcontreffen ja gesagt, dass das ohne Vorwissen oft nicht verständlich ist.
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klausd

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Re: Facharbeit Ian: Kommunikation von Satelliten
« Antwort #12 am: 27. Mai 2010, 18:34:17 »
Das kostet um die 100€, selbst gebraucht ...  :o

Gruß, Klaus

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Offline Schillrich

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  • 19601
Re: Facharbeit Ian: Kommunikation von Satelliten
« Antwort #13 am: 27. Mai 2010, 18:37:56 »
Ich sagte ja: Bibliothek ;).

Hmm, wir können das hier eigentlich doch in Ians Thread im Fragenbereich packen.
\\   //    Grüße
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klausd

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Re: Facharbeit Ian: Kommunikation von Satelliten
« Antwort #14 am: 27. Mai 2010, 18:47:11 »
Danke für den Tipp Daniel, und zack ist es vorgemerkt (tatsächlich ausgeliehen an der TIB Hannover)

Gruß, Klaus

Ian

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Re: Facharbeit Ian: Kommunikation von Satelliten
« Antwort #15 am: 27. Mai 2010, 19:19:24 »
@ Schillrich du kannst auch gerne die ganzen Post in meinen Thread verschieben.

Also ich habe nun mal mit deiner Formel gerechnet und bin auf folgendes gekommen:

wenn wir für B ein C-Band nehmen dann wären das dort 4GHz

dann wäre R= 4GHz*Log(1,1)=165Mbit  (für S/N hab ich deine -10dB genommen)

ist diese Rechnung so richtig?

Gruß Ian

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Offline Schillrich

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  • 19601
Re: Facharbeit Ian: Kommunikation von Satelliten
« Antwort #16 am: 27. Mai 2010, 19:33:50 »
Verwechsel nicht Bandbreite (eines Kanals) mit der Gesamtbreite eines Bandes.

Die von dir genutzten 4GHz kommen aus dem C-Band, das von 4-5 GHz reicht? Dieses Band ist in mehrere Kanäle aufgeteilt, die nebeneinander liegen und einen Teil des gesamten Bandes für sich zur Verfügung haben.
\\   //    Grüße
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Ian

  • Gast
Re: Facharbeit Ian: Kommunikation von Satelliten
« Antwort #17 am: 27. Mai 2010, 19:37:36 »
Ok dann kann ich gleich fragen wie bekomme ich die Gesamtbandbeite eines Kanals?

Ich will als Ergebnis die Gesamtdatenrate eines Satelliten haben. das ist es halt.

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Offline Schillrich

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  • 19601
Re: Facharbeit Ian: Kommunikation von Satelliten
« Antwort #18 am: 27. Mai 2010, 19:42:38 »
Recherchier mal ;) .... findet man z.B. im Internet.
\\   //    Grüße
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klausd

  • Gast
Re: Facharbeit Ian: Kommunikation von Satelliten
« Antwort #19 am: 27. Mai 2010, 19:47:42 »
Für den Downlink stehen für Sats meißt nur 3,4–4,2 GHz zur Verfügung.

@Mod: Verschieben???

Gruß, Klaus

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Offline Schillrich

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  • 19601
Re: Facharbeit Ian: Kommunikation von Satelliten
« Antwort #20 am: 27. Mai 2010, 19:52:51 »
Ich habe mal alles hier herüber geholt. Die unbemannten Mods sind gerade nicht da.
\\   //    Grüße
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klausd

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klausd

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Re: Facharbeit Ian: Kommunikation von Satelliten
« Antwort #22 am: 27. Mai 2010, 20:02:08 »
Argh  ;D,

eigentlich ist es doch das hier:  ;) http://de.wikipedia.org/wiki/Shannon-Hartley-Gesetz

und : http://de.wikipedia.org/wiki/Transponder_(Satellit)

Zitat
Ein rauschbelasteter Digitalkanal von 36 MHz Bandbreite mit einem Signal/Rauschverhältnis von 10 dB könnte im Idealfall ca. 100 Mbps übertragen. Reale Effektivwerte liegen bei 40 Mbps, entsprechend der Kapazität für 16 einfache Digital-TV Kanäle (ca. 2 Mbps pro Kanal) bzw. 4 HDTV Kanäle ( 5-8 Mbps pro Kanal).
Ein großer Satellit mit einer elektrischen Leistung von 10 kW kann ca. 50 Transponder betreiben und ca. 500 Fernsehprogramme ausstrahlen. Satellitenanbieter vermieten Transponderkapazitäten für ca. 4000 EUR pro MHz im Monat, entsprechend ca. 2 Millionen € pro Jahr für einen Transponder mit 40 MHz Bandbreite.
Für Übertragungen wie z. B. für Liveschaltungen in Nachrichtensendungen werden von Drittanbietern Slots auf Transpondern von etwas älteren oder nicht so populären Satelliten angeboten. Die Kosten für diese Feeds liegen je nach Bandbreite bei ca. 3 € (4,5 MHz Slot) pro Minute.



Gruß, Klaus

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Offline Schillrich

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  • 19601
Re: Facharbeit Ian: Kommunikation von Satelliten
« Antwort #23 am: 27. Mai 2010, 20:10:33 »
Spiel doch nicht google-Operator für Ian ... ;).


Ganz allgemein sind die Kanäle im C-Band 40 MHz zueinander versetzt. Effektiv genutzt werden 36 MHz in jedem Kanal.
\\   //    Grüße
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klausd

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Re: Facharbeit Ian: Kommunikation von Satelliten
« Antwort #24 am: 27. Mai 2010, 20:15:38 »
Wah, jetzt hats mich irgendwie selbst interessiert  :-X

Gruß, Klaus