Mehrere Sats auf einer Position (z.B. 19,2 E) - wie funktioniert's?

Das Radioforum. Hier dreht sich alles um die technischen Seiten des Radio- und TV-Empfangs.
Antworten
DB1BMN

Mehrere Sats auf einer Position (z.B. 19,2 E) - wie funktioniert's?

Beitrag von DB1BMN »

Moin,

angeregt durch den Es'hail-Thread [1] habe ich herausgefunden, dass es nicht *die* Position 19,2° E gibt, auf der dann *ein* Astra-Satellit sitzt, sondern es teilen sich mehrere Sats diese Postion. Also in diesem Beispiel Astra KR bis N. Aber wie funktioniert das genau?

* Wenn alle Satelliten auf exakt der gleichen Position 19,2° E "geparkt" sind, dann kollidieren die doch miteinander und es führt zu Space-Debris, der weitere Sats in den Tod reisst.
* Wenn die Sats alle ein paar Bogen-Minuten/Sekunden auseinander sind, so dass sie zwar nicht kollidieren, aber auf der Erde von einer Antenne mit üblicher Richtwirkung nicht örtlich aufgelöst werden, dann überlagern sich doch deren Funksignale im Empfänger und es kommt zu Interferenzen. Meines Wissens nach wird bei Sat-TV kein CDMA verwendet, um mehrere Signale auf der gleichen Frequenz zu dekorrelieren.

Wie funktioniert das also genau, dass man über eine Sat-Position mehrere Sats im gleichen Frequenzband empfangen kann, ohne dass sie sich gegenseitig stören?
Genau so problematisch sehe ich das auch, dass jeder Sat im Uplink die Signale für die anderen sieht und diese dann auch entweder mit umsetzt, oder zumindest die Empfänger-Empfindlichkeit herabgesetzt wird durch die Störsignale.

Beste Grüße, Marek


[1] viewtopic.php?f=4&t=57372&p=1486091#p1486043
Nordi207
Beiträge: 478
Registriert: Mo 3. Sep 2018, 17:22

Re: Mehrere Sats auf einer Position (z.B. 19,2 E) - wie funktioniert's?

Beitrag von Nordi207 »

Ich bin zwar kein Fachmann, aber die Up- und Downlinkfrequenzen unterscheiden sich ja schon. Daher kann es keine Störungen geben.
Und obwohl die Satelliten alle auf 19,2° oder 13° sind, haben die alle einen erheblichen Abstand zueinander, kreuzen sich nicht und werden immer wieder kontrolliert von einander ferngehalten.
Mit den kleinen Offset-Antennen erscheint der Abstand von der Erde aus seeehr gering.
iro
Beiträge: 1565
Registriert: Fr 31. Aug 2018, 15:33
Wohnort: D-Großenkneten (Nds.)

Re: Mehrere Sats auf einer Position (z.B. 19,2 E) - wie funktioniert's?

Beitrag von iro »

Alle Satelliten von Astra auf 19.2°E senden auf unterschiedlichen Frequenzen. Die Satelliten sind so ausgerüstet, daß sie sich teilweise als Backup ersetzen können. Trotzdem wird jede Frequenz nur einmal eingesetzt. Wenn der Satellit für Frequenz X kaputt geht, übernimmt ein anderer Satellit die entsprechende Ausstrahlung.

Diese ganzen Astra-Satelliten bewegen sich am Himmel innerhalb eines gedachten Würfels mit 80km Kantenlänge, die Position wird immer mal wieder korrigiert. Auch durch diese Bewegungen kommen die sich teilweise im Tagesverlauf ändernden Signalpegel einzelner Programme zustande.
Saarländer (aus Elm)
Beiträge: 547
Registriert: Fr 31. Aug 2018, 16:59
Wohnort: 6631 Elm/Saar

Re: Mehrere Sats auf einer Position (z.B. 19,2 E) - wie funktioniert's?

Beitrag von Saarländer (aus Elm) »

Die Co-positionierten Satelliten sind in Wirklichkeit mindestens 100 km voneinander entfernt und solange da keiner außer Kontrolle gerät, bleiben die auch relativ genau auf ihrer Position.
Die notwendigen Bahnkorrekturen führen dazu, dass der Satellit tatsächlich ein Bewegungsmuster in Form einer 8 hat.
Die üblichen Uplink-Antennen mit einem Durchmesser von 9, 13 oder 18 Metern und einem entsprechend winzigen Öffnungswinkel müssen daher ständig nachgeführt werden und haben auch z.B. eine entsprechende Azimuth- und Elevationssteuerung in Form einer Art Spindelantrieb.
Antennen < 2 m 'sehen' keinen Pegelunterschied durch die Satellitenbewegung und können daher fest installiert bleiben.
Co-Positionierte Satelliten können zwar im gleichen Frequenzband senden, nutzen dabei aber unterschiedliche Transponderfrequenzen. Auf diese Art können Satelliten, die die gleichen Frequenzbereiche abdecken gegenseitig im Falle eines Defekts als Backup genutzt werden.
Eine Wiederverwendung der gleichen Frequenz für unterschiedliche Digitalpakete geht natürlich nur, wenn die entsprechenden Satelliten ausreichend Abstand haben. Daher sind die gängigen Abstände der international koordinierten Satellitenpositionen meist etwa 2 bis 3 Längengrade über dem Äquator.
Eine 60 cm Antenne kann 3° noch locker auflösen, für 2° benötigt man schon mindestens 80 cm. Bei geringeren Abständen müssen sich die Satelliten schon frequenzmäßig aus dem Weg gehen.
Ansonsten kann man natürlich die Ausleuchtzone so legen, dass das gleiche Gebiet nicht von beiden Satelliten mit starken Signalen im gleichen Frequenzband abgedeckt wird.

Bei einigen Satellitenpositionen gibt aber mittlerweile schon Querelen um die Frequenznutzung. So gab es eben zwischen Es'hailsat (Qatar) und Arabsat Streitigkeiten, wer denn jetzt welche Ku-Band-Frequenzen auf 25.5/25.8/26° Ost nutzen darf.

Auf 51.5° Ost (Belintersat) und 52° Ost (TurmenÄlem) sah man kürzlich auch schon die Auswirkungen der geringen Abstände.
Ein Paket, das derzeit auf 52° Ost auf 10,887 GHz gesendet wird, konnte auch schon auf einer anderen Downlink Frequenz auf 51.5° Ost empfangen werden, eben weil das Uplinkfrequenzband bei beiden Satelliten das gleiche ist, und eine saubere Trennung nur noch mit richtig großen Uplink-Antennen funktioniert.
Nordi207
Beiträge: 478
Registriert: Mo 3. Sep 2018, 17:22

Re: Mehrere Sats auf einer Position (z.B. 19,2 E) - wie funktioniert's?

Beitrag von Nordi207 »

Auf Youtube gibt es noch den SES-Promofilm aus den 90er zusehen, wo das mit dem Würfel schön erklärt wird,
DB1BMN

Re: Mehrere Sats auf einer Position (z.B. 19,2 E) - wie funktioniert's?

Beitrag von DB1BMN »

Moin!

ah, cool! Danke für die Erläuterungen. Jetzt wird es mir schon klarer.

Das mit dem räumlichen Abstand auf der Umlaufbahn ist nachvollziehbar, dass sie halt ausreichend voneinander entfernt sind, aber die Antenne sie nur als einzelnen Punkt (bzw. "Wolke") wahrnimmt.
Ich dachte immer, so ein Satellit deckt das komplette Frequenzband von 10,7 bis 12,7 GHz als Lineartransponder ab. Aber jeder Sat hat nur eine bestimmte Anzahl an schmalbandigen Transpondern (z.b. 32 x 36 MHz). Ich habe bisschen rumrechnet: Wollte man die vollen 2 GHz Bandbreite mit 36 MHz breiten Transpondern in vertikaler und horizontaler Polarisation abdecken, bräuchte man bis zu 114 solcher Transponder. Astra 1 KR, L und M kommen gerade mal auf 96. Abzüglich der Reserve und Ausfall, leuchtet es ein, dass man hier mindestens vier Sats braucht.
Hinzukommt sicher, dass jeder Sat auch noch verschiedene und unterschiedliche Footprints ausleuchtet, so dass manche Frequenzen in unterschiedlichen Erteilen mehrfach genutzt werden können.

Fassen wir also zusammen:
* Die "Position" 19,2 E ist nur eine grobe Orientierung für den Endkunden bei der Ausrichtung der Antenne.
* Die Sats selbst befinden sich räumlich leicht getrennt auf dieser Position und ändern sogar ihre absolute Position leicht stetig.
* Jeder Sat deckt nur einen Teil des Frequenzbereichs eines Empfangs-LNBs mit seinen Transpondern ab.
* Es werden Transponder als Reserve vorgehalten oder mit einem Ausfall wird gerechnet.
* Durch Polarisations-Diversity kommt es faktisch zu einer Verdoppelung der nutzbaren Bandbreite bzw. der erforderlichen Transponder
* Verschiedene Sendeantennen für unterschiedliche Footprints gestatten die Mehrfachnutzung von Frequenzen an verschiedenen Empfangsorten.

Den meisten Leuten ist bestimmt gar nicht bewusst, dass sie mit ihrer Sat-Antenne in Wirklichkeit das Signal von vier verschiedenen Sats empfangen

Wieder was gelernt, danke :spos: Schade, dass man sowas nicht in der Schule lernt und lehrt.

Beste Grüße, Marek
Habakukk
Beiträge: 7691
Registriert: Fr 31. Aug 2018, 22:19

Re: Mehrere Sats auf einer Position (z.B. 19,2 E) - wie funktioniert's?

Beitrag von Habakukk »

Ich kann mich noch erinnern, dass es zur Inbetriebnahme des Astra 1B (der erste Satellit, der auf 19,2°Ost kopositioniert wurde) in den 90ern sogar einen SES-Infokanal gab, auf dem in einem Video erklärt wurde, wie das ganze funktioniert. Such mal auf Youtube nach "SES Astra", da werden einige dieser alten Videos gelistet...
---
QTH: Nähe Chiemsee (Lkr. Rosenheim)
andimik
Beiträge: 5696
Registriert: Sa 1. Sep 2018, 19:11
Wohnort: Arnoldstein, Bezirk Villach Land, Österreich
Kontaktdaten:

Re: Mehrere Sats auf einer Position (z.B. 19,2 E) - wie funktioniert's?

Beitrag von andimik »

Genau das hab ich schon geschrieben, aber mein Beitrag scheint nicht gespeichert worden zu sein ... :verrueckt:
transponder
Beiträge: 95
Registriert: Fr 5. Okt 2018, 16:23

Re: Mehrere Sats auf einer Position (z.B. 19,2 E) - wie funktioniert's?

Beitrag von transponder »

Ab Minute 6:30 wird die Ko-Positionierung der Satelliten im Orbit grafisch erklärt:
https://www.youtube.com/watch?v=Fq1zP9_ozgo
Alqaszar
Beiträge: 489
Registriert: Fr 31. Aug 2018, 18:26
Wohnort: Viersen

Re: Mehrere Sats auf einer Position (z.B. 19,2 E) - wie funktioniert's?

Beitrag von Alqaszar »

Je kleiner der Durchmesser der Parabolantenne, desto größer der Öffnungswinkel. Eine 80-cm-Schüssel hst einen Öffnungswinkel von ca. 2,5 Grad. Im Orbit macht das eine Bogenlänge von ca. 13.000 km aus. Wenn die Schüssel auf 13 Grad Ost ausgerichtet ist, empfängt sie also alle geostationäre Satelliten zwischen 10,5 und 15,5 Grad Ost.
QTH: Viersen (NRW)
DigiAndi
Beiträge: 64
Registriert: Fr 31. Aug 2018, 16:00
Kontaktdaten:

Re: Mehrere Sats auf einer Position (z.B. 19,2 E) - wie funktioniert's?

Beitrag von DigiAndi »

Dieses ASTRA Promo von ca. 1999 finde ich auch sehr gut gemacht:
https://www.youtube.com/watch?v=04r1kIRGk4E
Bild
Jens1978
Beiträge: 777
Registriert: Sa 1. Sep 2018, 01:08
Wohnort: Bremer Umland

Re: Mehrere Sats auf einer Position (z.B. 19,2 E) - wie funktioniert's?

Beitrag von Jens1978 »

Da wir gerade dabei sind, auch interessant das hier :) (BBC Sendung "How to build a satellite") https://www.youtube.com/watch?v=W-1scVSpwbw
QTH: Bremer Umland
Antworten