Voyager1 data transmission

[Christoph M. (mchris)]

Vor kurzem war in den technischen Medien die Rede von Voyager1
https://de.wikipedia.org/wiki/Voyager_1
und dessen Speicherfehler.

Mich würde die Datenübertragung interessieren. Die Sonde ist ja sehr 
weit weg und das Signal vermutlich extrem schwach. Beim aktuellen WLAN 
sinkt die Datenübertragungsrate mit der Signalstärke. Ist das bei der 
Sonde auch so?

[Christian E. (cerker)]

Ja, während es beim Jupiter (mit den vielen Bildern) wohl noch die 
maximalen 115.2kbps waren, sind es inzwischen, je nachdem ob die 35m 
oder 70m Antenne verwendet wird 160bps bzw. 1.4kbps.

[Hmmm (hmmm)]

Christoph M. schrieb:
> Mich würde die Datenübertragung interessieren.

https://voyager.gsfc.nasa.gov/Library/DeepCommo_Chapter3--141029.pdf

[Andreas B. (bitverdreher)]

Kapitel Kommunikation:
https://www.bernd-leitenberger.de/voyager-sonde.shtml

[Christoph M. (mchris)]

Vielen Dank für die schnelle Antworten.

Hmmm (hmmm)
>https://voyager.gsfc.nasa.gov/Library/DeepCommo_Chapter3--141029.pdf

Da gibt es ja einige Übertragungskodierungen. Ich versuche es mal die 
langsamsten mit 16BPS:

Command Demodulation. Voyager receives and demodulates the
command signal from the uplink carrier. (DSN command modulation is
described in the DSN Telecommunications Link Design Handbook [7], module
205, 34-m and 70-m Command.) The signal consists of 16-bps, Manchester
encoded commands, biphase modulated onto a squarewave subcarrier
frequency of 512 hertz (Hz).

Ist das folgendermaßen zu verstehen:
512Hz / 16 BPs = 32 Waves

Es wird also für jedes Bit ein Rechteckburst der Länge 32 übertragen. 
Weil es sich um eine Manchesterkodierung handelt, wechselt der Burst 
nach 16 Schwingungen die Phase oder nicht, je nach Bitwertigkeit.

[Klar P. (Gast)]

Christoph M. schrieb:

> Mich würde die Datenübertragung interessieren. Die Sonde ist ja sehr
> weit weg und das Signal vermutlich extrem schwach. Beim aktuellen WLAN
> sinkt die Datenübertragungsrate mit der Signalstärke. Ist das bei der
> Sonde auch so?

Mach Dich mal zu dem Begriff "Shannon-Limit" schlau. 1928 hat ein 
gewisser Claude Shannon den Zusammenhang zwischen maximaler Bitrate und 
Rauschabstand mathematisch ermittelt. Und bei Signalen weit entfernter 
Sender ist nun mal das Träger/Nutzsignal kaum noch vom (Hintergrund) 
Rauschen unterscheidbar (geringer SNR) also kann man auch nicht viel 
Daten reincodieren.

https://de.wikipedia.org/wiki/Shannon-Hartley-Gesetz


Ein weiterer Zusammenhang zwischen Abstand und Bitrate stellt sich bei 
Sonden mit Solarpanelen ein (Also nicht bei Voyager), da steht mit 
zunehmenden Abstand zur Sonne weniger Energie zum senden und Codieren 
zur Verfügung.

Anhang aus 
https://www.yumpu.com/en/document/view/3556308/shannon-limit-159-db-summary

Ansonsten ist das Thema hier schon früher durchpalavert worden:
 * Beitrag "Voyager1/2 Kommunikation"
 * Beitrag "Welche digitale Elektronik war an Bord der Voyagersonden, die 1977 gestartet sind?"

[Stefan P. (form)]

Hier kannst Du sehen, was die Antennen gerade empfangen.
Nach klick auf "more detail" sieht man auch die Datenrate und den 
ankommenden Signalpegel:
https://eyes.nasa.gov/dsn/dsn.html

[Christoph M. (mchris)]

>https://eyes.nasa.gov/dsn/dsn.html

Super, danke für den Link.
Die Verbindungen zu den Sonden sind nicht immer aktiv.
Jetzt habe ich aber gerade Voyager 2 erwischt:

160b/sec
-160dBm
1*10e-22 kW

[Dirk B. (dirkb2)]

Christoph M. schrieb:
> Die Verbindungen zu den Sonden sind nicht immer aktiv.

Bis die Antworten ankommen, dauert es auch etwas.

[Klar P. (Gast)]

Christoph M. schrieb:

> Die Verbindungen zu den Sonden sind nicht immer aktiv.
Auch wenn das Deep Space Network immer empfangsbereit ist, heisst es 
nicht, das es immer die jeweilige Sonde empfangen kann.

Das liegt vielleicht an der Erdrotation und den Planetenbewegungen. Das 
die Bahnen der Sonden inzwischen aus der Ekliptik hinaus reichen sollte 
dabei helfen. (Siehe 
https://maxpolyakov.com/the-mystery-of-voyagers-location-how-communication-works-in-the-deep-space/ 
Ende des Artikels)

https://de.wikipedia.org/wiki/Deep-Space-Station
https://de.wikipedia.org/wiki/Deep_Space_Network#Ausbau_f%C3%BCr_die_Voyager-Missionen