Bilder vom Mars

Wie kommt es, dass die NASA Sendungen aus einer Entfernung von 300 Millionen Meilen empfängt, Sprint aber alle 500 Fuß Sender für 5G-Wireless installieren muss?

Haben Sie die Übertragungsbandbreiten/-geschwindigkeiten und den Energieverbrauch in beiden Fällen verglichen?
Sie könnten auch mit dem Weltraum sprechen, wenn Sie einen 20-Kilowatt-Akku in Ihr Handy stecken und sich in den Brennpunkt dieser Parabel setzen und trotzdem bereit wären, Textnachrichten mit einem Buchstaben pro Sekunde in Kauf zu nehmen ;-) planetary.org/blogs /emily-lakdawalla/2011/3253.html Der Trick bei der Weltraumkommunikation liegt in einer Kombination aus einer großen Schüssel an einem oder beiden Enden der Verbindung und der Verwendung einer oder beider hoher Leistung und niedriger Datenraten im Vergleich zu Mobiltelefonen.
5G unterscheidet sich von 4G in der Granularität durch Beamforming und direktes Leiten verschiedener Signale bevorzugt an verschiedene einzelne Benutzer; Die Architektur erfordert eine höhere Dichte und kleinere Abstände bei geringerer Leistung pro Benutzer. Eigentlich eine Antwort auf Könnte „Live“-Video vom Mars übertragen werden? zeigen, dass Videos vom Mars mit aktueller Technologie möglich sind, aber es ist nicht einfach.

Antworten (2)

Vergleichen wir mit 4G, für das ich einige Zahlen finden konnte:

Ihr Handy sendet mit Geschwindigkeiten von bis zu 50 Mbit/s mit maximal 1 Watt (kann bis zu ein paar µW betragen!) und verwendet eine winzige Antenne, die oft von Wassersäcken (menschliches Fleisch und Organe), Felsen, Gebäuden verdeckt wird , Bäume usw.

Vergleichen wir das zum Beispiel mit Mars Express : Seine maximale Bandbreite zurück zur Erde beträgt „nur“ 230kBps (AFAIK in der gleichen Größenordnung wie EDGE) bei 5 Watt (S-Band) bzw. 65 Watt (X-Band) bei Verwendung eines große 1,6 Meter Parabolantenne. Sein Signal wird hier auf der Erde von riesigen und sehr teuren Antennenschüsseln empfangen.

Das sind also sehr unterschiedliche Systeme mit sehr unterschiedlichen Anforderungen. Wir wollen nicht mit zu viel Leistung von unseren Handys senden, aber auch mit hohen Geschwindigkeiten durch verschiedene Hindernisse hindurch übertragen. Dies erfordert Empfänger in engerer Nähe als bei niedrigeren Geschwindigkeiten und/oder höherer Energie.

Außerdem ist der Raum zwischen dem Raumfahrzeug und der Erde größtenteils Vakuum.
@mgarciaisaia, der Raum zwischen Ihrem Handy und dem Turm ist auch größtenteils Vakuum, zumindest was Funkwellen betrifft.
Der große Vorteil der Kommunikation Mars <-> Erde besteht darin, dass Richtantennen verwendet werden können und keine Hindernisse im Weg sind. Mit Richtantennen können sogar billige WLAN-Geräte mit einigen Dutzend mW Sendeleistung über >100 km durch dichte Atmosphäre kommunizieren.
Ich würde mehr Wert auf directional antennasdie send in all directionseines durchschnittlichen WLAN-Routers legen.
Unter der Annahme eines linearen Dichteabfalls (nah, aber nicht ganz) befindet sich tatsächlich mehr Luft zwischen der Marsoberfläche und der Erdoberfläche als zwischen Ihnen und einem 50 km entfernten Mobilfunkmast.

Zusätzlich zu DarkDusts Antwort:

Beim Funk benötigt jede bidirektionale Funkverbindung einen eigenen Kanal, um Interferenzen mit anderen Verbindungen zu vermeiden. Es ist eine begrenzte Anzahl von Kanälen verfügbar (weiß nicht speziell für 5G, aber Wifi hat nur 3 Kanäle, die sich nicht gegenseitig stören).

Um also Millionen gleichzeitiger Funkverbindungen zu unterstützen, müssen Sie diese Kanäle wiederverwenden. Sie können dies tun, indem Sie die Reichweite jeder Übertragung verringern: Wenn ein Benutzer auf Kanal 1 nur in einem Umkreis von 1 km sendet, kann ein anderer Benutzer in 2 km Entfernung Kanal 1 verwenden, ohne den ersten Benutzer zu stören. Die Reduzierung der Leistung bedeutet auch, dass der Akku Ihres Mobiltelefons viel länger hält.

Aus diesem Grund installiert Sprint so viele Sender.

Für die Mars-Verbindung verwendet die NASA eine dedizierte Parabolantenne mit 34 m Durchmesser und einen Hochleistungssender. Es unterstützt auch die Kommunikation mit jeweils nur einem Raumschiff, sodass die Funkverbindung nicht geteilt werden muss.

+15G (in der Frage angegeben) verwendet auch MIMO und Beamforming
Wenn wir über 5G sprechen, liegt das nicht auch daran, dass die Wellenlänge so kurz ist, dass sie nicht die Stärke hat, Wände/Gebäude zu durchdringen oder sehr weit zu reisen, sodass ein ausgedehntes Antennennetz aufgebaut werden muss?
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