Ahoj Habr.
Na dvorku už je 21. století a zdálo by se, že data lze přenášet v HD kvalitě i na Mars. Avšak stále existuje dost zajímavých zařízení pracujících v rádiovém éteru a lze zaslechnout spoustu zajímavých signálů.
Všechny z nich samozřejmě nelze projít, pokusíme se vybrat ty nejzajímavější, které lze přijímat a dekódovat samostatně pomocí počítače. K příjmu signálů použijeme nizozemský online přijímač , dekodér MultiPSK a program Virtual Audio Cable.
Pro přehlednost budeme signalizovat signály podle rostoucí frekvence. Vysílací stanice nebudu rozebírat, to je nudné a banální, kdo si chce poslechnout Rádio Číny v AM, může to udělat i sám. A my se přesuneme k zajímavějším signálům.
Signály přesného času
Na frekvenci 77,5 kHz (dlouhé vlny) se přenáší signály přesného času německé stanice DCF77. Jsme si jich již byli , takže pouze krátce zopakuji, že je to jednoduchý signál v amplitudové modulaci — různě dlouhá kódování představují „1“ a „0“, výsledkem je, že za jednu minutu je přijímán 58-bitový kód.
130-140 kHz — telemetrie elektrických sítí
Na těchto frekvencích, pokud věříme , se přenášejí signály řízení elektrických sítí Německa.
Signál je dost silný a podle hodnocení je přijímán dokonce i v Austrálii. Lze jej dekódovat v MultiPSK, pokud nastavíte parametry, jak je uvedeno na screenshotu.
Na výstupu dostaneme datové pakety, jejichž struktura je samozřejmě neznámá; kdo chce, může experimentovat a věnovat se analýze ve svém volném čase. Technicky je samotný signál velmi jednoduchý, metoda se nazývá FSK (Frequency Shift Keying) a spočívá v tvorbě bitové sekvence pomocí změny frekvence přenosu. Tentýž signál v podobě spektra — bity lze spočítat i ručně.
Meteorologický teletyp
Na uvedeném spektru, celkem blízko, na frekvenci 147 kHz, je vidět další signál. Je to (také německá) stanice DWD (Deutscher Wetterdienst), která vysílá meteorologické zprávy pro lodě. Kromě této frekvence se signály přenášejí také na 11039 a 14467 kHz.
Výsledek dekódování je zobrazen na screenshotu.
Princip kódování teletypu je stejný, FSK, ale zajímavostí je kódování textu. Je 5-bitové, pomocí , a má prakticky 100letou historii.
Zdá se, že podobný kód se používal i na perforovaných pásech, a teletype s počasím se rozesílaly už od 60. let, jak je vidět, stále fungují. Samozřejmě, na skutečné lodi není signál dekódován pomocí počítače – existují speciální přijímače, které signál zachytí a zobrazí na obrazovce.
Celkově, i při existenci satelitní komunikace a Internetu, přenos dat tímto způsobem zůstává jednoduchým, spolehlivým a levným prostředkem. I když, samozřejmě, lze předpokládat, že jednou i tyto systémy přejdou do historie a budou zcela nahrazeny digitálními službami. Takže zájemcům o přijetí takového signálu se příliš zdržovat nedoporučuje.
Meteofax
Další legacy signál s téměř stejně dlouhou historií. V tomto signálu se obraz přenáší v analogové podobě s rychlostí 120 řádků za minutu (existují i jiné hodnoty, například 60 nebo 240 LPM), pro kódování jasnosti se používá frekvenční modulace – jasnost každého bodu obrazu je úměrná změně frekvence. Tato jednoduchá schéma umožnila přenášet obrázky už v dobách, kdy o "digitálních signálech" málo kdo slyšel.
Populární v evropské části a pohodlné pro příjem je již zmíněná německá stanice DWD (Deutsche Wetterdienst), která přenáší zprávy na frekvencích 3855, 7880 a 13882 kHz. Jinou organizací, jejíž faxy není těžké přijmout, je britské Joint Operational Meteorology and Oceanography Centre, které přenáší signály na frekvencích 2618, 4610, 6834, 8040, 11086, 12390 a 18261 kHz.
Pro příjem signálů HF Fax je třeba použít režim přijímače USB, pro dekódování lze použít MultiPSK. Výsledek příjmu přes websdr přijímač je ukázán na obrázku:
Tento obrázek byl přijat přímo během psaní textu. Je patrné, že vertikální linie se posunuly – protokol je analogový, a přesnost synchronizace je zde kritická, i drobné zpoždění zvuku způsobuje posun obrazu. Při použití "skutečného" přijímače tohoto efektu nebude.
Samozřejmě, stejně jako v případě meteorologického teletype, na lodích nikdo nedekóduje faxy pomocí počítače – existují specializované přijímače (příklad obrázku na začátku článku), které vykonávají veškerou práci automaticky.
STANAG 4285
Podívejme se nyní na modernější standard přenosu dat na krátkých vlnách - modem Stanag 4285. Tento formát byl vyvinut pro NATO a existuje v různých variantách. V jeho základě leží fázová modulace, parametry signálu se mohou lišit, jak je vidět v tabulce, rychlost může být od 75 do 2400 bitů/s. To se může zdát jako málo, ale vzhledem k přenosovému prostředí - krátkým vlnám, s jejich výpadky a rušením, je to docela dobrý výsledek.
Program MultiPSK dokáže dekódovat STANAG, ale v 95 % případů je výsledkem dekódování pouze "odpad" - samotný formát poskytuje pouze bitový protokol nižší úrovně a samotná data mohou být šifrována nebo mít nějaký vlastní formát. Některé signály lze však dekódovat, například záznam níže na frekvenci 8453 kHz. Dekódovat nějaký signál přes websdr přijímač se mi nepodařilo, zřejmě online přenos narušuje strukturu dat. Zájemci si mohou stáhnout soubor z reálného přijímače podle odkazu . Výsledky dekódování v MultiPSK jsou zobrazeny na snímku obrazovky níže. Jak můžete vidět, rychlost pro tento záznam je 600 bps, jako obsah se zřejmě přenáší textový soubor.
Zajímavé je, že jak můžete vidět na panoramě, takových signálů je ve vzduchu opravdu velmi mnoho:
Samozřejmě, ne všechny z nich mohou patřit právě STANAG - na podobných principech existují i jiné protokoly. Například můžeme uvést analýzu signálu .
Stejně jako v případě dalších zmiňovaných signálů se k reálnému příjmu a přenosu používají specializovaná zařízení. Například pro modem zobrazený na fotografii je deklarovaná rychlost od 75 do 9600 bps při šířce pásma signálu 3 kHz.
Rychlost 9600 samozřejmě není moc ohromující, ale vzhledem k tomu, že signály lze přenášet i z džungle nebo z lodi v oceánu, přičemž za přenos dat nemusíte platit operátorovi, to není tak špatné.
Podívejme se nyní podrobněji na panoramu výše. Vlevo vidíme... správně, starou dobrou Morseovu abecedu. Takže přecházíme k dalšímu signálu.
Morseův kód (CW)
Na frekvenci 8423 kHz slyšíme přesně jeho. Umění sluchového příjmu Morseovy abecedy je nyní prakticky ztraceno, proto využijeme MultiPSK (i když dekóduje to dost špatně, program CW Skimmer si vede mnohem lépe).
Jak je vidět, přenáší se opakující se text DE SVO, pokud věříme , stanice se nachází v Řecku.
Samozřejmě, takových signálů už je málo, ale stále existují. Jako příklad můžeme uvést stanici na 4331 kHz, která vysílá opakující se signály "VVV DE E4X4XZ". Jak říká Google, stanice patří izraelskému námořnictvu. Přenáší se na této frekvenci něco dalšího? Odpověď není známa, zájemci si mohou poslechnout a ověřit sami.
The Buzzer (УВБ-76)
Naše hitparádě závěrem vévodí asi nejznámější signál — známý jak v Rusku, tak i mimo něj, signál na frekvenci 4625 kHz.
Signál se používá k oznamování vojsk a představuje opakující se bzučení, mezi kterými se občas vysílají kódové fráze z šifrovaného bloku (abstraktní slova jako "КРОЛИСТ" nebo "БРАМИРКА"). Někteří tvrdí, že takové přijímače viděli na vojenských úřadech, jiní říkají, že to je součást systému "mrtvá ruka". V každém případě, signál je mekka pro milovníky Stalkera, teorií spiknutí, "studené války" a dalšího. Zájemci si mohou vyhledat "УВБ-76", a jsem si jistý, že zajímavé čtení na večer je zaručeno (nicméně není třeba brát vše, co je napsáno, vážně). Zároveň je systém dost zajímavý, alespoň tím, že funguje dodnes od dob "studené války", ačkoliv těžko říci, zda to někdo nyní potřebuje.
Závěr
Tento seznam rozhodně není úplný. S pomocí rádiopřijímače lze zachytit (přesněji vidět) signály komunikace s ponorkami, a to i nadzvukové radary, a rychle se měnící frekvenční skoky a mnohé další.
Zde je příklad obrázek, pořízený právě teď na frekvenci 8 MHz, na němž lze napočítat minimálně 5 signálů různých typů.
Co přesně představují — často není známo, alespoň v otevřených zdrojích lze najít daleko ne vše (i když existují takové stránky jako a ). Studování těchto signálů je zajímavé jak z pohledu matematiky, programování a rádiového spektra, tak prostě jako způsob, jak se dozvědět něco nového o okolním světě.
Zajímavé je také, že i přes rozvoj internetu a komunikací rádio nejenže neztrácí na významu, ale naopak — možnost přenosu dat přímo od odesílatele k příjemci, bez cenzury, kontroly provozu a sledování paketů, by se mohla znovu stát (i když doufejme, že se tak nestane) aktuální…
Zdroj: habr.com
