Čau Habr.
Je již 21. století a zdálo by se, že data lze přenášet v HD kvalitě i na Mars. Na rádiu však stále funguje mnoho zajímavých zařízení a je slyšet mnoho zajímavých signálů.
Samozřejmě je nereálné brát v úvahu všechny, zkusme vybrat ty nejzajímavější, ty, které lze přijímat a dekódovat samostatně pomocí počítače. Pro příjem signálů použijeme holandský online přijímač , dekodér MultiPSK a program Virtual Audio Cable.
Pro usnadnění úvahy budeme signály prezentovat se zvyšující se frekvencí. Nebudu uvažovat o vysílacích stanicích, je to nudné a banální; každý může poslouchat Radio China na AM sám. A přejdeme k zajímavějším signálům.
Přesné časové signály
Na frekvenci 77.5 KHz (dlouhovlnný rozsah) jsou přenášeny přesné časové signály z německé stanice DCF77. Už na nich byl , takže můžeme jen stručně zopakovat, že se jedná o jednoduchý amplitudový modulační signál ve struktuře - „1“ a „0“ jsou kódovány s různou dobou trvání, v důsledku toho je 58bitový kód přijat za jednu minutu.
130-140KHz - telemetrie elektrických sítí
Na těchto frekvencích podle jsou přenášeny řídicí signály pro německé energetické sítě.
Signál je poměrně silný a podle recenzí je přijímán i v Austrálii. Můžete jej dekódovat v MultiPSK, pokud nastavíte parametry podle obrázku.
Na výstupu obdržíme datové pakety, jejich struktura je samozřejmě neznámá, kdo chce, může experimentovat a analyzovat ve svém volném čase. Technicky je samotný signál velmi jednoduchý, metoda se nazývá FSK (Frequency Shift Keying) a spočívá ve vytvoření bitové sekvence změnou přenosové frekvence. Stejný signál ve formě spektra - bity lze dokonce počítat ručně.
Počasí dálnopis
Na spektru nahoře, velmi blízko, na frekvenci 147 kHz, je vidět další signál. Jedná se o (také německou) stanici DWD (Deutscher Wetterdienst), která poskytuje zprávy o počasí pro lodě. Kromě této frekvence jsou signály přenášeny také na 11039 a 14467 kHz.
Výsledek dekódování je zobrazen na snímku obrazovky.
Princip kódování dálnopisu je stejný, FSK, zde je zajímavé kódování textu. Je 5bitový, pomocí a má téměř 100letou historii.
Zdá se, že podobný kód byl použit na děrných papírových páskách, ale dálnopisy počasí se někde rozesílají už od 60. let a jak je vidět, stále fungují. Na skutečné lodi se signál samozřejmě nedekóduje pomocí počítače – existují speciální přijímače, které signál zaznamenávají a zobrazují na obrazovce.
Obecně platí, že i při dostupnosti satelitní komunikace a internetu je přenos dat tímto způsobem stále jednoduchý, spolehlivý a levný prostředek. I když lze samozřejmě předpokládat, že jednou se tyto systémy stanou historií a budou nahrazeny zcela digitálními službami. Takže ti, kteří chtějí takový signál přijímat, by ho neměli příliš zdržovat.
Meteofax
Další signál dědictví s téměř stejně dlouhou historií. V tomto signálu je přenášen obraz analogová forma při rychlosti 120 řádků za minutu (existují i jiné hodnoty, např. 60 nebo 240 LPM) se ke kódování jasu používá frekvenční modulace - jas každého obrazového bodu je úměrný změně frekvence. Takové jednoduché schéma umožnilo přenášet obrazy zpět v těch dnech, kdy jen málo lidí slyšelo o „digitálních signálech“.
V evropské části oblíbená a snadno přijímaná je již zmíněná německá stanice DWD (Deutche Wetterdienst), vysílající zprávy na frekvencích 3855, 7880 a 13882 KHz. Další organizací, jejíž faxy lze snadno přijímat, je British Joint Operational Meteorology and Oceanography Centre, které vysílají signály na frekvencích 2618, 4610, 6834, 8040, 11086, 12390 a 18261 KHz.
Pro příjem HF faxových signálů musíte použít režim USB přijímače, pro dekódování lze použít MultiPSK. Výsledek příjmu přes přijímač websdr je znázorněn na obrázku:
Tento obrázek byl pořízen přímo při psaní textu. Mimochodem, je vidět, že se svislé čáry posunuly - protokol je analogový a přesnost synchronizace je zde kritická, dokonce i malé zpoždění zvuku způsobuje posuny obrazu. Při použití „skutečného“ přijímače se tento efekt neprojeví.
Samozřejmě, stejně jako v případě meteorologického dálnopisu, nikdo na lodích faxy pomocí počítače nedekóduje – existují specializované přijímače (ukázkový obrázek ze začátku článku), které veškerou práci dělají automaticky.
STANAG 4285
Podívejme se nyní na modernější standard pro přenos dat na krátkých vlnách – modem Stanag 4285. Tento formát byl vyvinut pro NATO a existuje v různých verzích. Je založen na fázové modulaci, parametry signálu se mohou lišit, jak je patrné z tabulky, rychlost se může pohybovat od 75 do 2400 bit/s. Možná se to nezdá, ale s ohledem na přenosové médium - krátké vlny, s jejich dozníváním a rušením, je to docela dobrý výsledek.
Program MultiPSK umí dekódovat STANAG, ale v 95 % případů bude výsledkem dekódování pouze „odpad“ - samotný formát poskytuje pouze nízkoúrovňový bitový protokol a samotná data mohou být šifrována nebo mít nějaký svůj vlastní formát. Některé signály však lze dekódovat, například níže uvedený záznam na frekvenci 8453 KHz. Přes přijímač websdr se mi nepodařilo dekódovat žádný signál, online přenos zřejmě stále porušuje datovou strukturu. Zájemci si mohou soubor stáhnout ze skutečného přijímače pomocí odkazu . Výsledky dekódování MultiPSK jsou uvedeny na snímku obrazovky níže. Jak vidíte, rychlost tohoto záznamu je 600bps, zřejmě se jako obsah přenáší textový soubor.
Je zajímavé, že jak můžete vidět na panoramatu, takových signálů je ve vzduchu skutečně hodně:
Samozřejmě nemusí všechny patřit pod STANAG – existují i jiné protokoly založené na podobných principech. Můžeme například provést analýzu signálu .
Stejně jako u ostatních diskutovaných signálů se pro vlastní příjem a vysílání používají specializovaná zařízení. Například pro modem zobrazený na fotografii Udávaná rychlost je od 75 do 9600bps se šířkou pásma signálu 3KHz.
Rychlost 9600 samozřejmě není příliš působivá, ale vzhledem k tomu, že signály lze přenášet i z džungle nebo z lodi v oceánu, a aniž bychom telekomunikačnímu operátorovi cokoliv platili za provoz, není to tak špatné.
Mimochodem, pojďme se blíže podívat na panorama výše. Vlevo vidíme...to je správně, stará dobrá morseovka. Pojďme tedy k dalšímu signálu.
Morseova abeceda (CW)
Na frekvenci 8423 KHz slyšíme přesně toto. Umění slyšet Morseovu abecedu je nyní téměř ztraceno, takže použijeme MultiPSK (ten však dekóduje tak-tak, program CW Skimmer odvádí mnohem lepší práci).
Jak můžete vidět, opakovaný text DE SVO se vysílá, pokud věříte , stanice se nachází v Řecku.
Takových signálů je samozřejmě málo, ale stále existují. Jako příklad můžeme uvést dlouhotrvající stanici na 4331 KHz, vysílající opakující se signály „VVV DE E4X4XZ“. Jak Google naznačuje, stanice patří izraelskému námořnictvu. Vysílá se na této frekvenci ještě něco? Odpověď je neznámá, zájemci si mohou poslechnout a ověřit sami.
Bzučák (UVB-76)
Naše hitparáda končí asi nejznámějším signálem - známým v Rusku i v zahraničí, signálem na frekvenci 4625 KHz.
Signál se používá k upozornění jednotek a skládá se z opakovaných pípnutí, mezi nimiž jsou někdy přenášeny kódové fráze z kódové klávesnice (abstraktní slova jako „CROLIST“ nebo „BRAMIRKA“). Někteří píší, že takové přijímače viděli ve vojenských registračních a evidenčních úřadech, jiní říkají, že je to součást systému „mrtvé ruky“, obecně je signál Mekkou pro milovníky Stalkera, konspiračních teorií, studené války a tak dále . Zájemci mohou do vyhledávání zadat „UVB-76“ a jsem si jistý, že zábavné čtení na večer je zaručeno (nicméně všechno napsané neberte vážně). Systém je to přitom docela zajímavý, minimálně tím, že funguje ještě od dob studené války, i když těžko říct, jestli ho teď někdo potřebuje.
Dokončení
Tento seznam není zdaleka úplný. Pomocí rádiového přijímače můžete slyšet (nebo spíše vidět) komunikační signály s ponorkami, radary nad horizontem, rychle se měnící signály s přeskakováním frekvence a mnoho dalšího.
Zde je například snímek pořízený právě teď na frekvenci 8 MHz, na kterém lze napočítat minimálně 5 signálů různých typů.
Co to je, se často neví, alespoň ne vše lze najít v otevřených zdrojích (ačkoli existují stránky jako např и ). Studium takových signálů je docela zajímavé jak z pohledu matematiky, programování a DSP, tak jednoduše jako způsob, jak se dozvědět něco nového o světě kolem nás.
Zajímavé také je, že i přes rozvoj internetu a komunikací rádio nejenže neztrácí půdu pod nohama, ale možná i naopak - možnost přenášet data přímo od odesílatele k příjemci, bez cenzury, řízení provozu a sledování paketů, se může stát (i když doufejme, že se to stále nestane) opět aktuální...
Zdroj: www.habr.com