Hallo Habr.
Es ist bereits das 21. Jahrhundert, und man könnte annehmen, dass Daten selbst in HD-Qualität bis zum Mars übertragen werden können. Dennoch gibt es immer noch viele interessante Geräte im Radioempfang, und man kann verschiedene Signalarten hören.
Es ist unmöglich, alle von ihnen zu betrachten, aber wir versuchen, die interessantesten auszuwählen, die man mit einem Computer selbst empfangen und dekodieren kann. Für die Signalempfang verwenden wir einen niederländischen Online-Empfänger , einen MultiPSK-Dekoder und das Programm Virtual Audio Cable.
Zur besseren Übersicht werden wir die Signale nach steigender Frequenz anführen. Rundfunksender werden nicht behandelt, das ist langweilig und banal; wer möchte, kann Radio China in AM auch selbst hören. Wir wenden uns daher interessanteren Signalen zu.
Zeitsignale
Auf der Frequenz 77,5 kHz (Langwellenbereich) werden die Zeitsignale der deutschen Station DCF77 übertragen. Dazu gab es bereits , daher kann ich nur kurz wiederholen, dass es sich um ein einfach strukturiertes Signal in Amplitudenmodulation handelt – die „1“ und „0“ sind durch unterschiedliche Dauern kodiert, sodass pro Minute ein 58-Bit-Code empfangen wird.
130-140 kHz – Telemetrie von Stromnetzen
Auf diesen Frequenzen, wenn man der , werden Steuerungssignale für die Elektromnetze Deutschlands übertragen.
Das Signal ist stark genug, und Berichten zufolge wird es sogar in Australien empfangen. Man kann es mit MultiPSK dekodieren, wenn die Einstellungen, wie im Screenshot gezeigt, vorgenommen werden.
Ausgegeben erhalten wir Datenpakete, deren Struktur selbstverständlich unbekannt ist; Interessierte können experimentieren und in ihrer Freizeit Analysen durchführen. Technisch ist das Signal sehr einfach, die Methode nennt sich FSK (Frequency Shift Keying) und besteht darin, eine Bitfolge durch einen Frequenzwechsel zu bilden. Das gleiche Signal, in Form eines Spektrums – die Bits können sogar manuell gezählt werden.
Meteor-Teletyp
Auf dem Spektrum oben ist ganz in der Nähe auf der Frequenz 147 kHz ein weiteres Signal zu sehen. Dies ist die (ebenfalls deutsche) Station DWD (Deutscher Wetterdienst), die Wetterberichte für Schiffe überträgt. Neben dieser Frequenz werden die Signale auch auf 11039 und 14467 kHz übertragen.
Das Ergebnis der Dekodierung ist im Screenshot dargestellt.
Das Prinzip der Teletypkodierung ist dasselbe, FSK, hier ist die Textkodierung von Interesse. Sie ist 5-bit, mithilfe des , und hat eine fast 100-jährige Geschichte.
Es scheint, dass ein ähnlicher Code auch auf Lochstreifen verwendet wurde, während Wetterberichte über Telegrafen seit den 60er Jahren verschickt werden und, wie man sehen kann, immer noch funktionieren. Natürlich wird auf einem echten Schiff das Signal nicht mithilfe eines Computers dekodiert — es gibt spezielle Empfänger, die das Signal aufzeichnen und auf dem Bildschirm anzeigen.
Tatsächlich bleibt die Übertragung von Daten auf diese Weise selbst mit Satellitenkommunikation und Internet ein einfaches, zuverlässiges und kostengünstiges Mittel. Sicherlich kann man annehmen, dass irgendwann auch diese Systeme der Geschichte angehören und vollständig durch digitale Dienste ersetzt werden. Daher sollten diejenigen, die solche Signale empfangen möchten, nicht zu lange warten.
Meteofax
Ein weiteres Legacy-Signal mit fast ebenso langer Geschichte. In diesem Signal wird das Bild in analoger Form übertragen. Mit einer Geschwindigkeit von 120 Linien pro Minute (es gibt auch andere Werte, z. B. 60 oder 240 LPM) wird zur Kodierung der Helligkeit die Frequenzmodulation verwendet – die Helligkeit jedes Punktes im Bild ist proportional zur Änderung der Frequenz. Dieses einfache Schema ermöglichte es, Bilder noch zu übermitteln, als kaum jemand von "digitalen Signalen" gehört hatte.
Eine in Europa beliebte und leicht empfangbare Station ist der bereits erwähnte deutsche Dienst DWD (Deutscher Wetterdienst), der Nachrichten auf den Frequenzen 3855, 7880 und 13882 kHz überträgt. Eine weitere Organisation, deren Faxe leicht empfangen werden können, ist das britische Joint Operational Meteorology and Oceanography Centre; sie senden Signale auf den Frequenzen 2618, 4610, 6834, 8040, 11086, 12390 und 18261 kHz.
Um HF-Fax-Signale zu empfangen, muss der USB-Empfangsmodus verwendet werden. Für die Dekodierung kann MultiPSK eingesetzt werden. Das Ergebnis des Empfangs über einen WebSDR-Empfänger ist im Bild dargestellt:
Dieses Bild wurde während des Schreibens des Textes aufgenommen. Man sieht übrigens, dass die vertikalen Linien verschoben sind – das Protokoll ist analog, und die Synchronisationsgenauigkeit ist hier entscheidend; selbst kleine Verzögerungen im Ton verursachen eine Verschiebung des Bildes. Bei Verwendung eines "echten" Empfängers tritt dieser Effekt nicht auf.
Natürlich dekodiert an Bord niemand Faxe mithilfe eines Computers, wie es beim Meteor-Teletyp der Fall ist – es gibt spezialisierte Empfänger (Beispielbild aus dem Anfang des Artikels), die die gesamte Arbeit automatisch erledigen.
STANAG 4285
Betrachten wir nun einen moderneren Standard für die Datenübertragung auf Kurzwellen – das Modem Stanag 4285. Dieses Format wurde für die NATO entwickelt und existiert in verschiedenen Varianten. Es basiert auf Phasenmodulation, die Signalparameter können variieren, wie aus der Tabelle hervorgeht, die Geschwindigkeit kann zwischen 75 und 2400 Bit/s liegen. Das mag wenig erscheinen, aber angesichts der Übertragungsumgebung – Kurzwellen, mit ihren Aussetzern und Störungen – ist das ein durchaus gutes Ergebnis.
Das MultiPSK-Programm kann STANAG dekodieren, aber in 95 % der Fälle ergibt die Dekodierung nur "Müll" – das Format bietet lediglich ein bitbasiertes Protokoll auf unterster Ebene, während die eigentlichen Daten möglicherweise verschlüsselt sind oder ein eigenes Format haben. Einige Signale lassen sich jedoch dekodieren, wie beispielsweise die nachfolgende Aufnahme bei 8453 kHz. Es gelang mir nicht, ein Signal über den WebSDR-Empfänger zu dekodieren; anscheinend stört die Online-Übertragung die Datenstruktur. Interessierte können die Datei vom realen Empfänger über den Link herunterladen. . Die Ergebnisse der Dekodierung in MultiPSK sind im Screenshot unten dargestellt. Wie zu sehen ist, beträgt die Geschwindigkeit für diese Aufnahme 600 bps, offensichtlich wird eine Textdatei übertragen.
Interessanterweise gibt es, wie auf dem Panorama zu sehen ist, tatsächlich sehr viele solche Signale auf der Frequenz:
Natürlich gehören nicht alle von ihnen unbedingt zu STANAG – es gibt auch andere Protokolle, die nach ähnlichen Prinzipien funktionieren. Zum Beispiel kann man die Analyse des Signals anführen: .
Wie bei anderen behandelten Signalen werden für den tatsächlichen Empfang und die Übertragung spezialisierte Geräte verwendet. Zum Beispiel für das auf dem Foto gezeigte Modem. gibt eine Geschwindigkeit von 75 bis 9600 bps bei einer Signalbandbreite von 3 kHz an.
Eine Geschwindigkeit von 9600 ist zwar nicht besonders beeindruckend, aber wenn man bedenkt, dass Signale sogar aus dem Dschungel oder von einem Schiff im Ozean übertragen werden können, ohne dass man für den Datenverkehr an den Anbieter zahlen muss, ist das nicht so schlecht.
Schauen wir uns übrigens das Panorama oben genauer an. Links sehen wir… richtig, die gute alte Morsealphabet. Also, gehen wir zum nächsten Signal über.
Morse-Code (CW)
Auf der Frequenz von 8423 kHz hören wir genau ihn. Die Kunst des akustischen Empfangs des Morsealphabets ist heute praktisch verloren, daher nutzen wir MultiPSK (allerdings decodiert es nur mäßig, das Programm CW Skimmer funktioniert viel besser).
Wie man sehen kann, wird der wiederkehrende Text DE SVO übertragen, wenn man glaubt , dass die Station in Griechenland liegt.
Natürlich sind solche Signale heutzutage rar, aber sie existieren weiterhin. Ein Beispiel ist die seit langem aktive Station auf 4331 kHz, die wiederholte Signale "VVV DE E4X4XZ" sendet. Laut Google gehört die Station zur israelischen Marine. Ob auf dieser Frequenz noch etwas anderes gesendet wird? Die Antwort ist unbekannt; Interessierte können selbst hören und prüfen.
Der Buzzer (УВБ-76)
Abschließend präsentieren wir den wahrscheinlich bekanntesten Signal – sowohl in Russland als auch international, auf der Frequenz 4625 kHz.
Das Signal wird verwendet, um Truppen zu alarmieren, und besteht aus wiederholten Pieptönen, zwischen denen manchmal Codewörter aus einem chiffrierten Notizbuch übertragen werden (abstrakte Wörter wie „KROLIST“ oder „BRAMIRKA“). Einige berichten, dass sie solche Empfänger in Wehrdiensten gesehen haben, andere sagen, dass es Teil des Systems „Tote Hand“ ist. Insgesamt ist das Signal eine Anlaufstelle für Fans von Stalker, Verschwörungstheorien, dem „Kalten Krieg“ und dergleichen. Interessierte können nach „UVB-76“ suchen, und ich bin mir sicher, ein spannendes Lesevergnügen für den Abend ist garantiert (obwohl man nicht alles Geschriebene ernst nehmen sollte). Gleichzeitig ist das System recht interessant, allein schon, weil es seit den Zeiten des „Kalten Krieges“ funktioniert, ob das heutzutage noch jemanden interessiert, ist schwer zu sagen.
Abschluss
Diese Liste ist bei weitem nicht vollständig. Mit einem Radioempfänger kann man sowohl Signale von U-Booten als auch bodenüberwachte Radaranlagen und schnell wechselnde Frequenzsprünge empfangen, und noch viel mehr.
Hier ist ein Beispielbild, das gerade jetzt auf einer Frequenz von 8 MHz aufgenommen wurde. Man kann mindestens 5 Signale verschiedener Arten zählen.
Was sie sind, ist oft unbekannt, zumindest in öffentlichen Quellen lässt sich nicht alles finden (obwohl es solche Seiten wie und ). Die Untersuchung solcher Signale ist durchaus interessant, sowohl aus mathematischer, programmiertechnischer und technischer Sicht, als auch einfach als eine Möglichkeit, Neues über die Welt um uns herum zu erfahren.
Interessant ist auch, dass trotz der Entwicklung des Internets und der Kommunikation das Radio nicht nur seine Stellung behauptet, sondern vielleicht sogar ausgebaut hat — die Möglichkeit, Daten direkt vom Sender zum Empfänger zu übertragen, ohne Zensur, Traffic-Kontrolle und Paketüberwachung, könnte wieder relevant werden (auch wenn wir hoffen, dass das nicht der Fall sein wird)...
Quelle: habr.com
