Hallo, Habr.
Im Es wurden einige Signale beschrieben, die auf Lang- und Kurzwellern empfangen werden können. Nicht weniger interessant ist der UHF-Bereich, in dem ebenfalls einige interessante Dinge gefunden werden können.
Wie im ersten Teil werden diejenigen Signale betrachtet, die man selbst mit einem Computer dekodieren kann. Wer interessiert ist, wie das funktioniert, findet die Fortsetzung hinter dem Klick.
Im ersten Teil haben wir den niederländischen zum Empfang von Lang- und Kurzwellensignalen verwendet. Leider gibt es im UHF-Bereich keine ähnlichen Dienste – das Frequenzspektrum ist zu groß. Daher müssen sich diejenigen, die die unten beschriebenen Experimente wiederholen möchten, einen eigenen Empfänger zulegen. Zu den günstigsten gehört , den man für 30$ erwerben kann. Dieser Empfänger deckt einen Bereich von bis zu 1,7 GHz ab, sämtliche nachfolgend beschriebenen Signale wurden genau mit ihm empfangen.
Also, lasst uns beginnen. Wie im ersten Teil werden wir die Signale in aufsteigender Frequenz betrachten.
FM-Radio
Das FM-Radio selbst wird wohl niemanden überraschen, uns interessiert jedoch das RDS. Die Verfügbarkeit von RDS (Radio Data System) ermöglicht die Übertragung digitaler Daten „innerhalb“ des FM-Signals. Das Spektrum des FM-Stationensignals sieht nach der Demodulation folgendermaßen aus:
Bei 19 kHz befindet sich der Piloton, und auf seiner dreifachen Frequenz von 57 kHz wird das RDS-Signal übertragen. In einem Oszilloskop sieht dies so aus, wenn beide Signale zusammen betrachtet werden:
Hier ist mit Phasenmodulation ein Niedrigfrequenzsignal mit einer Frequenz von 1187,5 Hz codiert (übrigens ist die Frequenz von 1187,5 Hz auch nicht zufällig gewählt – es ist die Frequenz von 19 kHz des Pilontons, geteilt durch 16). Danach werden die Datenpakete nach bitweiser Dekodierung entschlüsselt, deren Typen sehr vielfältig sind – neben Text können zum Beispiel alternative Frequenzen der Radiosender übertragen werden, und beim Betreten eines anderen Gebiets kann sich der Empfänger automatisch auf eine neue Frequenz einstellen.
Die RDS-Daten lokaler Sender können mit dem Programm empfangen werden. Man kann es über HDSDR anschließen, indem man FM-Modulation, eine Signalbandbreite von 120 kHz und eine Bitrate von 192 kHz auswählt, wie auf dem Bild gezeigt.
Anschließend reicht es aus, das Signal mit Virtual Audio Cable von HDSDR zu RDS Spy umzuleiten (in den VAC-Einstellungen muss ebenfalls die Bitrate von 192 kHz angegeben werden). Wenn alles richtig gemacht wurde, sehen wir alle Informationen über RDS, deutlich mehr als ein gewöhnlicher Haushaltsradioempfänger anzeigen würde:
Neben FM kann man übrigens auch DAB+ decodieren, darüber wurde gesprochen. In Russland funktioniert es momentan nicht, kann aber in anderen Ländern relevant sein.
Luftfrequenzband
Historisch gesehen wird in der Luftfahrt Amplitudenmodulation (AM) und der Frequenzbereich von 118-137 MHz verwendet. Die Gespräche zwischen Piloten und Fluglotsen sind nicht verschlüsselt und können von jedem empfangen werden, der es möchte. Vor etwa 20 Jahren wurden dafür gewöhnliche günstige chinesische Radios verwendet – es genügte, die Spulen des Mischers zu verschieben, und der Frequenzbereich verschob sich, wenn man Glück hatte, zu höheren Frequenzen. Interessierte an „digitaler Archäologie“ können die Diskussion lesen aus dem Jahr 2004. Später sind die chinesischen Hersteller auf die Benutzer zugekommen und haben einfach den Air-Bereich in die Empfänger hinzugefügt (in den Kommentaren zur ersten Teil wurden Tecsun PL-660 oder PL-680 empfohlen). Natürlich ist die Verwendung speziellerer Geräte (zum Beispiel AOR-, Icom-Empfänger) vorzuziehen — sie verfügen über Geräuschunterdrückung (der Ton wird abgeschaltet, wenn kein Signal und kein ständiges Rauschen vorhanden ist) und eine höhere Suchgeschwindigkeit.
Jeder große Flughafen verwendet eine ziemlich große Anzahl von Frequenzen, hier sind beispielhaft die Frequenzen des Flughafens Pulkowo, die von der Website radioscanner entnommen wurden:
Übrigens kann man die Übertragungen von Gesprächen aus verschiedenen russischen Städten (Moskau, St. Petersburg, Tscheljabinsk und einige andere) online anhören auf .
Für uns im Luftfrequenzband interessiert uns das digitale Protokoll (Aircraft Communications Addressing and Reporting System). Seine Signale werden auf Frequenzen von 131.525 und 131.725 MHz (europäischer Standard, die Frequenzen in verschiedenen Regionen ). Es handelt sich um digitale Pakete mit einer Datenrate von 2400 oder 1200 bps, mit Hilfe eines solchen Systems können Piloten Nachrichten mit dem Fluglotsten austauschen. Um in MultiPSK zu dekodieren, muss man sich auf das Signal im AM-Modus einstellen (ein SDR-Empfänger ist erforderlich, da die Bandbreite des Signals über 5 kHz liegt) und den Ton mittels Virtual Audio Card umleiten.
Das Ergebnis ist im Screenshot dargestellt.
Das Format der ACARS-Signale ist ziemlich einfach und kann im Programm SA Free angesehen werden. Dazu genügt es, einen Aufnahmeausschnitt zu öffnen, und wir sehen, dass „innerhalb“ der AM-Aufzeichnung tatsächlich eine Frequenzmodulation vorhanden ist.
Nachdem wir einen Frequenzdetektor auf die Aufnahme angewendet haben, erhalten wir leicht einen Bitstrom. In der Praxis wird man dies jedoch selten tun müssen, da bereits seit langer Zeit fertige Programme zur Dekodierung von ACARS existieren.
Meteorsatelliten NOAA
Wenn man den Gesprächen der Piloten zuhört, kann man noch höher hinaus — ins All. Dort sind für uns die Meteorsatelliten von Interesse. , und , die Bilder von der Erdoberfläche auf den Frequenzen 137,620, 137,9125 und 137,100 MHz übertragen. Das Signal kann mit dem Programm .
empfangen werden und könnte ungefähr so aussehen (Foto von radioscanner):
Leider (man kann die Gesetze der Physik nicht überlisten, und die Erde ist schließlich rund, auch wenn nicht jeder das glaubt), kann das Signal des Satelliten nur empfangen werden, wenn er über uns hinwegfliegt, und diese Überflüge haben nicht immer günstige Zeiten und Winkel über dem Horizont. Früher benötigte man ein Programm, um das Datum und die Uhrzeit des nächsten Überflugs herauszufinden. ist ein langjähriges Programm, das seit 2001 existiert; heute ist es einfacher, dies online über die Links herauszufinden. , und entsprechend.
Das Signal der Satelliten ist ziemlich laut und kann praktisch mit jeder Antenne und jedem Empfänger empfangen werden. Um jedoch Bilder in guter Qualität zu erhalten, ist eine spezielle Antenne und eine gute Sicht auf den Horizont wünschenswert. Interessierte können sich einen ansehen oder lesen. Ich hatte persönlich nicht die Geduld, die Sache zu Ende zu bringen, aber vielleicht haben andere mehr Glück.
Paging-Nachrichten FLEX/POCSAG
Ob die Paging-Kommunikation für Firmenkunden in Russland noch funktioniert, ist mir unbekannt; in Europa funktioniert sie jedoch gut und wird von Feuerwehr, Polizei und verschiedenen Diensten genutzt.
FLEX- und POCSAG-Signale können mit HDSDR und Virtual Audio Cable empfangen werden; zur Dekodierung wird das Programm verwendet. Es wurde bereits 2004 entwickelt und hat ein entsprechend altes Interface, funktioniert aber komischerweise immer noch sehr gut.
Es gibt auch den Decoder multimon-ng, der unter Linux läuft; dessen Quellcode ist verfügbar. Über das POCSAG-Übertragungsprotokoll gab es ebenfalls einen separaten Artikel; Interessierte können sich näher damit befassen. .
Fob / drahtlose Schalter
Auf einer höheren Frequenz von 433 MHz gibt es eine Vielzahl von verschiedenen Geräten — drahtlose Schalter und Steckdosen, Türglocken, Reifendrucksensoren von Autos und mehr.
Das sind häufig billige chinesische Geräte mit einfacher Modulation. Es gibt keine Verschlüsselung, und es wird ein einfacher Binärcode (OOK – on-off keying) verwendet. Die Dekodierung solcher Signale wurde betrachtet in . Wir können jedoch den fertigen Decoder rtl_433 nutzen, den man herunterladen kann .
. Wenn man das Programm startet, kann man verschiedene Geräte sehen und (wenn in der Nähe ein Parkplatz vorhanden ist) beispielsweise den Druck in den Reifen des Nachbarautos erfahren. Praktischen Sinn hat das nicht viel, aber aus rein mathematischer Sicht ist es recht interessant – die Protokolle dieser Signale sind einfach zu dekodieren.
Übrigens sollten Käufer solcher drahtlosen Schalter beachten, dass sie nicht geschützt sind, und theoretisch kann Ihr Hacker-Nachbar mit einem HackRF oder einem ähnlichen Gerät Ihnen im ungünstigsten Moment das Licht im Badezimmer ausmachen oder etwas Ähnliches tun. Persönlich mache ich mir darüber keine Gedanken, aber wenn die Sicherheitsfrage relevant ist, kann man ernsthaftere und teurere Geräte mit vollständigen Schlüsseln und Authentifizierung (Z-Wave, Philips Hue usw.) verwenden.
TETRA
(Terrestrial Trunked Radio) ist ein professionelles System der Unternehmenskommunikation mit bemerkenswerten Möglichkeiten (Gruppenruf, Verschlüsselung, Zusammenführung mehrerer Netze usw.). Und ihre Signale können, wenn sie nicht verschlüsselt sind, auch mit einem Computer und einem SDR-Empfänger empfangen werden.
Ein TETRA-Dekoder für Linux existierte , aber seine Einrichtung war alles andere als trivial, und vor etwa einem Jahr hat ein russischer Programmierer für SDR# erstellt. Jetzt lässt sich diese Aufgabe fast buchstäblich mit zwei Klicks lösen, das Programm ermöglicht das Ausgeben von Systeminformationen, das Abhören von Sprachnachrichten, das Sammeln von Statistiken usw.
Das Plugin implementiert nicht alle Möglichkeiten des Standards, aber die Grundfunktionen funktionieren mehr oder weniger.
Laut Wikipedia kann TETRA im Rettungsdienst, bei der Polizei, im Bahnverkehr usw. verwendet werden. Über die Verbreitung in Russland ist mir nichts bekannt (anscheinend wurde das Tetra-Netz bei der WM 2018 verwendet, aber das ist nicht sicher), Interessierte können selbst nachprüfen – Tetra-Signale sind leicht erkennbar und haben eine Bandbreite von 25 kHz, wie auf dem Screenshot zu sehen ist.
Selbstverständlich wird das Plugin nicht funktionieren, wenn die Verschlüsselung im Netzwerk aktiviert ist (eine solche Möglichkeit gibt es in Tetra), anstelle von Sprache gibt es nur „Plätschern“.
ADSB
Gehen wir noch weiter nach oben in den Frequenzen. Auf der Frequenz von 1,09 GHz werden Signale von Transpondern der Luftfahrzeuge übertragen, was es Webseiten wie FlightRadar24 ermöglicht, die fliegenden Flugzeuge anzuzeigen. Dieses Protokoll wurde bereits zuvor behandelt, daher werde ich mich hier nicht wiederholen (der Artikel ist ohnehin schon lang genug), Interessierte können weiterlesen und Teile.
Fazit
Wie man sehen kann, kann man sogar mit einem Empfänger für 30 USD viele interessante Dinge im Funkverkehr finden. Ich bin mir sicher, dass hier nicht alles aufgelistet ist und dass ich vielleicht etwas übersehen habe oder nicht weiß. Interessierte können es gerne selbst ausprobieren – das ist eine gute Möglichkeit, das Funktionsprinzip eines bestimmten Systems besser zu verstehen.
Amateurradio habe ich nicht betrachtet, obwohl es auch im VHF-Bereich vorhanden ist, aber der Artikel handelt schließlich von professioneller Kommunikation.
P.S.: Speziell für kann man festhalten, dass seit wohl 50 Jahren im offenen Funkverkehr nichts wirklich Geheimes übertragen wird, sodass es aus dieser Perspektive nicht lohnt, Zeit und Geld zu verschwenden. Aus der Sicht des Studiums der Kommunikationsprinzipien und verschiedener technischer Systeme ist es jedoch durchaus interessant und lehrreich, sich mit der realen Funktionsweise echter Netzwerke vertraut zu machen.
Quelle: habr.com
