Hallo, Habr.
In Es wurden einige Signale beschrieben, die man auf lang- und kurzwelligen Frequenzen empfangen kann. Auch der UKW-Bereich ist interessant, in dem sich ebenfalls einiges finden lässt.
Wie im ersten Teil werden die Signale behandelt, die man mit einem Computer selbst decodieren kann. Wer interessiert ist, wie das funktioniert, findet die Fortsetzung weiter unten.
Im ersten Teil haben wir einen niederländischen für den Empfang von Lang- und Kurzwellensignalen verwendet. Leider gibt es für den UKW-Bereich keine vergleichbaren Dienste – das Frequenzspektrum ist einfach zu groß. Daher müssen diejenigen, die die nachfolgend beschriebenen Experimente wiederholen möchten, sich einen eigenen Empfänger zulegen. Eine der günstigsten Optionen ist der , den man für 30 $ erwerben kann. Dieser Empfänger deckt den Bereich bis zu 1,7 GHz ab, alle folgenden Signale wurden genau mit ihm empfangen.
Lass uns also beginnen. Wie im ersten Teil betrachten wir die Signale der Reihe nach nach steigender Frequenz.
FM-Radio
FM-Radio allein wird kaum jemanden überraschen, aber uns interessiert RDS. Die Verfügbarkeit von RDS (Radio Data System) ermöglicht die Übertragung digitaler Daten „innerhalb“ des FM-Signals. Das Spektrum des FM-Senders sieht nach der Demodulation so aus:
Auf einer Frequenz von 19 kHz liegt der Pilotton, und auf seiner dreifachen Frequenz von 57 kHz wird das RDS-Signal übertragen. In der Oszillogramm-Darstellung, wenn beide Signale zusammen angezeigt werden, sieht es ungefähr so aus:
Hier ist das niederfrequente Signal mit einer Frequenz von 1187,5 Hz mithilfe der Phasenmodulation kodiert (übrigens ist die Frequenz von 1187,5 Hz auch nicht zufällig gewählt — es handelt sich um die Frequenz des 19 kHz Pilottons, dividiert durch 16). Nach der bitweisen Dekodierung werden die Datenpakete entschlüsselt, von denen es viele Typen gibt — neben Text können beispielsweise auch alternative Frequenzen des Radiosenders übermittelt werden, sodass der Empfänger beim Betreten eines neuen Gebiets automatisch auf die neue Frequenz umschaltet.
Um RDS-Daten von lokalen Sendern zu empfangen, kann das Programm verwendet werden. Es kann über HDSDR angeschlossen werden, indem FM-Modulation, eine Signalanbreite von 120 kHz und eine Bitrate von 192 kHz ausgewählt wird, wie in der Abbildung gezeigt.
Dann reicht es aus, das Signal mit Virtual Audio Cable von HDSDR auf RDS Spy umzuleiten (im VAC müssen ebenfalls 192 kHz Bitrate angegeben werden). Wenn alles richtig gemacht wurde, sehen wir alle Informationen über RDS, viel mehr, als ein gewöhnlicher Heim-Radioreceiver anzeigt.
Neben FM kann man übrigens auch DAB+ decodieren, darüber wurde bereits . In Russland funktioniert es bisher nicht, könnte aber in anderen Ländern relevant sein.
Flugfunkband
Historisch bedingt wird in der Luftfahrt Amplitudenmodulation (AM) und der Frequenzbereich von 118-137 MHz genutzt. Die Gespräche zwischen Piloten und Fluglotsen sind nicht verschlüsselt und können von jedem, der es möchte, empfangen werden. Vor etwa 20 Jahren nutzten die Leute dafür gewöhnliche billige chinesische Radioreceiver – es reichte aus, die Spulen des Mischers zu dehnen, und der Frequenzbereich verschob sich, wenn man Glück hatte, in Richtung höherer Frequenzen. Interessierte an "digitaler Archäologie" können die Diskussion Im Jahr 2004. Später gingen die chinesischen Hersteller auf die Bedürfnisse der Nutzer ein und fügten einfach den Air-Bereich in die Empfänger ein (in den Kommentaren zum ersten Teil wurden Tecsun PL-660 oder PL-680 empfohlen). Natürlich ist die Verwendung spezialisierterer Geräte (wie AOR- oder Icom-Empfänger) vorzuziehen — sie verfügen über Rauschunterdrückung (der Ton wird abgeschaltet, wenn kein Signal vorhanden ist und kein dauerhaftes Rauschen zu hören ist) und eine höhere Frequenzscan-Geschwindigkeit.
Jeder große Flughafen nutzt eine Vielzahl von Frequenzen. Zum Beispiel, hier sind die Frequenzen des Flughafens Pulkowo, die von der Website radioscanner stammen:
Übrigens kann man die Übertragungen von Gesprächen aus verschiedenen russischen Städten (Moskau, Sankt Petersburg, Tscheljabinsk und einigen anderen) online hören auf .
Für uns im Flugbereich ist das digitale Protokoll von Interesse (Aircraft Communications Addressing and Reporting System). Seine Signale werden auf den Frequenzen 131,525 und 131,725 MHz übertragen (europäischer Standard, Frequenzen in verschiedenen Regionen ). Diese digitalen Pakete mit einer Bitrate von 2400 oder 1200bps ermöglichen es Piloten, Nachrichten mit dem Dispatcher auszutauschen. Um das Signal in MultiPSK zu dekodieren, muss man sich auf das Signal im AM-Modus einstellen (ein SDR-Empfänger ist erforderlich, da die Signalbandbreite mehr als 5 kHz beträgt) und den Ton über eine Virtual Audio Card umleiten.
Das Ergebnis ist im Screenshot dargestellt.
Das Format der ACARS-Signale ist recht einfach und kann im Programm SA Free angesehen werden. Dazu reicht es, einen Abschnitt der Aufnahme zu öffnen, und wir werden sehen, dass in der „Innenaufnahme“ der AM-Aufzeichnung tatsächlich eine Frequenzmodulation enthalten ist.
Anschließend können wir durch das Anwenden eines Frequenzdetektors auf die Aufnahme mühelos den Bitstream erhalten. In der Praxis ist es jedoch unwahrscheinlich, dass man dies selbst macht, da bereits fertige Programme zum Dekodieren von ACARS seit langem existieren.
Wettersatelliten NOAA
Nachdem wir den Gesprächen der Luftfahrtprofis gelauscht haben, können wir noch weiter nach oben — in den Weltraum. Dort sind für uns die Wettersatelliten von Interesse. , und , die Bilder der Erdoberfläche auf den Frequenzen 137.620, 137.9125 und 137.100 MHz übertragen. Das Signal kann mit Hilfe des Programms .
entgegengenommen werden. Das empfangene Bild könnte ungefähr so aussehen (Foto von der Website radioscanner):
Leider (Gesetze der Physik lassen sich nicht betrügen, und die Erde ist nun mal rund, auch wenn das nicht alle glauben), kann das Signal eines Satelliten nur empfangen werden, wenn er direkt über uns fliegt, und nicht immer geschieht dies zu günstigen Zeiten oder in einem optimalen Winkel über dem Horizont. Früher musste man dafür ein Programm wie (ein langlebiges Programm, das seit 2001 existiert) installieren, aber jetzt ist es einfacher, dies online über Links zu tun. , und entsprechend.
Das Satellitensignal ist ziemlich laut und kann von nahezu jeder Antenne und jedem Empfänger empfangen werden. Um jedoch ein Bild in guter Qualität zu erhalten, ist eine spezielle Antenne und ein guter Blick auf den Horizont wünschenswert. Interessierte können sich ein oder eine . Persönlich hatte ich nicht genug Geduld, um die Sache bis zum Ende zu bringen, aber vielleicht haben es andere besser.
Paging-Nachrichten FLEX/POCSAG
Ob der Paging-Dienst für Geschäftskunden in Russland noch funktioniert, kann ich nicht sagen, aber in Europa funktioniert er durchaus, und wird von Feuerwehr, Polizei und verschiedenen Diensten genutzt.
FLEX- und POCSAG-Signale können mit HDSDR und Virtual Audio Cable empfangen werden. Für die Dekodierung wird ein Programm verwendet. . Es wurde bereits 2004 geschrieben, und die Benutzeroberfläche ist entsprechend, aber seltsamerweise funktioniert es bis heute ziemlich gut.
Es gibt auch den Decoder multimon-ng, der unter Linux läuft, dessen Quellcode verfügbar ist. . Über das POCSAG-Übertragungsprotokoll gab es ebenfalls einen separaten Artikel, interessierte können diesen einsehen. .
Funkfernbedienungen
Auf 433 MHz gibt es eine Vielzahl verschiedener Geräte — Funkfernbedienungen und Steckdosen, Türklingeln, Luftdrucksensoren für Autos usw.
Diese sind oft günstige chinesische Geräte mit einfacher Modulation. Es gibt keine Verschlüsselung, und es wird ein einfacher binärer Code verwendet (OOK — on-off keying). Die Dekodierung solcher Signale wurde angesprochen in . Wir können auch einen fertigen Decoder rtl_433 verwenden, den man herunterladen kann. .
Nachdem Sie die Anwendung gestartet haben, können Sie verschiedene Geräte sehen und (falls ein Parkplatz in der Nähe ist) beispielsweise den Druck der Reifen des Nachbarfahrzeugs überprüfen. Praktisch gesehen hat das wenig Nutzen, aber aus mathematischer Sicht ist es durchaus interessant – die Protokolle dieser Signale sind einfach zu dekodieren.
Übrigens sollten Käufer solcher drahtlosen Schalter bedenken, dass sie nicht geschützt sind und theoretisch Ihr Hacker-Nachbar, ausgestattet mit einem HackRF oder einem ähnlichen Gerät, Ihnen das Licht im Badezimmer im ungünstigsten Moment ausschalten oder ähnliche Dinge tun kann. Persönlich mache ich mir darüber keine Gedanken, aber wenn Sicherheit ein Anliegen ist, können Sie ernsthaftere und teurere Geräte mit vollständigen Schlüsseln und Authentifizierung verwenden (Z-Wave, Philips Hue usw.).
TETRA
(Terrestrial Trunked Radio) – ist ein professionelles System für betriebliche Funkkommunikation mit relativ umfangreichen Funktionen (Gruppenruf, Verschlüsselung, Vernetzung mehrerer Netzwerke usw.). Ihre Signale können, wenn sie unverschlüsselt sind, ebenfalls 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#. Jetzt wird dieses Problem fast wörtlich in zwei Klicks gelöst, das Programm ermöglicht es, Systeminformationen anzuzeigen, Sprachnachrichten zuzuhören, Statistiken zu sammeln und mehr.
Das Plugin implementiert nicht alle Funktionen des Standards, aber die grundlegenden Funktionen funktionieren mehr oder weniger.
Laut Wikipedia kann TETRA im Rettungsdienst, in der Polizei, im Schienenverkehr usw. verwendet werden. Über die Verbreitung in Russland ist mir nichts bekannt (es scheint, dass das TETRA-Netz bei der WM 2018 genutzt wurde, aber das ist ungenau), Interessierte können dies selbst überprüfen - die TETRA-Signale sind leicht zu erkennen und haben eine Bandbreite von 25 kHz, wie auf dem Screenshot zu sehen.
Natürlich wird das Plugin nicht funktionieren, wenn das Netzwerk verschlüsselt ist (diese Möglichkeit gibt es bei TETRA) - anstelle von Sprache gibt es nur ein „Gluckern“.
ADSB
Gehen wir noch weiter in die Frequenz, bei einer Frequenz von 1,09 GHz werden die Signale der Transponder von Flugzeugen übertragen, was es Websites wie FlightRadar24 ermöglicht, fliegende Maschinen anzuzeigen. Dieses Protokoll wurde bereits früher behandelt, daher werde ich hier nicht wiederholen (der Artikel ist bereits lang genug), Interessierte können weiterlesen. und Teile.
Fazit
Wie man sehen kann, lässt sich selbst mit einem Empfänger für 30$ viel Interessantes im Radio finden. Ich bin mir sicher, dass hier längst nicht alles aufgeführt ist und ich vielleicht etwas übersehen oder nicht kenne. Interessierte können es selbst versuchen – das ist eine gute Möglichkeit, die Funktionsweise eines bestimmten Systems besser zu verstehen.
Die Amateurfunkkommunikation habe ich nicht betrachtet, obwohl es diese auch im VHF-Bereich gibt, aber der Artikel handelt schließlich von professioneller Kommunikation.
P.S.: Speziell für möchte ich anmerken, dass seit etwa 50 Jahren nichts wirklich Geheimes im offenen Funk ausgestrahlt wird, sodass man aus dieser Perspektive wirklich keine Zeit und kein Geld investieren sollte. Allerdings ist das Kennenlernen der Kommunikationsprinzipien und verschiedener Ingenieursysteme, sowie die Einsicht in die reale Funktionsweise echter Netzwerke durchaus spannend und lehrreich.
Quelle: habr.com
