Hallo Habr.
Wir leben bereits im 21. Jahrhundert und es scheint, dass Daten sogar zum Mars in HD-Qualität übertragen werden können. Es gibt jedoch immer noch viele interessante Geräte, die im Radio betrieben werden, und es sind viele interessante Signale zu hören.
Natürlich ist es unrealistisch, sie alle zu berücksichtigen; versuchen wir, die interessantesten auszuwählen, diejenigen, die unabhängig voneinander mit einem Computer empfangen und entschlüsselt werden können. Um Signale zu empfangen, verwenden wir einen niederländischen Online-Empfänger , MultiPSK-Decoder und Virtual Audio Cable-Programm.
Zur Vereinfachung der Betrachtung werden wir die Signale in zunehmender Häufigkeit darstellen. Rundfunksender werde ich nicht in Betracht ziehen, das ist langweilig und banal; jeder kann Radio China auf AM alleine hören. Und wir werden zu weiteren interessanten Signalen übergehen.
Präzise Zeitsignale
Auf einer Frequenz von 77.5 KHz (Langwellenbereich) werden präzise Zeitsignale vom deutschen Sender DCF77 übertragen. War schon bei ihnen Daher können wir nur kurz wiederholen, dass es sich in der Struktur um ein einfaches Amplitudenmodulationssignal handelt – „1“ und „0“ werden mit unterschiedlicher Dauer codiert, wodurch ein 58-Bit-Code in einer Minute empfangen wird.
130–140 kHz – Telemetrie elektrischer Netze
Bei diesen Frequenzen gem werden Steuersignale für die deutschen Stromnetze übertragen.
Das Signal ist ziemlich stark und wird laut Bewertungen sogar in Australien empfangen. Sie können es in MultiPSK dekodieren, wenn Sie die Parameter wie im Screenshot gezeigt einstellen.
Am Ausgang erhalten wir Datenpakete, deren Struktur natürlich unbekannt ist; wer möchte, kann in aller Ruhe experimentieren und analysieren. Technisch gesehen ist das Signal selbst sehr einfach, die Methode heißt FSK (Frequency Shift Keying) und besteht darin, durch Änderung der Übertragungsfrequenz eine Bitfolge zu bilden. Das gleiche Signal, in Form eines Spektrums – die Bits können sogar manuell gezählt werden.
Wetterteletyp
Im Spektrum oben, ganz in der Nähe, ist bei einer Frequenz von 147 kHz ein weiteres Signal sichtbar. Dies ist eine (auch deutsche) DWD-Station (Deutscher Wetterdienst), die Wetterberichte für Schiffe bereitstellt. Zusätzlich zu dieser Frequenz werden Signale auch auf 11039 und 14467 KHz übertragen.
Das Dekodierungsergebnis wird im Screenshot angezeigt.
Das Prinzip der Fernschreibkodierung ist das gleiche, FSK, das Interesse liegt hier in der Textkodierung. Es ist 5-Bit und verwendet und hat eine fast 100-jährige Geschichte.
Es scheint, dass ein ähnlicher Code auf Lochstreifen aus Papier verwendet wurde, aber seit den 60er Jahren wurden irgendwo Wetterfernschreiber verschickt, und wie Sie sehen, funktionieren sie immer noch. Auf einem echten Schiff wird das Signal natürlich nicht per Computer entschlüsselt – es gibt spezielle Empfänger, die das Signal aufzeichnen und auf dem Bildschirm anzeigen.
Im Allgemeinen ist die Datenübertragung auf diese Weise trotz der Verfügbarkeit von Satellitenkommunikation und Internet immer noch ein einfaches, zuverlässiges und kostengünstiges Mittel. Allerdings ist natürlich davon auszugehen, dass diese Systeme irgendwann der Vergangenheit angehören und durch vollständig digitale Dienste ersetzt werden. Wer ein solches Signal empfangen möchte, sollte es also nicht zu sehr verzögern.
Meteofax
Ein weiteres Legacy-Signal mit fast der gleichen langen Geschichte. In diesem Signal wird das Bild übertragen analoge Form Bei einer Geschwindigkeit von 120 Zeilen pro Minute (es gibt auch andere Werte, zum Beispiel 60 oder 240 LPM) wird Frequenzmodulation zur Kodierung der Helligkeit verwendet – die Helligkeit jedes Bildpunkts ist proportional zur Frequenzänderung. Ein solch einfaches Schema ermöglichte die Übertragung von Bildern in einer Zeit, als nur wenige Menschen von „digitalen Signalen“ gehört hatten.
Im europäischen Teil beliebt und leicht zu empfangen ist der bereits erwähnte deutsche Sender DWD (Deutscher Wetterdienst), der Nachrichten auf den Frequenzen 3855, 7880 und 13882 KHz sendet. Eine andere Organisation, deren Faxe leicht zu empfangen sind, ist das British Joint Operational Meteorology and Oceanography Centre. Sie senden Signale auf den Frequenzen 2618, 4610, 6834, 8040, 11086, 12390 und 18261 kHz.
Um HF-Faxsignale zu empfangen, müssen Sie den USB-Empfängermodus verwenden. Zur Dekodierung kann MultiPSK verwendet werden. Das Ergebnis des Empfangs über den Websdr-Receiver ist in der Abbildung dargestellt:
Dieses Bild entstand direkt beim Schreiben des Textes. Man erkennt übrigens, dass sich die vertikalen Linien verschoben haben – das Protokoll ist analog und die Synchronisationsgenauigkeit ist hier entscheidend, schon kleine Audioverzögerungen führen zu Bildverschiebungen. Bei Verwendung eines „echten“ Empfängers tritt dieser Effekt nicht auf.
Wie beim Wetterfernschreiber entschlüsselt natürlich niemand auf Schiffen Faxe mit einem Computer – es gibt spezielle Empfänger (Beispielbild vom Anfang des Artikels), die die ganze 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 Versionen. Es basiert auf Phasenmodulation, die Signalparameter können variieren, wie aus der Tabelle hervorgeht, die Geschwindigkeit kann zwischen 75 und 2400 Bit/s liegen. Das scheint vielleicht nicht viel zu sein, aber angesichts des Übertragungsmediums Kurzwelle mit ihren Abschwächungen und Interferenzen ist das ein recht gutes Ergebnis.
Das MultiPSK-Programm kann STANAG dekodieren, aber in 95 % der Fälle ist das Ergebnis der Dekodierung nur „Müll“ – das Format selbst stellt nur ein bitweises Low-Level-Protokoll bereit, und die Daten selbst können verschlüsselt werden oder über ein eigenes Protokoll verfügen Format. Einige Signale können jedoch dekodiert werden, beispielsweise die Aufnahme unten mit einer Frequenz von 8453 KHz. Ich konnte über den WebSDR-Empfänger kein Signal dekodieren; offenbar verletzt die Online-Übertragung immer noch die Datenstruktur. Interessierte können die Datei über den Link vom realen Receiver herunterladen . Die Ergebnisse der MultiPSK-Dekodierung sind im folgenden Screenshot dargestellt. Wie man sieht beträgt die Geschwindigkeit bei dieser Aufnahme 600bps, offenbar wird als Inhalt eine Textdatei übertragen.
Interessant ist, dass, wie Sie im Panorama sehen können, tatsächlich viele solcher Signale auf Sendung sind:
Natürlich gehören möglicherweise nicht alle zu STANAG – es gibt andere Protokolle, die auf ähnlichen Prinzipien basieren. Beispielsweise können wir eine Analyse des Signals durchführen .
Wie bei den anderen besprochenen Signalen werden für den eigentlichen Empfang und die Übertragung spezielle Geräte verwendet. Zum Beispiel für das auf dem Foto gezeigte Modem Die angegebene Geschwindigkeit liegt zwischen 75 und 9600 bps bei einer Signalbandbreite von 3 kHz.
Die Geschwindigkeit von 9600 ist natürlich nicht sehr beeindruckend, aber wenn man bedenkt, dass Signale sogar aus dem Dschungel oder von einem Schiff im Meer übertragen werden können und ohne dass der Telekommunikationsbetreiber etwas für den Verkehr bezahlen muss, ist das nicht so schlimm.
Werfen wir übrigens einen genaueren Blick auf das Panorama oben. Auf der linken Seite sehen wir ... richtig, den guten alten Morsecode. Kommen wir also zum nächsten Signal.
Morsecode (CW)
Bei einer Frequenz von 8423 KHz hören wir genau das. Die Kunst, den Morsecode zu hören, ist mittlerweile fast verloren gegangen, daher werden wir MultiPSK verwenden (es dekodiert jedoch mittelmäßig, das CW-Skimmer-Programm leistet einen viel besseren Job).
Wie Sie sehen, wird der wiederholte Text DE SVO übertragen, wenn Sie glauben , der Bahnhof liegt in Griechenland.
Natürlich sind solche Signale rar gesät, aber es gibt sie trotzdem. Als Beispiel können wir eine Langzeitstation auf 4331 KHz nennen, die sich wiederholende Signale „VVV DE E4X4XZ“ sendet. Wie Google vermutet, gehört die Station der israelischen Marine. Wird auf dieser Frequenz noch etwas gesendet? Die Antwort ist unbekannt; Interessierte können zuhören und selbst nachschauen.
Der Summer (UVB-76)
Unsere Hitparade endet mit dem wohl berühmtesten Signal – sowohl in Russland als auch im Ausland bekannt, einem Signal mit einer Frequenz von 4625 kHz.
Das Signal wird zur Benachrichtigung von Truppen verwendet und besteht aus wiederholten Pieptönen, zwischen denen manchmal Codephrasen aus dem Codepad übertragen werden (abstrakte Wörter wie „CROLIST“ oder „BRAMIRKA“). Einige schreiben, dass sie solche Empfänger in Militärregistrierungs- und Einberufungsämtern gesehen haben, andere sagen, dass dies Teil des „Dead-Hand“-Systems ist, im Allgemeinen ist das Signal ein Mekka für Liebhaber von Stalker, Verschwörungstheorien, dem Kalten Krieg und so weiter . Interessierte können in der Suche „UVB-76“ eingeben und ich bin mir sicher, dass eine unterhaltsame Lektüre für den Abend garantiert ist (allerdings sollte man nicht alles ernst nehmen, was geschrieben steht). Gleichzeitig ist das System durchaus interessant, zumindest weil es seit dem Kalten Krieg noch funktioniert, obwohl es schwer zu sagen ist, ob es jetzt noch jemand braucht.
Abschluss
Diese Liste ist bei weitem nicht vollständig. Mit Hilfe eines Funkempfängers können Sie Kommunikationssignale mit U-Booten, Radargeräte über dem Horizont, sich schnell ändernde Frequenzsprungsignale und vieles mehr hören (oder vielmehr sehen).
Hier ist zum Beispiel ein Bild, das gerade mit einer Frequenz von 8 MHz aufgenommen wurde; darauf können Sie mindestens 5 Signale verschiedener Art zählen.
Was sie sind, ist oft unbekannt, zumindest kann nicht alles in offenen Quellen gefunden werden (obwohl es Seiten wie gibt). и ). Das Studium solcher Signale ist sowohl aus mathematischer, programmtechnischer und DSP-Sicht als auch einfach als Möglichkeit, etwas Neues über die Welt um uns herum zu lernen, sehr interessant.
Interessant ist auch, dass das Radio trotz der Entwicklung des Internets und der Kommunikation nicht nur nicht an Boden verliert, sondern vielleicht sogar umgekehrt – die Möglichkeit, Daten direkt vom Sender zum Empfänger zu übertragen, ohne Zensur, Verkehrskontrolle und Paketverfolgung, könnte wieder relevant werden (obwohl wir hoffen, dass das immer noch nicht der Fall sein wird) ...
Source: habr.com