Hallo Habr.
В Es wurden einige Signale beschrieben, die auf Lang- und Kurzwellen empfangen werden können. Nicht weniger interessant ist das UKW-Band, wo man auch etwas Interessantes finden kann.
Wie im ersten Teil werden solche Signale betrachtet, die mit einem Computer selbstständig dekodiert werden können. Wen interessiert es, wie es funktioniert, Fortsetzung unter dem Schnitt.
Im ersten Teil haben wir Niederländisch verwendet zum Empfang von Lang- und Kurzwellen. Leider gibt es auf UKW keine vergleichbaren Dienste – der Frequenzbereich ist zu groß. Daher müssen diejenigen, die die unten beschriebenen Experimente wiederholen möchten, einen eigenen Empfänger erwerben, von dem die günstigsten erhältlich sind welches für 30 $ erworben werden kann. Ein solcher Empfänger deckt den Bereich bis 1.7 GHz ab, alle nachfolgend beschriebenen Signale werden auf ihm empfangen.
Also lasst uns anfangen. Wie im ersten Teil werden die Signale in aufsteigender Frequenz betrachtet.
UKW-Radio
Das UKW-Radio selbst wird wahrscheinlich niemanden überraschen, aber RDS darin wird uns interessieren. Das Vorhandensein von RDS (Radio Data System) gewährleistet die Übertragung digitaler Daten „innerhalb“ des FM-Signals. Das Spektrum des UKW-Sendersignals sieht nach der Demodulation wie folgt aus:
Der Pilotton liegt bei 19 kHz, das RDS-Signal wird mit seiner dreifachen Frequenz von 57 kHz übertragen. Wenn Sie auf der Wellenform beide Signale zusammen ausgeben, sieht das in etwa so aus:
Mit Hilfe der Phasenmodulation wird hier ein niederfrequentes Signal mit einer Frequenz von 1187.5 Hz kodiert (die Frequenz von 1187.5 Hz wurde übrigens auch nicht zufällig gewählt – das ist die Frequenz des 19-kHz-Pilottons geteilt durch 16). Darüber hinaus werden nach der bitweisen Dekodierung Datenpakete entschlüsselt, von denen es eine ganze Reihe von Arten gibt – neben Text können beispielsweise auch alternative Sendefrequenzen eines Radiosenders übertragen werden, und beim Betreten eines anderen Gebiets die Der Receiver kann sich automatisch auf eine neue Frequenz einstellen.
Mit dem Programm können Sie RDS-Daten von lokalen Sendern empfangen . Es kann über HDSDR angeschlossen werden, wenn Sie FM-Modulation, 120-kHz-Signalbreite und 192-kHz-Bitrate auswählen, wie in der Abbildung gezeigt.
Dann genügt es, das Signal per Virtual Audio Cable von HDSDR auf RDS Spy umzuleiten (in den VAC-Einstellungen müssen Sie zusätzlich eine Bitrate von 192KHz angeben). Wenn alles richtig gemacht wurde, sehen wir alle Informationen über RDS, viel mehr als ein normales Heimradio anzeigen wird:
Neben UKW könne man übrigens auch DAB+ dekodieren, hieß es . In Russland funktioniert es noch nicht, aber in anderen Ländern könnte es relevant sein.
Luftreichweite
Historisch gesehen werden in der Luftfahrt Amplitudenmodulation (AM) und der Frequenzbereich von 118–137 MHz verwendet. Die Gespräche zwischen Piloten und Lotsen sind in keiner Weise verschlüsselt und können von jedem empfangen werden. Vor etwa 20 Jahren wurden dafür gewöhnliche billige chinesische Radios „gezogen“ – es reichte aus, die Spulen des Lokaloszillators auseinanderzudrücken, und der Bereich verschob sich, wenn man Glück hatte, in Richtung höherer Frequenzen. Wer sich für „Digitale Archäologie“ interessiert, kann die Diskussion lesen für 2004. Später kamen chinesische Hersteller den Benutzern entgegen und fügten den Empfängern einfach die Air-Reihe hinzu (in den Kommentaren zum ersten Teil empfahlen sie Tecsun PL-660 oder PL-680). Aber natürlich ist die Verwendung spezialisierterer Geräte (z. B. AOR-, Icom-Empfänger) vorzuziehen – sie verfügen über eine Rauschunterdrückung (der Ton wird ausgeschaltet, wenn kein Signal vorhanden ist und kein ständiges Zischen auftritt) und einen höheren Frequenzdurchlauf Rate.
Jeder große Flughafen nutzt eine ganze Reihe von Frequenzen. Hier sind zum Beispiel die Frequenzen des Flughafens Pulkowo, die der Radioscanner-Website entnommen wurden:
Übrigens können Sie sich online Übertragungen von Verhandlungen aus verschiedenen russischen Städten (Moskau, St. Petersburg, Tscheljabinsk und einige andere) anhören .
Für uns im Flugbereich ist das digitale Protokoll interessant (Adressierungs- und Meldesystem für die Flugzeugkommunikation). Seine Signale werden auf den Frequenzen 131.525 und 131.725 MHz (europäischer Standard, Frequenzen verschiedener Regionen) übertragen ). Dabei handelt es sich um digitale Pakete mit einer Bitrate von 2400 oder 1200 Bit/s, mit Hilfe eines solchen Systems können Piloten Nachrichten mit dem Dispatcher austauschen. Um in MultiPSK zu dekodieren, müssen Sie das Signal im AM-Modus einstellen (Sie benötigen einen SDR-Empfänger, da die Signalbandbreite mehr als 5 kHz beträgt) und den Ton mithilfe der virtuellen Audiokarte umleiten.
Das Ergebnis ist im Screenshot dargestellt.
Das ACARS-Signalformat ist recht einfach und kann im SA Free-Programm angezeigt werden. Dazu genügt es, ein Fragment der Aufnahme zu öffnen, und wir werden sehen, dass das „Innere“ der AM-Aufnahme tatsächlich Frequenzmodulation enthält.
Wenn wir außerdem einen Frequenzdetektor auf die Aufnahme anwenden, erhalten wir leicht einen Bitstrom. Im wirklichen Leben ist es unwahrscheinlich, dass Sie dies tun müssen, weil. Fertige Programme für die ACARS-Dekodierung werden schon seit langem geschrieben.
NOAA-Wettersatelliten
Nachdem Sie den Verhandlungen der Flieger zugehört haben, können Sie noch höher klettern – in den Weltraum. In dem wir uns für Wettersatelliten interessieren , и Übertragung von Bildern der Erdoberfläche auf den Frequenzen 137.620, 137.9125 und 137.100 MHz. Sie können das Signal mit dem Programm dekodieren .
Das empfangene Bild könnte etwa so aussehen (Foto von der Radioscanner-Website):
Leider (man kann die Gesetze der Physik nicht täuschen, und die Erde ist immer noch rund, obwohl nicht jeder daran glaubt) kann man ein Satellitensignal nur dann empfangen, wenn es über uns fliegt, und diese Flüge haben nicht immer einen günstigen Zeitpunkt und Winkel über dem Horizont. Um Uhrzeit, Datum und Uhrzeit des nächsten Fluges herauszufinden, war es bisher erforderlich, das Programm einzustellen (ein langlebiges Programm, das es seit 2001 gibt), jetzt ist es einfacher, es online über die Links durchzuführen , и jeweils.
Das Satellitensignal ist ziemlich laut und kann auf fast jeder Antenne und jedem Receiver gehört werden. Um aber ein Bild in guter Qualität zu empfangen, sind eine spezielle Antenne und eine gute Sicht auf den Horizont dennoch wünschenswert. Interessenten können sehen oder lesen . Persönlich hatte ich nie die Geduld, es bis zum Ende durchzuziehen, aber andere haben vielleicht mehr Glück.
FLEX/POCSAG-Paging-Nachrichten
Ob die Paging-Kommunikation für Firmenkunden in Russland noch funktioniert, weiß ich nicht, aber in Europa ist sie voll funktionsfähig, sie wird von Feuerwehr, Polizei und verschiedenen Diensten genutzt.
Sie können FLEX- und POCSAG-Signale über HDSDR und Virtual Audio Cable empfangen, zur Dekodierung wird ein Programm verwendet . Es wurde bereits im Jahr 2004 geschrieben und die Benutzeroberfläche ist angemessen, funktioniert aber seltsamerweise immer noch recht gut.
Es gibt auch einen Multimon-NG-Decoder, der unter Linux läuft, dessen Quellen verfügbar sind . Es gab auch einen separaten Artikel zum POCSAG-Übertragungsprotokoll, wer möchte, kann ihn lesen .
Schlüsselanhänger/Funkschalter
Noch höher in der Frequenz, bei 433 MHz, gibt es eine ganze Reihe verschiedener Geräte – drahtlose Schalter und Steckdosen, Türklingeln, Reifendrucksensoren für Autos usw.
Dabei handelt es sich oft um billige chinesische Geräte mit einfachster Modulation. Es gibt keine Verschlüsselung und es wird ein einfacher Binärcode (OOK – On-Off Keying) verwendet. Die Dekodierung solcher Signale wurde in berücksichtigt . Wir können den vorgefertigten RTL_433-Decoder verwenden, den Sie herunterladen können .
Durch Ausführen des Programms können Sie verschiedene Geräte sehen und (sofern sich in der Nähe ein Parkplatz befindet) beispielsweise den Reifendruck des Autos eines Nachbarn ermitteln. Das hat wenig praktischen Sinn, ist aber aus rein mathematischer Sicht durchaus interessant – die Protokolle dieser Signale sind leicht zu entschlüsseln.
Wer solche Funkschalter kauft, sollte übrigens bedenken, dass diese in keiner Weise geschützt sind und theoretisch Ihr Hacker-Nachbar mit einem HackRF oder einem ähnlichen Gerät böswillig das Licht in der Toilette für Sie ausschalten kann den ungünstigsten Moment oder tun Sie etwas Ähnliches. Persönlich stört es mich nicht, aber wenn das Sicherheitsproblem relevant ist, können Sie seriösere und teurere Geräte mit vollständigen Schlüsseln und Authentifizierung verwenden (Z-Wave, Philips Hue usw.).
TETRA
(Terrestrial Trunked Radio) ist ein professionelles Unternehmensfunkkommunikationssystem mit ausreichend großen Fähigkeiten (Gruppenrufe, Verschlüsselung, Kombination mehrerer Netzwerke usw.). Und seine Signale können, sofern sie nicht verschlüsselt sind, auch mit einem Computer und einem SDR-Empfänger empfangen werden.
TETRA-Decoder für Linux existierte , aber sein Aufbau war alles andere als trivial und wurde vor etwa einem Jahr von einem russischen Programmierer erstellt für SDR#. Jetzt ist diese Aufgabe fast buchstäblich mit zwei Klicks gelöst, das Programm ermöglicht es Ihnen, Informationen über das System anzuzeigen, Sprachnachrichten abzuhören, Statistiken zu sammeln usw.
Das Plugin implementiert nicht alle Features des Standards, aber die Hauptfunktionen funktionieren mehr oder weniger.
Laut Wikipedia kann Tetra in Krankenwagen, bei der Polizei, im Schienenverkehr usw. eingesetzt werden. Über seine Verbreitung in Russland weiß ich nichts (es scheint, dass das Tetra-Netzwerk bei der Weltmeisterschaft 2018 genutzt wurde, aber das ist ungenau), jene Wer möchte, kann es selbst überprüfen – Tetra-Signale sind leicht zu erkennen und haben eine Breite von 25 kHz, wie im Screenshot zu sehen ist.
Wenn die Verschlüsselung im Netzwerk aktiviert ist (bei Tetra gibt es eine solche Möglichkeit), funktioniert das Plug-in natürlich nicht – statt Sprache gibt es nur „Gurgeln“.
ADSB
Noch höher ist die Frequenz: Flugzeugtranspondersignale werden mit 1.09 GHz übertragen, sodass Websites wie FlightRadar24 vorbeifliegende Flugzeuge anzeigen können. Dieses Protokoll wurde bereits früher behandelt, daher werde ich mich hier nicht wiederholen (der Artikel ist ohnehin umfangreich geworden), wer möchte, kann ihn lesen и Teile.
Abschluss
Wie Sie sehen, können Sie selbst mit einem 30-Dollar-Empfänger viele interessante Dinge im Fernsehen finden. Ich bin mir sicher, dass hier nicht alles aufgeführt ist, und wahrscheinlich habe ich etwas übersehen oder weiß es nicht. Wer möchte, kann es selbst ausprobieren – das ist eine gute Möglichkeit, die Funktionsweise eines bestimmten Systems besser zu verstehen.
Ich habe Amateurfunkkommunikation nicht in Betracht gezogen, obwohl sie auch auf UKW verfügbar ist, aber in dem Artikel geht es immer noch um Dienstkommunikation.
PS: Speziell für Es ist festzuhalten, dass seit wahrscheinlich 50 Jahren nichts wirklich Geheimnisvolles mehr im Fernsehen ausgestrahlt wurde, sodass es sich aus dieser Sicht nicht lohnt, Zeit und Geld zu verschwenden. Aber aus der Sicht des Studiums der Kommunikationsprinzipien und verschiedener technischer Systeme ist es sehr interessant und aufschlussreich, sich mit der tatsächlichen Funktionsweise realer Netzwerke vertraut zu machen.
Source: habr.com