Mida kuulda raadioeetris? Vastuvõtame ja dekodeerime huvitavamaid signaale.

Tere, Habr.

Käes on juba 21. sajand ja näiliselt võiks andmeid edastada HD-kvaliteedis isegi Marsile. Siiski on raadiosaates endiselt palju huvitavaid seadmeid ja kuulda on mitmeid huvitavaid signaale.

Kahjuks ei suuda me kõiki neist uurida, aga proovime välja valida kõige huvitavamad, mida saab iseseisvalt arvuti abil vastu võtta ja dekodeerida. Signaalide vastuvõtmiseks kasutame Hollandi veebipõhist vastuvõtjat WebSDR, dekoodrit MultiPSK ja programmi Virtual Audio Cable.

Mugavuse nimel toome signaalid välja sageduse kasvavas järjekorras. Ringjuhendavaid jaamade signaale ma ei vaata, see on igav ja tavaline; soovijad saavad ise kuulata Hiina Raadiot AM-is. Liigume huvitavamate signaalide juurde.

Täpsete ajasignaalide

Sagedusel 77,5 kHz (pikade lainete vahemik) edastab Saksa jaam DCF77 täpsete ajasignaalide signaale. Oleme juba maininud, et see on lihtsast struktuurist koosnev amplituudimodulatsioonis signaal — erinevate pikkuste abil on kodeeritud „1“ ja „0“, mistõttu vastu võetakse ühe minuti jooksul 58-bitine kood. eraldi artikkel, nii et võib lihtsalt kokku võtta, et see on lihtsa struktuuriga amplituudmodulatsioonisignaal — erinevate pikkustega on kodeeritud „1” ja „0”, mille tulemuseks on ühe minuti jooksul 58-bitine kood.

130-140 kHz — elektrivõrkude telemeetriad

Nendel sagedal, kui uskuda lehte radioscanner, edastatakse Saksamaa elektrivõrkude juhtimissignaale.


Signaal on piisavalt tugev ja arvustuste kohaselt on seda võimalik vastu võtta isegi Austraalias. Seda saab dekodeerida programmis MultiPSK, kui seada parameetrid vastavalt ekraanipildile.


Väljundina saame andmepakette, mille struktuur on loomulikult teadmata; huvilised võivad katsetada ja analüüsida oma vabajal. Tehniliselt on signaal väga lihtne, meetod on nimetatud FSK (Frequency Shift Keying), mis seisneb bitijada moodustamises edastamise sageduse muutmise kaudu. Sama signaal spektrina – bitid on isegi käsitsi arvutatavad.

Meteotelegramm

Ülaltoodud spektris, täiesti lähedal, sagedusel 147 kHz, on näha veel üks signaal. See on (ka Saksamaa) jaam DWD (Deutscher Wetterdienst), mis edastab ilmavalve raportid laevade jaoks. Peale selle sageduse edastatakse signaale ka sagedustel 11039 ja 14467 kHz.

Dekodeerimise tulemus on näidatud ekraanipildil.


Teletypi kodeerimise põhimõte on sama, FSK; huvi pakub teksti kodeerimine. See on 5-bitine, kasutades Bodo koodi, ja sellel on praktiliselt 100-aastane ajalugu.


Tundub, et sarnast koodi kasutati ka perforatsioonilintidel, kuid teletüübid edastavad ilmaennustusi kuskil alates 60-ndatest aastatest ning, nagu näha, toimivad nad siiani. Loomulikult ei dekodeerita signaali reaalsetes laevades arvutite abil — seal on spetsiaalsed vastuvõtjad, mis salvestavad signaali ja kuvavad selle ekraanile.


Kokkuvõttes, isegi satelliitühenduse ja interneti olemasolul jääb andmete edastamine sellisel viisil endiselt lihtsaks, usaldusväärseks ja odavaks lahenduseks. Kuigi võib oletada, et kunagi need süsteemid kaovad ajalukku ja asendatakse täiesti digitaalsete teenustega. Seega, kes soovib sarnast signaali vastu võtta, ei tohiks liiga kaua oodata.

Meteofaks

Veel üks legacy-signaal, millel on peaaegu sama pikk ajalugu. Sellel signaalil edastatakse pilt analoogformaadis kiirusel 120 rida minutis (on ka teisi väärtusi, näiteks 60 või 240 LPM), heleduse kodeerimiseks kasutatakse sagedusmodulatsiooni – iga pildi punkti heledus on proportsionaalne sageduse muutusele. Selline lihtne skeem võimaldas pilte edastada isegi siis, kui „digitaalsed signaalid“ olid veel vähe tuntud.

Euroopa osas populaarne ja kergesti vastuvõetav on juba mainitud Saksamaa jaam DWD (Deutche Wetterdienst), mis edastab sõnumeid sagedustel 3855, 7880 ja 13882 kHz. Teine organisatsioon, mille fakse on lihtne vastu võtta, on Briti Joint Operational Meteorology and Oceanography Centre, kes edastab signaale sagedustel 2618, 4610, 6834, 8040, 11086, 12390 ja 18261 kHz.

HF Faxi signaalide vastuvõtmiseks tuleb kasutada vastuvõtja USB-režiimi; dekodeerimiseks võib kasutada MultiPSK. Vastuvõtu tulemus websdr-vastuvõtja kaudu on näidatud joonisel:


See pilt tehti otse teksti kirjutamise ajal. On näha, et vertikaalsed jooned on nihkunud — protokoll on analoogne ja sünkroniseerimise täpsus on siin kriitilise tähtsusega, isegi väiksed heliviivitused põhjustavad pildi nihkumist. ”Tõelise” vastuvõtja kasutamisel sellist efekti ei teki.

Muidugi, nagu ka mетеotelетpaipі puhul, ei dekodeeri laevadel keegi fakse arvuti abil — olemas on spetsialiseeritud vastuvõtjad (pildi näide artikli algusest), mis teevad kogu töö automaatselt.

STANAG 4285

Vaatame nüüd kaasaegsemat lühilaine andmeedastusstandardit — modem Stanag 4285. See formaat on välja töötatud NATO jaoks ja eksisteerib erinevates variantides. Selle aluseks on faasimo modulatsioon, signaali parameetrid võivad varieeruda, nagu tabelist näha, ja kiirus võib ulatuda 75 kuni 2400 bit/s. See võib tunduda vähe, kuid arvestades edastusvälja — lühilaine, koos nende katkestuste ja häiretega, on see täiesti hea tulemus.


MultiPSK programm suudab dekodeerida STANAG-i, kuid 95% juhtudest on dekodeerimise tulemuseks vaid „prügi“ — formaat pakub ainult madalama taseme bitiprotokolli, samas kui andmed võivad olla krüpteeritud või omada mingit erilist formaati. Mõningaid signaale on siiski võimalik dekodeerida, näiteks allpool toodud salvestis sagedusel 8453 kHz. Mulle ei õnnestunud veebsdr-vastuvõtja kaudu mingit signaali dekodeerida, ilmselt rikub online-ülekanne andmete struktuuri. Soovijad saavad alla laadida faili reaalsest vastuvõtjast lingilt cloud.mail.ru/public/JRZs/gH581X71s. MultiPSK-dekodeerimise tulemused on toodud alloleval ekraanipildil. Nagu näha, on selle salvestise kiirus 600 bps ning näib, et edastatakse tekstifail.


Huvitav on see, et nagu näha panoramast, on eetris tegelikult palju selliseid signaale:


Muidugi ei pruugi kõik neist kuuluda just STANAG-ile — sarnastele põhimõtetele tuginevad ka teised protokollid. Näiteks võib tuua välja signaali analüüsi Thales HF Modem.

Nagu ka teiste arutatud signaalide puhul, kasutatakse reaalseks vastuvõtmiseks ja edastamiseks spetsialiseeritud seadmeid. Näiteks pildil nähtavat modem NSGDatacom 4539 on deklareeritud kiirus vahemikus 75 kuni 9600bps signaaligammaga 3kHz.


Kiirus 9600 ei tundu küll väga muljetavaldav, aga arvestades, et signaale saab edastada isegi džunglis või laeva pealt ookeanis, samas mitte makstes sideoperaatorile liiklustasusid, ei ole see sugugi halb.

Vaadakem tähelepanelikumalt ülalolevat panoramat. Vasakul näeme… õigesti, head vana Morze tähestikku. Niisiis, liigume järgmise signaali juurde.

Morze kood (CW)

kuuleme sellel sagedusel 8423 kHz. Morze tähestiku kuulamisoskus on praegu peaaegu kadunud, seetõttu kasutame MultiPSK-d (kuigi selle dekodeerimisoskus on kesine, programm CW Skimmer teeb seda palju paremini).


Kuidas näha, edastatakse korduv tekst DE SVO, kui uskuda lehte radioscanner, on jaam paiknenud Kreekas.

Muidugi, selliseid signaale on juba vähe, kuid need ei ole kadunud. Näiteks võib tuua kaua töötava jaama 4331 kHz-l, mis edastab korduvaid signaale “VVV DE E4X4XZ”. Nagu Google ütleb, kuulub jaam Iisraeli mereväele. Kas sellel sagedusel edastatakse midagi muud? Vastus on teadmata, huvilised võivad kuulata ja ise kontrollida.

The Buzzer (УВБ-76)

Meie edetabelit lõpetab kõige tõenäolisemalt tuntud signaal — tuntud nii Venemaal kui ka selle piiridest väljas, signaal sagedusel 4625 kHz.


Signaal on mõeldud vägede teavitamiseks ja see koosneb korduvatest vilistamistest, millega vahepeal edastatakse mõnikord koodifraseid šifrifailist (abstraktsed sõnad nagu "KROOLIST" või "BRAMIRKA"). Ühed väidavad, et on näinud selliseid vastuvõtjaid sõjaväe värbamiskeskustes, teised ütlevad, et see on osa süsteemist "surmatu käsi". Ühesõnaga on see signaal mekk Stalkeri, vandenõuteooriate, "külma sõja" ja muu sarnase fännidele. Soovijad saavad otsida "УВБ-76" ja ma olen kindel, et lõbus lugemine õhtuks on garanteeritud (kuid kõigega, mis on kirjutatud, ei tohiks liiga tõsiselt suhtuda). Samas on süsteem piisavalt huvitav, isegi selle poolest, et see töötab endiselt külma sõja päevadest, kuigi on keeruline öelda, kas kellelegi on see praegusel ajal vajalik.

Lõpetamine

See nimekiri pole kaugeltki täielik. Raadiovastuvõtja kaudu on võimalik kuulda (või täpsemalt öeldes näha) ka allveelaevade suhtlusmärke, horisondi radarit ja kiiresti muutuvaid frequency hopping signaale ning palju muud.

Siin on näiteks pilt, mis tehti just praegu 8 MHz sagedusel, sellel on vähemalt 5 erinevat tüüpi signaali.


Mis nad endast kujutavad — sageli on see teadmata, vähemalt avatud allikatest ei õnnestu leida kõike (kuigi sellised saidid nagu www.sigidwiki.com/wiki/Signal_Identification_Guide ja www.radioscanner.ru/base). Selliste signaalide uurimine on üsna huvitav nii matemaatika, programmeerimise ja COS-i vaatepunktist kui ka lihtsalt kui viis teada saada midagi uut ümbritsevast maailmast.

Huvitav on ka see, et vaatamata interneti ja kommunikatsiooni arengule ei ole raadio mitte ainult positsiooni kaotanud, vaid pigem vastupidi — võimalus edastada andmeid otse saatjalt saajale, ilma tsensuuri, liikluse kontrolli ja pakettide jälgimiseta, võib (kuigi loodame, et see siiski nii ei juhtu) jälle asjakohaseks muutuda...

Allikas: habr.com