Ciao Habr.
Siamo già nel 21° secolo e sembra che i dati possano essere trasmessi in qualità HD anche su Marte. Tuttavia alla radio funzionano ancora molti apparecchi interessanti e si possono ascoltare molti segnali interessanti.
Naturalmente non è realistico considerarli tutti; proviamo a scegliere quelli più interessanti, quelli che possono essere ricevuti e decodificati autonomamente utilizzando un computer. Per ricevere i segnali utilizzeremo un ricevitore online olandese , decoder MultiPSK e programma Virtual Audio Cable.
Per comodità di considerazione, presenteremo i segnali con frequenza crescente. Non prenderò in considerazione le emittenti, è noioso e banale; chiunque può ascoltare Radio Cina in AM da solo. E passeremo a segnali più interessanti.
Segnali orari precisi
Ad una frequenza di 77.5 KHz (intervallo di onde lunghe) vengono trasmessi segnali orari precisi dalla stazione tedesca DCF77. Ci sono già stato , quindi possiamo solo ripetere brevemente che si tratta di un semplice segnale di modulazione di ampiezza nella struttura: "1" e "0" sono codificati con durate diverse, di conseguenza, in un minuto viene ricevuto un codice a 58 bit.
130-140KHz - telemetria delle reti elettriche
A queste frequenze, secondo , vengono trasmessi segnali di controllo per le reti elettriche tedesche.
Il segnale è abbastanza forte e, secondo le recensioni, viene ricevuto anche in Australia. Puoi decodificarlo in MultiPSK se imposti i parametri come mostrato nello screenshot.
In uscita riceveremo dei pacchetti di dati, la cui struttura ovviamente non è nota; chi lo desidera può sperimentare e fare analisi a suo piacimento. Tecnicamente il segnale in sé è molto semplice, il metodo si chiama FSK (Frequency Shift Keying) e consiste nel formare una sequenza di bit modificando la frequenza di trasmissione. Lo stesso segnale, sotto forma di spettro: i bit possono essere contati anche manualmente.
Telescrivente meteorologico
Nello spettro in alto, molto vicino, alla frequenza di 147 kHz, è visibile un altro segnale. Questa è una stazione DWD (Deutscher Wetterdienst) (anche tedesca) che fornisce bollettini meteorologici per le navi. Oltre a questa frequenza, i segnali vengono trasmessi anche su 11039 e 14467 KHz.
Il risultato della decodifica è mostrato nello screenshot.
Il principio di codifica della telescrivente è lo stesso, FSK, qui l'interesse è la codifica del testo. È a 5 bit, utilizzando , e ha quasi 100 anni di storia.
Sembra che un codice simile fosse utilizzato sui nastri di carta perforata, ma le telescriventi meteorologiche sono state spedite da qualche parte fin dagli anni '60 e, come potete vedere, funzionano ancora. Naturalmente, su una nave reale il segnale non viene decodificato utilizzando un computer: ci sono ricevitori speciali che registrano il segnale e lo visualizzano sullo schermo.
In generale, anche con la disponibilità delle comunicazioni via satellite e di Internet, la trasmissione dei dati in questo modo resta un mezzo semplice, affidabile ed economico. Anche se, ovviamente, si può presumere che un giorno questi sistemi diventeranno storia e saranno sostituiti da servizi completamente digitali. Quindi coloro che desiderano ricevere un segnale del genere non dovrebbero ritardarlo troppo.
Meteofax
Un altro segnale legacy con quasi la stessa lunga storia. In questo segnale viene trasmessa l'immagine forma analogica a una velocità di 120 linee al minuto (ci sono altri valori, ad esempio 60 o 240 LPM), la modulazione di frequenza viene utilizzata per codificare la luminosità: la luminosità di ciascun punto dell'immagine è proporzionale al cambiamento di frequenza. Uno schema così semplice ha permesso di trasmettere immagini in quei giorni in cui poche persone avevano sentito parlare di “segnali digitali”.
Popolare nella parte europea e facile da ricevere è la già citata stazione tedesca DWD (Deutche Wetterdienst), che trasmette messaggi sulle frequenze 3855, 7880 e 13882 KHz. Un'altra organizzazione i cui fax sono facili da ricevere è il British Joint Operational Meteorology and Oceanography Centre, che trasmette segnali sulle frequenze 2618, 4610, 6834, 8040, 11086, 12390 e 18261 KHz.
Per ricevere segnali fax HF, è necessario utilizzare la modalità ricevitore USB, MultiPSK può essere utilizzato per la decodifica. Il risultato della ricezione tramite il ricevitore websdr è mostrato in figura:
Questa foto è stata scattata proprio mentre scrivevo il testo. A proposito, si può vedere che le linee verticali si sono spostate: il protocollo è analogico e qui la precisione della sincronizzazione è fondamentale, anche piccoli ritardi audio causano spostamenti dell'immagine. Quando si utilizza un ricevitore “reale”, questo effetto non si verificherà.
Naturalmente, come nel caso della telescrivente meteorologica, nessuno sulle navi decodifica i fax utilizzando un computer: ci sono ricevitori specializzati (immagine di esempio dall'inizio dell'articolo) che fanno tutto il lavoro automaticamente.
STANAG 4285
Consideriamo ora uno standard più moderno per la trasmissione dei dati su onde corte: il modem Stanag 4285. Questo formato è stato sviluppato per la NATO ed esiste in varie versioni. Si basa sulla modulazione di fase, i parametri del segnale possono variare, come si vede dalla tabella, la velocità può variare da 75 a 2400 bit/s. Potrebbe non sembrare molto, ma considerando il mezzo di trasmissione, le onde corte, con la loro attenuazione e interferenza, questo è un risultato abbastanza buono.
Il programma MultiPSK può decodificare STANAG, ma nel 95% dei casi il risultato della decodifica sarà solo "spazzatura": il formato stesso fornisce solo un protocollo bit a bit di basso livello e i dati stessi possono essere crittografati o avere una sorta di proprio formato. Alcuni segnali però possono essere decodificati, ad esempio la registrazione riportata di seguito alla frequenza di 8453 KHz. Non sono riuscito a decodificare alcun segnale tramite il ricevitore websdr; a quanto pare la trasmissione online viola ancora la struttura dei dati. Chi è interessato può scaricare il file dal ricevitore reale utilizzando il collegamento . I risultati della decodifica MultiPSK sono mostrati nello screenshot qui sotto. Come puoi vedere, la velocità di questa registrazione è di 600 bps, apparentemente come contenuto viene trasmesso un file di testo.
È interessante notare che, come puoi vedere nel panorama, in realtà ci sono molti di questi segnali in onda:
Naturalmente non tutti appartengono allo STANAG: esistono altri protocolli basati su principi simili. Ad esempio, possiamo fornire l'analisi del segnale .
Come per gli altri segnali discussi, per la ricezione e la trasmissione effettiva vengono utilizzati dispositivi specializzati. Ad esempio, per il modem mostrato nella foto La velocità dichiarata va da 75 a 9600bps con una larghezza di banda del segnale di 3KHz.
La velocità di 9600, ovviamente, non è molto impressionante, ma considerando che i segnali possono essere trasmessi anche dalla giungla o da una nave nell'oceano, e senza pagare nulla per il traffico all'operatore di telecomunicazioni, non è poi così male.
A proposito, diamo uno sguardo più da vicino al panorama sopra. A sinistra vediamo...esatto, il buon vecchio codice Morse. Passiamo quindi al segnale successivo.
Codice Morse (CW)
Alla frequenza di 8423 KHz sentiamo esattamente questo. L'arte di ascoltare il codice Morse è ormai quasi persa, quindi utilizzeremo MultiPSK (tuttavia, decodifica così così, il programma CW Skimmer fa un lavoro molto migliore).
Come potete vedere, se credete, viene trasmesso il testo ripetuto DE SVO , la stazione si trova in Grecia.
Naturalmente, tali segnali sono pochi e rari, ma esistono ancora. Ad esempio, possiamo citare una stazione di lunga durata su 4331 KHz, che trasmette segnali ripetuti “VVV DE E4X4XZ”. Come suggerisce Google, la stazione appartiene alla Marina israeliana. C'è qualcos'altro che viene trasmesso su questa frequenza? La risposta è sconosciuta; chi è interessato può ascoltare e verificare da solo.
Il cicalino (UVB-76)
La nostra hit parade termina con probabilmente il segnale più famoso, conosciuto sia in Russia che all'estero, un segnale con una frequenza di 4625 KHz.
Il segnale viene utilizzato per avvisare le truppe e consiste in segnali acustici ripetuti, tra i quali vengono talvolta trasmesse frasi in codice dal tastierino numerico (parole astratte come "CROLIST" o "BRAMIRKA"). Alcuni scrivono di aver visto tali ricevitori negli uffici di registrazione e arruolamento militare, altri dicono che questo fa parte del sistema della "mano morta", in generale, il segnale è una mecca per gli amanti di Stalker, teorie del complotto, Guerra Fredda e così via . Chi è interessato può digitare "UVB-76" nella ricerca e sono sicuro che una lettura divertente per la serata sarà garantita (tuttavia, non dovresti prendere sul serio tutto ciò che è scritto). Allo stesso tempo, il sistema è piuttosto interessante, almeno perché funziona ancora dai tempi della Guerra Fredda, anche se è difficile dire se qualcuno ne abbia bisogno adesso.
Completamento
Questo elenco è lungi dall'essere completo. Con l'aiuto di un ricevitore radio, puoi ascoltare (o meglio vedere) segnali di comunicazione con sottomarini, radar oltre l'orizzonte, segnali di salto di frequenza che cambiano rapidamente e molto altro.
Ad esempio, ecco una foto scattata in questo momento alla frequenza di 8 MHz; su di essa si possono contare almeno 5 segnali di vario tipo.
Cosa siano spesso non si sa, almeno non tutto è reperibile in open source (anche se esistono siti come и ). Lo studio di tali segnali è piuttosto interessante sia dal punto di vista della matematica, della programmazione e del DSP, sia semplicemente come un modo per imparare qualcosa di nuovo sul mondo che ci circonda.
È anche interessante notare che, nonostante lo sviluppo di Internet e delle comunicazioni, la radio non solo non perde terreno, ma forse anche viceversa: la capacità di trasmettere dati direttamente dal mittente al destinatario, senza censura, controllo del traffico e tracciamento dei pacchetti, potrebbe diventare (anche se speriamo che non lo diventi ancora) di nuovo rilevante...
Fonte: habr.com