Hallo, Habr.
In werden enkele signalen beschreven die ontvangen kunnen worden op lange en korte golf. Even interessant is het FM-bereik, waar ook iets interessants te vinden is.
Net als in het eerste deel zullen we de signalen bespreken die je zelf kunt decoderen met behulp van een computer. Voor wie interesse heeft in hoe dit werkt, is de voortzetting hieronder.
In het eerste deel hebben we de Nederlandse gebruikt voor het ontvangen van lange en korte golven. Helaas zijn er voor FM soortgelijke diensten niet — de frequentieband is te groot. Daarom zullen degenen die de hieronder beschreven experimenten willen herhalen, een eigen ontvanger moeten aanschaffen, de goedkoopste is , die te koop is voor 30$. Deze ontvanger dekt het bereik tot 1,7 GHz, alle hieronder beschreven signalen zijn precies hiermee ontvangen.
Laten we beginnen. Net als in het eerste deel zullen we de signalen bespreken in opklimmende frequentie.
FM-radio
FM-radio zelf zal niemand echt verrassen, maar wij zijn geïnteresseerd in RDS. De aanwezigheid van RDS (Radio Data System) maakt het mogelijk om digitale gegevens 'binnenin' het FM-signaal te verzenden. Het spectrum van het signaal van de FM-zender na demodulatie ziet er zo uit:
Op een frequentie van 19 kHz bevindt zich de pilot-ton, en op zijn verdrievoudigde frequentie van 57 kHz wordt het RDS-signaal verzonden. Op de oscilloscoop, als je beide signalen samen weergeeft, ziet het er ongeveer zo uit:
Met behulp van fase-modulatie is hier een laagfrequent signaal met een frequentie van 1187.5 Hz gecodeerd (overigens is de frequentie van 1187.5 Hz ook niet toevallig gekozen — het is de frequentie van de 19 kHz pilot-ton gedeeld door 16). Vervolgens worden na bitgewijze decodering de gegevenspakketten ontcijferd, waarvan er veel verschillende typen zijn — naast tekst kunnen bijvoorbeeld alternatieve frequenties voor de uitzending van het radiostation worden verzonden, en bij binnenkomst in een ander gebied kan de ontvanger automatisch overschakelen naar de nieuwe frequentie.
Om de RDS-gegevens van lokale zenders te ontvangen, kan het programma worden gebruikt. Het kan worden verbonden via HDSDR, als je FM-modulatie kiest, een signaalbandbreedte van 120 kHz en een bitrate van 192 kHz, zoals weergegeven in de afbeelding.
Daarna hoef je alleen maar het signaal met behulp van Virtual Audio Cable van HDSDR naar RDS Spy te sturen (in de VAC-instellingen moet ook een bitrate van 192 kHz worden ingesteld). Als alles goed is gedaan, zien we alle informatie over RDS, veel meer dan een gewone consumentenradio kan tonen:
Naast FM kan ook DAB+ worden gedecodeerd, hierover was er . In Rusland werkt het voorlopig niet, maar in andere landen kan het relevant zijn.
Vliegtuigspectrum
Historisch gezien wordt in de luchtvaart amplitude-modulatie (AM) gebruikt, en de frequentieband 118-137 MHz. De gesprekken tussen piloten en luchtverkeersleiders zijn op geen enkele manier versleuteld en kunnen door iedereen worden afgeluisterd. Ongeveer 20 jaar geleden gebruikten mensen hiervoor gewone goedkope Chinese radios: je hoefde alleen de spoelen van de menger uit elkaar te trekken, en het spectrum verschuift, als je geluk hebt naar hogere frequenties. Diegenen die geïnteresseerd zijn in 'digitale archeologie' kunnen de discussies lezen van 2004. Later gingen Chinese fabrikanten tegemoet komen aan gebruikers, en voegden gewoon de luchtfrequentie toe aan de ontvangers (in de opmerkingen van het eerste deel werden de Tecsun PL-660 of PL-680 aanbevolen). Maar uiteraard is het gebruik van meer gespecialiseerde apparatuur (bijvoorbeeld AOR- of Icom-ontvangers) veel wenselijker — ze hebben een ruisonderdrukking (geluid stopt wanneer er geen signaal is en er geen constante ruis is) en een hogere scansnelheid.
Elke grote luchthaven gebruikt behoorlijk wat frequenties, ter illustratie, hier zijn de frequenties van de luchthaven Pulkovo, gehaald van de website radioscanner:
Overigens kan je online de talkshows vanuit verschillende Russische steden (Moskou, St. Petersburg, Chelyabinsk en enkele andere) beluisteren op .
Voor ons is het digitale protocol (Aircraft Communications Addressing and Reporting System). De signalen worden uitgezonden op de frequenties 131.525 en 131.725 MHz (Europese standaard, de frequenties kunnen variëren in verschillende regio's ). Dit zijn digitale pakketten met een bitrate van 2400 of 1200 bps, waarmee piloten berichten kunnen uitwisselen met de luchtverkeersleiding. Voor decodering in MultiPSK moet je de instellingen op AM-signaal zetten (een SDR-ontvanger is vereist, omdat de signaalbandbreedte meer dan 5 kHz is) en het geluid omleiden met behulp van Virtual Audio Card.
Het resultaat wordt weergegeven op de schermafbeelding.
Het ACARS-signaalformaat is vrij eenvoudig en kan worden bekeken met het programma SA Free. Hiervoor hoeft u alleen maar een fragment van de opname te openen, en we zullen zien dat de 'binnenkant' van de AM-opname in feite frequentiemodulatie bevat.
Vervolgens, door een frequentiedetector op de opname toe te passen, krijgen we eenvoudig de bitstream. In de praktijk zullen we dit waarschijnlijk niet doen, omdat er al lange tijd kant-en-klare programma's zijn voor het decoderen van ACARS.
Meteorologische satellieten van NOAA
Door naar de gesprekken van piloten te luisteren, kunnen we nog hoger gaan - de ruimte in. Waarin de meteorologische satellieten voor ons interessant zijn. , en , die afbeeldingen van het aardoppervlak verzenden op frequenties van 137.620, 137.9125 en 137.100 MHz. Het signaal kan worden gedecodeerd met behulp van het programma .
De ontvangen afbeelding kan er ongeveer zo uitzien (foto van de website radioscanner):
Helaas (je kunt de natuurwetten niet bedriegen, en de aarde is rond, hoewel niet iedereen dat gelooft), is het signaal van de satelliet alleen te ontvangen wanneer deze boven ons vliegt, en niet altijd zijn deze vluchten op een handige tijd en hoek boven de horizon. Vroeger was het nodig om het programma te installeren (een programma dat al sinds 2001 bestaat); tegenwoordig is het gemakkelijker om dit online te doen via de links , en respectievelijk.
Satellietsignalen zijn vrij luid en zijn praktisch op elke antenne en op elke ontvanger te horen. Maar om de afbeelding in goede kwaliteit te ontvangen, is een speciale antenne en een goed uitzicht op de horizon wel wenselijk. Geïnteresseerden kunnen een bekijken of lezen. Persoonlijk had ik niet de geduld om het af te maken, maar anderen hebben misschien meer geluk.
Pagingberichten FLEX/POCSAG
Of de pagingcommunicatie voor zakelijke klanten in Rusland nog steeds werkt, weet ik niet, in Europa functioneert deze echter goed en wordt deze gebruikt door brandweer, politie en verschillende diensten.
Signalen van FLEX en POCSAG kunnen worden ontvangen met HDSDR en Virtual Audio Cable, voor decodering wordt het programma gebruikt. Het is ontwikkeld in 2004, en de interface is overeenkomstig, maar vreemd genoeg werkt het nog steeds perfect.
Er is ook een decoder multimon-ng, die onder Linux werkt, en de broncode is beschikbaar . Er was ook een apart artikel over het POCSAG-verzendprotocol, geïnteresseerden kunnen dit .
Sleutels / draadloze schakelaars
Boven de frequentie van 433 MHz bevinden zich talloze verschillende apparaten — draadloze schakelaars en stopcontacten, deurbelletjes, bandendruksensoren van auto's, en meer.
Dit zijn vaak goedkope Chinese apparaten met de simpelste modulatie. Er is geen encryptie aanwezig en er wordt gebruikgemaakt van een eenvoudige binaire code (OOK — on-off keying). De decodering van dergelijke signalen is besproken in . We kunnen gebruikmaken van de bestaande decoder rtl_433, die je kunt downloaden .
. Door het programma te starten, kun je verschillende apparaten zien en (als er bijvoorbeeld een parkeerplaats in de buurt is) de bandendruk van de auto van de buurman achterhalen. De praktische betekenis hiervan is beperkt, maar vanuit een puur wiskundig perspectief is het best interessant — de protocollen van deze signalen zijn eenvoudig te decoderen.
Overigens, degenen die dergelijke draadloze schakelaars kopen, moeten zich realiseren dat ze totaal niet beveiligd zijn, en theoretisch kan je hacker-buurman met een HackRF of een gelijkwaardig apparaat je licht in de toiletruimte op het slechtste moment uitschakelen of iets dergelijks doen. Persoonlijk maak ik me er niet druk om, maar als veiligheid een punt van zorg is, zijn er serieuzere en duurdere apparaten met volledige sleutels en authenticatie (Z-Wave, Philips Hue, enz.).
TETRA
(Terrestrial Trunked Radio) — is een professioneel bedrijfssysteem voor radiocommunicatie met behoorlijke mogelijkheden (groepsoproepen, encryptie, samenvoegen van netwerken, enz.). En de signalen ervan, als ze niet versleuteld zijn, kunnen ook worden ontvangen met behulp van een computer en SDR-ontvanger.
De TETRA-decoder voor Linux bestaat al , maar de configuratie ervan was verre van triviaal, en ongeveer een jaar geleden heeft een Russische programmeur een voor SDR# gemaakt. Nu kan deze taak bijna letterlijk met twee klikken worden uitgevoerd; het programma maakt het mogelijk om systeeminformatie weer te geven, spraakberichten te beluisteren, statistieken te verzamelen, enz.
De plugin implementeert niet alle mogelijkheden van de standaard, maar de basisfuncties werken meer of minder.
Volgens Wikipedia kan Tetra worden gebruikt in ambulances, politie, op spoorvervoer, enz. Wat betreft de verspreiding ervan in Rusland is mij niet bekend (het lijkt erop dat het Tetra-netwerk werd gebruikt tijdens het WK 2018, maar dat is niet zeker), geïnteresseerden kunnen het zelf controleren — Tetra-signalen zijn gemakkelijk herkenbaar en hebben een breedte van 25 kHz, zoals te zien is op de screenshot.
Natuurlijk, als er encryptie in het netwerk is ingeschakeld (die mogelijkheid bestaat bij Tetra), zal de plugin niet werken — in plaats van spraak hoor je alleen maar 'gebubbel'.
ADSB
Laten we nog hoger in frequentie gaan, op 1,09 GHz worden signalen van transponders van luchtvaartuigen verzonden, zodat websites zoals FlightRadar24 passerende vliegtuigen kunnen tonen. Dit protocol is eerder al behandeld, dus ik zal hier niet herhalen (de artikellengte is al behoorlijk groot), geïnteresseerden kunnen het lezen. en gedeelten.
Conclusie
Zoals te zien is, kan je zelfs met een ontvanger van $30 veel interessante dingen in de lucht vinden. Ik ben er zeker van dat hier veel meer is opgesomd dan ik heb vermeld, en dat ik waarschijnlijk iets ben vergeten of niet weet. Geïnteresseerden kunnen het zelf proberen — dit is een goede manier om beter te begrijpen hoe een bepaald systeem werkt.
Ik heb amateurcommunicatie niet overwogen, hoewel die ook op VHF bestaat, maar het artikel gaat toch over professionele communicatie.
P.S.: Speciaal voor kunnen we opmerken dat er al ongeveer 50 jaar niets echt vertrouwelijks in de open ether wordt verzonden, dus vanuit dat 'oogpunt' is het niet de moeite waard om tijd en geld te besteden. Maar vanuit het oogpunt van het bestuderen van communicatieprincipes en verschillende technische systemen is het inzicht krijgen in de echte werking van echte netwerken zeer interessant en leerzaam.
Bron: habr.com
