Cześć Habr.
W już XXI wieku wydaje się, że można przesyłać dane w jakości HD nawet na Marsa. Jednak nadal w eterze radiowym działa wiele ciekawych urządzeń i można usłyszeć wiele interesujących sygnałów.
Nie sposób oczywiście omówić ich wszystkich, spróbujmy wybrać najciekawsze, które można odebrać i zdekodować samodzielnie przy pomocy komputera. Do odbioru sygnałów skorzystamy z holenderskiego odbiornika online. , dekodera MultiPSK oraz programu Virtual Audio Cable.
Dla wygody rozważania będziemy podawać sygnały według rosnącej częstotliwości. Stacje nadawcze pominę, są nudne i banalne, a zainteresowani mogą sami posłuchać Radia Chin w AM. Przejdźmy do ciekawszych sygnałów.
Sygnały wskazujące czas
Na częstotliwości 77,5 kHz (pasmo fal długich) przesyłane są sygnały wskazujące czas z niemieckiej stacji DCF77. O tym już była , więc można jedynie krótko powtórzyć, że jest to prosty sygnał w amplitudowej modulacji — różnymi długościami kodowane są „1” i „0”, w rezultacie w ciągu jednej minuty odbierany jest 58-bitowy kod.
130-140 kHz — telemetria sieci elektrycznych
Na tych częstotliwościach, jeśli wierzyć , przesyłane są sygnały sterujące sieciami elektrycznymi w Niemczech.
Sygnał jest dość silny i według relacji, odbierany jest nawet w Australii. Można go zdekodować w MultiPSK, ustawiwszy parametry jak pokazano na zrzucie ekranu.
Na wyjściu otrzymujemy pakiety danych, których struktura jest oczywiście nieznana, chętni mogą eksperymentować i zajmować się analizą w wolnym czasie. Technicznie sam sygnał jest bardzo prosty, metoda nazywa się FSK (Frequency Shift Keying) i polega na formowaniu sekwencji bitów przez zmianę częstotliwości nadawania. Ten sam sygnał w postaci widma — bity można policzyć nawet ręcznie.
Meteoteleskop
Na wyżej wymienionym widmie, tuż obok, na częstotliwości 147 kHz widoczny jest inny sygnał. Jest to (również niemiecka) stacja DWD (Deutscher Wetterdienst), przesyłająca raporty pogodowe dla statków. Oprócz tej częstotliwości, sygnały przesyłane są również na 11039 i 14467 kHz.
Wynik dekodowania pokazany jest na zrzucie ekranu.
Zasada kodowania teletype jest taka sama, jak FSK, interesującym elementem jest kodowanie tekstu. Jest to kod 5-bitowy, przy pomocy , i ma praktycznie 100-letnią historię.
Wygląda na to, że podobny kod był używany również w perforowanych taśmach, a teletypy wysyłające prognozy pogody działają gdzieś od lat 60-tych, jak można zauważyć, do dzisiaj. Oczywiście, na prawdziwym statku sygnał nie jest dekodowany za pomocą komputera — istnieją specjalne odbiorniki, które rejestrują sygnał i wyświetlają go na ekranie.
Ogólnie rzecz biorąc, nawet przy istnieniu komunikacji satelitarnej i Internetu, przesył danych w ten sposób wciąż pozostaje prostym, niezawodnym i tanim środkiem. Choć naturalnie można przypuszczać, że kiedyś te systemy także odejdą w zapomnienie i zostaną całkowicie zastąpione cyfrowymi usługami. Dlatego nie należy zbyt długo zwlekać z odbiorem podobnych sygnałów.
Meteofaks
Kolejny legacy sygnał z niemal tak samo długą historią. W tym sygnale obraz przesyłany jest w formie analogowej z prędkością 120 linii na minutę (są też inne wartości, na przykład 60 lub 240 LPM), do kodowania jasności używana jest modulacja częstotliwości — jasność każdego punktu obrazu jest proporcjonalna do zmiany częstotliwości. Tak prosty schemat umożliwiał przesyłanie obrazów już w czasach, kiedy o „sygnałach cyfrowych” mało kto słyszał.
Popularną w europejskiej części i wygodną do odbioru stacją jest wspomniana niemiecka stacja DWD (Deutche Wetterdienst), która przesyła komunikaty na częstotliwościach 3855, 7880 i 13882 kHz. Inną organizacją, której faksy można z łatwością odebrać, jest brytyjskie Joint Operational Meteorology and Oceanography Centre, które transmituje sygnały na częstotliwościach 2618, 4610, 6834, 8040, 11086, 12390 i 18261 kHz.
Aby odebrać sygnały HF Faks, należy używać trybu odbiornika USB, do dekodowania można używać MultiPSK. Wynik odbioru przez odbiornik websdr jest pokazany na rysunku:
Ten obrazek został odebrany podczas pisania tekstu. Warto zauważyć, że pionowe linie zjechały — protokół jest analogowy, a precyzja synchronizacji jest tutaj kluczowa, nawet niewielkie opóźnienia dźwięku powodują przesunięcie obrazu. Przy użyciu „prawdziwego” odbiornika taki efekt nie wystąpi.
Oczywiście, jak w przypadku meteoteletypów, na statkach nikt nie dekoduje faksów za pomocą komputera — istnieją wyspecjalizowane odbiorniki (przykład obrazka z początku artykułu), które wykonują całą pracę automatycznie.
STANAG 4285
Przyjrzyjmy się teraz nowoczesnemu standardowi transmisji danych na krótkich falach — modemowi Stanag 4285. Format ten został opracowany dla NATO i występuje w różnych wariantach. Bazuje na modulacji fazowej, parametry sygnału mogą się różnić, co można zobaczyć w tabeli; prędkość może wynosić od 75 do 2400 bitów/s. Może to wydawać się mało, ale biorąc pod uwagę środowisko transmisji — krótkie fale, z ich zanikami i zakłóceniami, jest to całkiem dobry wynik.
Program MultiPSK może dekodować STANAG, ale w 95% przypadków wynikiem dekodowania będzie jedynie "śmieć" — sam format dostarcza jedynie bitowego protokołu na najniższym poziomie, a same dane mogą być zaszyfrowane lub mieć własny format. Niektóre sygnały można jednak dekodować, na przykład zaprezentowany poniżej zapis na częstotliwości 8453 kHz. Nie udało mi się dekodować jakiegokolwiek sygnału przez odbiornik websdr, najwyraźniej transmisja online narusza strukturę danych. Chętni mogą pobrać plik z rzeczywistego odbiornika pod linkiem . Wyniki dekodowania w MultiPSK są pokazane na zrzucie ekranu poniżej. Jak widać, prędkość dla tego nagrania wynosi 600 bps, jako zawartość najwyraźniej przesyłany jest plik tekstowy.
Ciekawe, że jak można zobaczyć na panoramie, takich sygnałów w eterze jest naprawdę bardzo wiele:
Oczywiście, nie wszystkie z nich mogą należeć dokładnie do STANAG — na podobnych zasadach działają także inne protokoły. Na przykład, można przedstawić analizę sygnału .
Jak w przypadku innych omawianych sygnałów, do rzeczywistego odbioru i transmisji używane są specjalistyczne urządzenia. Na przykład dla modemu pokazanym na zdjęciu zgłoszono prędkość od 75 do 9600 bps przy szerokości pasma sygnału 3 kHz.
Prędkość 9600, oczywiście, nie jest zbyt imponująca, ale biorąc pod uwagę, że sygnały mogą być transmitowane nawet z dżungli lub z okrętu na oceanie, i nie trzeba płacić operatorowi za ruch, to nie jest tak źle.
Przyjrzyjmy się zresztą uważniej panoramie powyżej. Po lewej widzimy… tak, starą dobrą alfabet Morze. A więc przechodzimy do następnego sygnału.
Kod Morse'a (CW)
Na częstotliwości 8423 kHz słyszymy właśnie to. Sztuka odbioru słuchowego alfabetu Morse'a jest obecnie praktycznie zapomniana, dlatego skorzystamy z MultiPSK (choć dekoduje dość słabo, program CW Skimmer radzi sobie znacznie lepiej).
Jak widać, przekazywany jest powtarzający się tekst DE SVO, jeśli można w to wierzyć. , stacja znajduje się w Grecji.
Oczywiście, takich sygnałów jest już mało, ale wciąż istnieją. Na przykład, można podać stację na 4331 kHz, przesyłającą powtarzające się sygnały 'VVV DE E4X4XZ'. Jak podpowiada Google, stacja należy do izraelskiej marynarki wojennej. Czy na tej częstotliwości nadaje coś jeszcze? Odpowiedź nie jest znana, chętni mogą posłuchać i sprawdzić to samodzielnie.
The Buzzer (УВБ-76)
Na końcu naszego rankingu znajduje się najbardziej prawdopodobnie znany sygnał — znany zarówno w Rosji, jak i poza nią, sygnał na częstotliwości 4625 kHz.
Sygnał jest używany do powiadamiania wojsk i składa się z powtarzających się dźwięków, w przerwach między którymi czasami przekazywane są kodowe frazy z szyfrowanego notatnika (abstrakcyjne słowa typu 'KROLIST' lub 'BRAMIRKA'). Niektórzy twierdzą, że widzieli takie odbiorniki w wojskowych biurach rekrutacyjnych, inni mówią, że to część systemu 'martwej ręki', w każdym razie sygnał stanowi mekka dla miłośników Stalkera, teorii spiskowych, 'zimnej wojny' i tak dalej. Chętni mogą wpisać 'УВБ-76' w wyszukiwarkę, z pewnością interesująca lektura na wieczór jest gwarantowana (aczkolwiek nie należy wszystkiemu napisanemu podchodzić zbyt poważnie). W każdym razie system jest dość ciekawy, już chociażby dlatego, że działa do teraz od czasów 'zimnej wojny', chociaż trudno powiedzieć, czy jest to Komuś teraz potrzebne.
Zakończenie
Ta lista z pewnością nie jest pełna. Za pomocą odbiornika radiowego można usłyszeć (a właściwie zobaczyć) sygnały łączności z okrętami podwodnymi, radary horyzontalne, szybko zmieniające się sygnały frequency hopping i wiele innych.
Oto przykład zdjęcia zrobionego właśnie teraz na częstotliwości 8 MHz, na którym można policzyć przynajmniej 5 sygnałów różnych typów.
Czym one są — często nie wiadomo, przynajmniej w otwartych źródłach można znaleźć daleko nie wszystko (choć są takie strony jak i ). Badanie takich sygnałów jest interesujące zarówno z matematycznego, programistycznego i OSI, jak i po prostu jako sposób na poznanie czegoś nowego o otaczającym świecie.
Interesujące jest również to, że mimo rozwoju Internetu i komunikacji, radio nie tylko nie traci na znaczeniu, ale wręcz przeciwnie — możliwość przesyłania danych bezpośrednio od nadawcy do odbiorcy, bez cenzury, kontroli ruchu i śledzenia pakietów, może stać się (choć miejmy nadzieję, że się nie stanie) znowu aktualna…
Źródło: habr.com
