Olá Habr.
Estamos no século 21, e seria de se esperar que os dados pudessem ser transmitidos em qualidade HD até para Marte. No entanto, ainda existem muitos dispositivos interessantes operando no rádio, e podemos ouvir muitos sinais interessantes.
É impossível analisar todos eles, então tentaremos selecionar os mais interessantes, aqueles que podem ser recebidos e decodificados por conta própria com a ajuda de um computador. Para a recepção de sinais, usaremos um receptor online holandês. , um decodificador MultiPSK e o programa Virtual Audio Cable.
Para facilitar a análise, iremos apresentar os sinais em ordem crescente de frequência. Não abordarei estações de radiodifusão, isso é entediante e banal; aqueles que desejam ouvir a Rádio China em AM podem fazê-lo sozinhos. Vamos passar para sinais mais interessantes.
Sinais de hora exata
Na frequência de 77.5kHz (faixa de ondas longas) são transmitidos sinais de hora exata da estação alemã DCF77. Já houve , então podemos apenas repetir rapidamente que este é um sinal de estrutura simples em modulação de amplitude — '1' e '0' são codificados em diferentes durações, resultando em um código de 58 bits recebido em um minuto.
130-140kHz — telemetria de redes elétricas
Nessas frequências, se acreditarmos no , sinais de controle das redes elétricas da Alemanha são transmitidos.
O sinal é bastante forte e, segundo relatos, pode ser recebido até na Austrália. Pode ser decodificado no MultiPSK, se os parâmetros forem ajustados como mostrado na captura de tela.
No final, receberemos pacotes de dados, cuja estrutura, evidentemente, é desconhecida; aqueles que desejam podem experimentar e analisar no seu tempo livre. Tecnicamente, o próprio sinal é muito simples; o método é chamado FSK (Frequency Shift Keying) e consiste na formação de uma sequência de bits através da mudança da frequência de transmissão. O mesmo sinal, em forma de espectro — os bits podem ser contados até manualmente.
Meteotelegráfico
No espectro acima, bem próximo, na frequência de 147kHz, vê-se outro sinal. Esta é a estação DWD (Deutscher Wetterdienst), transmitindo relatórios meteorológicos para navios. Além desta frequência, sinais também são transmitidos em 11039 e 14467kHz.
O resultado da decodificação está mostrado na captura de tela.
O princípio de codificação do teletipo é o mesmo, FSK, o que interessa aqui é a codificação do texto. É de 5 bits, através do , e possui uma história de quase 100 anos.
Parece que um código semelhante era utilizado em fitas perfuradas, enquanto os teletipos enviam informações meteorológicas desde os anos 60, e como podemos ver, ainda funcionam até hoje. Evidentemente, em um navio real, o sinal não é decodificado por meio de computador — existem receptores especiais que gravam o sinal e o exibem na tela.
De modo geral, mesmo com a presença de comunicação via satélite e Internet, a transmissão de dados dessa forma continua sendo um método simples, confiável e barato. Claro, pode-se supor que algum dia esses sistemas também entrarão para a história e serão substituídos por serviços totalmente digitais. Portanto, aqueles que desejam receber tal sinal não devem demorar muito.
Meteorofax
Outro sinal legado com uma história quase tão antiga. Nesse sinal, a imagem é transmitida em forma analógica a uma velocidade de 120 linhas por minuto (existem outros valores, como 60 ou 240 LPM), para codificar o brilho, utiliza-se modulação de frequência — o brilho de cada ponto da imagem é proporcional à mudança de frequência. Esse esquema simples permitia a transmissão de imagens em tempos em que poucos ouviam falar de "sinais digitais".
Popular na parte europeia e conveniente para recebimento é a estação alemã DWD (Deutche Wetterdienst), que transmite mensagens nas frequências de 3855, 7880 e 13882 kHz. Outra organização cujos fax são fáceis de receber é o Joint Operational Meteorology and Oceanography Centre britânico, que transmite sinais nas frequências de 2618, 4610, 6834, 8040, 11086, 12390 e 18261 kHz.
Para receber sinais de HF Fax, é necessário usar o modo USB do receptor, para a decodificação pode-se usar o MultiPSK. O resultado da recepção através de um receptor websdr é mostrado na imagem:
Esta imagem foi recebida enquanto o texto estava sendo escrito. Nota-se, aliás, que as linhas verticais se deslocaram — o protocolo é analógico, e a precisão da sincronização aqui é crítica, até mesmo pequenos atrasos de som causam deslocamento na imagem. Ao usar um receptor "real", esse efeito não ocorrerá.
Naturalmente, como no caso do meteoroteletipo, em navios ninguém decodifica faxes por meio de computador — existem receptores especializados (exemplo da imagem no início do artigo), que fazem todo o trabalho automaticamente.
STANAG 4285
Vamos agora considerar um padrão de transmissão de dados mais moderno em ondas curtas — o modem Stanag 4285. Este formato foi desenvolvido para a NATO e existe em várias versões. Ele é baseado na modulação por fase, e os parâmetros do sinal podem variar. Como pode ser visto na tabela, a velocidade pode variar de 75 a 2400 bits/s. Isso pode parecer pouco, mas considerando o meio de transmissão — ondas curtas, com suas interrupções e ruídos, é um resultado bastante bom.
O programa MultiPSK pode decodificar STANAG, mas em 95% dos casos o resultado da decodificação será apenas 'lixo' — o próprio formato fornece apenas um protocolo de baixo nível bit a bit, e os dados podem estar criptografados ou ter um formato próprio. No entanto, alguns sinais podem ser decodificados, por exemplo, a gravação abaixo na frequência de 8453 kHz. Não consegui decodificar nenhum sinal através de um receptor websdr, aparentemente a transmissão online ainda prejudica a estrutura dos dados. Os interessados podem baixar o arquivo de um receptor real pelo link . Os resultados da decodificação no MultiPSK estão mostrados na captura de tela abaixo. Como pode ser visto, a velocidade para esta gravação é de 600 bps e, aparentemente, um arquivo de texto está sendo transmitido.
É interessante notar que, como pode ser visto na panorâmica, existem realmente muitos desses sinais no ar:
É claro que nem todos eles pertencem ao STANAG — existem outros protocolos que operam em princípios semelhantes. Por exemplo, podemos analisar o sinal .
Assim como no caso de outros sinais discutidos, dispositivos especializados são usados para a recepção e transmissão reais. Por exemplo, para o modem mostrado na foto é anunciada uma velocidade de 75 a 9600 bps com uma largura de faixa de sinal de 3 kHz.
Uma velocidade de 9600, é claro, não é muito impressionante, mas considerando que os sinais podem ser transmitidos até mesmo de selvas ou de um navio no oceano, sem pagar nada ao operador de telecomunicações, não está tão ruim assim.
Vamos dar uma olhada mais de perto na panorâmica acima. À esquerda, vemos... certo, o velho e bom código Morse. Então, vamos passar para o próximo sinal.
Código Morse (CW)
Na frequência de 8423KHz, ouvimos exatamente ele. A arte de ouvir o código Morse está praticamente perdida, por isso vamos usar o MultiPSK (embora a decodificação não seja das melhores, o programa CW Skimmer se sai muito melhor).
Como pode ser visto, está sendo transmitido um texto repetitivo DE SVO, se acreditarmos , a estação está localizada na Grécia.
Claro, tais sinais são raros, mas ainda existem. Como exemplo, podemos citar uma estação que opera há muito tempo na frequência de 4331KHz, transmitindo sinais repetitivos 'VVV DE E4X4XZ'. Como sugere o Google, a estação pertence à Marinha de Israel. Algo mais é transmitido nesta frequência? A resposta é desconhecida; os interessados podem ouvir e verificar por conta própria.
The Buzzer (УВБ-76)
Fechando nosso top, está provavelmente o sinal mais conhecido — famoso tanto na Rússia quanto fora dela, transmitido na frequência de 4625KHz.
O sinal é utilizado para alerta das tropas e consiste em bipes repetitivos, durante os quais às vezes são transmitidas frases codificadas de um bloco de cifras (palavras abstratas como 'КРОЛИСТ' ou 'БРАМИРКА'). Alguns afirmam ter visto esses receptores nas juntas de mobilização, outros dizem que faz parte do sistema 'mão morta'. Em suma, o sinal é um paraíso para os fãs de Stalker, teorias da conspiração, 'Guerra Fria' e outras coisas afins. Os interessados podem pesquisar por 'УВБ-76' e garanto que uma leitura interessante para a noite está garantida (porém, não se deve levar tudo o que é escrito a sério). Ao mesmo tempo, o sistema é bastante interessante, ao menos por funcionar até os dias de hoje desde a 'Guerra Fria', embora seja difícil dizer se alguém realmente precisa disso agora.
Conclusão
Esta lista certamente não é completa. Com um receptor de rádio, é possível ouvir (ou melhor, ver) sinais de comunicação com submarinos, radares de longo alcance, sinais de mudança rápida de frequência, e muito mais.
Aqui está um exemplo de uma imagem feita agora na frequência de 8MHz, onde podemos contar pelo menos 5 sinais de diferentes tipos.
O que eles representam — muitas vezes não se sabe, pelo menos, não é possível encontrar tudo nas fontes abertas (embora existam sites como e ). Estudar esses sinais é interessante tanto do ponto de vista matemático, de programação e de COD, quanto simplesmente como uma forma de aprender algo novo sobre o mundo ao nosso redor.
É curioso que, apesar do desenvolvimento da Internet e das comunicações, o rádio não só não perdeu posições, como talvez, ao contrário, a possibilidade de transmissão de dados diretamente do remetente ao destinatário, sem censura, controle de tráfego e rastreamento de pacotes, pode se tornar (embora esperemos que não se torne) relevante novamente…
Fonte: habr.com
