Olá, Habr.
Em Foram descritos alguns sinais que podem ser recebidos em ondas longas e curtas. Não menos interessante é a faixa de VHF, na qual também se pode encontrar algo interessante.
Assim como na primeira parte, serão considerados os sinais que podem ser decodificados por conta própria com o uso de um computador. Para aqueles que estão curiosos sobre como isso funciona, a continuação está abaixo.
Na primeira parte, utilizamos um para receber ondas longas e curtas. Infelizmente, para VHF não existem serviços semelhantes - a faixa de frequências é grande demais. Portanto, quem desejar repetir os experimentos descritos abaixo terá que adquirir seu próprio receptor; entre os mais baratos, podemos mencionar o , que pode ser adquirido por 30$. Este receptor cobre uma faixa de até 1,7 GHz, todos os sinais descritos a seguir foram recebidos exatamente através dele.
Então, vamos começar. Assim como na primeira parte, os sinais serão considerados em ordem crescente de frequência.
Rádio FM
O próprio rádio FM provavelmente não surpreenderá ninguém, mas nós estaremos interessados no RDS. A presença do RDS (Radio Data System) permite a transmissão de dados digitais "dentro" do sinal FM. O espectro do sinal da estação FM após a demodulação é assim:
Na frequência de 19 kHz está localizado o tom piloto, e na sua frequência triplicada, 57 kHz, é transmitido o sinal RDS. No oscilograma, se ambos os sinais forem exibidos juntos, isso aparece mais ou menos assim:
Aqui, através da modulação em fase, um sinal de baixa frequência de 1187,5 Hz está codificado (a propósito, a frequência de 1187,5 Hz também não foi escolhida aleatoriamente - é a frequência de 19 kHz do tom piloto dividida por 16). Em seguida, após a decodificação bit a bit, os pacotes de dados, que são bastante variados, são interpretados - além de texto, por exemplo, podem ser transmitidas frequências alternativas de transmissão da estação de rádio, e ao entrar em outra área, o receptor pode automaticamente sintonizar na nova frequência.
Receber os dados RDS das estações locais pode ser feito com o programa . Ele pode ser conectado via HDSDR, se for escolhida a modulação FM, largura do sinal de 120 kHz e taxa de bits de 192 kHz, como mostrado na imagem.
Depois, basta redirecionar o sinal usando o Virtual Audio Cable do HDSDR para o RDS Spy (nas configurações do VAC também é necessário indicar a taxa de bits de 192 kHz). Se tudo estiver feito corretamente, veremos todas as informações sobre o RDS, muito mais do que mostraria um receptor de rádio doméstico comum:
Além do FM, também é possível decodificar DAB+, sobre isso foi mencionado . Na Rússia, ainda não está em funcionamento, mas em outros países pode ser relevante.
Banda Aérea
Historicamente, na aviação utiliza-se modulação em amplitude (AM) e a faixa de frequência de 118-137 MHz. As comunicações entre pilotos e controladores não são criptografadas, e qualquer um pode escutá-las. Há cerca de 20 anos, para isso, eram “adaptados” rádios baratos chineses — bastava ajustar as bobinas do misturador, e a faixa mudava, se tivesse sorte, para frequências mais altas. Os interessados em “arqueologia digital” podem ler a discussão de 2004. Posteriormente, os fabricantes chineses atenderam os usuários e simplesmente adicionaram a faixa Air aos receptores (nos comentários da primeira parte, recomendaram o Tecsun PL-660 ou PL-680). Mas, claro, o uso de dispositivos mais especializados (como receptores AOR, Icom) é mais preferível — eles possuem supressores de ruído (o som é desligado quando não há sinal e não há chiado constante) e uma maior velocidade de varredura de frequências.
Cada grande aeroporto utiliza várias frequências. Aqui estão, por exemplo, as frequências do aeroporto de Pulkovo, retiradas do site radioscanner:
Por sinal, é possível escutar transmissões de comunicações de várias cidades russas (Moscou, São Petersburgo, Chelyabinsk e algumas outras) online em .
Para nós, na banda aérea, o protocolo digital que nos interessa é (Aircraft Communications Addressing and Reporting System). Seus sinais são transmitidos nas frequências de 131.525 e 131.725 MHz (padrão europeu, as frequências podem variar de região para região O resultado é mostrado na captura de tela.
O formato dos sinais ACARS é bastante simples e pode ser visualizado no programa SA Free. Para isso, basta abrir um fragmento da gravação e veremos que, dentro da gravação AM, na verdade, existe modulação de frequência.
O formato dos sinais ACARS é bastante simples e pode ser visualizado no programa SA Free. Para isso, basta abrir um fragmento da gravação e veremos que "dentro" das gravações AM, na verdade, está contida a modulação de frequência.
Em seguida, aplicando um detector de frequência à gravação, obtemos facilmente um fluxo de bits. Na prática, é improvável que precisemos fazer isso, pois programas prontos para decodificar ACARS já estão disponíveis há muito tempo.
Satélites meteorológicos NOAA
Ao ouvir as comunicações dos aviadores, podemos alcançar ainda maiores alturas — no espaço. Onde, para nós, os satélites meteorológicos são interessantes , e , que transmitem imagens da superfície da Terra nas frequências de 137.620, 137.9125 e 137.100MHz. O sinal pode ser decodificado usando o programa .
A imagem recebida pode parecer aproximadamente assim (foto do site radioscanner):
Infelizmente (as leis da física não podem ser enganadas, e a Terra é redonda, embora nem todos acreditem nisso), é possível receber o sinal do satélite apenas quando ele passa sobre nós, e nem sempre essas passagens têm horários e ângulos convenientes sobre o horizonte. Antigamente, para saber o dia e hora da próxima passagem, era necessário usar o programa (um programa veterano, existente desde 2001), agora é mais fácil fazer isso online pelos links , e respectivamente.
O sinal dos satélites é bastante forte e pode ser ouvido por praticamente qualquer antena e receptor. Porém, para receber uma imagem com boa qualidade, ainda é desejável uma antena específica e uma boa visão do horizonte. Os interessados podem ver ou ler . Pessoalmente, eu não tive paciência para levar isso até o final, mas outros podem ter mais sorte.
Mensagens paginadas FLEX/POCSAG
Não sei se a comunicação por rádio de pagers ainda funciona para clientes corporativos na Rússia, mas na Europa ela ainda opera plenamente, sendo utilizada por bombeiros, polícia e diversos serviços.
Os sinais FLEX e POCSAG podem ser recebidos usando HDSDR e Virtual Audio Cable, e a decodificação é feita pelo programa . Este foi criado em 2004, e a interface é correspondente, mas, curiosamente, ainda funciona muito bem.
Também existe um decodificador chamado multimon-ng, operando sob Linux, e seu código-fonte está disponível . Houve também um artigo separado sobre o protocolo de transmissão POCSAG, os interessados podem consultá-lo .
Chaves/interruptores sem fio
Ainda mais acima na frequência, em 433MHz, existe uma infinidade de dispositivos variados — interruptores e tomadas sem fio, campainhas, sensores de pressão dos pneus dos automóveis, e assim por diante.
Estes são muitas vezes dispositivos chineses baratos com modulação simples. Não há nenhuma criptografia, e é utilizado um código binário simples (OOK — on-off keying). A decodificação desses sinais foi abordada em . Podemos usar um decodificador pronto, que pode ser baixado .
Ao executar o programa, é possível ver vários dispositivos e (caso haja um estacionamento próximo) saber, por exemplo, a pressão dos pneus do carro do vizinho. Praticamente, isso tem pouco sentido, mas do ponto de vista matemático, é bastante interessante — os protocolos desses sinais são simples de decodificar.
Aliás, aqueles que compram esses interruptores sem fio devem considerar que eles não têm nenhuma proteção, e teoricamente, seu vizinho hacker com um dispositivo HackRF ou equivalente pode desligar suas luzes no banheiro no momento mais inconveniente ou fazer algo semelhante. Pessoalmente, não me preocupo com isso, mas se a segurança for uma preocupação relevante, pode-se usar dispositivos mais sérios e caros com chaves completas e autenticação (Z-Wave, Philips Hue, etc.).
TETRA
(Terrestrial Trunked Radio) é um sistema profissional de comunicação de rádio corporativa com capacidades bastante grandes (chamadas em grupo, criptografia, fusão de várias redes, etc.). E seus sinais, se não forem criptografados, também podem ser recebidos por meio de um computador e receptor SDR.
O decodificador TETRA para Linux existe , mas sua configuração não era nada trivial, e cerca de um ano atrás, um programador russo criou para SDR#. Agora, essa tarefa pode ser realizada quase literalmente em dois cliques, o programa permite exibir informações sobre o sistema, ouvir mensagens de voz, coletar estatísticas, etc.
O plugin não implementa todas as funcionalidades do padrão, mas as funções principais mais ou menos funcionam.
De acordo com a Wikipedia, TETRA pode ser usado em ambulâncias, polícia, em ferrovias, etc. Sobre sua disseminação na Rússia, não sei muito (parece que a rede TETRA foi usada na Copa do Mundo de 2018, mas isso não é certo), interessados podem verificar por conta própria — os sinais TETRA são facilmente reconhecíveis e têm uma largura de 25 kHz, como pode ser visto na captura de tela.
É claro que, se a rede tiver criptografia ativada (esse recurso está disponível no Tetra), o plugin não funcionará — em vez de voz, haverá apenas "gorgolejos".
ADSB
Subindo ainda mais na frequência, em 1,09 GHz, são transmitidos sinais de transponders de aeronaves, o que permite que sites como o FlightRadar24 mostrem aviões que estão passando. Este protocolo já foi discutido anteriormente, então não vou repetir aqui (o artigo já ficou extenso), aqueles que desejarem podem ler e as partes.
Conclusão
Como pode ser visto, mesmo com um receptor de 30$, é possível encontrar muitas coisas interessantes no ar. Tenho certeza de que o que foi listado aqui não é tudo, e que talvez eu tenha perdido ou não conheça algo. Aqueles que desejarem podem tentar sozinhos — é uma boa maneira de entender melhor o princípio de funcionamento de um ou outro sistema.
Não considerei a comunicação radioamadora, embora exista também em VHF, mas o artigo é sobre comunicação profissional.
P.S.: Especialmente para vale ressaltar que nada realmente secreto é transmitido no ar aberto há provavelmente 50 anos, então, sob essa perspectiva, não vale a pena gastar tempo e dinheiro. Mas, do ponto de vista de estudar os princípios de comunicação e diferentes sistemas de engenharia, conhecer o funcionamento real de redes reais é bastante interessante e educativo.
Fonte: habr.com
