Olá, Habr.
Já estamos no século 21 e parece que os dados podem ser transmitidos em qualidade HD até mesmo para Marte. No entanto, ainda existem muitos dispositivos interessantes operando no rádio e muitos sinais interessantes podem ser ouvidos.
Claro que não é realista considerar todos eles, vamos tentar escolher os mais interessantes, aqueles que podem ser recebidos e decodificados de forma independente por meio de um computador. Para receber sinais usaremos um receptor online holandês , decodificador MultiPSK e programa Virtual Audio Cable.
Por conveniência de consideração, apresentaremos os sinais em frequência crescente. Não vou considerar emissoras, é chato e banal; qualquer um pode ouvir a Rádio China em AM por conta própria. E passaremos para sinais mais interessantes.
Sinais de tempo preciso
A uma frequência de 77.5 KHz (faixa de onda longa), sinais de tempo preciso são transmitidos pela estação alemã DCF77. Já estive neles , portanto, só podemos repetir brevemente que este é um sinal de modulação de amplitude simples na estrutura - “1” e “0” são codificados com durações diferentes, como resultado, um código de 58 bits é recebido em um minuto.
130-140KHz - telemetria de redes elétricas
Nessas frequências, de acordo com , são transmitidos sinais de controle para as redes elétricas da Alemanha.
O sinal é bastante forte e, segundo avaliações, é recebido até na Austrália. Você pode decodificá-lo no MultiPSK se definir os parâmetros conforme mostrado na captura de tela.
Na saída receberemos pacotes de dados, sua estrutura é, claro, desconhecida, quem quiser pode experimentar e fazer análises à vontade. Tecnicamente, o sinal em si é muito simples, o método se chama FSK (Frequency Shift Keying) e consiste em formar uma sequência de bits alterando a frequência de transmissão. O mesmo sinal, em forma de espectro - os bits podem até ser contados manualmente.
Teletipo meteorológico
No espectro acima, bem próximo, na frequência de 147 kHz, outro sinal é visível. Esta é uma estação DWD (Deutscher Wetterdienst) (também alemã) que fornece boletins meteorológicos para navios. Além desta frequência, os sinais também são transmitidos em 11039 e 14467 KHz.
O resultado da decodificação é mostrado na captura de tela.
O princípio de codificação do teletipo é o mesmo, FSK, o interesse aqui é a codificação de texto. É de 5 bits, usando , e tem quase 100 anos de história.
Parece que um código semelhante foi usado em fitas de papel perfuradas, mas teletipos meteorológicos foram enviados em algum lugar desde os anos 60 e, como você pode ver, ainda funcionam. É claro que em um navio real o sinal não é decodificado por um computador - existem receptores especiais que gravam o sinal e o exibem na tela.
Em geral, mesmo com a disponibilidade de comunicações via satélite e da Internet, a transmissão de dados desta forma ainda é um meio simples, confiável e barato. Embora, é claro, se possa presumir que algum dia esses sistemas se tornarão história e serão substituídos por serviços totalmente digitais. Portanto, aqueles que desejam receber tal sinal não devem atrasá-lo muito.
Meteofax
Outro sinal legado com quase a mesma longa história. Neste sinal, a imagem é transmitida para forma analógica a uma velocidade de 120 linhas por minuto (existem outros valores, por exemplo 60 ou 240 LPM), a modulação de frequência é usada para codificar o brilho - o brilho de cada ponto da imagem é proporcional à mudança na frequência. Um esquema tão simples possibilitou a transmissão de imagens naquela época em que poucas pessoas ouviam falar de “sinais digitais”.
Popular na parte europeia e conveniente para recepção é a já citada estação alemã DWD (Deutche Wetterdienst), que transmite mensagens nas frequências 3855, 7880 e 13882 KHz. Outra organização cujos faxes são fáceis de receber é o British Joint Operational Meteorology and Oceanography Centre, que transmite sinais nas frequências 2618, 4610, 6834, 8040, 11086, 12390 e 18261 KHz.
Para receber sinais de Fax HF, você precisa usar o modo receptor USB, MultiPSK pode ser usado para decodificação. O resultado da recepção através do receptor websdr é mostrado na figura:
Essa foto foi tirada enquanto escrevia o texto. A propósito, pode-se ver que as linhas verticais se moveram - o protocolo é analógico e a precisão da sincronização é crítica aqui, mesmo pequenos atrasos de áudio causam mudanças na imagem. Ao usar um receptor “real”, este efeito não ocorrerá.
É claro que, como no caso do teletipo meteorológico, ninguém nos navios decodifica faxes usando um computador - existem receptores especializados (exemplo da foto do início do artigo) que fazem todo o trabalho automaticamente.
STANAG 4285
Consideremos agora um padrão mais moderno para transmissão de dados em ondas curtas - o modem Stanag 4285. Este formato foi desenvolvido para a OTAN e existe em várias versões. É baseado na modulação de fase, os parâmetros do sinal podem variar, como pode ser visto na tabela, a velocidade pode variar de 75 a 2400 bit/s. Pode não parecer muito, mas dado o meio de transmissão - ondas curtas, com seu desvanecimento e interferência, este é um resultado bastante bom.
O programa MultiPSK pode decodificar STANAG, mas em 95% dos casos o resultado da decodificação será apenas “lixo” - o formato em si fornece apenas um protocolo bit a bit de baixo nível, e os próprios dados podem ser criptografados ou ter algum tipo próprio formatar. Alguns sinais, porém, podem ser decodificados, por exemplo, a gravação abaixo na frequência de 8453 KHz. Não consegui decodificar nenhum sinal através do receptor websdr; aparentemente, a transmissão online ainda viola a estrutura de dados. Os interessados podem baixar o arquivo do receptor real através do link . Os resultados da decodificação MultiPSK são mostrados na imagem abaixo. Como você pode ver, a velocidade desta gravação é de 600bps, aparentemente um arquivo de texto é transmitido como conteúdo.
É interessante que, como você pode ver no panorama, existem muitos desses sinais no ar:
É claro que nem todos podem pertencer ao STANAG - existem outros protocolos baseados em princípios semelhantes. Por exemplo, podemos dar uma análise do sinal .
Tal como acontece com os outros sinais discutidos, dispositivos especializados são utilizados para a recepção e transmissão propriamente ditas. Por exemplo, para o modem mostrado na foto A velocidade declarada é de 75 a 9600bps com largura de banda de sinal de 3KHz.
A velocidade de 9600, claro, não impressiona muito, mas considerando que os sinais podem ser transmitidos até da selva ou de um navio no oceano, e sem pagar nada pelo tráfego para a operadora de telecomunicações, isso não é tão ruim.
A propósito, vamos dar uma olhada no panorama acima. À esquerda vemos... isso mesmo, o bom e velho código Morse. Então, vamos passar para o próximo sinal.
Código Morse (CW)
Na frequência de 8423 KHz ouvimos exatamente isso. A arte de ouvir o código Morse está quase perdida, então usaremos o MultiPSK (no entanto, ele decodifica mais ou menos, o programa CW Skimmer faz um trabalho muito melhor).
Como você pode ver, o texto repetido DE SVO é transmitido, se você acredita , a estação está localizada na Grécia.
É claro que esses sinais são poucos e raros, mas ainda existem. Como exemplo podemos citar uma estação de longa duração em 4331 KHz, transmitindo sinais repetidos “VVV DE E4X4XZ”. Como sugere o Google, a estação pertence à Marinha de Israel. Há mais alguma coisa sendo transmitida nesta frequência? A resposta é desconhecida; os interessados podem ouvir e verificar por si próprios.
A campainha (UVB-76)
Nossa parada de sucessos termina com provavelmente o sinal mais famoso - bem conhecido na Rússia e no exterior, um sinal na frequência de 4625 KHz.
O sinal é usado para notificar as tropas e consiste em bipes repetidos, entre os quais às vezes são transmitidas frases de código do teclado numérico (palavras abstratas como “CROLIST” ou “BRAMIRKA”). Alguns escrevem que viram tais receptores em cartórios de registro e alistamento militar, outros dizem que isso faz parte do sistema de “mão morta”, em geral, o sinal é uma meca para os amantes do Stalker, das teorias da conspiração, da Guerra Fria e assim por diante . Os interessados podem digitar “UVB-76” na busca, e tenho certeza que uma leitura divertida para a noite está garantida (no entanto, você não deve levar a sério tudo o que está escrito). Ao mesmo tempo, o sistema é bastante interessante, pelo menos porque ainda funciona desde a Guerra Fria, embora seja difícil dizer se alguém precisa dele agora.
Realização
Esta lista está longe de estar completa. Com a ajuda de um receptor de rádio, você pode ouvir (ou melhor, ver) sinais de comunicação com submarinos, radares no horizonte, sinais de salto de frequência que mudam rapidamente e muito mais.
Por exemplo, aqui está uma foto tirada agora na frequência de 8 MHz, nela você pode contar pelo menos 5 sinais de vários tipos.
O que são muitas vezes desconhecido, pelo menos nem tudo pode ser encontrado em fontes abertas (embora existam sites como и ). O estudo de tais sinais é bastante interessante tanto do ponto de vista da matemática, da programação e do DSP, quanto simplesmente como forma de aprender algo novo sobre o mundo que nos rodeia.
Também é interessante que, apesar do desenvolvimento da Internet e das comunicações, o rádio não só não perde terreno, mas talvez até vice-versa - a capacidade de transmitir dados diretamente do remetente para o destinatário, sem censura, controle de tráfego e rastreamento de pacotes, pode se tornar (embora esperemos que ainda não se torne) relevante novamente...
Fonte: habr.com