Olá, Habr.
В Alguns sinais que podem ser recebidos em ondas longas e curtas foram descritos. Não menos interessante é a banda VHF, onde você também pode encontrar algo interessante.
Como na primeira parte, consideraremos os sinais que podem ser decodificados independentemente usando um computador. Para quem está interessado em saber como funciona, a continuação está em segundo plano.
Na primeira parte usamos holandês para receber ondas longas e curtas. Infelizmente, não existem serviços semelhantes em VHF - a faixa de frequência é muito ampla. Portanto, quem desejar repetir os experimentos descritos a seguir deverá adquirir seu próprio receptor; destaca-se o mais barato , que pode ser adquirido por US$ 30. Este receptor cobre a faixa de até 1.7 GHz, todos os sinais descritos abaixo são recebidos nele.
Então vamos começar. Como na primeira parte, consideraremos sinais em frequência crescente.
Rádio FM
É improvável que o rádio FM em si surpreenda ninguém, mas estaremos interessados no RDS. A presença do RDS (Radio Data System) garante a transmissão de dados digitais “dentro” do sinal FM. O espectro do sinal de uma estação FM após a demodulação é assim:
O tom piloto está localizado na frequência de 19KHz e o sinal RDS é transmitido na frequência tripla de 57KHz. No oscilograma, se você exibir os dois sinais juntos, será algo assim:
Usando modulação de fase, um sinal de baixa frequência com frequência de 1187.5 Hz é codificado aqui (aliás, a frequência de 1187.5 Hz também não foi escolhida por acaso - esta é a frequência do tom piloto de 19 KHz dividida por 16). Além disso, após a decodificação bit a bit, os pacotes de dados são descriptografados, dos quais existem vários tipos - além de texto, por exemplo, podem ser transmitidas frequências alternativas de transmissão de uma estação de rádio e, ao entrar em outra área, o receptor pode sintonizar automaticamente uma nova frequência.
Você pode receber dados RDS de estações locais usando o programa . Ele pode ser conectado via HDSDR se você selecionar modulação FM, largura de sinal de 120KHz e taxa de bits de 192KHz, conforme mostrado na figura.
Então você só precisa redirecionar o sinal usando o cabo de áudio virtual de HDSDR para RDS Spy (você também precisa especificar a taxa de bits de 192KHz nas configurações VAC). Se tudo for feito corretamente, veremos todas as informações sobre o RDS, muito mais do que uma rádio doméstica normal mostrará:
Além do FM, aliás, você também pode decodificar DAB+, já falei sobre isso . Ainda não funciona na Rússia, mas pode ser relevante em outros países.
Alcance aéreo
Historicamente, a aviação utiliza modulação de amplitude (AM) e uma faixa de frequência de 118-137 MHz. As conversas entre pilotos e despachantes não são criptografadas de forma alguma e qualquer pessoa pode recebê-las. Cerca de 20 anos atrás, rádios chineses baratos comuns foram “puxados” para isso - bastava separar as bobinas do oscilador local e o alcance mudava, se você tivesse sorte, para frequências mais altas. Os interessados em “arqueologia digital” podem ler a discussão para 2004. Posteriormente, os fabricantes chineses atenderam os usuários no meio do caminho e simplesmente adicionaram a banda Air aos receptores (nos comentários da primeira parte recomendaram Tecsun PL-660 ou PL-680). Mas é claro que o uso de dispositivos mais especializados (por exemplo, receptores AOR, Icom) é mais preferível - eles têm redução de ruído (o som desliga quando não há sinal e não há chiado constante) e uma velocidade de frequência mais alta seleção.
Cada grande aeroporto usa algumas frequências, aqui, por exemplo, estão as frequências do Aeroporto de Pulkovo, retiradas do site do radioscanner:
A propósito, você pode ouvir transmissões de negociações de diferentes cidades russas (Moscou, São Petersburgo, Chelyabinsk e algumas outras) online em .
O protocolo digital é de nosso interesse nas ondas aéreas. (Sistema de endereçamento e relatórios de comunicações de aeronaves). Seus sinais são transmitidos nas frequências 131.525 e 131.725 MHz (padrão europeu, frequências de diferentes regiões ). São mensagens digitais com taxa de bits de 2400 ou 1200 bps, por meio desse sistema os pilotos podem trocar mensagens com o despachante. Para decodificar no MultiPSK, você precisa sintonizar um sinal no modo AM (você precisa de um receptor SDR, pois a largura de banda do sinal é superior a 5 KHz) e redirecionar o som usando uma placa de áudio virtual.
O resultado é mostrado na captura de tela.
O formato do sinal ACARS é bastante simples e pode ser visualizado no SA Free. Para fazer isso, basta abrir um fragmento da gravação e veremos que “dentro” da gravação AM na verdade contém modulação de frequência.
A seguir, aplicando um detector de frequência à gravação, podemos facilmente obter um fluxo de bits. Na vida real, é improvável que você tenha que fazer isso, porque... programas prontos para decodificação ACARS foram escritos há muito tempo.
Satélites meteorológicos NOAA
Depois de ouvir as negociações dos aviadores, você pode subir ainda mais alto - no espaço. Em que estamos interessados em satélites meteorológicos , и , transmitindo imagens da superfície terrestre nas frequências 137.620, 137.9125 e 137.100 MHz. Você pode decodificar o sinal usando o programa .
A imagem recebida pode ser mais ou menos assim (foto do site do radioscanner):
Infelizmente (não se pode enganar as leis da física, e a Terra é redonda, embora nem todos acreditem), você só pode receber um sinal de satélite quando ele sobrevoa nós, e esses voos nem sempre têm horário e ângulo convenientes acima do horizonte. Anteriormente, para saber a hora, data e hora do voo mais próximo, era necessário instalar o programa (um programa de longa duração que existe desde 2001), agora é mais fácil fazê-lo online através dos links , и respectivamente.
O sinal do satélite é bastante alto e pode ser ouvido em quase todas as antenas e receptores. Mas para obter uma imagem de boa qualidade, uma antena especial e uma boa visão do horizonte ainda são desejáveis. Os interessados podem assistir ou leia . Pessoalmente, nunca tive paciência para terminar o trabalho, mas outros podem ter mais sorte.
Mensagens de paginação FLEX/POCSAG
Não sei se a comunicação de paging ainda funciona para clientes corporativos na Rússia, mas na Europa está em pleno funcionamento, é utilizada por bombeiros, polícia e diversos serviços.
Você pode receber sinais FLEX e POCSAG usando HDSDR e Virtual Audio Cable; o programa é usado para decodificação . Já foi escrito em 2004, e a interface possui uma interface correspondente, mas por incrível que pareça, ainda funciona muito bem.
Existe também um decodificador multimon-ng que funciona no Linux, suas fontes estão disponíveis . Houve também um artigo separado sobre o protocolo de transmissão POCSAG; os interessados podem lê-lo .
Porta-chaves/interruptores sem fio
Com frequência ainda mais alta, de 433 MHz, há uma série de dispositivos diferentes - interruptores e tomadas sem fio, campainhas, sensores de pressão de pneus de carros, etc.
Geralmente são dispositivos chineses baratos com modulação simples. Não há criptografia e é usado um código binário simples (OOK - chaveamento on-off). A decodificação de tais sinais foi discutida em . Podemos usar o decodificador rtl_433 pronto, que você pode baixar .
Ao iniciar o programa, você pode ver vários dispositivos e (se houver estacionamento próximo) saber, por exemplo, a pressão dos pneus do carro de um vizinho. Há pouco sentido prático nisso, mas do ponto de vista puramente matemático é bastante interessante - os protocolos desses sinais são simples de decodificar.
A propósito, quem compra esses switches sem fio deve ter em mente que eles não são protegidos de forma alguma e, teoricamente, seu vizinho hacker, se tiver um HackRF ou dispositivo semelhante, pode desligar maliciosamente a luz do seu banheiro no momento mais inoportuno ou fazer algo semelhante. Pessoalmente não me incomodo, mas se a questão de segurança for relevante, você pode 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 radiocomunicação corporativa com diversas capacidades (chamadas em grupo, criptografia, combinação de várias redes, etc.). E seus sinais, se não forem criptografados, também podem ser recebidos por meio de um computador e um receptor SDR.
Existia um decodificador TETRA para Linux , mas sua configuração estava longe de ser trivial, e há cerca de um ano um programador russo criou para SDR#. Agora esta tarefa pode ser resolvida quase literalmente em dois cliques: o programa permite exibir informações sobre o sistema, ouvir mensagens de voz, coletar estatísticas, etc.
O plugin não implementa todos os recursos do padrão, mas as funções principais funcionam mais ou menos.
Segundo a Wikipedia, o Tetra pode ser usado em ambulâncias, polícia, transporte ferroviário, etc. Não sei sobre sua distribuição na Rússia (parece que a rede Tetra foi usada na Copa do Mundo de 2018, mas isso não é exato), qualquer pessoa pode verificar por si mesmo - os sinais Tetra são facilmente reconhecíveis e têm largura de 25KHz, como pode ser visto na imagem.
Claro, se a criptografia estiver habilitada na rede (o Tetra tem esse recurso), o plugin não funcionará - em vez de fala, haverá apenas “gorgolejo”.
ADSB
Subindo ainda mais na frequência, a frequência de 1.09 GHz transmite sinais de transponders de aeronaves, permitindo que sites como o FlightRadar24 mostrem aeronaves passando. Esse protocolo já foi discutido anteriormente, então não vou repetir aqui (o artigo já é longo), quem quiser pode ler и partes.
Conclusão
Como você pode ver, mesmo com um receptor de US$ 30 você pode encontrar muitas coisas interessantes no ar. Tenho certeza de que nem tudo está listado aqui e provavelmente perdi alguma coisa ou não sei. Os interessados podem experimentar por si próprios - esta é uma boa maneira de compreender melhor o princípio de funcionamento de um determinado sistema.
Não considerei as comunicações de rádio amador, embora VHF também as tenha, mas o artigo ainda é sobre comunicações de serviço.
PS: Especialmente para Pode-se notar que nada de verdadeiramente secreto foi transmitido ao ar livre durante provavelmente 50 anos, portanto, “deste” ponto de vista, não vale a pena perder tempo e dinheiro. Mas do ponto de vista do estudo dos princípios de comunicação e de diversos sistemas de engenharia, a familiarização com o funcionamento real de redes reais é bastante interessante e informativa.
Fonte: habr.com