Ahoj Habr.
Je už 21. storočie a zdalo by sa, že údaje môžeme prenášať v HD kvalite aj na Mars. Napriek tomu v rádiovom éteri stále funguje množstvo zaujímavých zariadení a môžeme zachytiť mnoho zaujímavých signálov.
Je samozrejmé, že nie je možné preskúmať všetky z nich, pokúsime sa vybrať tie najzaujímavejšie, ktoré môžeme prijímať a dekódovať samostatne pomocou počítača. Na prijímanie signálov využijeme holandský online prijímač , dekodér MultiPSK a program Virtual Audio Cable.
Na uľahčenie preskúmania budeme uvádzať signály podľa rastúcej frekvencie. Vysielacie stanice nebudem posudzovať, to je nudné a obyčajné, počúvať Rádiu Číny v AM si môžu záujemcovia aj sami. Prejdeme k zaujímavejším signálom.
Signály presného času
Na frekvencii 77,5 kHz (pásmo dlhých vĺn) sa prenášajú signály presného času nemeckej stanice DCF77. O tejto téme už bola , takže môžeme len stručne zopakovať, že ide o jednoduchý signál s amplitúdovou moduláciou — rôznymi dĺžkami sú kódované „1“ a „0“, výsledkom čoho je, že za minútu je prijímaný 58-bitový kód.
130-140 kHz — telemetria elektrických sietí
Na týchto frekvenciách, ak veríme , sa prenášajú signály riadenia elektrických sietí Nemecka.
Signál je dosť silný a podľa názorov je prijímaný aj v Austrálii. Dekódovať ho môžeme v MultiPSK, ak nastavíme parametre, ako je znázornené na snímke obrazovky.
Na výstupe dostaneme dáta balíkov, ktorých štruktúra je samozrejme neznáma, túžiaci môžu experimentovať a zaoberať sa analýzou vo voľnom čase. Technicky je samostatný signál veľmi jednoduchý, metóda sa nazýva FSK (Frequency Shift Keying) a spočíva vo vytváraní bitovej postupnosti pomocou zmeny frekvencie prenosu. Ten istý signál, vo forme spektra — bity môžeme počítať aj ručne.
Meteorologická teletajp
Na spektre vyššie, úplne blízko, na frekvencii 147 kHz je viditeľný ďalší signál. To je (taktiež nemecká) stanica DWD (Deutscher Wetterdienst), ktorá prenáša meteorologické správy pre lode. Okrem tejto frekvencie, signály sú prenášané aj na 11039 a 14467 kHz.
Výsledok dekódovania je znázornený na snímke obrazovky.
Princíp kódovania teletajpu je rovnaký ako FSK, zaujímavé je kódovanie textu. Je to 5-bitové, pomocou , a má takmer 100-ročnú históriu.
Zrejme sa podobný kód používal aj na perforovaných pásoch, a teletajpy sa používajú niekde od 60-tych rokov, a ako vidno, fungujú dodnes. Samozrejme, na skutočnej lodi sa signál neoddeľuje pomocou počítača — existujú špeciálne prijímače, ktoré zaznamenávajú signál a zobrazujú ho na obrazovke.
Vo všeobecnosti, aj pri existencii satelitnej komunikácie a internetu, prenos údajov takýmto spôsobom zostáva jednoduchým, spoľahlivým a lacným prostriedkom. Hoci sa samozrejme dá predpokladať, že raz aj tieto systémy zmiznú v histórii a budú nahradené úplne digitálnymi službami. Takže tí, ktorí chcú prijať taký signál, by nemali príliš dlho čakať.
Meteorfax
Ďalší legacy signál s takmer rovnakou dlhou históriou. V tomto signále sa obraz prenáša v analógovom formáte s rýchlosťou 120 línií za minútu (existujú aj iné hodnoty, napríklad 60 alebo 240 LPM), pre kódovanie jasnosti sa používa frekvenčná modulácia — jasnosť každého bodu obrazu je úmerná zmene frekvencie. Taká jednoduchá schéma umožnila prenášať obrazy ešte v časoch, keď o "digitálnych signáloch" málokto počul.
Populárna v európskej časti a pohodlná na prijímanie je už spomínaná nemecká stanica DWD (Deutche Wetterdienst), ktorá posiela správy na frekvenciách 3855, 7880 a 13882 kHz. Iná organizácia, ktorej faxy nie sú ťažké na prijatie — britské Joint Operational Meteorology and Oceanography Centre, odosielajú signály na frekvenciách 2618, 4610, 6834, 8040, 11086, 12390 a 18261 kHz.
Na prijatie signálov HF Fax je potrebné použiť režim prijímača USB, na dekódovanie je možné použiť MultiPSK. Výsledok prijatia cez websdr prijímač je zobrazený na obrázku:
Tento obrázok bol prijatý priamo počas písania textu. Vidno, že vertikálne čiary sa posunuli — protokol je analógový a presnosť synchronizácie je tu kritická, aj malé oneskorenia zvuku spôsobujú posun obrazu. Pri použití "skutočného" prijímača takýto efekt nebude.
Samozrejme, rovnako ako v prípade meteoteletypu, na lodiach nikto dekóduje faxy pomocou počítača — existujú špecializované prijímače (príklad obrázka na začiatku článku), ktoré robia celú prácu automaticky.
STANAG 4285
Teraz zvážime modernejší štandard prenosu dát na krátkych vlnách — modem Stanag 4285. Tento formát bol vyvinutý pre NATO a existuje v rôznych variantoch. V jeho základe je fázová modulácia, parametre signálu sa môžu líšiť, ako je vidieť v tabuľke, rýchlosť môže byť od 75 do 2400 bit/s. To sa môže zdať málo, ale vzhľadom na prostredie prenosu — krátke vlny, s ich vynechaním a rušením, je to celkom dobrý výsledok.
Program MultiPSK môže dekódovať STANAG, ale v 95% prípadov bude výsledkom dekódovania len "odpad" — samotný formát poskytuje len bitový protokol dolnej úrovne, zatiaľ čo samotné údaje môžu byť šifrované alebo mať nejaký svoj vlastný formát. Niektoré signály sa však dekódovať dajú, napríklad nižšie uvedený záznam na frekvencii 8453 kHz. Dekódovať aspoň nejaký signál cez websdr prijímač sa mi nepodarilo, zjavne online prenos narušuje štruktúru údajov. Záujemcovia si môžu stiahnuť súbor z reálneho prijímača cez odkaz . Výsledky dekódovania v MultiPSK sú zobrazené na snímke obrazovky nižšie. Ako je vidieť, rýchlosť pre tento záznam je 600 bps, zjavne sa prenáša textový súbor.
Zaujímavé je, že ako je vidieť na panoráme, takých signálov je vo vzduchu naozaj veľmi veľa:
Samozrejme, nie všetky z nich môžu patrí práve STANAG — na podobných princípoch existujú aj iné protokoly. Ako príklad môžeme uviesť analýzu signálu .
Rovnako ako v prípade iných prezeraných signálov, na skutočný príjem a prenos sa používajú špecializované zariadenia. Napríklad pre modem zobrazený na fotografii je deklarovaná rýchlosť od 75 do 9600 bps pri šírke signálu 3 kHz.
Rýchlosť 9600 samozrejme nie je veľmi pôsobivá, ale vzhľadom na to, že signály sa dajú prenášať aj z džungle alebo z lode v oceáne, pričom za dáta nemusíte platiť operátorovi, nie je to také zlé.
Pozrime sa bližšie na panorámu vyššie. Vľavo vidíme... správne, starú dobrú Morzeovu abecedu. Tak prejdime k ďalšiemu signálu.
Morseova abeceda (CW)
Na frekvencii 8423 KHz počujeme práve to. Umenie sluchového príjmu Morseovej abecedy je teraz takmer stratou, a preto využijeme MultiPSK (aj keď dekóduje celkom zle, program CW Skimmer si vedie omnoho lepšie).
Ako môžeme vidieť, prenáša sa opakujúci text DE SVO, ak veríme , stanica je umiestnená v Grécku.
Samozrejme, také signály sú už zriedkavé, ale stále existujú. Ako príklad môžeme uviesť dlhodobo fungujúcu stanicu na 4331 KHz, ktorá prenáša opakujúce sa signály "VVV DE E4X4XZ". Ako naznačuje Google, stanica patrí izraelskému námorníctvu. Prenáša sa na tejto frekvencii niečo iné? Odpoveď nie je známa, záujemcovia si môžu naladiť a skontrolovať sami.
The Buzzer (УВБ-76)
Naše hitparádové zakončuje asi najznámejší signál - známy ako v Rusku, tak aj mimo jej hraníc, signál na frekvencii 4625 KHz.
Signál sa používa na varovanie vojsk a predstavuje opakujúce sa zvuky, medzi ktorými sa niekedy prenášajú kódové frázy z šifrovacieho bloku (abstraktné slová ako „KROLIST“ alebo „BRAMIRKA“). Niektorí píšu, že videli také prijímače vo vojenských úradoch, iní tvrdia, že je to súčasť systému „mŕtva ruka“, celkovo je signál mekka pre nadšencov Stalkera, teórií sprisahania, „studenej vojny“ a ďalších tém. Záujemcovia môžu zadať do vyhľadávača „УВБ-76“ a som si istý, zaujímavé čítanie na večer je zaručené (aj keď na všetko napísané sa netreba brať príliš vážne). Zároveň je systém dosť zaujímavý, aspoň tým, že funguje dodnes od čias „studené vojny“, aj keď je ťažké povedať, či je to teraz potrebné.
Dokončenie
Tento zoznam rozhodne nie je vyčerpávajúci. S pomocou rádi prijímača môžeme počuť (alebo skôr vidieť) signály spojenia s ponorkami, aj horizonálne radary, a rýchlo sa meniacie frequency hopping signály a mnoho ďalšieho.
Tu je príklad obrázku, ktorý bol práve teraz zachytený na frekvencii 8 MHz, na ňom možno napočítať minimálne 5 signálov rôznych typov.
Čo predstavujú - často nie je známe, aspoň v otvorených zdrojoch je ťažké nájsť všetko (aj keď existujú stránky ako a ). Skúmanie takých signálov je zaujímavé ako z pohľadu matematiky, programovania a COS, tak aj len ako spôsob, ako sa dozvedieť niečo nové o okolitom svete.
Zaujímavé je, že napriek rozvoju internetu a komunikácie rádio nielenže nestráca svoju pozíciu, ale naopak — možnosť prenosu dát priamo od odosielateľa k prijímateľovi, bez cenzúry, kontroly prevádzky a sledovania paketov, sa môže opäť stať aktuálnou (aj keď dúfajme, že sa to predsa len nestane)…
Zdroj: habr.com
