Ahoj Habr.
Je už 21. storočie a zdalo by sa, že dáta možno prenášať v HD kvalite aj na Mars. Na rádiu však stále funguje veľa zaujímavých zariadení a počuť veľa zaujímavých signálov.
Samozrejme, je nereálne zvážiť ich všetky; skúsme vybrať tie najzaujímavejšie, tie, ktoré je možné prijímať a dekódovať nezávisle pomocou počítača. Na príjem signálov použijeme holandský online prijímač , dekodér MultiPSK a program Virtual Audio Cable.
Pre uľahčenie úvahy uvádzame signály so zvyšujúcou sa frekvenciou. Nebudem brať do úvahy vysielacie stanice, je to nudné a banálne; každý môže počúvať rádio China na AM sám. A prejdeme k zaujímavejším signálom.
Presné časové signály
Na frekvencii 77.5 KHz (dlhý vlnový rozsah) sú prenášané presné časové signály z nemeckej stanice DCF77. Už na nich bol , takže môžeme len stručne zopakovať, že ide o jednoduchý amplitúdový modulačný signál v štruktúre - „1“ a „0“ sú kódované s rôznym trvaním, v dôsledku čoho je 58-bitový kód prijatý za jednu minútu.
130-140KHz - telemetria elektrických sietí
Pri týchto frekvenciách podľa , sú prenášané riadiace signály pre nemecké energetické siete.
Signál je pomerne silný a podľa recenzií ho prijímajú aj v Austrálii. Môžete ho dekódovať v MultiPSK, ak nastavíte parametre podľa obrázka.
Na výstupe dostaneme dátové pakety, ich štruktúra je samozrejme neznáma, kto chce, môže experimentovať a analyzovať vo svojom voľnom čase. Technicky je samotný signál veľmi jednoduchý, metóda sa nazýva FSK (Frequency Shift Keying) a spočíva vo vytvorení bitovej sekvencie zmenou prenosovej frekvencie. Rovnaký signál vo forme spektra - bity je možné spočítať aj manuálne.
Teletyp počasia
Na spektre vyššie, veľmi blízko, pri frekvencii 147 kHz je viditeľný ďalší signál. Ide o (tiež nemeckú) stanicu DWD (Deutscher Wetterdienst), ktorá poskytuje správy o počasí pre lode. Okrem tejto frekvencie sa signály vysielajú aj na 11039 a 14467 kHz.
Výsledok dekódovania je zobrazený na snímke obrazovky.
Princíp kódovania ďalekopisu je rovnaký, FSK, tu je zaujímavé kódovanie textu. Je 5-bitový, používa a má takmer 100-ročnú históriu.
Zdá sa, že podobný kód bol použitý aj na diernych papierových páskach, ale meteorologické teletypy sa niekde vysielali už od 60. rokov a ako vidíte, stále fungujú. Samozrejme, na skutočnej lodi nie je signál dekódovaný pomocou počítača – existujú špeciálne prijímače, ktoré signál zaznamenávajú a zobrazujú na obrazovke.
Vo všeobecnosti je prenos dát týmto spôsobom aj pri dostupnosti satelitnej komunikácie a internetu stále jednoduchým, spoľahlivým a lacným prostriedkom. Aj keď sa dá samozrejme predpokladať, že raz sa tieto systémy stanú históriou a nahradia ich úplne digitálne služby. Takže tí, ktorí chcú prijať takýto signál, by ho nemali príliš odkladať.
Meteofax
Ďalší signál dedičstva s takmer rovnako dlhou históriou. V tomto signáli sa obraz prenáša do analógová forma pri rýchlosti 120 riadkov za minútu (existujú aj iné hodnoty, napr. 60 alebo 240 LPM) sa na zakódovanie jasu používa frekvenčná modulácia – jas každého obrazového bodu je úmerný zmene frekvencie. Takáto jednoduchá schéma umožnila prenášať obrázky späť v tých dňoch, keď len málo ľudí počulo o „digitálnych signáloch“.
V európskej časti obľúbená a ľahko prijímateľná je už spomínaná nemecká stanica DWD (Deutche Wetterdienst), vysielajúca správy na frekvenciách 3855, 7880 a 13882 KHz. Ďalšou organizáciou, ktorej faxy sa dajú ľahko prijímať, je British Joint Operational Meteorology and Oceanography Centre, ktoré vysielajú signály na frekvenciách 2618, 4610, 6834, 8040, 11086, 12390 a 18261 kHz.
Na príjem HF faxových signálov musíte použiť režim USB prijímača, na dekódovanie je možné použiť MultiPSK. Výsledok príjmu cez prijímač websdr je znázornený na obrázku:
Tento obrázok vznikol priamo pri písaní textu. Mimochodom, je vidieť, že sa vertikálne čiary posunuli - protokol je analógový a presnosť synchronizácie je tu kritická, dokonca aj malé oneskorenia zvuku spôsobujú posuny obrazu. Pri použití „skutočného“ prijímača sa tento efekt neprejaví.
Samozrejme, ako v prípade meteorologického teletypu, nikto na lodiach nedekóduje faxy pomocou počítača – existujú špecializované prijímače (príkladový obrázok zo začiatku článku), ktoré všetku prácu urobia automaticky.
STANAG 4285
Zoberme si teraz modernejší štandard pre prenos dát na krátkych vlnách – modem Stanag 4285. Tento formát bol vyvinutý pre NATO a existuje v rôznych verziách. Je založená na fázovej modulácii, parametre signálu sa môžu meniť, ako je zrejmé z tabuľky, rýchlosť sa môže pohybovať od 75 do 2400 bit/s. Možno sa to nezdá veľa, ale vzhľadom na prenosové médium – krátke vlny, s ich slabnutím a rušením, je to celkom dobrý výsledok.
Program MultiPSK dokáže dekódovať STANAG, ale v 95% prípadov bude výsledkom dekódovania iba „odpad“ - samotný formát poskytuje iba nízkoúrovňový bitový protokol a samotné údaje môžu byť šifrované alebo mať nejaký svoj vlastný formát. Niektoré signály je však možné dekódovať, napríklad záznam nižšie na frekvencii 8453 kHz. Cez prijímač websdr sa mi nepodarilo dekódovať žiadny signál, online prenos zjavne stále porušuje dátovú štruktúru. Záujemcovia si môžu súbor stiahnuť zo skutočného prijímača pomocou odkazu . Výsledky dekódovania MultiPSK sú zobrazené na snímke obrazovky nižšie. Ako vidíte, rýchlosť tohto záznamu je 600 bps, zrejme sa ako obsah prenáša textový súbor.
Je zaujímavé, že ako môžete vidieť na panoráme, takýchto signálov je vo vzduchu skutočne veľa:
Samozrejme, nie všetky môžu patriť pod STANAG – existujú aj iné protokoly založené na podobných princípoch. Môžeme napríklad poskytnúť analýzu signálu .
Rovnako ako v prípade iných diskutovaných signálov sa na skutočný príjem a prenos používajú špecializované zariadenia. Napríklad pre modem zobrazený na fotografii Udávaná rýchlosť je od 75 do 9600bps so šírkou pásma signálu 3KHz.
Rýchlosť 9600, samozrejme, nie je príliš pôsobivá, ale vzhľadom na to, že signály možno prenášať aj z džungle alebo z lode v oceáne a bez toho, aby ste telekomunikačnému operátorovi platili čokoľvek za prevádzku, nie je to také zlé.
Mimochodom, pozrime sa bližšie na panorámu vyššie. Naľavo vidíme...to je správne, stará dobrá morzeovka. Prejdime teda k ďalšiemu signálu.
Morseova abeceda (CW)
Na frekvencii 8423 KHz počujeme presne toto. Umenie počuť morzeovku je teraz takmer stratené, takže budeme používať MultiPSK (ten však dekóduje tak-tak, program CW Skimmer robí oveľa lepšiu prácu).
Ako vidíte, opakovaný text DE SVO sa prenáša, ak veríte , stanica sa nachádza v Grécku.
Samozrejme, takýchto signálov je málo, no stále existujú. Ako príklad môžeme uviesť dlhotrvajúcu stanicu na 4331 kHz, vysielajúcu opakujúce sa signály „VVV DE E4X4XZ“. Ako Google naznačuje, stanica patrí izraelskému námorníctvu. Vysiela sa na tejto frekvencii ešte niečo? Odpoveď je neznáma, záujemcovia si môžu vypočuť a sami sa presvedčiť.
Bzučiak (UVB-76)
Naša hitparáda končí asi najznámejším signálom - známym v Rusku aj v zahraničí, signálom na frekvencii 4625 KHz.
Signál sa používa na vyrozumenie jednotiek a pozostáva z opakovaných pípnutí, medzi ktorými sa niekedy prenášajú kódové frázy z kódovej klávesnice (abstraktné slová ako „CROLIST“ alebo „BRAMIRKA“). Niektorí píšu, že takéto prijímače videli vo vojenských registračných a evidenčných úradoch, iní hovoria, že ide o súčasť systému „mŕtvej ruky“, vo všeobecnosti je signál mekkou pre milovníkov Stalkera, konšpiračných teórií, studenej vojny atď. . Záujemcovia môžu do vyhľadávania zadať „UVB-76“ a som si istý, že zábavné čítanie na večer je zaručené (netreba však brať všetko napísané vážne). Zároveň je systém celkom zaujímavý, minimálne tým, že funguje ešte od čias studenej vojny, aj keď ťažko povedať, či ho teraz niekto potrebuje.
Завершение
Tento zoznam nie je ani zďaleka úplný. Pomocou rádiového prijímača môžete počuť (alebo skôr vidieť) komunikačné signály s ponorkami, radary nad horizontom, rýchlo sa meniace signály s preskakovaním frekvencie a mnoho ďalšieho.
Tu je napríklad snímka nasnímaná práve teraz na frekvencii 8 MHz, na ktorej môžete napočítať minimálne 5 signálov rôznych typov.
Čo to je, sa často nevie, aspoň nie všetko sa dá nájsť v otvorených zdrojoch (aj keď existujú stránky ako napr и ). Štúdium takýchto signálov je celkom zaujímavé jednak z pohľadu matematiky, programovania a DSP, ale aj jednoducho ako spôsob, ako sa dozvedieť niečo nové o svete okolo nás.
Zaujímavosťou je aj to, že napriek rozvoju internetu a komunikácií rádio nielenže nestráca pôdu pod nohami, ale možno dokonca aj naopak – možnosť prenášať dáta priamo od odosielateľa k príjemcovi, bez cenzúry, riadenia prevádzky a sledovania paketov, a to bez ohľadu na to, či ide o prenos dát priamo od odosielateľa k príjemcovi. sa môže stať (aj keď dúfajme, že sa to ešte nestane) opäť relevantné...
Zdroj: hab.com