Hej Habr.
21. stoletje je že in zdi se, da je mogoče podatke v HD kakovosti prenašati tudi na Mars. Še vedno pa na radiu deluje veliko zanimivih naprav in slišati je veliko zanimivih signalov.
Seveda je nerealno upoštevati vse, poskusimo izbrati najbolj zanimive, tiste, ki jih je mogoče samostojno sprejeti in dekodirati z računalnikom. Za sprejemanje signalov bomo uporabljali nizozemski spletni sprejemnik , dekoder MultiPSK in program Virtual Audio Cable.
Za lažjo obravnavo bomo signale predstavili v naraščajoči frekvenci. Oddajnih postaj ne bom upošteval, je dolgočasno in banalno, vsakdo lahko posluša Radio China na AM. In prešli bomo na bolj zanimive signale.
Natančni časovni signali
Na frekvenci 77.5 KHz (dolgovalovno območje) se signali natančnega časa oddajajo z nemške postaje DCF77. Že bil na njih , zato lahko le na kratko ponovimo, da je to preprost signal amplitudne modulacije v strukturi - "1" in "0" sta kodirana z različnimi trajanji, posledično je 58-bitna koda sprejeta v eni minuti.
130-140KHz - telemetrija električnih omrežij
Pri teh frekvencah, glede na , se prenašajo krmilni signali za nemška električna omrežja.
Signal je precej močan in glede na ocene ga sprejemajo celo v Avstraliji. Dekodirate ga lahko v MultiPSK, če nastavite parametre, kot je prikazano na posnetku zaslona.
Na izhodu bomo prejeli podatkovne pakete, njihova struktura seveda ni znana, tisti, ki želijo, lahko eksperimentirajo in analizirajo v prostem času. Tehnično je sam signal zelo preprost, metoda se imenuje FSK (Frequency Shift Keying) in je sestavljena iz oblikovanja bitnega zaporedja s spreminjanjem frekvence prenosa. Enak signal, v obliki spektra - bite je mogoče celo ročno prešteti.
Vremenski teletip
Na zgornjem spektru, zelo blizu, pri frekvenci 147 kHz, je viden še en signal. To je (tudi nemška) postaja DWD (Deutscher Wetterdienst), ki zagotavlja vremenska poročila za ladje. Poleg te frekvence se signali prenašajo tudi na 11039 in 14467 KHz.
Rezultat dekodiranja je prikazan na posnetku zaslona.
Načelo kodiranja teletipa je enako, FSK, tukaj je zanimivo kodiranje besedila. Je 5-bitni, z uporabo , in ima skoraj 100-letno zgodovino.
Zdi se, da je bila podobna koda uporabljena na luknjanih papirnatih trakovih, a vremenske teletipe pošiljajo nekje od 60. let prejšnjega stoletja in kot vidite, še vedno delujejo. Seveda se na pravi ladji signal ne dekodira z računalnikom - obstajajo posebni sprejemniki, ki posnamejo signal in ga prikažejo na zaslonu.
Na splošno je prenos podatkov na ta način tudi ob razpoložljivosti satelitskih komunikacij in interneta še vedno preprosto, zanesljivo in poceni sredstvo. Čeprav je seveda mogoče domnevati, da bodo nekoč ti sistemi postali zgodovina in jih bodo nadomestile popolnoma digitalne storitve. Zato naj tisti, ki želijo prejeti takšen signal, ne odlašajo preveč.
Meteofax
Še en podedovan signal s skoraj enako dolgo zgodovino. V tem signalu se slika prenaša v analogni obliki pri hitrosti 120 vrstic na minuto (obstajajo tudi druge vrednosti, na primer 60 ali 240 LPM), se za kodiranje svetlosti uporablja frekvenčna modulacija - svetlost vsake slikovne točke je sorazmerna s spremembo frekvence. Tako preprosta shema je omogočila prenos slik v tistih dneh, ko je le malo ljudi slišalo za "digitalne signale".
V evropskem delu priljubljena in lahko sprejemljiva je že omenjena nemška postaja DWD (Deutche Wetterdienst), ki oddaja sporočila na frekvencah 3855, 7880 in 13882 KHz. Druga organizacija, katere fakse je enostavno sprejeti, je British Joint Operational Meteorology and Oceanography Centre, oddajajo signale na frekvencah 2618, 4610, 6834, 8040, 11086, 12390 in 18261 KHz.
Za sprejem signalov HF faksa morate uporabiti način sprejemnika USB, za dekodiranje je mogoče uporabiti MultiPSK. Rezultat sprejema preko sprejemnika websdr je prikazan na sliki:
Ta slika je nastala ravno med pisanjem besedila. Mimogrede je razvidno, da so se navpične črte premaknile - protokol je analogen in tukaj je kritična natančnost sinhronizacije, tudi majhne zakasnitve zvoka povzročijo premike slike. Pri uporabi "pravega" sprejemnika se ta učinek ne bo pojavil.
Seveda, tako kot v primeru vremenskega teletipa, nihče na ladjah ne dekodira faksov z računalnikom - obstajajo specializirani sprejemniki (primer slike z začetka članka), ki vse delo opravijo samodejno.
STANAG 4285
Razmislimo zdaj o sodobnejšem standardu za prenos podatkov na kratkih valovih - modemu Stanag 4285. Ta format je bil razvit za Nato in obstaja v različnih različicah. Temelji na fazni modulaciji, parametri signala se lahko spreminjajo, kot je razvidno iz tabele, hitrost se lahko giblje od 75 do 2400 bit/s. Morda se to ne zdi veliko, a glede na prenosni medij - kratke valove, z njihovimi bledenji in motnjami, je to kar dober rezultat.
Program MultiPSK lahko dekodira STANAG, vendar bo v 95% primerov rezultat dekodiranja le "smeti" - sam format zagotavlja le bitni protokol nizke ravni, sami podatki pa so lahko šifrirani ali imajo nekakšen lasten format. Nekatere signale pa je mogoče dekodirati, na primer spodnji posnetek pri frekvenci 8453 KHz. Prek sprejemnika websdr mi ni uspelo dekodirati nobenega signala; očitno spletni prenos še vedno krši strukturo podatkov. Zainteresirani lahko prenesejo datoteko iz pravega sprejemnika s povezavo . Rezultati dekodiranja MultiPSK so prikazani na spodnjem posnetku zaslona. Kot lahko vidite, je hitrost tega snemanja 600 bps, očitno se besedilna datoteka prenaša kot vsebina.
Zanimivo je, da je takšnih signalov, kot lahko vidite na panorami, v resnici veliko:
Seveda ne morejo vsi pripadati STANAG-u - obstajajo tudi drugi protokoli, ki temeljijo na podobnih načelih. Na primer, lahko podamo analizo signala .
Tako kot pri drugih obravnavanih signalih se za dejanski sprejem in prenos uporabljajo specializirane naprave. Na primer za modem, prikazan na fotografiji Navedena hitrost je od 75 do 9600bps s pasovno širino signala 3KHz.
Hitrost 9600 seveda ni zelo navdušujoča, a če upoštevamo, da je mogoče signale prenašati tudi iz džungle ali z ladje v oceanu in brez plačila prometa telekomunikacijskemu operaterju, to ni tako slabo.
Mimogrede, pobliže si oglejmo zgornjo panoramo. Na levi strani vidimo ... tako je, dobro staro Morsejevo abecedo. Torej, pojdimo na naslednji signal.
Morsejeva abeceda (CW)
Na frekvenci 8423 KHz slišimo točno to. Umetnost slišanja Morsejeve abecede je zdaj skoraj izgubljena, zato bomo uporabljali MultiPSK (vendar dekodira tako-tako, program CW Skimmer opravi veliko bolje).
Kot lahko vidite, se ponavljajoče besedilo DE SVO prenaša, če verjamete , postaja se nahaja v Grčiji.
Seveda je takšnih signalov malo in še vedno obstajajo. Kot primer lahko navedemo dolgotrajno postajo na 4331 KHz, ki oddaja ponavljajoče se signale "VVV DE E4X4XZ". Kot namiguje Google, postaja pripada izraelski mornarici. Ali se na tej frekvenci oddaja še kaj drugega? Odgovor ni znan, zainteresirani lahko poslušajo in preverijo sami.
Brenčalo (UVB-76)
Naša hit parada se konča z verjetno najbolj znanim signalom - dobro znanim tako v Rusiji kot v tujini, signalom na frekvenci 4625 KHz.
Signal se uporablja za obveščanje vojakov in je sestavljen iz ponavljajočih se piskov, med katerimi se včasih prenašajo kodne fraze iz kodne ploščice (abstraktne besede, kot sta »CROLIST« ali »BRAMIRKA«). Nekateri pišejo, da so takšne sprejemnike videli v vojaških uradih za registracijo in nabor, drugi pravijo, da je to del sistema "mrtve roke", na splošno je signal meka za ljubitelje Stalkerja, teorij zarote, hladne vojne in tako naprej . Zainteresirani lahko v iskalnik vpišete UVB-76 in prepričan sem, da je zabavno branje večera zagotovljeno (vendar vsega napisanega ne smete jemati resno). Hkrati je sistem precej zanimiv, vsaj zato, ker deluje še iz časov hladne vojne, čeprav je težko reči, ali ga kdo zdaj potrebuje.
Zaključek
Ta seznam še zdaleč ni popoln. S pomočjo radijskega sprejemnika lahko slišite (ali bolje rečeno vidite) komunikacijske signale s podmornicami, zahorizontnimi radarji, hitro spreminjajoče se frekvenčne signale in še marsikaj.
Na primer, tukaj je slika, posneta prav zdaj na frekvenci 8 MHz, na njej lahko štejete vsaj 5 signalov različnih vrst.
Kaj so, pogosto ni znano, vsaj v odprtih virih ne najdemo vsega (čeprav obstajajo strani, kot je npr. и ). Preučevanje takšnih signalov je zelo zanimivo tako z vidika matematike, programiranja in DSP-ja kot preprosto kot način, da se naučimo nekaj novega o svetu okoli nas.
Zanimivo je tudi, da kljub razvoju interneta in komunikacij radio ne samo da ne izgublja tal, ampak morda celo obratno – možnost neposrednega prenosa podatkov od pošiljatelja do prejemnika, brez cenzure, nadzora prometa in sledenja paketov, lahko postanejo (čeprav upajmo, da še ne bodo) spet aktualne...
Vir: www.habr.com