Привіт Хабр.
На дворі вже 21 століття, і здавалося б, передати дані можна в HD-якості навіть на Марс. Проте, досі у радіоефірі працює чимало цікавих пристроїв, і можна почути чимало цікавих сигналів.
Всі з них розглянути очевидно, неможливо, спробуємо вибрати найцікавіші, ті які можна прийняти і декодувати самостійно за допомогою комп'ютера. Для прийому сигналів ми скористаємося голландським онлайн-приймачем , декодером MultiPSK та програмою Virtual Audio Cable.
Для зручності розгляду наводитимемо сигнали щодо зростання частоти. Мовні станції я не розглядатиму, це нудно і банально, послухати Радіо Китаю в АМ бажаючі можуть і самостійно. А ми перейдемо до цікавіших сигналів.
Точний сигнал
На частоті 77.5 КГц (діапазон довгих хвиль) передаються сигнали точного часу німецької станції DCF77. За ними вже була , Тож можна лише коротко повторити, що це простий структурою сигнал в амплітудної модуляції — різними тривалостями закодовані «1» і «0», у результаті за хвилину приймається 58-битный код.
130-140КГц - телеметрія електромереж
На цих частотах, якщо вірити , передаються сигнали керування електромережами Німеччини
Сигнал досить сильний, і за відгуками приймається навіть в Австралії. Декодувати його можна в MultiPSK, якщо виставити параметри, як показано на скріншоті.
На виході ми отримаємо пакети даних, їх структура, зрозуміло, невідома, охочі можуть поекспериментувати та зайнятися аналізом на дозвіллі. Технічно, сам сигнал дуже простий, метод називається FSK (Frequency Shift Keying) і полягає у формуванні бітової послідовності шляхом зміни частоти передачі. Той-таки сигнал, як спектра — біти можна порахувати навіть вручну.
Метеотелетайп
На діапазоні вище, зовсім поруч, на частоті 147КГц видно ще один сигнал. Це (також німецька) станція DWD (Deutscher Wetterdienst), яка передає зведення погоди для суден. Крім цієї частоти, сигнали передаються також на 11039 та 14467КГц.
Результат декодування показано на скріншоті.
Принцип кодування телетайпу такий самий, FSK, тут цікавить кодування тексту. Воно 5-бітне, за допомогою , та має практично 100-річну історію.
Начебто аналогічний код використовувався і на перфострічках, ну а телетайпи погоди розсилаються десь з 60-х років, і як можна бачити, працюють досі. Зрозуміло, що на реальному кораблі сигнал не декодується за допомогою комп'ютера — існують спеціальні приймачі, які записують сигнал і виводять його на екран.
Загалом, навіть за наявності супутникового зв'язку та Інтернету, передача даних у такий спосіб досі залишається простим, надійним та дешевим засобом. Хоча, звичайно, можна припустити, що колись і ці системи підуть в історію і будуть замінені повністю цифровими сервісами. Так що охочим прийняти подібний сигнал не варто надто вже затягувати.
Метеофакс
Ще один legacy-сигнал приблизно з майже такою ж давньою історією. У цьому сигналі зображення передається в аналоговому вигляді зі швидкістю 120 ліній на хвилину (бувають інші значення, наприклад 60 чи 240 LPM), для кодування яскравості використовується частотна модуляція — яскравість кожної точки зображення пропорційна зміні частоти. Така проста схема дозволяла передавати зображення ще в ті часи, коли про "цифрові сигнали" мало хто чув.
Популярною в європейській частині та зручною для прийому є вже згадана німецька станція DWD (Deutche Wetterdienst), яка передає повідомлення на частотах 3855, 7880 та 13882КГц. Інша організація, факси якої нескладно прийняти - британська Joint Operational Meteorology and Oceanography Centre, вони передають сигнали на частотах 2618, 4610, 6834, 8040, 11086, 12390 і 18261КГц.
Щоб прийняти сигнали HF Fax, потрібно використовувати режим приймача USB, декодування можна використовувати MultiPSK. Результат прийому через websdr-приймач показаний на малюнку:
Ця картинка була прийнята прямо під час написання тексту. Видно до речі, що вертикальні лінії з'їхали — аналоговий протокол, і точність синхронізації тут критична, навіть невеликі затримки звуку викликають зсув зображення. При використанні "справжнього" приймача такого ефекту не буде.
Зрозуміло, як і у випадку з метеотелетайпом, на судах ніхто не декодує факси за допомогою комп'ютера — існують спеціалізовані приймачі (приклад картинки з початку статті), які виконують всю роботу автоматично.
STANAG 4285
Розглянемо тепер більш сучасний стандарт передачі на коротких хвилях — модем Stanag 4285. Цей формат розроблявся для NATO, і у різних варіантах. В основі лежить фазова модуляція, параметри сигналу можуть змінюватись, як можна бачити з таблиці, швидкість може становити від 75 до 2400біт/с. Це може здатися небагато, але з огляду на середовище передачі — короткі хвилі, з їхніми завмираннями та перешкодами, це цілком добрий результат.
Програма MultiPSK може декодувати STANAG, але в 95% випадків результатом декодування буде лише "сміття" - сам формат надає лише побітовий протокол нижнього рівня, а дані можуть бути зашифровані або мати якийсь свій формат. Деякі сигнали втім декодувати можна, наприклад, наведений нижче запис на частоті 8453КГц. Декодувати хоч якийсь сигнал через websdr-приймач у мене не вийшло, мабуть все ж таки онлайн-передача порушує структуру даних. Бажаючі можуть завантажити файл з реального приймача за посиланням . Результати декодування MultiPSK показані на скріншоті нижче. Як можна бачити, швидкість для цього запису складає 600bps, як вміст мабуть, передається текстовий файл.
Цікаво, що як можна бачити на панорамі таких сигналів в ефірі реально дуже багато:
Зрозуміло, що не всі з них можливо, належать саме STANAG — на схожих принципах існують інші протоколи. Наприклад, можна навести розбір сигналу .
Як і у випадку з іншими розглянутими сигналами, для реального прийому та передачі використовуються спеціалізовані пристрої. Наприклад для показаного на фото модему заявлено швидкість від 75 до 9600bps при смузі сигналу 3КГц.
Швидкість у 9600 звичайно, не дуже вселяє, але враховуючи що сигнали можна передавати навіть з джунглів або з корабля в океані, причому нічого не платячи за трафік оператору зв'язку, це не так уже й погано.
Подивимося, до речі, уважніше на панораму вище. Ліворуч ми бачимо… правильно, стару добру абетку Морзе. Отже, переходимо до наступного сигналу.
Код Морзе (CW)
На частоті 8423КГц ми чуємо саме його. Мистецтво слухового прийому азбуки Морзе зараз практично втрачено, тому ми скористаємося MultiPSK (втім, декодує вона так собі, програма CW Skimmer справляється набагато краще).
Як можна бачити, передається повторюваний текст DE SVO, якщо вірити , станція розташована у Греції.
Зрозуміло, що таких сигналів уже мало, але вони ще є. Як приклад, можна навести давно працюючу станцію на 4331КГц, що передає сигнали “VVV DE E4X4XZ”, що повторюються. Як нагадує Гугл, станція належить ізраїльським ВМС. Чи передається на цій частоті ще щось? Відповідь невідома, бажаючі можуть послухати та перевірити самостійно.
The Buzzer (УВБ-76)
Завершує наш хіт-парад найпевніший, найвідоміший, сигнал — відомий і в Росії і за її межами, сигнал на частоті 4625КГц.
Сигнал використовується для оповіщення військ, і являє собою гудки, що повторюються, в перервах між якими іноді передаються кодові фрази з шифроблокнота (абстрактні слова типу «КРОЛИСТ» або «БРАМИРКА»). Одні пишуть, що бачили такі приймачі у військкоматах, інші кажуть, що це частина системи «мертва рука», загалом, сигнал є меккою для любителів Сталкера, теорій змови, «холодної війни» та іншого. Бажаючі можуть набрати у пошуку «УВБ-76», і впевнений, цікаве чтиво на вечір гарантовано (втім, не варто до всього написаного ставитися серйозно). Водночас, система досить цікава, хоча б тим, що працює досі з часів холодної війни, хоча чи потрібно це комусь зараз, сказати складно.
Завершення
Цей перелік далеко не повний. За допомогою радіоприймача можна почути (а точніше побачити) і сигнали зв'язку з підводними човнами, і загоризонтні радари, і frequency hopping сигнали, що швидко змінюються, і багато чого ще.
Ось для прикладу картинка, зроблена прямо зараз на частоті 8МГц, на ній можна нарахувати мінімум 5 сигналів різних видів.
Що вони собою представляють — найчастіше невідомо, принаймні у відкритих джерелах знайти можна далеко не всі (хоча є такі сайти як и ). Вивчення таких сигналів цілком цікаве як з погляду математики, програмування та ЦГЗ, так і просто як спосіб дізнатися щось нове про навколишній світ.
Цікаво й те, що незважаючи на розвиток Інтернету та комунікацій, радіо не тільки не здає позиції, а мабуть навіть навпаки — можливість передачі даних безпосередньо від відправника одержувачу, без цензури, контролю трафіку та відстеження пакетів, може стати (хоча сподіватимемося, що все ж таки не стане) знову актуальною.
Джерело: habr.com