Привет, Хабр.
На дворе уже XXI век, и, казалось бы, данные в HD-качестве можно передавать даже на Марс.
Однако на радио все еще работает много интересных устройств и можно услышать много интересных сигналов.
Конечно, учесть их все нереально; попробуем выбрать самые интересные, те, которые можно получить и декодировать самостоятельно с помощью компьютера.
Для приема сигналов мы будем использовать голландский онлайн-приемник.
ВебСДР , декодер MultiPSK и программа Virtual Audio Cable. Для удобства рассмотрения сигналы будем представлять в возрастающей частоте.
Радиовещательные станции рассматривать не буду, это скучно и банально; Любой желающий может самостоятельно слушать Radio China на AM. А мы перейдем к более интересным сигналам.
Сигналы точного времени
На частоте 77,5 КГц (длинноволновый диапазон) передаются сигналы точного времени с немецкой станции DCF77. уже был на них отдельная статья , поэтому можем лишь кратко повторить, что это простой по структуре сигнал амплитудной модуляции – «1» и «0» кодируются с разной длительностью, в результате за одну минуту получается 58-битный код.
130-140КГц – телеметрия электрических сетей
На этих частотах, согласно сайт радиосканера передаются управляющие сигналы для электросетей Германии.
Сигнал достаточно сильный и по отзывам его принимают даже в Австралии.
Раскодировать его в MultiPSK можно, если задать параметры, как показано на скриншоте.
На выходе мы получим пакеты данных, их структура, естественно, неизвестна; желающие могут поэкспериментировать и провести анализ на досуге.
Технически сам сигнал очень прост, метод называется FSK (Frequency Shift Keying) и заключается в формировании битовой последовательности путем изменения частоты передачи.
Тот же сигнал, в виде спектра — биты можно даже посчитать вручную.
Телетайп погоды
На спектре выше совсем близко, на частоте 147 кГц, виден еще один сигнал.Это (также немецкая) станция DWD (Deutscher Wetterdienst), предоставляющая сводки погоды для судов.
Помимо этой частоты передаются также сигналы на 11039 и 14467 КГц.
Результат декодирования показан на скриншоте.
Принцип кодирования телетайпа тот же, FSK, интерес здесь представляет собой кодирование текста.
Это 5-битный, с использованием Код Бодо и имеет почти 100-летнюю историю.
Вроде бы аналогичный код использовался на перфолентах, но погодные телетайпы рассылаются где-то с 60-х годов и, как видите, работают до сих пор.
Конечно, на реальном корабле сигнал не декодируется с помощью компьютера — есть специальные приёмники, которые записывают сигнал и отображают его на экране.
В целом, даже при наличии спутниковой связи и Интернета передача данных таким способом остается простым, надежным и дешевым средством.
Хотя, конечно, можно предположить, что когда-нибудь эти системы уйдут в историю и будут заменены полностью цифровыми сервисами.
Так что желающим получить такой сигнал не следует слишком задерживать его.
Метеофакс
Еще один устаревший сигнал с почти такой же долгой историей.В этом сигнале изображение передается аналоговая форма при скорости 120 строк в минуту (есть и другие значения, например 60 или 240 л/мин) для кодирования яркости используется частотная модуляция — яркость каждой точки изображения пропорциональна изменению частоты.
Такая простая схема позволяла передавать изображения еще в те времена, когда о «цифровых сигналах» мало кто слышал.
Популярной в европейской части и легко принимаемой является уже упомянутая немецкая станция DWD (Deutche Wetterdienst), передающая сообщения на частотах 3855, 7880 и 13882 кГц.
Еще одна организация, факсы которой легко принимать – Британский объединенный центр оперативной метеорологии и океанографии, они передают сигналы на частотах 2618, 4610, 6834, 8040, 11086, 12390 и 18261 кГц.
Для приема сигналов HF Fax необходимо использовать режим USB-приемника, для декодирования можно использовать MultiPSK. Результат приёма через приёмник websdr показан на рисунке: 
Эта фотография была сделана прямо во время написания текста.
Кстати, видно, что вертикальные линии сдвинулись — протокол аналоговый, и точность синхронизации здесь критична, даже небольшие задержки в передаче онлайн-аудио вызывают сдвиг изображения.
При использовании «настоящего» ресивера такого эффекта не будет. Конечно, как и в случае с метеотелетайпом, никто на кораблях не расшифровывает факсы с помощью компьютера — есть специализированные приемники (пример картинки из начала статьи), которые всю работу делают автоматически.
Редактировать: как предложено в комментариях, по факсу передаются не только сводки погоды, но даже газеты .
Частоты и графики передач разных стран и регионов можно узнать.
в PDF .
СТАНАГ 4285
Теперь рассмотрим более современный стандарт передачи данных на коротких волнах – модем Stanag 4285. Этот формат был разработан для НАТО и существует в различных версиях.Он основан на фазовой модуляции, параметры сигнала могут варьироваться, как видно из таблицы, скорость может составлять от 75 до 2400 бит/с.
Это может показаться не так уж и много, но учитывая среду передачи – короткие волны, с их затуханием и интерференцией, это вполне хороший результат. 
Программа MultiPSK умеет декодировать STANAG, но в 95% случаев результатом декодирования будет только «мусор» — сам формат предоставляет только низкоуровневый побитовый протокол, а сами данные могут быть зашифрованы или иметь какие-то свои формат. Некоторые сигналы, однако, можно декодировать, например, запись ниже на частоте 8453 КГц.
Мне не удалось декодировать какой-либо сигнал через приемник websdr; судя по всему, онлайн-передача все же нарушает структуру данных.
Желающие могут скачать файл с реального ресивера по ссылке.
cloud.mail.ru/public/JRZs/gH581X71s .
Результаты декодирования MultiPSK показаны на скриншоте ниже.
Как видите, скорость этой записи составляет 600 бит/с; судя по всему, в качестве контента передается текстовый файл.
Интересно, что, как видно на панораме, таких сигналов в эфире на самом деле очень много: 
Конечно, не все из них могут принадлежать STANAG — есть и другие протоколы, основанные на схожих принципах.
Например, мы можем дать анализ сигнала Thales КВ модем .
Как и в случае с другими обсуждаемыми сигналами, для фактического приема и передачи используются специализированные устройства.
Например, для модема, показанного на фото НСГДатаком 4539 Заявленная скорость от 75 до 9600бит/с при полосе сигнала 3КГц.
Скорость 9600, конечно, не очень впечатляет, но если учесть, что сигналы можно передавать даже из джунглей или с корабля в океане, при этом ничего не платя за трафик оператору связи, то это не так уж и плохо.
Кстати, давайте присмотримся к панораме выше.
Слева мы видим.
правильно, старую добрую азбуку Морзе.
Итак, перейдем к следующему сигналу.
Азбука Морзе (CW)
На частоте 8423 КГц мы слышим именно это.Искусство слышать азбуку Морзе сейчас практически утеряно, поэтому будем использовать MultiPSK (правда, декодирует он так себе, программа CW Skimmer справляется с этой задачей гораздо лучше).
Как видите, передается повторяющийся текст ДЕ СВО, если верить сайт радиосканера , станция находится в Греции.
Конечно, таких сигналов немного, но они все же существуют. В качестве примера можно привести долго работающую станцию на частоте 4331 КГц, передающую повторяющиеся сигналы «ВВВ ДЕ Е4Х4ХЗ».
Как предполагает Google, станция принадлежит ВМС Израиля.
Передается ли что-нибудь еще на этой частоте? Ответ неизвестен; желающие могут послушать и проверить сами.
Зуммер (УВБ-76)
Завершает наш хит-парад, пожалуй, самый известный сигнал – известный как в России, так и за рубежом сигнал на частоте 4625 КГц.
Сигнал используется для оповещения войск и состоит из повторяющихся звуковых сигналов, между которыми иногда передаются кодовые фразы с кодовой панели (абстрактные слова типа «КРОЛИСТ» или «БРАМИРКА»).
Одни пишут, что видели такие приёмники в военкоматах, другие говорят, что это часть системы «мертвая рука», в общем сигнал — мекка для любителей Сталкера, теорий заговора, Холодной войны и тд. .
Желающие могут набрать в поиске «УВБ-76», и я уверен, занимательное чтиво на вечер гарантировано (однако не стоит относиться ко всему написанному серьезно).
В то же время система достаточно интересна хотя бы потому, что она работает еще со времен Холодной войны, хотя сложно сказать, нужна ли она кому-то сейчас.
Завершение
Этот список далеко не полный.С помощью радиоприемника можно услышать (вернее увидеть) сигналы связи с подводными лодками, загоризонтные радары, быстро меняющиеся сигналы со скачкообразной перестройкой частоты и многое другое.
Например, вот снимок, сделанный прямо сейчас на частоте 8 МГц; на нем можно насчитать минимум 5 сигналов разных типов.
Что они собой представляют, зачастую неизвестно, по крайней мере не всё можно найти в открытых источниках (хотя есть такие сайты, как www.sigidwiki.com/wiki/Signal_Identification_Guide И www.radioscanner.ru/base ).
Исследование таких сигналов довольно интересно как с точки зрения математики, программирования и DSP, так и просто как способ узнать что-то новое об окружающем нас мире.
Интересно также, что, несмотря на развитие Интернета и коммуникаций, радио не только не сдает позиций, а, возможно, даже наоборот — современные процессоры и АЦП позволяют практически на одном кристалле кодировать и декодировать сигналы любой сложности.
Наконец, возможность передавать данные напрямую от отправителя к получателю, без цензуры, контроля трафика и отслеживания пакетов, может снова стать (хотя будем надеяться, что не станет) снова актуальной.
Теги: #Научно-популярная #Инженерные системы #мессенджеры #Развитие систем связи #стандарты связи #радио #сигналы #факс #прием #телетайп #rtty
-
«Краснодар» Породнился С «Чикаго»
19 Oct, 24 -
Редактирование Безнадежного Письма Поддержки
19 Oct, 24 -
Проблема С Flash Решена В Chrome
19 Oct, 24 -
Моя Первая Программа Наложения
19 Oct, 24
