Радиоэфир без регистрации и СМС. Часть 2
Начало. Часть 1.
▍ Радиостанции с возможностью программирования частот
В стародавние времена я приобрёл несколько китайских станций HYT F3 с заявленным диапазоном частот 440-480Mhz. Для работы с этой рацией через компьютер я использовал программу от Kenwood KPG-87D. Это пример рации, где прошиты какие-то частоты с какими-то настройками без какой-либо систематизации. Оказалось, что на различных каналах установлены случайные субтона, чтобы закрыть канал от других станций, работающих на этой же частоте (к субтонам ещё вернусь ниже). Поэтому однозначно можно сказать, что эта радиостанция случайным образом точно не свяжется ни с какой другой моделью, даже если совпадут частоты.
 Сетка частот по умолчанию в HYT F3
Как вы понимаете, такие рации не имеют возможности в теории связаться с LPD443, но они пересекаются по частотному диапазону со стандартом PMR446 и FRS. Однако китайцы умеют удивить. Я слышал, что китайское оборудование не соответствует заявленным характеристикам обычно в худшую сторону, но я очень удивился, когда прошил частоты LPD433 в станцию, которая не поддерживает частоты ниже 440Mhz. Радиостанция прекрасно на них работает.
Рация HYT F3 с диапазоном частот 440-480Mhz
Стоит обратить внимание, что корпуса станций у разных производителей могут быть абсолютно одинаковыми. Но это не значит, что внутри они всё те же. Если вы хоть немного касались темы раций, то HYT F3 вам могла показаться знакомой, потому что внешне это всё тот же популярный Baofeng-888S. Однако диапазон частот у них радикально отличается.
Рация Baofeng-888S с диапазоном частот 400-470Mhz
Иногда начинает казаться, что в эту игру можно играть бесконечно:
 Рация Kenwood TK3206 на два диапазона частот 400-430МГц / 450-490МГц
Такие рации уже на уровень выше «уоки-токи», потому что в них можно менять частоты, совсем другой уровень надёжности и удобства, намного больше функций и настроек. И, конечно же, если прошить частоты из нелицензируемых диапазонов LPD433 и PMR446, то такие станции можно использовать без позывного. Чтобы перешить частоты, вам понадобится USB-кабель и программа. Большинство радиостанций поддерживается программой CHIRP с открытым исходным кодом. Чтобы прошить в рацию частоты, недостаточно будет вбить только цифру. Чуть ниже я пробегусь по некоторым настройкам. Очень важно с такой станцией иметь кабель для программирования частот с компьютера, даже если на рации имеется клавиатура для ввода частот. Ведь намного удобнее переключаться между запрограммированными каналами по номерам, чем вводить шестизначные частоты. Кроме того, в рациях есть режим сканирования по запрограммированным каналам.
Такие станции с возможностью программирования частот могут быть использованы как на нелицензируемых частотах, так и радиолюбителями с позывными. Также такие станции могут использоваться организациями, которые оплачивают выделенную частоту, и государство им гарантирует, что больше никто на этой частоте работать не будет (а кто будет, тот получит по шапке).
▍ Рации диапазона VHF и UHF
В любительской радиосвязи очень популярны два следующих диапазона.
VHF — Very High Frequency или на русском МВ — метровые волны. Как правило, рации с надписью VHF работают в диапазоне 136-174Mhz. Длина волны 2 метра. В этом диапазоне нет нелицензируемых частот.
UHF — Ultra High Frequency, на русском ДМВ — дециметровые волны. Как правило, рации с меткой UHF работают в диапазоне 400-470Mhz. Длина волны 70 сантиметров. К этому диапазону относятся стандарты LPD433 и PMR446.
Следует понимать, что very и ultra — понятия очень условные, сейчас это просто название с учётом того, что к радиочастотам относится диапазон от 20 кГц до примерно 300 ГГц. У каждого из этих диапазонов есть свои преимущества и недостатки, а следовательно, свои группы приверженцев. Чем выше частота, тем меньше длина волны. Формула такова:
λ = v / f, где, λ — длина волны, v — Скорость волны, f — частота света.
Чем длиннее волна, тем ей меньше мешают препятствия в городе, такие как деревья и здания. Чем выше частота, тем больше мощности расходуется, и это будет сказываться на продолжительности работы от аккумулятора. При прямой видимости дальность связи повышается при повышении частоты. Но не будем углубляться в детали, потому как радиолюбители и занимаются всю свою жизнь изучением влияния на радиосвязь таких факторов, как время суток, время года, облачность, осадки, магнитные бури, состояние тропосферы и многих, многих других. Влияет абсолютно всё: касание рукой антенны, вытянута ли рука с рацией, в какую сторону от собеседника проходит линия между антенной и телом передающего, находится ли рация на открытой местности или внутри бетонной квартиры, откуда сигнал выходит, несколько раз переотразившись.
Работая на этих частотах, связь ограничена, как правило, 30-40 км независимо от мощности передатчика за счёт изгиба планеты, но при некоторых условиях может возникнуть тропосферное прохождение на очень большие дистанции. Поэтому для дальних радиосвязей используют КВ диапазон, которого касаться в этом посте не буду, потому как он не относится к нелицензионным (нужно получить радиолюбительский позывной), и оборудование для связи уж точно не относится к дешёвому и простому.
▍ Цифровые радиостанции стандарта DMR и DSTAR
Цифровая радиосвязь — это отдельная сложная тема, о существовании которой я лишь вскользь упомяну.
DMR — Digital Mobile Radio (Цифровая Подвижная Радиосвязь), это открытый стандарт для цифровой радиосвязи, разработанный и описанный ETSI (Европейский институт телекоммуникационных стандартов) в 2005 году. Радиостанции DMR работают главным образом в типичных частотных диапазонах VHF/UHF, а именно: 136-174 / 403-470 МГц. Грубо говоря, вместо голоса по радиотракту проходят цифровые данные, как правило, зашифрованные.
D-STAR (Digital Smart Technologies for любительское радио) — спецификация протокола цифровой речи и данных для любительского радио. Система была разработана в конце 1990-х годов Японской лигой радиолюбителей и в своём пакетном стандарте использует манипуляцию с минимальным сдвигом. Существуют и другие цифровые режимы, адаптированные для использования любителями, но D-STAR был первым, разработанным специально для любительского радио.
Некоторые преимущества использования цифровых голосовых режимов заключаются в том, что они используют меньшую полосу пропускания, чем более старые аналоговые голосовые режимы, такие как амплитудная модуляция и частотная модуляция. Качество полученных данных также лучше, чем у аналогового сигнала при той же мощности сигнала, если сигнал превышает минимальный порог и отсутствует многолучевое распространение.
Радиостанции, совместимые с D-STAR, доступны для любительских радиодиапазонов HF, VHF, UHF и микроволнового диапазона. В дополнение к беспроводному протоколу D-STAR также предоставляет спецификации для сетевого подключения, позволяющие подключать радиостанции D-STAR к Интернету или другим сетям, позволяя маршрутизировать потоки голоса или пакетных данных через любительскую радиосвязь.
Радиостанции, совместимые с D-STAR, производятся компаниями Icom, Kenwood и FlexRadio Systems.
Baofeng UV-5R
А можно ли купить универсальную рацию, которая бы могла связаться с любой, поддерживающей один из вышеперечисленных аналоговых стандартов? Удивительно, но с некоторыми оговорками такая радиостанция есть и называется она Baofeng UV-5R. Рация имеет возможность вводить частоты с клавиатуры, записать 127 каналов, прослушивать диапазон обычных FM-радиостанций 65 до 108 МГц и вести как приём, так и передачу в диапазонах VHF 136-174мгц и UHF 400-520мгц. С учётом цены в 24$, клавиатуры, множества частотных диапазонов и имеющихся функций не удивительно, что эта станция давным-давно завоевала народную популярность.
Рация Baofeng UV-5R
Quansheng UV K5
Звезда широкого потребления Baofeng UV-5R — довольно старая модель, и сейчас эту звезду затмевают по многим характеристикам. Один из претендентов это Quansheng UV K5 со смешной ценой в 26$ в зависимости от комплектации. Чего только стоит возможность приёма на частотах в диапазоне от 50 до 600MHz. Плюс исправлены многие детские болезни старичка Бао, которые на форумах обсудили и засыпали интернет инструкциями по исправлению. Для этой станции есть множество патчей и прошивок, которые позволяют внести удобства при пользовании и добавить огромное количество новых функций вроде анализатора спектра. На 4PDA вы найдёте не только описание по этой радиостанции, но и огромное количество инструкций по аппаратным переделкам на недоступные диапазоны, ссылок на прошивки, конструкторы модов. Эта недорогая рация сегодня — основной претендент на звание народной.
 Рация Quansheng UV K5 и диапазоны поддерживаемых частот
Но купив недорогую радиостанцию уровня Baofeng UV-5R или Quansheng UV K5, не думайте, что вы хакнули систему и взяли лучшую радиостанцию без недостатков за бесценок, а остальные дураки. Это отличный вариант для начинающих, но для хорошей и качественной связи такими производителями, как Kenwood, Motorola, Hytera, ICOM для фильтрации радиосигнала используются супергетеродинные приёмники (зачастую с двойным преобразованием частоты). В недорогих радиостанциях фильтрация происходит программно, что несёт в себе не только преимущества, но и недостатки, основной из которых — это качество приёма меньшее, чем в супергетеродинных станциях.
SDR
«Заглянуть» в эфир и послушать довольно широкий диапазон частот можно с помощью компьютера и копеечного USB свистка — SDR-ресивера (Software Defined Radio). Кроме того, что SDR позволяет отслеживать широчайший диапазон частот и увидеть даже в истории, на какой частоте прошла или проходит передача, его можно использовать, чтобы демодулировать, прослушать и даже записать сигналы на компьютере. Используйте для работы с SDR программы sdrsharp на Windows или gqrx на Linux. Преимущество SDR в том, что компьютер обладает гораздо более мощным процессором и ресурсами в целом для анализа радиосигнала, чем недорогая радиостанция и, соответственно, программное обеспечение обладает большими возможностями для автоматизации и обработки событий. Можно даже записать из эфира цифровой сигнал в DMR и декодировать голосовое сообщение любой удобной вам программой (их в сети достаточно).
К примеру, программа rtl_433 позволяет отловить и декодировать с полторы сотни различных протоколов, таких как пакеты от пультов, метеостанций или датчиков давления TPMS в автомобильных шинах.
 Пример работы rtl_433
Можете начать работу с SDR с того, чтобы найти в поисковике частоты популярных радиолюбительских репитеров в вашем городе и наверняка в течение нескольких дней наткнётесь на переговоры местных радиолюбителей.
▍ Web SDR
Послушать эфир в самых разных точках планеты, можно не имея ничего, кроме компьютера, через браузер, используя оборудование энтузиастов, которые выкладывают отловленный трафик из эфира в веб здесь.
▍ Антенна
Неотъемлемым и очень важным элементом любой радиостанции является антенна, поэтому хотя бы вскользь я обязан упомянуть их в этом посте.
В комплекте с портативными рациями идёт «резинка». Зачастую даже съёмная. По конструкции она представляет собой залитые эластичным пластиком металлическую пружину и некоторый обвес для согласования по характеристикам. Основными преимуществами такого типа антенн являются небольшой размер, простота и цена. Более серьёзные типы антенн могут иметь свой коэффициент усиления радиосигнала и, будучи установленными в выгодном месте, могут в десятки раз увеличить дальность и качество как передачи, так и приёма. Радиолюбители всегда находятся в поиске подходящих под те или иные условия антенн. К примеру, недорогая автомобильная Nagoya UT106UV с Али за 5$ в комплекте с трёхметровым кабелем, который позволил вынести её за окно бетонной многоэтажки и примагнитить к кондиционеру, позволила мне связываться с корреспондентами в 40 км от меня на обычную пятиваттную народную радиостанцию Baofeng.
Да даже если вы просто увлекаетесь исследованием эфира на USB SDR ресивер и не нуждаетесь в голосовой связи, то вы можете всерьёз улучшить приём, если ваша антенна будет вынесена на крышу высотки, где приёму не будут мешать соседние дома. Если же при этом антенна будет ещё и направленной или просто с хорошим коэффициентом усиления, то вы будете королём эфира.
Для желающих углубиться в тему антенн рекомендую «Антенны» Карла Ротхаммеля. Впрочем, по антенно-фидерным устройствам есть огромное количество книг как отечественных, так и переводных.
Прошивка частот через USB-кабель
Если ваша радиостанция поддерживает запись частот через компьютер, то с помощью USB-кабеля подключайте рацию к компьютеру. Как правило, USB-кабель построен на чипе для преобразования USB в последовательный порт CH340 и на него нужно установить драйвера. Выбирайте незанятую частоту, чтобы случайный сигнал не помешал загрузке, вкрутите громкость на максимум и запускайте программу для работы с вашей рацией. Для раций широкого потребления это CHIRP.
С интерфейсом программы разобраться несложно, а вот с самими настройками каналов могут возникнуть вопросы.
▍ Режим защиты субтоном
В рациях есть отличная функция CTCSS для городов с загруженностью частот, которая позволяет перевести станцию в режим приёма сигнала, только если обнаружен короткий звуковой тон заданной частоты. Так, вы не услышите на этой частоте никого, кто не использует передачу субтона. Ни в коем случае не путайте эту функцию с шифрованием. Это не защита вашего разговора, а защита от шумов и от других людей, работающих на этой же частоте. Рация просто не включает звук, чтобы не мешать, если не получает заданный субтон, даже если обнаружена передача. Вводите в программе частоту субтона (TONE), когда выберете Tone Mode = Tone, чтобы передавать сигнал на радиостанцию или репитер, закрытые на определённый субтон. Имейте в виду, что в разных программах и у разных производителей эта функция может называться по-разному: CG, QT/DQT, RX/TX tone, tone sql (tone squelch).
Если же вы не хотите, чтобы ваша радиостанция принимала всех подряд на этой частоте и открывалась на приём только для корреспондентов, которые вписали ваш субтон, то вписывайте его в колонку Tone Squelch (шумоподавление субтоном).
В моём регионе радиолюбительские частоты обычно не загружены, поэтому я отключил приём по субтону, чтобы слышать всё, что происходит на текущей частоте. Да, я услышу всех, независимо от того, используется ли отправителем сигнала для передачи субтон. Но чтобы достучаться до местного репитера и открыть его на приём, я должен на своей рации включить субтон передачи.
▍ Приём и передача на разнесённых частотах
Если вы хотите работать с репитером, который принимает вашу станцию и ретранслирует в большей мощности на другой частоте, то вам нужно задать сдвиг частоты этого репитера в поле Offset. В некоторых программах эта опция выглядит как две отдельные колонки: частота приёма RX и частота передачи TX, которые для обычного режима должны совпадать. Не забывайте, что частота передачи (TX — transmit) вашей радиостанции — это частота приёма репитера (RX — receive).
▍ Модуляция
Обычно любительские радиостанции используют модуляцию FM (частотная модуляция), но на некоторых станциях (например, Quansheng UV-K5, есть возможность прослушивать AM (амплитудная модуляция)), в которой работают авиадиспетчеры для связи с пилотами самолётов.
Упомянул я о модуляции вот ради какого важного момента. В программах вроде CHIRP есть колонка Mode, которая позволяет выбрать FM или NFM. Иногда эта настройка может называться Wide или Narrow. Она позволяет выбрать широкую (для UHF диапазона обычно это 25кГц) или узкую полосу (12.5кГц) при модуляции. Неверно выбранный режим приводит к тому, что корреспонденты будут такую станцию слышать очень тихо, и многие ищут решение в перепаивании микрофона. Этот режим должен совпадать с принимающей стороной.
Репитер
Я упомянул выше работу через репитер. Поясню, что это такое. Ваша носимая с собой радиостанция ограничена характеристиками, такими как габариты и запас батареи. Из этого ограничения следует, что в городской застройке связь у вас будет на расстоянии 3-5 километров, даже если завысить мощность. Для мобильных телефонов эта проблема решается покрытием города сотами приёмных вышек. А радиолюбители ставят стационарные мощные репитеры, которые могут работать в одиночестве, а могут между собой объединяться через интернет.
Репитер (ретранслятор) представляет собой две связанные между собой радиостанции, одна из которых работает на приём, а другая — на передачу полученного сигнала на другой частоте. Так, чтобы общаться с большим покрытием, радиолюбитель настраивает для приёма и передачи частоты репитера, и таким образом не слышит напрямую тех собеседников, кто работает на частоте передачи, а слышит их уже усиленными с репитера на частоте со смещением.
В нашем небольшом городе Кишинёве радиолюбительские репитеры покрывают весь город и даже пригород с превосходным качеством. За счёт высокого размещения на высоте репитера и мощной антенны я с прекрасным качеством выхожу на связь за десять километров нашего холмистого города на мощности 50 милливатт. Вы можете найти в поисковике частоты ваших местных репитеров, но имейте в виду, что передача на репитер без позывного является противозаконной.
Так как радиосвязь используется службами, которые не должны зависеть во время чрезвычайных происшествий от линий связи, электросетей и мобильных сетей, то такие службы тоже обычно используют свои репитеры, которые имеют резервное питание от аккумулятора или генератора.
Позывной
Заказывая радиостанцию с Aliexpress, вы должны понимать, что практически все они по мощности не предназначены для использования гражданами без соответствующих разрешений и сертификатов. Ваша задача — снизить мощность передачи до определённых законом величин и работать только на разрешённых частотах.
Если же вы поняли, что радиосвязь — это ваше, то стоит изучить материал, сдать экзамен и получить позывной радиолюбителя. Это позволит вам законно выходить в эфир на большей мощности и на большем диапазоне частот с пониманием всех ограничений и причин, почему эти ограничения были введены. Например, без позывного вы не должны выходить в эфир на двухметровом диапазоне (144-148Mhz), который отлично поддерживается на народных Бао и Квашнях. А у этого диапазона есть свои преимущества, ведь радиоволны такой длины лучше проходят в лесной растительности и «огибают» холмы за счёт дифракции и попадания в «тень» радиоволны.
Мне когда-то казалось, что радиолюбители с позывным — это создания из другого мира, знающие морзянку и умеющие модулировать горловым пением как минимум в AM (на самом деле легко научиться тем, кто умеет связываться с модемом хотя бы на 2400 бит в сек.). Но всё оказалось гораздо проще: морзянку учить и сдавать не нужно и мощную радиостанцию с десятиметровой антенной на крыше покупать и устанавливать не потребуется. Радиолюбителем можно стать, просто послушав некоторое время своим Баофенгом, как общаются на местном репитере, и потратить немного времени на изучение законодательства, правила безопасности при работе с оборудованием и принципы общения в эфире. Это действительно нужно, потому что более мощное оборудование позволяет выходить в эфир по всему миру. А с точки зрения безопасности несёт куда большие риски. Ведь радиоволны не видны как и радиация, но могут нести в себе довольно большую энергию, чтобы нанести вред. Поэтому учитесь и сдавайте экзамен, это совсем несложно ради такого хобби. Деньги на это уйдут символические. Вот несколько постов, как это сделать:
Я живу в Молдове, и в 2022 году из-за сбоя в электросетях вся страна осталась без электричества примерно на 4 часа. Этого хватило, чтобы рассеялись все предубеждения о том, что оборудование ОпСоСов и интернет-провайдеров имеет резервные источники питания. Практически сразу после отключения электроэнергии перестала работать и мобильная связь. Только благодаря своему радиолюбительскому хобби я был тут же осведомлен, что электричества и мобильной связи не было по всей стране.
Мобильная связь хороша в городах, но есть регионы с очень плохим покрытием и совсем без покрытия. Например, на яхте в море радиостанция — это основной вид связи, поэтому для получения лицензии для управления яхтой обязательно иметь лицензию VHF Operator для пользования радиооборудованием.
А в повседневной жизни это может оказаться просто удобным: по одному нажатию PTT можно отправить сообщение в звуковой «чат» между группой людей, будь то коллеги, водители колонны автотранспорта, пешие туристы, мотоциклисты, велосипедисты или соседи-дачники.
Да и просто сама идея радиосвязи — это прообраз популярных сегодня чат-рулеток с возможностью выйти на вызывную частоту или на репитер, дать общий вызов и пообщаться со случайным человеком. Впрочем, радиолюбителей не так много, поэтому на коротких расстояниях незнакомыми они будут только лишь первое время.
Как выбрать частоту для общения
Несмотря на то, что в эфире вы ничего не слышите, вы не можете просто выбрать частоту. Если вы не очень разбираетесь, выбирайте из сетки частот LPD или PMR и не прогадаете. А чтобы вы понимали, насколько плотно расписаны назначения частот, приведу пример для двухметрового диапазона:
Можно ли меня найти за нарушение?
Если ваше нарушение состоит лишь в некотором превышении разрешённой мощности, то вряд ли вы кому-то будете интересны, пока никому не мешаете. Но если ваше радиооборудование (не обязательно это рация, это может быть и старый дешёвый DECT-телефон, который шумит в широком спектре) мешает коммерческим организациям, которые оплачивают радиочастоты, или государственным службам, то вами обязательно займутся. ОпСоСы (операторы сотовой связи) платят огромные деньги за лицензируемые частоты, и государство обеспечивает чистоту частот на всей лицензируемой территории. Представьте себе, что некто решит выйти в эфир на 900 Mhz или 1800Mhz, мешая всем абонентам этого GSM диапазона. Можете быть уверены, что найдут источник очень и очень быстро. Если хотите знать, как поиск происходит технически, то читайте про принципы радиопеленгации.
В этом-то и состоит главная опасность покупки рандомной радиостанции с неизвестно какими прошитыми частотами на каналах, что вы даже не сможете узнать, используется ли выбранный канал. Но даже если вы отключили шумодав и открытие по субтону и точно знаете, что частота сейчас пуста от передач, это не значит, что она никем не используется. Есть огромное количество служб, которые круглосуточно мониторят частоту, и она всегда должна быть свободна на случай редких событий или ЧП. Абсолютно всегда! И никто там не должен ждать, пока кто-то договорит инструкции подчинённым по отгрузке десятка палет с фуры, на какой этаж стройки кран должен поднять тонну цемента и обсуждения, где встречаются на пиво лыжники после катки.
И на Хабре таки для вас есть жуткие истории о том, как поймали и наказали за радиохулиганство серьёзные люди из радиочастотного центра.
Кстати, если с вопросом, можно ли определить, откуда вышел в эфир радиопередатчик, всё предельно понятно, то остаётся очень интересный вопрос, можно ли определить, где находится радиоприёмник. И таки на Хабре есть пост с анализом этого момента.
Заключение
Если вас хоть в какой-то степени интересует радиосвязь и вы даже дочитали этот пост до конца, то наверняка у вас на дне огромного сундука с «очень полезными» покупками с Али уже валяется хотя бы одна рация, которой вы попробовали пользоваться и от греха подальше убрали, чтобы не влезть куда не следует.
Ищите к ней кабель для программирования каналов или инструкцию, как это сделать с клавиатуры радиостанции (это жестокое наказание, кабелем с компьютера проще!). Прошивайте частоты из сетки LPD433 и PMR446 и пользуйтесь на здоровье, даже не имея позывного и не нарушая закон. Найдите местные группы радиолюбителей в Телеграме и договоритесь с кем-то связаться на этих частотах из стен бетонных трущоб, с балкона, с крыши, с подвала, с низины, с горы, постепенно увеличивая расстояния, и удивляйтесь, как ухудшается связь на мизерных расстояниях при плохих условиях и улучшается, если создать хорошие условия для прохождения радиоволн. Отличные условия — крыша многоэтажки на холме, где вокруг радиостанции больше ничего не мешает. В идеале — даже человека рядом не должно быть, только антенна на мачте. Если не слышите собеседника даже рядом на одной частоте, убедитесь, что не используется защита канала субтоном. Обращайте внимание на детали и запоминайте их, ведь даже ваше тело будет служить экраном, который закрывает прохождение радиоволн, если корреспондент находится сзади. Если слишком хорошо слышите удалённого собеседника, то проведите туалетный тест: связь ухудшится, если уединиться в небольшом железобетонном помещении, а в металлическом лифте зачастую пропадает вовсе. Запустите режим сканирования частот и ждите, пока станция не найдёт тех, кто работает на прошитых частотах.
А когда надоест, возвращайся назад гулять по воде со мной почитайте посты о том, как можно углубиться в детали радиолюбительского хобби, подготовиться к экзамену и получить позывной радиолюбителя, чтобы купить более мощную станцию и опять превышать разрешённую мощность.
Всем чистого эфира! Поздравляю с 18 апреля, всемирным Днём радиолюбителя!
С вами был ER1AFK: Елена Радио Единица Анна Фёдор Киловатт!
Новак Сергей @SergeyNovak
https://habr.com/ru/companies/ruvds/articles/787828/
|
