Nasłuch łączności służb i krótkofalowców – co, gdzie i na jakich częstotliwościach możemy usłyszeć?

W poprzednim wpisie opisałem jak wybrać tuner DVB‑T oraz jak wykorzystać go w roli szerokopasmowego skanera radiowego. Była to tylko techniczna instrukcja wyboru sprzętu, podmiany sterownika i instalacji oprogramowania. Dziś zapraszam do właściwego wpisu, w którym omówię, jak korzystając z takiego tunera, bądź dowolnego innego skanera, słuchać tego co dzieje się w eterze.

Krótkofalowcy

Seria poświęcona jest przede wszystkim krótkofalarstwu. Zacznę więc od nasłuchu częstotliwości używanych przez krótkofalowców. Pasmo częstotliwości odbieranych przez popularne chipy tunerów pokrywa się z kilkoma pasmami amatorskimi. Są to kolejno:

• Pasmo 10-metrowe – częstotliwości od 28 do 29,7 MHz
• Pasmo 6-metrowe – częstotliwości od 50 do 52 MHz
• Pasmo 2-metrowe – częstotliwości od 144 do 146 MHz
• Pasmo 70-centymetrowe – częstotliwości od 430 do 440 MHz
• Pasmo 23-centymetrowe – częstotliwości od 1240 do 1300 MHz

W pasmach tych, krótkofalowcy nadają swoje transmisje z wykorzystaniem różnych modulacji. Na niższych częstotliwościach najczęściej odebrać będziemy mogli transmisje nadawane z modulacją USB (Upper Side Band), na wyższych – NFM (wąskopasmowa modulacja częstotliwości) w kanałach o szerokości 12,5 kHz. We wszystkich pasmach nadawane są też transmisje cyfrowe oraz alfabetem Morse'a – to ostatnie, z modulacją CW (Contiguous Wave). W pasmach dwu metrowym oraz siedemdziesięcio centymetrowym, od których polecał bym zacząć, krótkofalowców najczęściej znajdziemy rozmawiających na lokalnych przemiennikach, których bazę znaleźć możemy pod tym linkiem. Dostrajamy się wtedy do częstotliwości wyjściowej przemiennika, oraz ustawiamy modulację NFM. Modulacje w programie SDR# ustawiamy poprzez zaznaczenie odpowiedniego pola (NFM, WFM, AM, DSB, LSB, CW, USB lub RAW) w sekcji "Radio".

Czy nasłuch służb jest legalny?

Słuchać możemy wszystkiego co nadawane jest w eterze, podobnie jak mimo woli usłyszeć możemy o czym rozmawia patrol Policji legitymujący kogoś na ulicy. Nie wolno nam jednak łamać zabezpieczeń, czyli cyfrowo zaszyfrowanego sygnału. Nie wolno też rozpowszechniać nagrań transmisji ani żadnych danych które usłyszymy. Dotyczy to również odsłuchu z głośników przy osobach postronnych. Nie możemy też w żaden sposób wykorzystywać usłyszanych informacji. Jeśli usłyszymy komunikat który nie był dla nas przeznaczony, powinniśmy go natychmiast zapomnieć.

Mimo że nasłuch jest legalny, pewne służby mają problem ze zrozumieniem tego faktu. I tak, Straż Ochrony Kolei, widząc skaner radiowy w rękach pasażera może mieć nieodpartą chęć wysadzenia delikwenta na najbliższej stacji, Policja natomiast lubi skonfiskować takie urządzenie.

Należy również pamiętać że nadawanie bez pozwolenia radiowego, poza pasmami które tego nie wymagają (CB radio, PMR, ISM) jest nielegalne i w skrajnych przypadkach możemy za to iść do więzienia. Kilka lat temu, maszynista warszawskiego metra wraz z dwoma kolegami chcieli sprawdzić, jak działa wdrożony przez kolej system RADIO-STOP. Osoby te zatrzymały pociągi na linii kolejowej Warszawa-Łódź i dostały za to karę 1,5 roku pozbawienia wolności, w zawieszeniu.

Prawo nie zabrania również publikowania danych na temat używanych przez różne służby częstotliwości radiowych.

Lotnictwo

Pasmo radiowe wykorzystywane w lotnictwie to częstotliwości od 108 do 144 MHz. Pasmo to od dołu graniczy z zakresem częstotliwości radia programowego UKF FM, a od góry, z pasmem amatorskim 2m. Wykorzystywane jest ono zarówno w łączności w lotnictwie cywilnym jak i wojskowym. Transmisje używane w komunikacji głosowej z samolotami nadawane są z analogową modulacją AM, gdyż zapewnia ona rozpoznawalność głosu ludzkiego w przypadku odbioru nawet bardzo słabego sygnału. Można tutaj usłyszeć informacje o pogodzie nadawane przez lotniska, komunikacje pilotów z wieżą kontroli lotów, czy kontrolą obszaru.

W paśmie tym, na częstotliwości 131,725 MHz, działa system ACARS, który pozwala na przesyłanie krótkich wiadomości tekstowych między obsługą naziemną, a załogą samolotu. Więcej na temat pewnego ciekawego zastosowania systemu ACARS tutaj. Poza omawianym pasmem, na częstotliwości 978 i 1090 MHz działa system ADS‑B, czyli cyfrowy radar lotniczy. W określonych odstępach czasowych, samoloty nadają na tych częstotliwościach: swoją pozycję GPS, prędkość i kierunek oraz podstawowe dane na temat lotu i samolotu. Do odbioru tych danych, w pakiecie od AirSpy, służy program "ADSBSpy.exe". Do wizualizacji odebranych danych możemy wykorzystać program Virtual Radar, opisany pod koniec tego wpisu. To właśnie na podstawie danych nadawanych w systemie ADS‑B generowana jest mapa Flightradar24.

Kolej

Częstotliwości wykorzystywane na kolei to pasmo 150–156 MHz. W zakresie tym znajdują się kanały łączności szlakowej na liniach kolejowych wykorzystywane przez maszynistów i konduktorów do komunikacji z załogą innych pociągów oraz dyżurnymi ruchu na stacjach węzłowych, kanały wykorzystywane przez Straż Ochrony Kolei, ochronę dworców i inne kolejowe jednostki. Pod tym linkiem znajduje się świetny artykuł na temat historii radiokomunikacji kolejowej.

Szlakowa radiołączność kolejowa odbywa się w kanałach o szerokości 12.5 kHz z modulacją NFM. Poniżej lista kanałów i odpowiadających im częstotliwości:

• Kanał 1 – częstotliwość 150,100 MHz
• Kanał 2 – częstotliwość 150,150 MHz
• Kanał 3 – częstotliwość 150,225 MHz
• Kanał 4 – częstotliwość 150,325 MHz
• Kanał 5 – częstotliwość 150,375 MHz
• Kanał 6 – częstotliwość 150,450 MHz
• Kanał 7 – częstotliwość 150,575 MHz

Tutaj natomiast znajduje się mapka linii kolejowych w całej Polsce wraz z odpowiadającymi im numerami kanałów.

PKP PLK powoli zaczyna migrować swój system radiokomunikacji do cyfrowego standardu, wykorzystywanego w UE – systemu GSM‑R.

Radiołączność morska

Mieszkam w górach więc z radiołącznością morską nie mam zbyt dużej styczności. Odsyłam zatem zainteresowanych czytelników do tych dwóch opisów – 1 i 2. Morskie częstotliwości, w zakresie pasma odbieranego przez tunery DVB‑T, rozciągają się pomiędzy 156 a 174 MHz.

Pogotowie Ratunkowe (w tym lotnicze, górskie, tatrzańskie i wodne), straże miejskie i gminne, MZK/MPK, operatorzy sieci energetycznych, gazowych i telekomunikacyjnych, agencje ochrony mienia, korporacje taksówkarskie, inne lokalne firmy i instytucje

Wyżej wymienione przedsiębiorstwa i instytucje korzystają z częstotliwości radiowych przydzielanych im na określony obszar kraju przez Urząd Komunikacji Elektronicznej. Spis pozwoleń radiowych znajduje się pod tym linkiem. Jest on podzielony na szesnaście części odpowiadających obszarom kraju obsługiwanym przez właściwe delegatury UKE oraz część pozwoleń przydzielonych centralnie. Spis ten zawiera min. dane na temat podmiotu któremu wydano pozwolenie, przydzielonych częstotliwości (zazwyczaj w kanałach o szerokości 12.5 lub 25 kHz), obszaru kraju na jakim obowiązuje pozwolenie oraz mocy i lokalizacji nadajników. Pozwolenia radiowe dotyczące radiokomunikacji w Lotniczym Pogotowiu Ratunkowym dostępne są również tutaj.

Na potrzeby tego wpisu, dane ze spisu pozwoleń UKE nałożyłem na mapę Google – http://nadajniki.olo.ovh/. Każda kropka na mapie symbolizuje pojedynczy nadajnik radiowy lub środek obszaru obsługiwanego przez radiostacje w śmigłowcach, autach lub ręczne radiotelefony. Po kliknięciu na kropkę można uzyskać dokładne informacje nt właściciela i parametrów technicznych nadajnika oraz używanych częstotliwości. Przy okazji widać też jaki bałagan ma UKE w swojej bazie oraz jak nieprofesjonalnie do tematu podeszła część osób wypełniających wniosek o pozwolenie. UKE wydało bowiem część pozwoleń, na terenach znajdujących się poza obszarem kraju – min. w Londynie i Kazachstanie. Zapraszam również do tej wyszukiwarki pozwoleń.

W łączności analogowej wykorzystuje się najczęściej modulację FM, określaną przez oprogramowanie SDR# skrótem NFM, z uwagi na małą szerokość kanałów. Jeśli w wykazie pozwoleń, obie podane częstotliwości – odbiorcza i nadawcza, są takie same, wtedy urządzenia pracują w trybie simpleksowym i każde z nich musi być w zasięgu tego z którym nawiązuje łączność, jeśli częstotliwości są różne (zazwyczaj rozsunięte o 10 MHz) – urządzenia pracują w trybie dupleksowym, co oznacza że w transmisji pośredniczy przemiennik umieszczony w lokalizacji o dobrym zasięgi, pracujący zazwyczaj z większą mocą niż typowe radiostacje lub radiotelefony. Urządzenia nadają wtedy na częstotliwości wejściowej przemiennika i odbierają na częstotliwości wyjściowej – do tej częstotliwości powinniśmy się dostroić.

Coraz więcej firm i instytucji, w swoich systemach dyspozytorskich, przechodzi na łączność cyfrową, stosując standardy takie jak: DMR czy Tetra. Umożliwiają one przesyłanie dźwięku w lepszej jakości, transmisję danych, odbiór wartości pomiarowych z urządzeń telemetrycznych (np. liczników energetycznych), przesyłanie wiadomości tekstowych, przydzielanie zadań w specjalnym systemie oraz szyfrowanie transmisji. Jeśli transmisja jest nieszyfrowana (co wbrew pozorom, dość często się zdarza), przy pomocy dodatkowego oprogramowanie jesteśmy w stanie ją przechwycić i podsłuchać.

Policja, Straż Pożarna i inne "tajne"

Policja i Straż Pożarna korzystają z częstotliwości przydzielonych im nie przez UKE, a przez Ministerstwo Spraw Wewnętrznych i Administracji z własnych pasm radiowych. Z tego względu nie znajdziemy ich w wykazie pozwoleń publikowanym na stronach UKE. MSWiA ani zainteresowane jednostki same również nie podają tych informacji do wiadomości publicznej.

Z tego względu polegać musimy na danych zebranych przez społeczność osób zajmujących się nasłuchem. Odsyłam więc zainteresowanych do największej znanej mi bazy takich danych. Jest już ona niestety od dawna nie aktualizowana i zawiera wiele nieaktualnych informacji.

W analogowej łączności radiowej w pasmach tych najczęściej wykorzystuje się opisany już wyżej sposób transmisji – kanały o szerokości 12.5 kHz i modulację FM (NFM) oraz tryb simpleksowy lub dupleksowy.

Policja zmigrowała już wiele swoich systemów łączności do standardów cyfrowych, takich jak Tetra i DMR. Bardzo często, choć nie zawsze, systemy te wykorzystują szyfrowanie transmisji. Transmisje nieszyfrowane możemy odebrać przy pomocy oprogramowania do którego link podałem już wcześniej.

Częstotliwości na których nadawane są transmisje analogowe jest coraz mniej, jednak można na nich usłyszeć ciekawe informacje oraz dane osób legitymowanych i zatrzymywanych, w tym: imiona, nazwiska, PESELE i adresy zameldowania.

Gdzie jeszcze szukać?

Omówione powyżej pasma radiowe wykorzystywane przez część służb to tylko niewielka część tych, na których możemy słuchać przy pomocy tunerów DVB‑T. Po więcej zapraszam na forum http://radioscanner.pl/. Gorąco polecam założenie tam konta – do wielu działów dostęp mają jedynie zarejestrowani użytkownicy, przez co informacje które się tam pojawiają nie są dostępne w wyszukiwarkach.

Użytkownicy forum przygotowali też bardzo obszerny spis zawierający większość wykorzystywanych w Polsce pasm radiowych. Został on wydany także w formie pliku xml dla programu SDR#, dzięki czemu, po skopiowaniu go do katalogu programu i dostrojeniu się do nieznanej nam częstotliwości, od razu dowiemy się komu dane pasmo zostało przydzielone.

Jak zwiększyć zasięg?

Antenki dołączane do tunerów raczej średnio nadają się do odbioru czegokolwiek poza radiem programowym UKF FM oraz transmisjami z krótkofalówek znajdujących się w pobliżu.

Do nasłuchów potrzebujemy trochę lepszej anteny. Najprostszą konstrukcją jest dipol półfalowy składający się z kawałka kabla koncentrycznego (fidera) zakończonego z jednej strony wtykiem antenowym (lub innym pasującym do naszego tunera), a z drugiej dwiema rurkami rozstawionymi pod kątem 180 stopni względem siebie. Jedna z tych rurek musi być przylutowana do drutu znajdującego się wewnątrz kabla koncentrycznego, a druga do ekranu (miedzianego oplotu) otaczającego drut.

Kabel koncentryczny powinien mieć impedancję falową 75 Ohm (typowy do odbioru telewizji naziemnej), choć równie dobrze sprawdzi się kabel o impedancji 50 Ohm. Cała antena powinna mieć długość równą połowie długości fali, a więc każda z rurek – 1/4 długości fali. Tą obliczyć możemy znając częstotliwość, ze wzoru: 300 000 000 / częstotliwość w Hz, lub 300/częstotliwość w MHz.

Dla przykładu, dla krótkofalarskiego pasma 2m (144-146 MHz), antena powinna mieć długość 1 m, a każde z ramion 50 cm.

Należy też pamiętać, że kabel łączący antenę z tunerem powinien być jak najkrótszy. Jeśli potrzebujemy zamontować antenę daleko od komputera, powinniśmy użyć przedłużacza USB i tuner zamontować możliwie jak najbliżej anteny.

Powinniśmy też pamiętać o odpowiednim ustawieniu anteny. Do odbioru sygnału nadawanego z polaryzacją pionową (krótkofalówki), antenę ustawiamy pionowo. Dla sygnału nadawanego z polaryzacją poziomą, antenę ustawiamy poziomo i dodatkowo celujemy jej frontem w źródło sygnału (tak jak na rysunku).