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無線電監聽樂趣多:從數據訊號談起

No.40   1996 May.   p31~ 39,   by 林茂榮 / BV5OC



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本文作者於十幾年前即從事無線電監聽,桌前的電腦為當時盛行的 APPLE II。

    歡迎你加入無線電監聽的行列,正如本文標題所揭示,本欄的焦點集中在無線電「監聽」,至於「樂趣」則應該是完全理解無線電訊號之後的產物。因此,掌握住分辨無線電訊號性質的技巧,以及如何正確地去監聽 (或說是完全聽懂它的內容),將會是下功夫的重點,以求達到監聽時可以產生樂趣而不是受氣,尤其是那些充滿「詭譎多變」氣份的無線電訊號,或者是聽來平常,卻無法理解的密碼訊號,如果肯對這些訊號做研究下功夫,相信任何人都很快就可以培養出監聽的樂趣來。之後,你就可以坐在斗室內。面對監聽設備,盡享天下一切訊號……林茂榮 BV5OC


前言

    由於目前國內無線電環境日益開放,民眾接觸無線電的機會也相對增加,許多對於無線電有興趣的朋友,以往都苦於無法得到正確的資料或幫助,只能眼睜睜地看著「愛的興趣而感慨,甚至不敢跨入雷池」一步,深恐因此惹禍上身;我自己本身的經驗不談,記得在上高中時,我的體育老師突然不見了,沒人知道為什麼?比較可靠的說法是,在他的居室隱蔽處被發現藏著一部無線電收發機。

    我相信這些陰霾都已成過去,如今已經完全開放了,開放的程度甚至叫人不敢相信,連 133.1MHz 的航空頻道,都可以聽到台灣人民的電話聊天!至於 8.828MHz、13.282MHz 等航空氣象電台頻率,可愛的台灣漁民甚至還用來聊天,開放的程度用「完全」根本無法形容,「無法無天」或許稍微接近些。

    其實,「監聽」是積極的參與,而不是消極的逃避,因為要進入無線電這個嗜好,有句俗話很得體:「小孩子有耳無嘴」,意思是要人「多聽少說」,這也是進入無線電世界必須遵守的格言。

    本欄將以深入淺出的方式,介紹各種無線電訊號,尤其是如何去監聽,以期能夠抓住空中的每一道訊號,使得有興趣的朋友,能夠享受到監聽無線電訊號的樂趣。打算介紹的無線電監聽重點如下:

  • 航空氣象播報及氣象預測播報。
  • 終端區域預報 (TAF)。
  • 飛航航路計畫及起飛抵達相關通訊。
  • 飛航人員相關訊息 (NOTAMS)。
  • 飛航定位與報告系統 (ACARS)。
  • 各類氣象徵候預報。
  • 氣象圖及氣象傳真。
  • 個別傳台電傳通訊。
  • 新聞、運動及財經報導。
  • 各國空軍、海軍、及陸軍等。
  • 軍事飛航計書及路徑。
  • 氣象圖傳真。
  • 海軍遠洋氣象播報。
  • 軍事義務電台 MARS。
  • 海岸防衛。
  • 各類航海服務性廣播。
  • 氣象衛星照片廣播。
  • 航海導航電報 (NAVTEX) 及 NAVAREA。
  • 國際通訊社新聞。
  • 新聞圖片傳真。
  • 報紙 (新聞紙) 傳真 (中文、日文、阿拉伯文、俄文等)。
  • 大使館館際通訊。
  • 外交部快報。
  • 國際刑警組織。
  • 治安警察通訊。
  • 南北極研究組織電台。
  • 天文觀測電台。
  • 太空探測。
  • 自然現象研究 (如超長波與地震的關係)。
  • 導航、科研、及業餘等各類標幟電台。
  • 聯合國組織。
  • 國際紅十字會。
  • 綠色和平組織。
  • 國際銀行或財務通訊社。
  • 國際商業機構。
  • 叫人業務通訊 (BIBI CALL)。


數據通訊日漸增多

    由於情勢所趨,不得不順著潮流走,假如在多年前,提到「監聽」無線電訊號,那可能只要具備性能夠好的接收機以及理想的天線就可以了,其餘的重心都會圍繞在「監聽」的耳朵四周打轉,但今天卻不一樣了。許多無線電訊號如果不借助於有利的工具來解開,恐怕終其一生都無法理解它的內容,這是因為生活周遭的無線電波已經悄悄地往「數據」化調制來移動,所以今天要談無線電「監聽」,恐怕非把那些屬於「數據」訊號排到最前面來討論不可了。


無線電傳打字是數據訊號的老朋友

    對於大多數喜愛無線電的朋友來說,談到「數據通訊」,恐怕首先出現在腦海的一定是整串快速「滴滴答答」所構成的無線電傳打字 (RTTY) 訊號,這一最先活躍於無線電的數據通訊,現今依然存在,只是盛況已大不如前;但是一聽到那由長串 RY 構成的無線電傳打字測試訊號,依然很叫人懷念 (見圖 1)。

    以目前在高頻範圍活躍的數據通訊而言,無線電傳打字只佔了大約 50%,而且這 50% 當中還衍生出有各種不同的傳送速度,其餘的則由各種不同的新型態數據通訊所取代。

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圖 1:令人懷念的 RY 訊號,可以解出一片熟悉的內容,不論是發自哪一電台,聽到 RY 的聲音就有如碰到老朋友般。



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圖 3:一塊簡單的介面加上個人電腦可以做基本的數據訊號解碼。
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圖 2:簡易的 RTTY 解碼線路,以前電晶體是使用真空管,這可以直接去驅動電傳打字機的線路,現在則改為電晶體,以驅動電腦的 RS-232 線路。

有哪些數據訊號

    在我們正式開始討論無線電「監聽」之前,應該先探討一下究竟要準備哪些器材,始能對於數據訊號一探究竟,這裡就先以瞎子摸象的方式,把從早期到現在一般監聽者所使用的解碼設備做個扼要的介紹,像圖 2 所示則是簡易的 RTTY 解碼線路。同時,如何才能辨識各種數據訊號也很重要,但這是「師父領進門,修行靠個人」的問題,不論多麼複雜,監聽數據訊號時,訓練有素的耳朵一定會有很大的幫忙。至於現行無線電波中常出現的各式各樣數據通訊模式,更是非要介紹不可,這在文末以表列的方式提出,則會更明白易懂些。




業餘與業務

    除了廣播及業餘無線電台自成一類外,針對各式各樣的非廣播用途的電台,我們一律稱之為「業務」 (UTILITY) 電台,如果要在眾多的「業務」電台當中理出個頭緒來加以分門別類,可說是相當困難,但是可以根據傳統,從服務對象的大範圍,把「業務」電台歸成三大類,那就是:航空通訊、航海通訊、以及點對點通訊。當然點對點通訊也許有兩種情況,這電台是固定的或是可移動的,因此有些分類當中,把移動電台及非移動電台又當成主要的判定方式。


業務電台的一般特性

    與一般廣播最大不同的是,業務電台有特定的通訊對象,不像廣播一樣是針對一般大眾,也因為這個緣故,業務電台所傳播的內容,或多或少多帶有一些保密性。

    業務電台使用的調制方式眾多,如果也歸類的話,就是所謂的 3R:電話 (話務、USB/LSB 等等 --- RADIO TELEPHONE)、電報 (莫爾斯碼 /CW---RADIO TELEGRAPH)、及電傳 (無線電傳打字及其他數據通訊模式 ---RADIO TELETYPE),另外還有無線電傳真 (FAX)。

    目前眾多業務電台使用的通訊可以區分如下:

航空 (AERONAUTICAL)
˙航空固定通信網路 (AFTN) 電台包括有:
現行航空氣象播報以及氣象預測播報 (例如 8828KHz)。
終端區域預報 (TAF) (例如松山、桃園、高雄等塔台播報)。
飛航的航路計畫及起飛抵達相關訊息傳送 (例如 8924KHz)。
飛航人員相關訊息 (NOTAMS),例如 LDOC 電台。
˙飛航定位與報告系統(ACARS)
「空-地」之間的飛航訊息,以及某些飛航遙測項目。

航海 (MARTIME)
˙陸地電台
與船隻之間的商務訊息或是氣象等訊息傳送。
˙海岸電台
各類氣象徵候預報。參看圖 4。
氣象圖及氣象傳真。
個別傳台電傳通訊。
新聞、運動及財經報導。

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圖 4:氣象警報,為夏季常見的颱風警報格式。


點對點 (POINT-TO-POINT)
˙軍事
各國空軍、海軍、及陸軍等。
軍事飛航計畫及路徑。
氣象圖傳真。
海軍遠洋氣象播報。
軍事義務電台 MARS。
˙海岸防衛
海岸防衛。
氣象圖及氣象傳真。
冰山警報。
航海導航電報 (NAVTEX) 及 NAVAREA。
各類航海服務性廣播。
衛星照片廣播。
˙通訊社
國際通訊社新聞。
新聞圖片傳真 (圖 5)。
報紙 (新聞紙) 傳真 (有中文、日文、阿拉伯文、及俄文等)。(圖 6,7)

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圖 5:新聞圖片,為路透社發送的。

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圖 6:日本 JJC 的新聞傳真。

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圖 7:中央通訊社的新聞傳真。(因為接收時掃描方向不對,造成了鏡面效應。)

˙氣象電台
現行氣象及預測氣象播報。
氣象圖其氣象傳真。
軌道氣象傳真照片。
˙外交/大使館通訊
大使館館際通訊。
外交部快報。
國際刑警組織。
警察通訊。
˙科學及研究
自然現象研究。(如超長波與地震的關係)
太空探測。
南北極研究組織電台。
天文觀測電台。
˙國際救助團體
聯合國組織。
國際紅十字會。
綠色和平組織。
˙點對點網路
國際銀行或是財務通訊社。
國際商業機構。
叫人業務通訊 (BI BI CALL)。


數據通訊的新動向

    以最近的監聽為例,隨意的從監聽記錄中的業務電台來取樣,以將近 4000 個固定業務電台來分析,有下列的統計結果,可供你監聽無線電數據訊號時的參考。

  RTTY 53.3%
  SITOR 20.4%
  ARQ-M 11.1%
  ARQ-E3 9.4%
  ARQ-E 4.5%
  FEC-A 0.7%
  其他 0.2%


監聽設備

    要監聽數據通訊,你必須要準備一部解碼器,如果把這解碼器做廣義的解釋,那麼,解碼器可以是一部非常專業複雜的解碼機;也可以是一塊簡單的介面加上個人電腦,參看圖 3。

    但是不論如何,解碼器都是獨立的,從接收機把聲頻訊號接到解碼機上,透過解碼機或是介面軟體,就可以把訊息顯示在螢幕上、或者是獨立的解碼機上的一些簡易顯示裝置。現行大多數解碼機也都可以解出莫爾斯碼 (CW)。為了要能順利接收數據訊號,所使用的接收機也必須要有夠好的性能才行。至於在 VHF 的飛航定位與報告系統 (ACARS) 及 UHF 上的呼叫器訊號,最近也出現了可以解這類數據訊號的解碼器。


以往的歷史發展

    大多數傳統的無線電監聽愛好者,無不是從收聽國際短波廣播的經驗開始,在高頻國際短波廣播中待久了,很自然地就慢慢注意到高頻中其他的訊號。

    在無線電發展早期,首先是 CW 調制訊號,但很快就出現 AM 調制訊號,當時除了國際短波廣播外,也有不少的業餘無線電台,隨後出現了少數的航空訊號以及電報或無線電公司的業務訊號。一直到出現了單邊帶 (SSB) 調制之後,才有比較正式的監聽活動。

    之後,二次世界大戰所遺留下來的無線電傳打字機器,無論是在業餘無線電或是其他業務電台,都大量繼續引用及發展,於是空中無線電傳打宇數據訊號大量增加,市場上的這類解碼器也就日益普遍起來。早期的解碼器,如 AEA、HAL、及 KANTRONICS 等廠牌,都需要有很強而高品質的數據訊號,才能解得出來。

    要更深入的監聽數據訊號,當然就得有更精良的解碼設備才行,通常當時都是要從商業的專業機種自行修改才行;一直到了 70 年代後期,市場上才慢慢開始出現了高品質的解碼器,例如美國出現的 INFOTECH 廠牌及在歐洲出現的 WAVECOM 廠牌。當然此時的無線電傳打字雖是很實用,但依然還在發展當中,而在這過程當中,也發展出許多解碼用的週邊設備及實驗性的產品。


衛星線路搶走了高頻無線電傳打字

    伴隨著高科技時代的來臨,尤其是衛星通訊科技的發展,喜愛監聽無線電傳打字的朋友,也因而失去了昔日的無線電傳打字盛況,早期佔據很大一部份的通訊社,如「美聯社」、「聯合通訊社」、「美國之音」等,都因為政策性的改變而移往衛星線路。解體前的蘇聯,「塔斯社」 (TASS) 每天幾乎佔有 50 個以上的頻率也頓時靜寂下來。

    不過,儘管早期的無線電傳打字通訊移往衛星,但是有越來越多的新興數據通訊模式加入,使得監聽數據訊號依然很有看頭。


利用個人電腦監聽數據訊號是主流

    對於監聽無線電通訊有興趣的朋友,因為個人電腦發達所帶來的方便,也日益對數據訊號有很濃厚的興趣,這在往日必須要投入很多的經費來採購設備,但是有了個人電腦及適當的軟體,幾乎可以取代昂貴的解碼機。風行所及,帶來了不少方便,現今只要準備很簡單的介面,利用個人電腦及簡便的軟體,不僅可以做數據訊號解碼,還可以進行數據訊號的分析。也因為這種趨勢,未來配備介面的個人電腦及軟體,可能是監聽數據訊號的主流。

    某些業務電台有固定的工作時間表,有些則是遇到有電訊就發射。每座業務電台幾乎都可以選用多組不同頻率發射;不過,一般使用頻率的原則是,以業務電台的發射地點而言,如果是白天的話,就盡量選用可以有效傳遞的最高頻率,當黑夜來臨時,使用的頻率就會往下降。


有趣的「日本牆」現象

    和國際短波廣播電台比較,業務電台使用的功率簡直是小巫見大巫,但也不見得業務電台的訊號會很差,有時你甚至會對業務電台的訊號強度另眼相看;例如有些數百千瓦的國際短波廣播電台,你可能終年難得接收到幾次,但是對於同一地區的業務電台訊號,卻是出奇的強,一方面可能是因為國際短波廣播電台的接收對象無法集中,而不能採取有效的頻率及硬體設備,也可能因為無法穿越擁擠的廣播波段的阻擋的緣故,這在一般業餘無線電也有類似的情況,因為日本的業餘無線電台數量很多,因此,傳播狀況好時,整個波段都擠滿了日 本電台,雖然亞洲各國可以和美洲電台互通,但是卻因為受到日本電台訊號的阻擋而無法進行通訊,因此,有人就發明了有趣的新名詞來描述這現象,叫做「日本牆」。


初學者首重如何避開密碼

    初碰到的數據訊號大多是不容易被譯解出來的,尤其是軍事或外交通訊,具有很敏感的性質,所以都採取了周延的密碼措施,因此,進入監聽數據訊號就有個訣竅,那就是要知道「如何不去監聽不該聽的」,否則自信心會很快被瓦解掉。許多剛入門的監聽者,被錯誤的訊號弄得昏頭轉向,而失去了信心。

    對於監聽數據訊號,首重培養信心,如此才不至於失去樂趣,只要有耐心及恆心,一定可以鍛鍊出非凡的耳力出來,假以時日,光是用耳朵,就可以判斷出不同的數據訊號;許多有經驗的老專家,甚至光憑聽聲音,就可以判斷出無線電傳打字訊號採用的傳送速率。 END

HF DIGITAL MODES (Shortwave Bands)

ARQ-E, -E3
Newer mode, mostly used by French military, stations may idle for hours on end.
ARQ-M2/4
Older mode, used by all three categories of utility stations, transmissions may idle for hours.
ARQ-N
Newer mode, single channel ARQ, very low frequencies identified to date.
ARQ-S
Newer mode, very low frequencies/stations found to date.
ARQ-6-9O/98
Newer mode used by French and Italian Embassies, no North American loggings known.
ASCII
No commercial usage at this time - some experimental use (Amateur Radio).
AUTOSPEC
Limited to a small number of British maritime stations.
CIS (Commonwealth of Independent States - former Soviet Union)
Synchronous teleprinter system using 11/14/27 bits. European loggings only.
COQUELET
Similar to PICCOLO, used by Belgian and French Military/Police.
CW (Morse Code)
Currently being phased out for Maritime usage - still heavily used by the Ham community.
DUP-ARQ
Newer mode, used only by Hungarian Embassies.
FAX (Facsimile)
Transmission of Weather Charts and Maps, Press and Satellite Photos by International Press and Military, Maritime, and Meteorological stations.
FEC-A
Newer mode, not many stations logged to date (German Press, Serbian and Indian Embassies).
FEC-S
Newer mode, not many stations/frequencies logged to date.
HC-ARQ
Newer mode, Haegelin-Cryptos teleprinter system, European loggings only.
HNG-FEC (Hungarian FEC)
Newer mode, used exclusively by Hungarian Embassies.
Packet
Repetitive inter-computer traffic. Widely used by Hams and some U.S. MARS stations.
Piccolo
Used by British Military almost exclusively, Limited number of stations, now generally encrypted.
POL-ARQ (Polish ARQ)
New mode, used exclusively by Polish Embassies.
RAC-ARQ
Newer mode, 150 Baud teleprinter system. No reports of any loggings, anywhere.
RS-ARQ
Newer mode, Rhode & Schwarz simplex ARQ teleprinter system - no intercepts to date.
RTTY
Oldest and most widely used mode by all Utility categories. Largest single user is the former Soviet Maritime fleet.
RUM-FEC (Romanian FEC)
Newer mode, used exclusively by Romanian Embassies.
SI-ARQ
Newer mode, used primarily by Austrian and Indonesian Embassies.
SI-FEC
Newer mode, no traffic reported to date by monitors.
SITOR (Simplex Teleprinting Over Radio - aka ARQTOR/FECTOR)
SITOR-A mode is the primary Maritime mode used for inter ship/coastal station communications. This mode is also widely used for diplomatic Embassy traffic. SITOR-B mode is the primary Maritime Coastal Station Broadcast mode for weather advisories and ship traffic lists.
SPREAD
Newer mode, used exclusively by Romanian Embassies.
SWED-ARQ (Swedish ARQ)
Newer mode with usage limited to Swedish Embassies.
TWINPLEX
Newer mode, used by INTERPOL and Danish/Norwegian Ministries of Foreign Affairs.
VFT (Voice Frequency Telegraphy)
British, Canadian and German Military mostly. Most difficult mode to tune due to multiplex (multi-channel) signal.

VHF/UHF DIGITAL MODES (Scanner Bands)

ACARS (Aircraft Communications Addressing and Reporting System)
Digital Air/Ground traffic including aircraft telemetry.
FAX (Facsimile)
Weather satellite photos from orbiting Russian and American weather satellites.
POCSAG (Digital Pager Code)
Used to transmit telephone numbers and short alphanumeric text messages to personal pager units.
GOLAY (Golay Sequential Pager Signaling System)
A more sophisticated system used to transmit text messages to personal pager units.
目前在短波常見的各類數據訊號模式及其用途



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