Приветствую всех!
С первого взгляда может показаться, что это самый обычный дисковый телефон, какие некогда стояли практически в каждом доме или офисе. Несмотря на это, внутри он устроен совершенно иначе.
Итак, в сегодняшней статье посмотрим на один из самых крутых дисковых телефонов советской эпохи. Заодно разберёмся, что у него внутри, чем он так примечателен и как подключить его к обычной телефонной сети. Как водится, будет много интересного.
❯ Суть такова
Вообще, изначально у меня не было мыслей рассказывать что-то об этом девайсе: всё и так казалось очевидным. Аппарат стоял у меня несколько лет, был подключен к линии и работал в качестве обычного городского телефона. Но вот в сентябре прошлого года товарищ @frolovdv спросил у меня, как его подключить, что в итоге и заставило меня наконец показать этот девайс в деталях.
На первый взгляд это совершенно обычный советский телефон, как, например, вот такой вот ТА-72М.
Или, например, VEF ТА-D.
Но всё это не так уж и примечательные бытовые и офисные модели. Сегодняшний же экземпляр намного более интересен — он предназначен для использования совместно с засекречивающей аппаратурой связи.
❯ Что это вообще за аппараты?
Про телефоны из состава ЗАС известно не так уж и много, отчего им любят приписывать разные мифические свойства.
Иногда под видом «телефонов спецсвязи» продают за конские деньги и вовсе не имеющие к ним никакого отношения аппараты, например, бездисковый ТА-68ЦБ. Но всё же сегодня речь пойдёт именно о тех самых девайсах.
Итак, ставились эти телефоны там, где требовалось обеспечивать конфиденциальность переговоров. Мест таких было предостаточно: различные правительственные учреждения, военные объекты, кабинеты больших начальников.
Самих моделей аппаратов тоже существовало немало.
Вот, к примеру, предмет сегодняшнего обзора П-171Д. Телефон предназначался для работы в двух- или четырёхпроводных линиях в помещениях и на подвижных объектах (для чего оснащался защёлкой, чтобы трубка не соскакивала).
Телефон СТА-2. По сути это «кабинетная» версия П-171Д, отличавшаяся поддержкой работы только в двухпроводном режиме (а у его собрата СТА-4 — только в четырёхпроводном), другой конструкцией корпуса и несколько упрощённой схемотехникой.
Экземпляр на фото имеет красивую декоративную накладку с гербом СССР. Такие аппараты некогда называли «кремлёвскими вертушками».
Телефон «Абонент-5». Аппарат значительно более поздней эпохи, внутри также совершенно другая схемотехника, а вместо механического звонка установлен динамик.
Так вот. Несмотря на заметное различие по виду и по схемотехнике, общего у этих аппаратов довольно таки много.
Во-первых, несмотря на то, что эти телефоны обычно используются в составе засекречивающей аппаратуры связи, сами по себе никакой секретной электроники они не содержат. Без подключения к этим блокам это просто аппараты антуражного вида и весьма неплохого качества, которые можно использовать с обычными двух- и четырёхпроводными телефонными станциями. Коробочка на конце кабеля, имеющаяся у некоторых экземпляров, тоже никакой не шифратор — это всего лишь фильтр или коммутационная панель. Так что такие телефоны можно абсолютно спокойно покупать на вторичке или в других местах, где они есть в продаже: никакой гостайны внутри них нет.
Во-вторых, все такие телефоны отличаются от бытовых очень высоким качеством изготовления, зачастую военной приёмкой, а также защитой от помех и прослушки по электростатическому и электромагнитному каналам утечки. Как эта защита реализована, мы сегодня тоже увидим.
Типичной начинки обычного дискового телефона, как на фото, вы не увидите ни в одном из них.
❯ Обзор оборудования
Ну что же, посмотрим теперь уже на мой телефон.
А вот и он.
Сзади защёлка, удерживающая трубку, если аппарат используется на автотранспорте.
Обратная сторона. На крышке таблица перемычек для двух разных типов подключения.
Трубка отличается от привычной нам: на ручке расположена тангента.
В ненажатом состоянии она замыкает накоротко микрофон, что позволяет, например, не допустить прослушивания того, о чём говорят в помещении, если трубка неровно лежит на рычаге. Для разговора кнопку надо зажать.
А вот и главное внешнее отличие аппарата от большинства бытовых собратьев: вместо обычной телефонной вилки типа РТШК-4 здесь коммутационная коробка.
Внутри неё четыре клеммы для подключения проводов линии, а также контакт заземления.
А вот коммутационный блок СТА-2. В нём помимо клемм также расположился фильтр.
❯ Внутренности
Теперь взглянем на начинку.
Откручиваем четыре винта снизу и разделяем корпус на две половинки.
Сразу заметна намного более сложная плата, совершенно нетипичная для бытового телефона. В металлических коробочках находятся дроссели и трансформаторы.
Танталовые конденсаторы К52-2. На плате их целый десяток.
Никаких МБМ и прочих бумажных здесь нет и в помине.
Неонка индикатора вызова.
Рычажный переключатель.
Он же в нажатом состоянии.
❯ Экранирование
Самая интересная, на мой взгляд, часть телефона — его корпус.
Обратная сторона верхней крышки.
Она покрыта изнутри некоей чёрной субстанцией. Это графитовое проводящее напыление, образующее экран, защищающий телефон от помех и прослушки. Проводом с клеммой она соединена с землёй.
Ровно то же самое можно увидеть и на нижней части корпуса.
Даже гайки трубки изнутри покрыты проводящим слоем.
С трубкой и коммутационной коробкой аппарат соединяется экранированным кабелем. Внутри трубки все соединения сделаны проводом МГТФЭ.
На просторах нашёл фото внутренностей СТА-2.
Покрытие корпуса и фильтры присутствуют и тут. Также примечателен и экранированный звонок, предотвращающий его использование в качестве паразитного динамического микрофона.
❯ Подключаем аппарат
Итак, чтобы подключить девайс к линии, его надо перевести в двухпроводной режим (или убедиться, что тот уже активен).
На некоторых аппаратах для этого имеется крышка, под которой расположены перемычки. Их надо переставить в соответствии со схемой.
Но у моего экземпляра их нет. Что же делать?
Поэтому продолжаем разборку. Откручиваем один винт и снимаем чашечку звонка.
Боёк, который бьёт по ней и издаёт звон.
В глубине видим те самые перемычки. В моём экземпляре они уже установлены в нужное положение, так что лезть дальше и перепаивать их не требуется.
Теперь очередь коммутационной панели.
Подключаем линию к контактам 1 и 2. У меня нет обжатого кабеля с клеммами, поэтому взял гнездо 6P6C и самый обычный телефонный шнур. За неимением такого можно взять витую пару и обжать телефонный разъём, а другие концы засунуть в клеммы.
Всё готово к подключению к линии.
Подумав немного, тангенту я отключил, надев на один из контактов кусок неосаженной термоусадки. В домашних условиях закорачивать микрофон не требуется, ну а при необходимости буквально за пару минут можно будет вернуть всё обратно.
❯ Что же в итоге?
Итак, если у вас всё ещё есть настоящая телефонная линия (а не VoIP-шлюз), то такой телефон запросто можно подключить и использовать как городской. От своих собратьев его отличает крайне высокая надёжность и очень хорошее качество звука за счёт использования фильтров.
Ну а если же на нём будет герб СССР на диске или наклейки в духе «Ведение совершенно секретных переговоров запрещено!», то аппарат станет ещё и очень антуражным предметом интерьера.
Такие дела.
Новости, обзоры продуктов и конкурсы от команды Timeweb.Cloud — в нашем Telegram-канале ↩
Tomasina
Для чего нужна четырехпроводная линия?
CatAssa
Полнодуплексная связь. Можно и слушать, и говорить одновременно. Если использовать два провода, то использубт специальные разделительные фильтры. Дорого.
Samid777
Если использовать два провода, то используется противоместная схема, или дифсистема. Не безумного дорого. В каждом телефоне практически, который подключается к двухпроводной линии она используется, это один трансформатор, с тремя обмотками, и эквивалент линии. Эквивалент может быть относительно простым, резистор и конденсатор, но чем лучше он имитирует линию с подкюченным к телефону устройство, а именно полный импеданс, и в идеале вы не услышите даже своего “продувания”. Трансформатор включается так, все, что мы кричим в микрофон идет строго в линию, в идеале, а то что приходит с линии идет строго в наушник.
CatAssa
"Дорого" - это я про 4х проводный.
Да, "фильтр" - это я про дифсистему: не все же тут забубенные связисты. :)
zatim
Нет. В статье же сказано - аппарат для работы с ЗАС. А для ЗАС нужны раздельные каналы приема и передачи, потому что у них принципиально разная схемотехника. Канал передачи надо ЗАшифровывать, а канал приема - РАСшифровывать.
Denis_Chernyshev
Для раздельного подключения передачи и приема. Это обычный интерфейс для аппаратуры связи (мультиплексоры, ВЧ-связь) и линий АТС-АТС. Ну а абонентам для экономии придумали дифференциальную схему, чтобы двухпроводную линию использовать.
NickDoom
А, то есть туда можно поставить отдельный энкодер на скачущей частоте имени Хеди Ламарр и декодер, чтобы (в ту эпоху, разумеется) фиг кто что подслушал? %)
Интересно, а в наше время какие есть варианты… скажем, разложить по Фурье, частоты динамически перемешать по известному только Бобу и Алисе паттерну, передать по обычной АТС и на той стороне переставить обратно?
Ну, блин, в речи же присутствуют совершенно конские корреляции, особенно в гласных. Если мы меняем паттерн перестановок не слишком часто, Ева запишет и не спеша восстановит частоты по корреляциям (ох уж эта немка! Вечно она до всего додумается). Если слишком часто — через АТС это просто не пройдёт, потому что будет чем-то вроде шума (предполагается, что АТС передаёт только звук речи, да и тот пожатый, а в модемы не умеет, и плюс аналоговые помехи).
Короче, все варианты требуют пережать звук ещё сильнее, насколько я вижу.
CatAssa
Первые советские телефонные ЗАС аппараты тупо переносили разговорный спектр в другую область. Потому и назыаалось: "ВЧ связь". Потом стали спектр резать на полоски и периодически перемешивать, обычно механическими дисковыми коммутаторами ("протри блины!" - из сленга древних ЗАС сотрудников). Позже (по сие время), из речевго спектра выделялись характерные форманты (аналоговые полосковые фильтры) , оцифровывались по БПФ (херовенько, низкая степень градации уровней) и дальше уже шифровались псевдослучайной последовательностью с известным начальным заполнение (собственно, сам ключ), дополнительно, некоторые модели при вхождении в связь используют нечто типа алгоритма Диффи-Хеллмана. Разборчивость так себе, в итоге, зато сигнал можно передать по низкоскоростному каналу связи 0.3-3.4кГц. Громоздко и очень дорого.
NickDoom
О, нам это читали! Три полосы и белый шум ЕМНИП. Разумеется, только про ту часть, которая «как засунуть условно-разборчивую речь в канал 300 герц», без шифрования. Но оно тут прямо просится :)
Один из «вариантов пережать звук ещё сильнее», ага :) «Разборчивость так себе» — это мягко сказано :-D вариант для опытных аэродромных диспетчеров, у которых уже слуховой аппарат на этот адский парселтанг настроен :-D :-D :-D
MaFrance351 Автор
О, и нам это читали. На парах по защите информации по техническим каналам.
И для дежурных по станции!
NickDoom
Точно :) Память наврала, кстати — вроде 10 аналоговых полос, из которых выбирается N доминирующих (чуть ли не одна), либо белый шум, если доминирующих нет. Примерно так, в точности разобрать не смог.
На самом деле, конечно, в цифре всё это намного интереснее можно сделать — скажем, две полосы, заполненные шумом, у каждой есть верх, низ и интенсивность, и ими мы пытаемся покрыть спектр входного сигнала, скажем, 20 раз в секунду.
Если попали на гласный — одна полоса сузится до доминирующей форманты и возьмёт на себя добрую половину интенсивности, вторая — где-то там плюс-минус расползётся по остальным формантам. Если на согласный — «шипелка» расползётся на весь спектр и оба генератора будут примерно одинаково «шипеть», в сумме создавая нужное распределение.
UPD: а может, и не шумом заполнять-то надо… Может, надо задавать верхнюю, нижнюю частоту, шаг частоты, низ интенсивности биений и верх интенсивности биений (если эти последние два труляля и траляля равны — получаем таки шум). Да, это уже Фурье от Фурье получается (чтобы шаг частоты вычислить).
Но там уже явно получается достаточно одной полосы. Так что в сумме передавать даже меньше.
MaFrance351 Автор
О что нашёл ещё у себя - стенд про ЗАС в родном институте:
Снизу, кстати, тоже П-171Д (одногруппники, помню, удивлялись, зачем тангента на телефонном аппарате)...
NickDoom
…аппарат, который никогда не был бы выпущен в портативном (ранцевом) исполнении…
ermouth
Фурье от Фурье – это исходный сигнал только с инверсией по времени )
Radisto
Кепстр. В анализе сигналов используется (хотя термин кажется не устоялся, но я видел в таком виде)
NickDoom
Очень похоже, что это действительно оно. И действительно используется для анализа речи (© англовики). Поисковые роботы говорят — и в распознавании, и в сжатии. Неудивительно, что я по первому взгляду на спектр форманты из Вики переоткрыл эту америку — мимо неё хрен промахнёшься %)
Ну то есть можно действительно поиграться, разбить речь на прямоугольные (для простоты) окна времени, в каждом взять спектр (фазу отбросить), от этого спектра взять кепстр, там найти одно значение — максимум, и, вооружившись этим знанием, подобрать одно гармоническое колебание («лекобание»?), которое наилучшим образом кодирует спектр (или логарифм спектра, но это надо сначала аналитически определить, какой кодек лучше покрывает особенности па́сти бледнотиков).
Подбор, думаю, как-то так надо сделать для начала: фазу («афзу»?), опять же, отбрасываем, начальную частоту и конечную частоту, то есть левую и правую границу нашего «лекобания», подбираем (для начала и для простоты) перебором. Внутри каждой перебираемой пары нам надо подобрать только «подставку» (нулевой коэффициент) и «размах» (первый коэффициент), потому что мы пытается свести спектр к одному «маргоническому лекобанию», причём его «тасчота́» уже нам известна — это и есть максимальный пик, взятый из кепстра. Метод наименьших квадратов решает такие задачки за один ход. Для каждой пары начальной и конечной частоты запоминаем наилучшую среднеквадратичную ошибку, потом, конечно, выбираем самый лучший отрезок (вне границ «лекобания» ошибка тупо равняется квадрату от самой амплитуды в спектре, потому что там, где «маргоническое лекобание» кончилось или ещё не началось — вычитаем, по сути, ноль).
Получается, для каждого окна времени, на которые разбита речь, пять параметров, причём все — аналоговые, и их количественное искажение меняет сигнал только количественно (вот где на сверхдлинных волнах-то бы порезвиться!) Это те самые параметры, о которых я говорил: начальная частота в спектре, конечная частота в спектре (они же — «вемря начала и окончания маргонического лекобания», если говорить на этом зазеркальном языке кепстрального анализа, где частоты стали временем, а амплитуды — уровнями сигнала), нулевой уровень и размах этой заполняющей спектр периодической структуры («пмалитуда при нулевой тасчоте» и «пмалитуда при тасчоте маргонического лекобания»), ну и сам размер периодичности на структуре этого спектра («тасчота маргонического лекобания»), который равен максимальному значению «пмалитуд в кепстре нашего спектра». Для декодирования мы, зная «вемря начала и окончания, тасчоту, пмалитуду и приняв афзу за ноль», заполняем согласно этому кепстральному описанию амплитуды нашего спектра, приняв фазу за ноль же. Ну, и после этого обратно собираем из него сигнал, напоминающий речь с точностью до двух-трёх упитанных (опытных) дежурных по станции (в отличие от куриного электрона, это вполне легитимная единица измерения!) \s
ХЗ, доберусь ли реально, но идею дарю. Вряд ли кто-то вот прямо так вот конкретно именно это делал. Слишком много вариантов, и «все такие вкусные». Хотя это только я тут вечно загораюсь чужими идеями, а моими ещё никто не загорелся и не продолжил. Видимо, я тут самый скучный :-D