Kaip anti-FPV įrenginiai blokuoja bepiločių vaizdo perdavimą?

Kodėl Analoginis FPV Vaizdas Yra Esminis Pažeidžiamas Anti-FPV Trikdymui

Atviros kilpos, nešifruotas perdavimas be klaidų taisymo ar perdavimo pakartojimo

Analoginės FPV sistemos siunčia vaizdą atvira kilpa, visiškai nešifruodamos. Jos visiškai neturi dalykų, tokių kaip autentifikacijos patikrinimai, klaidų taisymas ar paketų perkėlimas. Skaitmeninės sistemos veikia kitaip, nes iš tikrųjų tikrina, ar duomenys tinkamai gauti, ir persiųs iš naujo bet ką, kas perdavimo metu sugadinta. Kai tik atsiranda bet koks signalo sutrikimas dėl trukdžių, per didelio atstumo ar kliūties kelyje, vaizdo srautas arba greitai prastėja, arba visiškai nutrūksta. Dėl šių analoginių sistemų paprastos sandaros jos yra labai pažeidžiamos silpno galios trikdymo atakoms. Paskutinių metų mokslinėse publikacijose ScienceDirect buvo pateikti tyrimai, parodę, kad asmuo gali nutraukti perdavimą naudodamas tik 500 milivatų kryptingos energijos.

Fiksuoto dažnio kanalų projektavimas pagrindinėje FPV įrangos rinkoje

Dauguma vartotojų lygio FPV įrangos, tokios kaip vaizdo siųstuvai ir akiniai, veikia pagrindiniu būdu fiksuotose 5,8 GHz ISM juostos dažnio kanaluose, o ne naudojant dalykus, panašius į dažnių šokinėjimą ar adaptuojamą moduliaciją. Šių dažnių konfigūracija leidžia lengvai nustatyti ir greitai perkrauti kanalus tiems, kurie nori blokuoti FPV signalus. Gamytojai linkę naudoti panašias kanalų sąrankas skirtinguose modeliuose, todėl viena trikdžių sąranka iš karto gali išvesti iš rikiuotės daug populiarės įrangos. Analoginės sistemos neturi tokių funkcijų kaip dinaminis dažnių keitimas ar saugumo patikrinimai, tad jos praktiškai visiškai neturi jokios apsaugos nuo tokio taikinamo trikdymo.

Pagrindinės anti-FPV trikdymo technikos, nukreiptos į 5,8 GHz ISM juostą

Platjuostis trikdymas, valomasis nešamasis arba tikslus dažnių taikymas

Anti-FPV sistemos trikdo vaizdo perdavimą naudodamos tris pagrindines technikas 5,8 GHz ISM juostoje:

• Platjuostis trikdymas užtvindoma visą bangų ruožą plačios spektro RF triukšmu, kuris be išrinkimo užgožia imtuvus – tačiau su didelėmis energijos sąnaudomis ir reikšmingu šalutiniu trikdymu.
• Swept-carrier trikdymas greitai nuskanuoja dažnius, veiksmingas prieš šokinėjančias sistemas, bet mažiau efektyvus prieš fiksuotų kanalų analogenį FPV.
• Tikslaus dažnio nukreipimas , veiksmingiausias metodas analoginiam FPV, naudoja fazuotas masyvas, kad sutelktų energiją į specifinius užimtus kanalus. Gynybos spektro agentūros (2023 m.) bandymų duomenimis, kryptiniai tikslieji trikdymo prietaisai pasiekia 94 % trikdymo efektyvumą per 800 m, mažindami sklaidą ir maksimizuodami spektrinį efektyvumą.

Veiksmingumas kinta priklausomai nuo aplinkos dėl sklidimo charakteristikų:

Tikslinis taikymas sumažina šalutinį trikdymą 75 % lyginant su plačiajuosčiais metodais – todėl tai yra operacijų požiūriu pageidautina netoli jautrios infrastruktūros arba intensyviai naudojamoje RF aplinkoje.

Reguliavimo neapibrėžtumas: kodėl 5,8 GHz prieš FPV veikla užima teisinę pilkąją zoną

Prieš FPV trikdymą veikia toje, kurią daugelis vadina reguliavimo pilka sritimi, nepaisant to, kad ji veikia ne licencijuotame 5,8 GHz ISM dažnių ruože. Daugelyje šalių galioja įstatymai, draudžiantys tyčinį trukdymą ryšiams, kurie yra licencijuojami arba apsaugoti. Galvokite apie tokias normas kaip JAV Ryšių aktą ar ES Radijo įrangos direktyvą. Tačiau čia yra spąstai: taikymas labai skiriasi, kai kalba eina konkrečiai apie FPV trikdymo priemones. Tai, kas daro šią situaciją sudėtingą, yra tai, kad 5,8 GHz ruože nėra jokių privalomų šifravimo ar tapatybės nustatymo taisyklių. Taigi senoviški analogeniai vaizdo signalai iš esmės plūduriuoja be teisinės apsaugos. ITU 2023 m. nustatė gaires, leidžiančios vietos valdžios institucijoms naudoti trikdymo technologiją tik tuo atveju, jei reikia apsaugoti kritiškai svarbią infrastruktūrą ir būtų gautas tinkamas vyriausybės leidimas. Tačiau šios pačios taisyklės aiškiai nurodo, kad įprasti civiliams asmenims negalima naudoti tokios įrangos, nepraėjus tinkamų reguliavimo kanalų. Ir tai sukuria problemas įmonėms, bandančioms įgyvendinti priemones prieš bepiločius lėktuvus be visų dokumentų ir oficialaus reguliatoriaus pritarimo.

Daugiajuosčiai prieš FPV sistemos: sutrikdantys tiek valdymo, tiek vaizdo ryšius

Kaskadinis gedimas – vienu metu sutrikdomas 2,4 GHz RC telemetrijos ir 5,8 GHz vaizdo perdavimas

Šiuolaikinės prieš FPV apsauga veikia taikydamasi į tai, kaip dauguma bepiločių priklauso nuo dviejų skirtingų dažnių vienu metu. Dronų valdymo įrenginiai paprastai naudoja 2,4 GHz dažnį komandoms siųsti, o kamerų vaizdas perduodamas per 5,8 GHz. Kai šie signalai kartu trukdomi, situacija greitai pradeda byrėti. Be telemetrijos duomenų drono „smegenys“ susipainioja, kur jis yra ir ką turėtų daryti toliau. Tuo pat metu pilotai praranda galimybę matyti, ką mato jų dronas, todėl skraidyti tampa praktiškai neįmanoma. Daugelis vartojamųjų klasės bepiločių tada automatiškai įjungia saugos priemones, kurias visi esame matę internete sklindančiuose vaizdo įrašuose. Jie arba grįžta atgal į startavimo vietą, arba tiesiog nukrenta iš dangaus. Kai kurie net užsirakina iki fizinių jiems atstatyti.

Faziniai masyvai gali formuoti spindulius pakankamai siaurai, apie 15–30 laipsnių pločio, dėl ko jų signalo stiprumas yra apie 12–18 dB geresnis lyginant su įprastomis viskryptėmis antenomis. Be to, jie sumažina nepageidaujamą trukdžius maždaug tris kartus. Nesenokas 2023 metais Europos elektrinėje atliktas tyrimas parodė, kiek efektyvūs gali būti tokie sprendimai, naudojami kartu tiek 2,4, tiek 5,8 GHz dažniuose. Pavyko sutrikdyti beveik visą neautorizuotą FPV kvadrakopterių veiklą, pasiekiant net 98 % sėkmės rodiklį. Tai, kas šį sprendimą išskiria, yra tai, kad jis netrukdo GPS signalams ar bandymams apgaudinėti naudojant klastojimo technikas. Vietoj to, jis pasinaudoja silpnybėmis, kurios jau egzistuoja senesnėse analloginėse vaizdo sistemose ir tradicinėse radijo valdymo telemetrijos konfigūracijose. Tai užtikrina patikimą apsaugą be nuolatinės operatorių vietovėje reikalingos rankinės intervencijos.

DUK

Kodėl analoginės FPV sistemos yra pažeidžiamos trikdymui?

Analoginiai FPV sistemos naudoja nešifruotus, atvirus perdavimo kanalus, kuriuose nėra klaidų taisymo ir perdavimo mechanizmų, todėl jos yra pažeidžiamos trukdžiams ir silpno signalo blokavimui.

Kokiu dažniu veikia dauguma vartotojų FPV sistemų?

Dauguma vartotojų FPV įrangos veikia fiksuotuose 5,8 GHz ISM diapazono dažniuose.

Kaip anti-FPV sistemos blokuoja signalus?

Anti-FPV sistemos sutrikdo vaizdo perdavimą daugiausia naudodamos platųjį triukšmo blokavimą, braukiamojo nešlio blokavimą ir tikslinio dažnio užklodinėjimo metodus.

Ar teisėta blokuoti FPV signalus?

Teisiškai žiūrint, FPV signalų blokavimas patenka į reglamentavimo pilkąją zoną; be tinkamo leidimo tai ribojama ir leidžiama tik tam tikromis sąlygomis, siekiant apsaugoti kritiškai svarbią infrastruktūrą.

Kaip veikia daugiadiapazonės anti-FPV sistemos?

Daugiadiapazonės anti-FPV sistemos vienu metu užklodinėja tiek 2,4 GHz RC telemetriją, tiek 5,8 GHz vaizdo ryšius, dėl ko dronuose kaskadinė tvarka nutrūksta valdymas ir vaizdo perdavimas.