Как устройства защиты от FPV блокируют передачу видеосигнала дронов?

Почему аналоговое видео FPV по своей природе уязвимо к подавлению сигналов FPV

Передача по разомкнутому контуру без шифрования, без коррекции ошибок и повторной передачи

Аналоговые FPV-системы передают видео через систему открытого цикла, которая вообще не шифруется. Они полностью лишены таких функций, как проверка подлинности, коррекция ошибок и повторная передача пакетов. Цифровые системы работают иначе, поскольку фактически проверяют, были ли данные правильно получены, и повторно передают всё, что было повреждено при передаче. При возникновении любых проблем с сигналом, вызванных помехами, чрезмерной удаленностью или препятствием на пути сигнала, видеопоток либо быстро ухудшается, либо полностью перестаёт работать. Из-за простоты конструкции аналоговых систем они крайне уязвимы к подавлению слабыми радиосигналами. Недавние испытания показали, что по данным исследования, опубликованного в прошлом году на ScienceDirect, некто может остановить передачу сигнала всего лишь с помощью 500 милливатт направленной энергии.

Конструкция каналов с фиксированной частотой для основных моделей FPV-оборудования

Большинство потребительских FPV-устройств, таких как видеопередатчики и очки, работают в основном на фиксированных частотных каналах в диапазоне 5,8 ГГц ISM, а не используют такие технологии, как прыгающие частоты или адаптивная модуляция. Из-за способа настройки этих частот злоумышленникам очень легко быстро обнаружить и перегрузить эти каналы. Производители часто используют схожие конфигурации каналов в разных моделях, поэтому одна и та же настройка подавителя может одновременно вывести из строя множество популярных устройств. Аналоговые системы не имеют встроенных функций, таких как динамическая смена частот или проверка безопасности, что означает полное отсутствие защиты от целенаправленных помех.

Основные методы подавления FPV, направленные на диапазон 5,8 ГГц ISM

Подавление широкополосным шумом против сканирующего сигнала против точечного воздействия на частоту

Системы подавления FPV нарушают видеосигнал с помощью трёх основных методов в диапазоне 5,8 ГГц ISM:

• Широкополосное шумовое подавление затопляет всю полосу широкополосным радиочастотным шумом, подавляя приемники без разбора, но с высоким энергопотреблением и значительным побочным воздействием.
• Подавление с перестраиваемым несущим сигналом быстро сканирует частоты, эффективно против систем с прыгающими частотами, но менее эффективно против аналоговых FPV с фиксированными каналами.
• Точечное подавление на конкретной частоте , наиболее эффективный метод для аналогового FPV, использует фазированные решетки для концентрации энергии на конкретных занятых каналах. Согласно испытаниям Агентства оборонного спектра (2023), направленные точечные подавители обеспечивают 94% подавления на расстоянии 800 м за счет минимизации рассеивания и максимизации спектральной эффективности.

Эффективность зависит от условий среды из-за характеристик распространения сигнала:

Точечное целевое подавление снижает побочные помехи на 75% по сравнению с широкополосными методами — что делает его предпочтительным при эксплуатации вблизи чувствительной инфраструктуры или в условиях плотной радиочастотной обстановки.

Правовая неопределенность: почему использование средств подавления FPV на частоте 5,8 ГГц находится в правовой серой зоне

Анти-FPV-подавление работает в том, что многие называют регуляторной серой зоной, несмотря на то, что оно функционирует в нелицензируемой ISM-полосе 5,8 ГГц. В большинстве стран существуют законы, запрещающие преднамеренные помехи связи, которая является лицензированной или защищённой. Подумайте о таких вещах, как Закон о связи США или Директива ЕС по радиооборудованию. Но вот в чём загвоздка: применение норм в отношении устройств подавления FPV сильно различается. Сложность ситуации заключается в отсутствии обязательных правил шифрования или аутентификации для диапазона 5,8 ГГц. Таким образом, старые аналоговые видеосигналы фактически передаются без юридической защиты. В 2023 году МСЭ разработал рекомендации, разрешающие местным органам власти использовать технологии подавления только при необходимости защиты критически важной инфраструктуры и при наличии соответствующего разрешения правительства. Однако эти же правила чётко указывают, что обычные граждане не могут использовать такое оборудование без прохождения надлежащих регуляторных процедур. Это создаёт проблемы для компаний, которые пытаются внедрить меры противодействия дронам без всей необходимой документации и официального разрешения регулирующих органов.

Многочастотные анти-FPV системы: нарушение каналов управления и видеосвязи

Каскадный сбой — одновременное подавление телеметрии 2,4 ГГц и видео 5,8 ГГц

Современные анти-FPV системы защиты работают за счёт атаки на способ, при котором большинство дронов одновременно используют две отдельные частоты. Пульты управления дронами обычно работают на частоте 2,4 ГГц для передачи команд, в то время как видеопоток камеры передаётся по частоте 5,8 ГГц. Когда эти сигналы блокируются одновременно, система начинает быстро разрушаться. Без телеметрических данных мозг дрона теряется в том, где он находится и что нужно делать дальше. В то же время пилоты теряют видимость того, что видит их дрон, что делает управление практически невозможным. Большинство потребительских дронов затем автоматически активируют меры безопасности, которые мы все видели в видеороликах в интернете. Они либо возвращаются к точке взлёта, либо просто падают с неба. Некоторые даже блокируют себя до тех пор, пока кто-то физически не перезапустит устройство.

Фазированные антенные решетки могут фокусировать лучи достаточно плотно, примерно на ширине от 15 до 30 градусов, что обеспечивает им на 12–18 дБ лучшую мощность сигнала по сравнению с обычными всенаправленными антеннами. Кроме того, они снижают нежелательные помехи примерно на три четверти. Недавнее испытание на электростанции в Европе в 2023 году показало, насколько эффективными могут быть такие системы при совместном использовании на частотах 2,4 и 5,8 ГГц. Им удалось подавить почти всю несанкционированную активность FPV-дронов, достигнув близкого к 98% уровня успеха. Что делает это решение выдающимся, так это то, что оно не воздействует на GPS-сигналы и не пытается обмануть кого-либо с помощью поддельных сигналов. Вместо этого оно использует уязвимости, уже присутствующие в более старых аналоговых видеосистемах и традиционных системах радиоуправления по каналам телеметрии. Это обеспечивает надежную защиту без необходимости постоянного ручного вмешательства операторов на месте.

Часто задаваемые вопросы

Почему аналоговые FPV-системы уязвимы к подавлению?

Аналоговые FPV-системы используют незашифрованные открытые линии передачи, не имеющие механизмов коррекции ошибок и повторной передачи, что делает их уязвимыми к помехам и подавлению слабым сигналом.

На какой частоте работают большинство потребительских FPV-систем?

Большинство потребительского FPV-оборудования работает на фиксированных частотных каналах в диапазоне ISM 5,8 ГГц.

Как системы подавления FPV подавляют сигналы?

Системы подавления FPV нарушают видеосигнал, в основном используя широкополосное шумовое подавление, подавление с перестройкой несущей и методы точечного частотного воздействия.

Разрешено ли законом подавление FPV-сигналов?

С юридической точки зрения, подавление FPV-сигналов находится в серой зоне регулирования; оно ограничено без соответствующего разрешения и разрешается в основном при определённых условиях для защиты критически важной инфраструктуры.

Как работают многодиапазонные системы подавления FPV?

Многодиапазонные системы подавления FPV одновременно воздействуют на каналы дистанционного управления и телеметрии 2,4 ГГц и видео 5,8 ГГц, вызывая каскадный отказ дронов за счёт нарушения сигналов управления и видео.