1. Перетворення з інверсією спектра та статичних перестановок спектральних компонентів мовного сигналу (б.1 і б.2.1).

Схемотехнічна реалізація двох розглянутих варіантів помітно відрізняється, що і обумовлює їх роздільний розгляд. Однак з точки зору результатів, що досягають, по захищеності сигналу в каналі зв’язку обидва варіанти аналогічні.

Процес інверсії спектра сигналу при передачі і його відновлення при прийомі ілюструється на рис. 2.

Схема інвертора являє собою балансовий змішувач. При частоті гетеродина F_г, рівній сумі граничних частот F_н і F_в перетворюваного сигналу (3700 Гц для стандартного телефонного каналу з F_н=300 Гц і F_в=3400 Гц) нижня смуга частот після змішувача відтворюється у вихідній смузі частот, тобто в смузі каналу в інверсному виді. При прийомі виробляється повторна інверсія і вихідний сигнал відновлюється.

Якість відновленої мови залежить від якості (на передавальній і на приймальній сторонах) змішувачів, фільтрів, що обмежують спектр вхідного сигналу і виділяють нижню смугу частот перетвореного сигналу, а також від корекції на приймальній стороні частотних спотворень каналу, вплив яких також позначається інверсно: загасання каналу у високочастотній частині спектра на прийомі позначається в низькочастотній частині сигналу і навпаки.

При перехопленні сигнал з інвертованим спектром може бути легко відновлений будь-яким аналогічним апаратом (не обов’язково однотипним), а при відповідному тренуванні - сприйнятий людиною безпосередньо.

Для підвищення стійкості захисту деякі виготовлювачі вводять змінну частоту гетеродина, установлювану партнерами за домовленістю у формі числового коду-пароля, що вводить в апарат при переході в захищений режим.

Можливості такого додаткового частотного зсуву, що приводить до неспівпадання спектра переданого сигналу і номінальної частотної смуги каналу зв’язку й, відповідно, до погіршення якості відновленої мови, обмежені декількома сотнями герців. Ефект, що досягає, досить умовний. Дійсно, при прослуховуванні відновленого сигналу, у випадку нерівності частот гетеродинів на передачі і на прийомі, у перший момент виникає відчуття неприродної й незрозумілої мови, що, однак, майже не заважає сприймати її зміст після деякої адаптації.

Процес перетворення з фіксованими перестановками спектральних компонентів мовного сигналу при передачі і його відновлення при прийомі ілюструється на рис. 3.

При такому перетворенні розбірливість мовного сигналу порушується в значно більшому ступені, чим при простій інверсії. Проте, необхідно, враховувати, що вибір варіантів частотних перестановок досить обмежений. Фільтри, що виділяють частотні смуги у вихідному і у лінійному сигналах, мають кінцеву крутизну характеристики, у результаті чого на помітному частотному інтервалі біля границі частотних смуг буде відбуватися помітне невідновне змішання різних компонентів сигналу. Повна смуга частот (300÷3400 Гц) становить 3,5 октави. При формуванні трьох смуг (по 1,2 октави на кожну смугу) і при використанні фільтрів 8-го порядку (наростання затухання близько 48 дБ/октаву) затухання в середині (1) сусідньої смуги складе не більше 30 дБ, що визначає низьку якість відновленої мови. Істотне збільшення порядку фільтрів настільки ускладнює апаратури, що вона губить переваги перед іншими варіантами перетворювачів. У той же час число можливих перестановок із трьох смуг - усього лише 6, із чотирьох смуг - 24, тобто навіть в умовах прямого перехоплення, не говорячи вже про аналіз запису, підбір потрібної підстановки не складе великих труднощів.

Найбільш істотною позитивною якістю розглянутих перетворювачів (Б.1 і Б.2.1) є їх автономність, тобто відсутність необхідності у взаємній синхронізації передавального і приймального апарата а і, відповідно, відсутність затримки зв’язку на час проведення синхронізації й можливих зривів захищеного режиму через якість каналу, недостатнього для проведення синхронізації. Якщо вдалося встановити зв’язок у відкритому режимі після включення партнерами інверторів буде реалізований і захищений режим.

Позитивними якостями таких апаратур також є:

• дешевизна (ціни інверторів спектра порядку 30÷50 USD);

• можливість побудови схем, що не вносять затримку сигналу;

• мала критичність до якості використовуваного каналу зв’язку і гранична простота в керуванні.

Апаратура може включатися між телефонним апаратом і лінією в стандартний двопровідний стик між телефонним апаратом і мікротелефонною трубкою, може використатися у вигляді накладки на мікротелефонну трубку з акустичною передачею перетвореного сигналу. Перехід у захищений режим відбувається за взаємною домовленістю партнерів після здійснення з’єднання. Перехід відбувається негайно після натискання відповідної клавіші (або іншої керуючої дії). Включення і вимикання захищеного режиму здійснюється кожним партнером самостійно, синхронізація дій не потрібно.

При розмові в лінії прослуховується характерний сигнал, за структурою повністю повторює передану мову. Відновлений сигнал має високу якість. У дешевих апаратах з недостатньою фільтрацією можлива наявність свистячих тонів і зміна тембру голосу людини, яка говорить. Наявність сторонніх шумів у приміщенні, з якого ведеться передача, позначається на якості відновленого сигналу так само, як у відкритому режимі, на стійкість захисного перетворення майже не впливає.