Menggunakan gelombang suara di lapisan 1

11

Mungkinkah secara teori menggunakan gelombang suara sebagai media fisik untuk mengirimkan data melalui jaringan?

Dengan kata lain, dapatkah Anda menerapkan lapisan 1 model jaringan OSI menggunakan gelombang suara atau apakah saya benar-benar salah memahami konsep fisika / jaringan?

layer1 osi driangle
sumber
9
Nah, modem digunakan untuk menggunakan skrup akustik, yang menggunakan gelombang suara untuk mentransfer data.
Ron Maupin
5
Bukankah ini terjadi setiap kali Anda mengucapkan kata-kata?
user1686
7
Nah, Anda bisa menggunakan merpati sebagai layer 1, jadi gelombang suara harus benar-benar layak.
redup kehilangan kepercayaan pada SE
4
Selain itu, retasan asli yang mem-jailbroke iPod / iPhone asli memainkan file OS yang dapat dieksekusi sebagai audio melalui earphone dan membalikkan modulasi itu untuk mencari tahu / menebak apa kunci pribadi untuk enkripsi data itu. Sistem dikunci secara digital dan segala upaya untuk mentransfer data (termasuk file mp3) hanya mendapat data terenkripsi. Tetapi subsistem audio (berdasarkan kebutuhan untuk antarmuka ke telinga manusia yang tidak terenkripsi) tidak dienkripsi (bug karena dapat memutar file acak sejak itu telah diperbaiki)
slebetman
Banyak hal yang dapat digunakan untuk Layer 1. Apakah Anda punya alasan untuk berpikir Anda tidak bisa?
Tiang

Jawaban:

10

Sangat mungkin. Bahkan tidak termasuk modem yang digabungkan secara akustik yang akhirnya berkembang menjadi koneksi langsung ke saluran telepon, ada juga program yang memungkinkan Anda menggunakan kartu suara sebagai modem (saya telah menggunakan beberapa sebelumnya untuk komunikasi out-of-band ketika debugging driver Ethernet, meskipun saya menggunakan kabel audio langsung dan bukan sinyal akustik yang sebenarnya), dan konsep umum menjadi agak populer dengan perangkat IoT untuk dipasangkan dengan aplikasi kontrol pada ponsel pintar selama pengaturan (meskipun ini lebih dekat dengan pendekatan tag RFID ).

Pendekatan ini memiliki sejumlah kelemahan yang cukup signifikan:

  • Ini bandwidth yang sangat rendah menurut standar modern. Bahkan dengan frekuensi ultrasonik, Anda masih melihat tidak lebih dari beberapa ratus kilobit per detik dalam kondisi baik. Ini membuatnya secara signifikan kurang berguna kecuali untuk melewatkan jumlah data yang sangat kecil (seperti dengan penggunaan IoT yang saya sebutkan di atas, di mana biasanya hanya melewati alamat perangkat keras 802.11 dan beberapa info auth sehingga koneksi Wi-Fi Direct dapat dibuat) .
  • Di luar situasi yang sangat terbatas, ini sangat lambat bahkan terlepas dari frekuensi sinyal. Kecepatan suara di udara sekitar 340 m / s (memberi atau mengambil beberapa lusin m / s berdasarkan suhu, tekanan, kelembaban, dan kualitas udara), yang sangat lambat dibandingkan dengan sinyal listrik atau gelombang elektromagnetik (yang merambat pada kira-kira kecepatan cahaya), yang berarti dibandingkan dengan Wi-Fi atau Ethernet, latensi sinyal agak tinggi. Ini tidak masalah bagi komunikasi jarak pendek, tetapi begitu Anda melewati beberapa meter, latensi mulai terlihat (bayangkan jika tautan antara komputer dan router Anda memiliki RTT yang lebih panjang daripada seluruh jaringan lainnya) jalur ke situs web ini digabungkan). Bahkan konduktor suara terbaik hanya bisa mendapatkan 35-40 kali kecepatan suara terbaik di udara, yang masih sangat lambat.
  • Ini sangat sensitif terhadap lingkungan. Ethernet cukup solid sehingga bahkan tidak perlu dilindungi jika Anda memiliki kabel yang layak. Wi-Fi kadang-kadang bisa menjadi buruk, tetapi masih setidaknya dapat dengan andal menyaring pita frekuensi tertentu dengan mudah, dan EMI biasanya cukup mudah ditemukan dan dihentikan. Getaran dan suara ada di mana - mana . Sekali lagi, ini lebih merupakan masalah untuk komunikasi jarak jauh, tetapi masih lebih menjadi masalah daripada untuk Wi-Fi, sebagian karena poin berikutnya.
  • Pemancar sonik dengan daya pancar tinggi agak berbahaya, baik bagi lingkungan maupun orang. Untuk mendapatkan jangkauan jenis apa pun yang dapat dipercaya melampaui beberapa meter sebelum SNR menjadi sangat tinggi sehingga Anda tidak memiliki sinyal yang dapat dipulihkan, Anda harus beroperasi pada tekanan suara yang cukup tinggi untuk menyebabkan gangguan pendengaran permanen. Energi sebanyak itu juga dapat dengan mudah merusak benda-benda halus.
Austin Hemmelgarn
sumber
"beberapa meter" dalam paragraf terakhir sepertinya berlebihan. Saya dapat berbicara dengan seseorang beberapa meter jauhnya tanpa harus berteriak keras sehingga saya merusak pendengaran saya sendiri.
user253751
@immibis, berbicara dengan seseorang beberapa meter jauhnya memiliki kecepatan data yang sangat rendah dan sejumlah besar koreksi kesalahan.
Mark
@ Mark ya, tapi itu tidak "andal mendapatkan apapun dari berbagai luar sekitar beberapa meter sebelum SNR mendapat begitu tinggi bahwa Anda tidak memiliki sinyal dipulihkan" tanpa "beroperasi pada tekanan suara cukup tinggi untuk menyebabkan gangguan pendengaran permanen".
user253751
@immibis Anda cukup perlu menggunakan frekuensi ultrasonik untuk jenis hal ini untuk meminimalkan gangguan dari orang yang berbicara, bergerak, dan hanya ada di sekitarnya. Frekuensi memengaruhi bagaimana suara merambat, dan yang lebih tinggi membutuhkan tekanan suara yang lebih tinggi di sumbernya untuk secara andal membangkitkan pickup pada jarak tertentu. Coba gunakan pemasangan akustik pada perangkat IoT dari jarak beberapa meter, dan Anda akan melihatnya tidak berfungsi dengan baik, dan itu adalah penggunaan bandwidth yang rendah .
Austin Hemmelgarn
8

Apa pun yang dapat mengangkut informasi dapat digunakan sebagai lapisan fisik - gelombang suara serta merpati .

Beberapa serangan celah udara menggunakan suara (ultra) untuk berkomunikasi di celah udara.

Namun, karena frekuensi bahkan untuk USG agak rendah (beberapa kHz), kecepatan data juga akan rendah (beberapa kbit / dtk). Juga, jangkauan gelombang suara membatasi penggunaan hanya untuk satu kamar.

Zac67
sumber
Tentang "kamar tunggal". Belum tentu benar, karena gelombang suara (seperti hampir semua gelombang lainnya pada prinsipnya) dapat diperkuat - lihat SASER
Agnius Vasiliauskas
@ AggiVasiliauskas Ya, tentu saja - tetapi praktis jangkauannya sangat terbatas seperti halnya bandwidth yang dapat digunakan. Anda dapat melakukan banyak hal untuk meningkatkan kualitas transmisi tetapi sekali lagi, mengapa tidak menggunakan RF, tembaga atau serat saja?
Zac67
Saya tidak mengatakan bahwa kita harus menggunakan gelombang suara untuk transportasi informasi. Tentu saja tidak ada yang akan mengalahkan kecepatan cahaya dalam radiasi elektromagnetik. Namun, mungkin ada kasus di mana opsi lain sangat tidak cocok - misalnya di bidang EM eksternal yang kuat (angin matahari, dll.), Sehingga perisai dapat menjadi tidak praktis juga untuk komunikasi EM untuk beroperasi. Mungkin dalam skenario ini kita bisa mencoba menggunakan transportasi informasi berbasis gelombang suara? (Pikirkan tentang memiliki merpati di pulau yang tidak berpenghuni, ketika beberapa kapal melintas)
Agnius Vasiliauskas
5

Iya itu mungkin. Bahkan, tombol Amazon Dash menggunakan ultrasound sebagai media.

Ron Trunk
sumber
AFAIK, tombol Dash menggunakan Wi-fi.
Zac67
3
Berikut ini penjelasan tentang cara kerja tombol Dash . Mereka hanya menggunakan audio untuk konfigurasi dari perangkat iOS; operasi normal lebih dari wi-fi.
Zach Lipton
1

Pasti. Beberapa opsi tidak dibahas dalam jawaban lain, tetapi lebih dekat saya pikir inti dari pertanyaan Anda:

  • Penerima mikrofon shotgun dan pemancar serupa. Menggunakan udara sebagai media.
  • Penerima sensor piezo dan bel yang serupa. Menggunakan batang kayu (misalnya), serat karbon atau batang berilium sebagai media.

Dalam kedua kasus, impuls listrik yang disediakan untuk pemancar akan menghasilkan impuls mekanis melalui media yang akan dideteksi oleh penerima, di mana ia diubah kembali menjadi impuls listrik.

Dalam kedua contoh ini, kami belum menggunakan listrik untuk merepresentasikan suara, tetapi sebenarnya menggunakan gelombang suara yang bepergian melalui media yang berbeda.


sumber
0

Salah satu komputer pertama menggunakan gelombang suara dalam media merkuri untuk menyimpan data sehingga meskipun itu bukan media jaringan itu masih merupakan metode penyimpanan data dan konsep yang sama dapat digunakan untuk transmisi dan jaringan

Phi
sumber
0

Saya pernah melakukan ini sebelumnya, bukan karena itu masuk akal, tetapi karena saya merasa menyukainya. Radio Ham memiliki banyak hal untuk ini, terutama AX.25. Apa pun yang Anda kirim melalui radio non-digital adalah audio yang dikodekan ke dalam gelombang radio, dan dikembalikan oleh penerima. Keluarkan radio dari persamaan, dan Anda mendapatkan apa yang Anda cari.

Lihatlah AX.25, serta modem digital lainnya, seperti MT63 dan PSK. fldigi mampu melakukan banyak hal, meskipun ini dibuat untuk teks, jadi Anda harus mendasarkan 64 data biner apa pun.

Duncan X Simpson
sumber
AX.25 tidak mentransmisikan menggunakan gelombang suara, kecuali jika Anda menggunakan kopling akustik dari suatu sinyal. Ini masih merupakan transmisi EM (lebih tepatnya, AX.25 adalah protokol untuk pengkodean informasi digital pada sinyal analog, tidak perlu suara atau terlibat).
Austin Hemmelgarn
@Austin Hemmelgarn Ini dikodekan sedemikian rupa untuk dikirim keluar perangkat audio. Jadi, meskipun sering tidak dikirim speaker, masuk akal untuk menganggapnya sebagai suara.
Duncan X Simpson
Tapi itu masih belum terdengar sampai benar-benar dimainkan melalui speaker, elemen piezo, kumparan tesla, atau perangkat lain yang mengubah sinyal elektronik menjadi getaran di udara.
Austin Hemmelgarn
@Austin Ya. Dan itu mungkin. Dan saya sudah melakukannya. Apa yang salah dengan jawaban saya?
Duncan X Simpson
1
AX.25 bukan lapisan fisik, dan itu bukan gelombang suara. Sinyal yang dihasilkannya dapat dikonversi menjadi gelombang suara sebagai lapisan fisik, tetapi jawaban Anda tidak terlalu jelas.
Austin Hemmelgarn