ใช้คลื่นเสียงในชั้นที่ 1


11

ในความเป็นจริงแล้วเป็นไปได้หรือไม่ที่จะใช้คลื่นเสียงเป็นสื่อกลางในการส่งข้อมูลผ่านเครือข่าย

กล่าวอีกนัยหนึ่งคุณสามารถใช้เลเยอร์ 1 ของโมเดลเครือข่าย OSI โดยใช้คลื่นเสียงหรือฉันเข้าใจแนวคิดทางฟิสิกส์ / เครือข่ายทั้งหมดหรือไม่


9
โมเด็มใช้อะคูสติกคัปเปลอร์ซึ่งใช้คลื่นเสียงเพื่อถ่ายโอนข้อมูล
Ron Maupin

5
สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นทุกครั้งที่คุณพูดคำศัพท์หรือไม่
1686

7
คุณสามารถใช้นกพิราบเป็นเลเยอร์ 1 ดังนั้นคลื่นเสียงควรเป็นไปได้โดยสิ้นเชิง
ความศรัทธาจางหายไปใน

4
ในขณะเดียวกันการแฮ็กดั้งเดิมที่ jailbroke iPod / iPhone ดั้งเดิมนั้นกำลังเล่นไฟล์ปฏิบัติการ OS เป็นเสียงผ่านหูฟังและทำการมอดูเลตย้อนกลับเพื่อหา / เดาว่าคีย์ส่วนตัวสำหรับการเข้ารหัสข้อมูลคืออะไร ระบบถูกล็อคแบบดิจิตอลและความพยายามใด ๆ ในการถ่ายโอนข้อมูล (รวมถึงไฟล์ mp3) มีเพียงข้อมูลที่เข้ารหัส แต่ระบบย่อยเสียง (โดยอาศัยความจำเป็นในการเชื่อมต่อกับหูมนุษย์ที่ไม่ได้เข้ารหัส) ไม่ได้ถูกเข้ารหัส (ข้อผิดพลาดของความสามารถในการเล่นไฟล์สุ่มได้รับการแก้ไขแล้ว)
35411

มีหลายสิ่งที่สามารถใช้กับเลเยอร์ 1 คุณมีเหตุผลที่คิดว่าคุณทำไม่ได้หรือไม่?
เสา

คำตอบ:


10

มันเป็นไปได้มาก แม้จะไม่รวมโมเด็มคู่เดิมที่พัฒนาไปเป็นการเชื่อมต่อโดยตรงกับสายโทรศัพท์ แต่ก็ยังมีโปรแกรมที่จะให้คุณใช้การ์ดเสียงเป็นโมเด็ม (ฉันเคยใช้มาก่อนเพื่อการสื่อสารนอกวงเมื่อทำการดีบั๊ก) ไดรเวอร์อีเธอร์เน็ตถึงแม้ว่าฉันจะใช้สายสัญญาณเสียงโดยตรงแทนที่จะส่งสัญญาณอะคูสติกจริง ๆ และคอนเซ็ปต์ทั่วไปกำลังเป็นที่นิยมในอุปกรณ์ IoT สำหรับการจับคู่กับแอพควบคุมบนสมาร์ทโฟนระหว่างการติดตั้ง (แม้ว่าใกล้กับแท็ก RFID )

วิธีการนี้มีข้อเสียที่ค่อนข้างสำคัญหลายประการดังนี้:

  • แบนด์วิดธ์ต่ำมากตามมาตรฐานที่ทันสมัย แม้จะมีความถี่ล้ำเสียงคุณยังคงมองไม่เกินสองสามร้อยกิโลบิตต่อวินาทีภายใต้เงื่อนไขที่ดี สิ่งนี้ทำให้มีประโยชน์น้อยกว่าอย่างมากยกเว้นการส่งข้อมูลจำนวนน้อยมาก (เช่นการใช้ IoT ที่ฉันกล่าวถึงข้างต้นซึ่งปกติจะผ่านที่อยู่ฮาร์ดแวร์ 802.11 และข้อมูลการรับรองความถูกต้องบางส่วนเพื่อให้สามารถเชื่อมต่อ Wi-Fi Direct ได้) .
  • นอกเหนือจากสถานการณ์ที่ จำกัด มากมันช้ามาก ๆ นอกเหนือจากความถี่สัญญาณ ความเร็วของเสียงในอากาศอยู่ที่ประมาณ 340 m / s (ให้หรือใช้ไม่กี่โหล m / s ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิความดันความชื้นและคุณภาพอากาศ) ซึ่งช้ามากเมื่อเทียบกับสัญญาณไฟฟ้าหรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ประมาณความเร็วแสง) ซึ่งหมายความว่าเมื่อเปรียบเทียบกับ Wi-Fi หรือ Ethernet ความหน่วงของสัญญาณค่อนข้างสูง สิ่งนี้ไม่สำคัญสำหรับการสื่อสารระยะสั้นมาก แต่เมื่อคุณผ่านไปสองสามเมตรเวลาในการตอบสนองจะเริ่มสังเกตเห็นได้ (ลองจินตนาการว่าถ้าลิงก์ระหว่างคอมพิวเตอร์ของคุณกับเราเตอร์ของคุณมี RTT ที่ยาวกว่าเครือข่ายอื่น ๆ เส้นทางไปยังเว็บไซต์นี้รวมกัน) แม้แต่ตัวนำที่ดีที่สุดของเสียงก็สามารถรับความเร็วของอากาศใน 35-40 เท่าซึ่งยังช้าอย่างบ้าคลั่ง
  • มันเป็นอย่างมากที่มีความไวต่อสภาพแวดล้อม อีเธอร์เน็ตมีความแข็งแกร่งเพียงพอที่จะไม่จำเป็นต้องมีการป้องกันถ้าคุณมีสายเคเบิลที่เหมาะสม Wi-Fi อาจไม่ดีในบางครั้ง แต่ก็ยังสามารถคัดกรองคลื่นความถี่ที่ต้องการได้อย่างง่ายดายและ EMI นั้นมักจะหาและหยุดได้ง่าย การสั่นสะเทือนและเสียงได้ทุกที่แม้ นี่เป็นปัญหาอีกประการหนึ่งสำหรับการสื่อสารในระยะยาว แต่ก็ยังมีปัญหามากกว่าสำหรับ Wi-Fi บางส่วนเนื่องจากประเด็นต่อไป
  • เครื่องส่งสัญญาณ Sonic ที่มีกำลังส่งสูงนั้นค่อนข้างอันตรายทั้งต่อสิ่งแวดล้อมและต่อผู้คน ในการรับช่วงใด ๆ ที่ไกลเกินกว่าประมาณสองสามเมตรก่อนที่ SNR จะสูงมากจนคุณไม่มีสัญญาณที่สามารถกู้คืนได้คุณจะต้องทำงานด้วยแรงกดดันเสียงที่สูงพอที่จะทำให้สูญเสียการได้ยินอย่างถาวร พลังงานจำนวนมากนั้นสามารถทำลายวัตถุที่บอบบางได้อย่างง่ายดาย

"ไม่กี่เมตร" ในย่อหน้าสุดท้ายดูเหมือนจะเป็นการพูดเกินจริง ฉันสามารถพูดคุยกับคนที่อยู่ห่างออกไปเพียงไม่กี่เมตรโดยไม่ต้องตะโกนดังจนฉันทำอันตรายต่อการได้ยินของตัวเอง
253751

@ กลไกการพูดคุยกับคนที่อยู่ห่างออกไปเพียงไม่กี่เมตรนั้นมีอัตราข้อมูลที่ต่ำมากและการแก้ไขข้อผิดพลาดจำนวนมหาศาล
Mark

@ ทำเครื่องหมายใช่ แต่จะ "รับช่วงใด ๆ ที่เชื่อถือได้ประมาณสองสามเมตรก่อน SNR จะสูงจนคุณไม่มีสัญญาณที่สามารถกู้คืนได้" โดยไม่ต้อง "ใช้งานที่ความดันเสียงสูงพอที่จะทำให้สูญเสียการได้ยินถาวร"
253751

@immibis คุณต้องใช้ความถี่ล้ำเสียงในการทำสิ่งนี้เพื่อลดการรบกวนจากการพูดคุยเคลื่อนย้ายและมีอยู่ในบริเวณใกล้เคียง ความถี่ส่งผลต่อการแพร่กระจายเสียงและอื่น ๆ ที่ต้องการแรงดันเสียงสูงกว่าที่แหล่งกำเนิดเพื่อให้เกิดความน่าเชื่อถือในระยะทางที่กำหนด ลองใช้การจับคู่เสียงบนอุปกรณ์ IoT ซึ่งอยู่ห่างออกไปไม่กี่เมตรและคุณจะสังเกตเห็นว่ามันไม่ทำงานอย่างน่าเชื่อถือและนั่นเป็นการใช้แบนด์วิดท์ต่ำ
Austin Hemmelgarn


8

สิ่งที่สามารถส่งข้อมูลที่สามารถนำมาใช้เป็นชั้นกายภาพ - คลื่นเสียงเช่นเดียวกับนกพิราบ

การโจมตีช่องว่างอากาศบางครั้งใช้เสียง (ultra) เพื่อสื่อสารข้ามช่องว่างอากาศ

อย่างไรก็ตามเนื่องจากความถี่ของอัลตร้าซาวด์ค่อนข้างต่ำ (บาง kHz) อัตราการส่งข้อมูลก็จะต่ำเช่นกัน (บาง kbit / s) นอกจากนี้การเข้าถึงของคลื่นเสียง จำกัด การใช้งานในห้องเดียว


เกี่ยวกับ "ห้องเดี่ยว" ไม่จำเป็นต้องเป็นจริงเพราะคลื่นเสียง (เช่นเดียวกับคลื่นอื่น ๆ ในหลักการ) สามารถขยายได้ - ลองดูที่SASER
Agnius Vasiliauskas

@AgniusVasiliauskas ใช่แน่นอน - แต่ในทางปฏิบัติการเข้าถึงนั้น จำกัด มากเช่นเดียวกับแบนด์วิดท์ที่ใช้งานได้ คุณสามารถปรับปรุงคุณภาพการส่งผ่านได้หลายวิธี แต่ทำไมไม่ใช้ RF, ทองแดงหรือไฟเบอร์ในตอนแรก
Zac67

ฉันไม่ได้บอกว่าเราต้องใช้คลื่นเสียงสำหรับการขนส่งข้อมูล แน่นอนไม่มีอะไรจะเอาชนะความเร็วของแสงในรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า อย่างไรก็ตามอาจมีกรณีที่ตัวเลือกอื่น ๆ ไม่เหมาะสมตัวอย่างเช่นในเขตข้อมูล EM ภายนอกที่แข็งแกร่ง (ลมสุริยะ ฯลฯ ) ดังนั้นการปิดบังอาจทำไม่ได้เช่นกันสำหรับการสื่อสาร EM ในการทำงาน บางทีในสถานการณ์นี้เราอาจลองใช้การขนส่งข้อมูลด้วยคลื่นเสียง (ลองนึกถึงการมีนกพิราบอยู่บนเกาะที่ไม่มีคนอาศัยเมื่อเรือแล่นข้ามไป)
Agnius Vasiliauskas

5

ใช่มันเป็นไปได้ ในความเป็นจริงปุ่ม Amazon Dash ใช้อัลตร้าซาวด์เป็นสื่อ


AFAIK, ปุ่ม Dash ใช้ Wi-Fi
Zac67

3
นี่คือคำอธิบายว่าปุ่ม Dash ทำงานอย่างไร พวกเขาใช้เสียงเพื่อกำหนดค่าจากอุปกรณ์ iOS การทำงานปกตินั้นผ่าน Wi-Fi
Zach Lipton

1

อย่างแน่นอน ตัวเลือกบางตัวไม่ได้กล่าวถึงในคำตอบอื่น ๆ แต่ฉันคิดถึงคำถามของคุณ:

  • ตัวรับไมค์ของปืนลูกซองและตัวส่งสัญญาณที่คล้ายกัน ใช้อากาศเป็นสื่อ
  • ตัวรับเซ็นเซอร์ piezo และออดที่คล้ายกัน ใช้ไม้ (พูด) ไม้คาร์บอนไฟเบอร์หรือไม้เบริลเลียมเป็นสื่อกลาง

ในทั้งสองกรณีแรงกระตุ้นไฟฟ้าที่มีให้กับเครื่องส่งสัญญาณจะสร้างแรงกระตุ้นเชิงกลผ่านสื่อที่เครื่องรับจะถูกตรวจจับซึ่งจะถูกแปลงกลับไปเป็นแรงกระตุ้นไฟฟ้า

ในตัวอย่างทั้งสองนี้เราไม่ได้ใช้ไฟฟ้าเพื่อเป็นตัวแทนของเสียง แต่ใช้คลื่นเสียงที่เดินทางผ่านสื่อต่างๆ


0

หนึ่งในคอมพิวเตอร์เครื่องแรกที่ใช้คลื่นเสียงในตัวกลางของปรอทในการเก็บข้อมูลดังนั้นแม้ว่ามันจะไม่ใช่สื่อเครือข่ายมันก็ยังคงเป็นวิธีการเก็บข้อมูลและแนวคิดเดียวกันนี้สามารถใช้สำหรับการส่งและเครือข่ายได้


0

ฉันเคยทำมาก่อนไม่ใช่เพราะมันสมเหตุสมผล แต่เพราะฉันรู้สึกเหมือนมัน แฮมวิทยุมีทุกสิ่งสำหรับสิ่งนี้โดยเฉพาะอย่างยิ่ง AX.25 ทุกสิ่งที่คุณส่งผ่านวิทยุที่ไม่ใช่ดิจิตอลคือเสียงที่ถูกเข้ารหัสในคลื่นวิทยุและรับกลับโดยผู้รับ นำวิทยุออกจากสมการแล้วคุณจะได้สิ่งที่คุณกำลังมองหา

ดู AX.25 เช่นเดียวกับโมเด็มดิจิตอลอื่น ๆ เช่น MT63 และ PSK fldigi มีความสามารถเป็นจำนวนมากถึงแม้ว่ามันจะสร้างขึ้นสำหรับข้อความดังนั้นคุณจะต้องฐาน 64 ข้อมูลไบนารีใด ๆ


AX.25 ไม่ได้ส่งสัญญาณโดยใช้คลื่นเสียงเว้นแต่ว่าคุณกำลังใช้การเชื่อมต่อสัญญาณเสียงที่อื่น มันยังคงเป็นสัญญาณ EM (อย่างถูกต้องมากขึ้น AX.25 เป็นโปรโตคอลสำหรับเข้ารหัสข้อมูลดิจิตอลในสัญญาณอะนาล็อกไม่ต้องใช้เสียงหรือเกี่ยวข้อง)
Austin Hemmelgarn

@Austin Hemmelgarn มันถูกเข้ารหัสในลักษณะที่จะส่งอุปกรณ์เสียงออกมา ดังนั้นในขณะที่มันมักจะไม่ได้รับการส่งออกลำโพงมันทำให้รู้สึกว่ามันเป็นเสียง
Duncan X Simpson

แต่ก็ยังไม่มีเสียงจนกว่าจะมีการเล่นผ่านลำโพงองค์ประกอบ piezo ขดลวดเทสลาหรืออุปกรณ์อื่น ๆ ที่แปลงสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์เป็นการสั่นสะเทือนในอากาศ
Austin Hemmelgarn

@Austin ใช่ และนั่นก็เป็นไปได้ และฉันได้ทำมัน เกิดอะไรขึ้นกับคำตอบของฉัน
Duncan X Simpson

1
AX.25 ไม่ใช่ชั้นกายภาพและไม่ใช่คลื่นเสียง สัญญาณที่ผลิตสามารถแปลงเป็นคลื่นเสียงเป็นชั้นกายภาพ แต่คำตอบของคุณไม่ชัดเจน
Austin Hemmelgarn

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.