Katman 1'de ses dalgalarını kullanma

11

Teorik olarak, bir ağ üzerinden veri iletmek için ses dalgalarını fiziksel ortam olarak kullanmak mümkün müdür?

Başka bir deyişle, OSI ağ modelinin 1. katmanını ses dalgaları kullanarak uygulayabilir misiniz veya fizik / ağ kavramlarını tamamen yanlış anlıyor muyum?

layer1  osi 
— driangle
kaynak
9
Modemler, verileri aktarmak için ses dalgalarını kullanan akustik kuplörleri kullanıyordu.
— Ron Maupin
5
Her kelime konuştuğunuzda bu gerçekleşmiyor mu?
— user1686
7
Katman 1 olarak güvercinleri kullanabilirsiniz , böylece ses dalgaları tamamen uygulanabilir olmalıdır.
— dim
4
Bir kenara, orijinal iPod / iPhone'u jailbreak yapan orijinal hack, işletim sistemi yürütülebilir dosyasını kulaklıkla ses olarak çalıyor ve veri şifrelemesi için özel anahtarın ne olduğunu bulmak / tahmin etmek için ters modüle ediyordu. Sistem dijital olarak kilitlendi ve veri aktarma girişimleri (mp3 dosyaları dahil) yalnızca şifrelenmiş veriler aldı. Ancak ses alt sistemi (şifrelenmemiş insan kulağına arabirim ihtiyacı nedeniyle) şifrelenmedi (rastgele dosyaları oynatabilme hatası düzeltildi)
— slebetman
Katman 1 için birçok şey kullanılabilir. Yapamayacağınızı düşünmek için bir nedeniniz var mı?
— Mast

Yanıtlar:

10

Bu çok mümkün. Sonunda bir telefon hattına doğrudan bağlantıya dönüşen eski akustik olarak bağlanmış modemleri hariç tutsanız bile, bir ses kartını modem olarak kullanmanıza izin verecek programlar da var (hata ayıklama sırasında daha önce bant dışı iletişim için kullandım) bir Ethernet sürücüsü, ancak gerçek akustik sinyal yerine doğrudan ses kabloları kullandım) ve genel konsept, kurulum sırasında akıllı telefonda bir kontrol uygulamasıyla eşleştirmek için IoT cihazlarıyla oldukça popüler hale geliyor (bu bir RFID etiketi yaklaşımına daha yakın olsa da) ).

Bu yaklaşımın birtakım önemli dezavantajları vardır:

  • Modern standartlara göre çok düşük bant genişliği. Ultrasonik frekanslarda bile, iyi koşullarda hala saniyede birkaç yüz kilobitten fazla bakmıyorsunuz. Bu, çok küçük miktarlarda veri iletilmesi dışında faydalı olmaktan önemli ölçüde daha azdır (yukarıda bahsettiğim IoT kullanımı gibi, genellikle sadece bir 802.11 donanım adresini ve bazı kimlik doğrulama bilgilerini geçirir, böylece bir Wi-Fi Direct bağlantısı kurulabilir) .
  • Çok sınırlı durumlar dışında, sinyal frekansının yanı sıra gerçekten yavaştır. Havadaki ses hızı yaklaşık 340 m / s'dir (sıcaklık, basınç, nem ve hava kalitesine göre birkaç düzine m / s verin veya alın), bu da elektrik sinyallerine veya elektromanyetik dalgalara ( kabaca ışık hızı), yani Wi-Fi veya Ethernet ile karşılaştırıldığında, sinyal gecikmesi oldukça yüksektir. Bu çok kısa menzilli iletişim için çok önemli değil, ancak birkaç metreyi geçtikten sonra gecikme farkedilmeye başlıyor (bilgisayarınız ile yönlendiriciniz arasındaki bağlantının ağın geri kalanından daha uzun bir RTT'ye sahip olup olmadığını hayal edin bu web sitesine giden yol). En iyi ses iletkenleri bile havadaki ses hızının en iyi 35-40 katına ulaşabilir, bu da hala delice yavaştır.
  • Bu var son derece çevreye duyarlı. Ethernet, yeterli kabloya sahipseniz korumalı bile olmayacak kadar sağlamdır. Wi-Fi zaman zaman kötüleşebilir, ancak yine de en azından belirli frekans bantlarını kolayca güvenilir bir şekilde tarayabilir ve EMI'yi bulmak ve durdurmak genellikle oldukça kolaydır. Titreşimler ve ses her yerde . Yine, bu daha uzun menzilli iletişim için daha çok bir sorundur, ancak kısmen bir sonraki noktadan dolayı Wi-Fi'den daha fazla bir sorundur.
  • Yüksek iletim gücüne sahip sonik vericiler hem çevre hem de insanlar için oldukça tehlikelidir. SNR o kadar yükseğe çıkmadan yaklaşık birkaç metrenin ötesinde herhangi bir menzili güvenilir bir şekilde elde edebilmek için, geri kazanılabilir sinyaliniz yoksa, kalıcı işitme kaybına neden olacak kadar yüksek ses basınçlarında çalışmanız gerekir. Bu kadar enerji hassas nesnelere de kolayca zarar verebilir.
— Austin Hemmelgarn
kaynak
Son paragraftaki "birkaç metre" abartı gibi görünüyor. Birkaç metre uzaklıktaki biriyle o kadar yüksek sesle bağırmak zorunda kalmadan kendi işime zarar verebileceğim biriyle konuşabilirim.
— user253751
@immibis, birkaç metre uzaklıktaki biriyle konuşmak çok düşük bir veri hızına ve muazzam miktarda hata düzeltme özelliğine sahiptir.
— Mark
Evet @ Mark, ama yok "kalıcı işitme kaybına neden yeterince yüksek ses basınçlarda çalışan" olmadan "SNR kadar yüksek hiçbir kazanılabilir sinyal olduğunu ulaşmadan güvenilir birkaç metre yaklaşık ötesinde aralığında herhangi bir duygu".
— user253751
@immibis Konuşan, hareket eden ve yakın çevrede bulunan kişilerden gelen paraziti en aza indirmek için bu tür şeyler için ultrasonik frekanslar kullanmanız gerekir. Frekans, sesin yayılma şeklini etkiler ve daha yüksek sesler, belirli bir mesafedeki bir toplayıcıyı güvenilir bir şekilde uyarmak için kaynakta daha yüksek ses basıncına ihtiyaç duyar. Birkaç metreden daha uzaktaki bir IoT cihazında akustik eşleştirmeyi kullanmayı deneyin; güvenilir bir şekilde çalışmadığını fark edeceksiniz ve bu da düşük bant genişliği kullanımıdır.
— Austin Hemmelgarn
8

Bilgi taşıyabilecek her şey güvercinlerin yanı sıra fiziksel katman ses dalgaları olarak da kullanılabilir .

Bazı hava boşluğu saldırıları , hava boşluğu boyunca iletişim kurmak için (ultra) ses kullanır.

Bununla birlikte, ultrason için bile frekanslar oldukça düşük olduğundan (bazı kHz), veri hızı da düşük olacaktır (bazı kbit / s). Ayrıca, ses dalgalarının erişimi kullanımı tek bir odayla sınırlar.

— Zac67
kaynak
"Tek kişilik oda" hakkında. Mutlaka doğru değil, çünkü ses dalgaları (prensipte hemen hemen diğer tüm dalgalar gibi) yükseltilebilir - SASER'a bakın
— Agnius Vasiliauskas
@AgniusVasiliauskas Evet, elbette - ancak pratik olarak kullanılabilir bant genişliği gibi erişim çok sınırlıdır. İletim kalitesini artırmak için çok şey yapabilirsiniz, ancak yine de neden ilk etapta sadece RF, bakır veya fiber kullanmıyorsunuz?
— Zac67
Bilgi aktarımı için ses dalgaları kullanmamız gerektiğini söylemiyorum . Elbette elektromanyetik radyasyonda ışık hızını hiçbir şey geçemez. Bununla birlikte, diğer seçeneklerin kötü bir şekilde uyduğu durumlar olabilir - örneğin güçlü harici EM alanlarında (güneş rüzgarı vb.), Böylece EM iletişiminin çalışması için ekranlama da pratik olmayabilir . Belki bu senaryoda ses dalgalarına dayalı bilgi taşımacılığını kullanmaya çalışabiliriz? (Bazı gemiler geçtiğinde, ıssız bir adada güvercinler olduğunu düşünün)
— Agnius Vasiliauskas
1

Kesinlikle. Bazı seçenekler diğer cevaplarda tartışılmadı, ancak sorunuzun kalbine daha yakın düşünüyorum:

  • Bir av tüfeği mikrofon alıcısı ve benzer bir verici. Havayı ortam olarak kullanır.
  • Bir piezo sensör alıcısı ve benzer bir zil. Ortam olarak odun, karbon fiber veya berilyum çubuğundan bir çubuk kullanır.

Her iki durumda da, vericiye sağlanan bir elektrik impulsu, alıcı tarafından tespit edilecek ortamdan mekanik bir impuls üretecek ve burada tekrar elektriksel bir impulsa dönüştürülecektir.

Bu örneklerin her ikisinde de sesi temsil etmek için herhangi bir elektrik kullanmadık , aslında farklı ortamlardan geçen ses dalgalarını kullandık.

0

İlk bilgisayarlardan biri, verileri depolamak için bir civa ortamı içinde ses dalgaları kullandı, bu yüzden bir ağ ortamı olmasa da, hala bir yöntem veri tutma idi ve aynı kavram iletim ve ağ oluşturma için kullanılabilir

— Yunan alfabesinin yirmibirinci harfi
kaynak
0

Bunu daha önce yaptım, mantıklı olduğu için değil, öyle hissettiğim için. Ham radyo bunun için her türlü şeye sahiptir, özellikle AX.25. Dijital olmayan bir radyo ile gönderdiğiniz her şey ses radyo dalgalarına ve alıcı tarafından geri kodlanır. Radyoyu denklemden çıkarın ve aradığınızı alın.

AX.25'in yanı sıra MT63 ve PSK gibi diğer dijital modemlere bir göz atın. fldigi, metin için oluşturulmuş olmasına rağmen birçok yeteneğe sahiptir, bu nedenle herhangi bir ikili veriyi temel almanız gerekir.

— Duncan X Simpson
kaynak
AX.25, bir yerde sinyalin akustik bağlantısını kullanmıyorsanız, ses dalgaları kullanarak iletim yapmıyor. Hala bir EM iletimi (daha doğru bir şekilde, AX.25 dijital bilgiyi analog bir sinyal üzerinde kodlamak için bir protokoldür, ses gerekmez veya dahil değildir).
— Austin Hemmelgarn
@Austin Hemmelgarn Bir ses cihazı gönderilecek şekilde kodlanmıştır. Bu yüzden çoğu zaman konuşmacı gönderilmezken, onu ses olarak düşünmek mantıklıdır.
— Duncan X Simpson
Ancak, aslında hoparlörler, bir piezo elemanı, bir tesla bobini veya elektronik sinyali havadaki titreşimlere dönüştüren başka bir cihaz aracılığıyla çalınana kadar hala ses çıkmıyor.
— Austin Hemmelgarn
@Austin Evet. Ve bu mümkün. Ve ben yaptım. Cevabımın nesi var?
— Duncan X Simpson
1
AX.25 fiziksel bir katman değildir ve ses dalgaları değildir. Ürettiği sinyal, fiziksel bir katman olarak ses dalgalarına dönüştürülebilir, ancak cevabınız bunu netleştirmez.
— Austin Hemmelgarn
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.