Sử dụng sóng âm thanh trong lớp 1

11

Về lý thuyết, có thể sử dụng sóng âm thanh làm phương tiện vật lý để truyền dữ liệu qua mạng không?

Nói cách khác, bạn có thể triển khai lớp 1 của mô hình mạng OSI bằng sóng âm hay tôi hoàn toàn hiểu sai các khái niệm vật lý / mạng?

layer1  osi 
— dở
nguồn
9
Vâng, các modem được sử dụng để sử dụng các bộ ghép âm thanh, sử dụng sóng âm thanh để truyền dữ liệu.
— Ron Maupin
5
Điều này không xảy ra mỗi khi bạn nói lời sao?
— dùng1686
7
Chà, bạn có thể sử dụng chim bồ câu làm lớp 1, vì vậy sóng âm nên hoàn toàn khả thi.
— mờ mất niềm tin vào SE
4
Bên cạnh đó, bản hack gốc đã bẻ khóa iPod / iPhone ban đầu đang phát tệp thực thi của hệ điều hành dưới dạng âm thanh qua tai nghe và điều chỉnh ngược lại để tìm ra / đoán khóa riêng để mã hóa dữ liệu là gì. Hệ thống đã bị khóa kỹ thuật số và mọi nỗ lực chuyển dữ liệu (bao gồm các tệp mp3) chỉ nhận được dữ liệu được mã hóa. Nhưng hệ thống con âm thanh (do cần phải giao tiếp với tai người không được mã hóa) đã không được mã hóa (lỗi không thể phát các tệp ngẫu nhiên đã được sửa chữa)
— slebetman
Rất nhiều thứ có thể được sử dụng cho Lớp 1. Bạn có lý do để nghĩ rằng bạn không thể?
— Cột

Câu trả lời:

10

Điều đó rất có thể. Ngay cả khi loại trừ các modem kết hợp âm học cũ mà cuối cùng đã phát triển thành kết nối trực tiếp với đường dây điện thoại, cũng có những chương trình cho phép bạn sử dụng card âm thanh làm modem (trước đây tôi đã sử dụng một số để liên lạc ngoài băng tần khi gỡ lỗi trình điều khiển Ethernet, mặc dù tôi đã sử dụng cáp âm thanh trực tiếp thay vì tín hiệu âm thanh thực tế) và khái niệm chung đang trở nên khá phổ biến với các thiết bị IoT để ghép nối với ứng dụng điều khiển trên điện thoại thông minh trong khi thiết lập (mặc dù điều này gần với cách tiếp cận thẻ RFID hơn ).

Cách tiếp cận này có một số nhược điểm khá đáng kể:

  • Đó là băng thông rất thấp theo tiêu chuẩn hiện đại. Ngay cả với tần số siêu âm, bạn vẫn nhìn vào không quá vài trăm kilobit mỗi giây trong điều kiện tốt. Điều này làm cho nó ít hữu ích hơn ngoại trừ việc truyền một lượng dữ liệu rất nhỏ (chẳng hạn như việc sử dụng IoT mà tôi đã đề cập ở trên, nơi nó thường chỉ truyền địa chỉ phần cứng 802.11 và một số thông tin xác thực để có thể thiết lập kết nối Wi-Fi Direct) .
  • Bên ngoài các tình huống rất hạn chế, nó thực sự chậm thậm chí ngoài tần số tín hiệu. Tốc độ của âm thanh trong không khí là khoảng 340 m / s (cho hoặc mất vài chục m / s dựa trên nhiệt độ, áp suất, độ ẩm và chất lượng không khí), rất chậm so với tín hiệu điện hoặc sóng điện từ (lan truyền tại gần bằng tốc độ ánh sáng), có nghĩa là so với Wi-Fi hoặc Ethernet, độ trễ tín hiệu là khá cao. Điều này không quan trọng lắm đối với các liên lạc tầm ngắn, nhưng khi bạn vượt qua vài mét, độ trễ bắt đầu đáng chú ý (hãy tưởng tượng nếu liên kết giữa máy tính của bạn và bộ định tuyến của bạn có RTT dài hơn toàn bộ mạng còn lại đường dẫn đến trang web này kết hợp). Ngay cả những dây dẫn tốt nhất của âm thanh cũng chỉ có thể đạt tốc độ âm thanh cao nhất trong không khí gấp 35 - 40 lần, tốc độ vẫn cực kỳ chậm.
  • Nó cực kỳ nhạy cảm với môi trường. Ethernet đủ vững chắc đến nỗi nó thậm chí không cần che chắn nếu bạn có hệ thống cáp tốt. Wi-Fi đôi khi có thể trở nên tồi tệ, nhưng ít nhất vẫn có thể dễ dàng sàng lọc màn hình cho các dải tần số cụ thể một cách dễ dàng và EMI thường khá dễ tìm và dừng. Rung và âm thanh ở khắp mọi nơi mặc dù. Một lần nữa, đây là một vấn đề đối với truyền thông tầm xa, nhưng nó vẫn là vấn đề nhiều hơn so với Wi-Fi, một phần là do điểm tiếp theo.
  • Máy phát Sonic có công suất truyền cao khá nguy hiểm cho cả môi trường và con người. Để có thể có được bất kỳ loại phạm vi nào vượt quá khoảng vài mét trước khi SNR tăng cao đến mức bạn không có tín hiệu có thể phục hồi, bạn cần phải hoạt động ở áp suất âm thanh đủ cao để gây mất thính lực vĩnh viễn. Nhiều năng lượng đó cũng có thể dễ dàng làm hỏng các vật thể mỏng manh.
— Austin Hemmelgarn
nguồn
"Một vài mét" trong đoạn cuối có vẻ như là một cường điệu. Tôi có thể nói chuyện với ai đó cách đó vài mét mà không cần phải hét to đến mức làm hỏng thính giác của chính tôi.
— dùng253751
@immibis, nói chuyện với ai đó cách đó vài mét có tốc độ dữ liệu rất thấp và số lượng sửa lỗi rất lớn.
— Đánh dấu
@ Mark có, nhưng nó không "đáng tin cậy nhận được bất kỳ loại phạm vi xa hơn về một vài mét trước khi SNR được quá cao mà bạn không có tín hiệu phục hồi" mà không "hoạt động ở áp suất âm thanh đủ cao để gây mất thính lực vĩnh viễn".
— dùng253751
@immibis Bạn cần sử dụng tần số siêu âm cho loại điều này để giảm thiểu sự can thiệp từ những người nói chuyện, di chuyển và chỉ tồn tại ở khu vực lân cận. Tần số ảnh hưởng đến cách truyền âm thanh và những âm thanh cao hơn cần áp suất âm thanh cao hơn tại nguồn để kích thích một cách đáng tin cậy một chiếc bán tải ở một khoảng cách nhất định. Hãy thử sử dụng ghép nối âm thanh trên thiết bị IoT từ khoảng cách vài mét và bạn sẽ nhận thấy nó không hoạt động đáng tin cậy và đó là mức sử dụng băng thông thấp .
— Austin Hemmelgarn
8

Bất cứ thứ gì có thể vận chuyển thông tin đều có thể được sử dụng làm lớp vật lý - sóng âm cũng như chim bồ câu .

Một số cuộc tấn công khe hở không khí sử dụng âm thanh (siêu) để giao tiếp qua khe hở không khí.

Tuy nhiên, vì tần số ngay cả khi siêu âm khá thấp (một số kHz), tốc độ dữ liệu cũng sẽ thấp (một số kbit / s). Ngoài ra, tầm với của sóng âm giới hạn việc sử dụng trong một phòng.

— Zac67
nguồn
Về "phòng đơn". Không nhất thiết là đúng, bởi vì các sóng âm thanh (giống như hầu hết các sóng khác về nguyên tắc) có thể được khuếch đại - hãy xem qua SASER
— Ag Pa Vasiliauskas
@AgniusVasiliauskas Vâng, tất nhiên - nhưng thực tế phạm vi tiếp cận rất hạn chế vì băng thông có thể sử dụng được. Bạn có thể làm rất nhiều để cải thiện chất lượng truyền dẫn nhưng sau đó, tại sao không chỉ sử dụng RF, đồng hoặc sợi ở nơi đầu tiên?
— Zac67
Tôi không nói rằng chúng ta phải sử dụng sóng âm thanh để vận chuyển thông tin. Tất nhiên không có gì sẽ đánh bại tốc độ ánh sáng trong bức xạ điện từ. Tuy nhiên, có thể có trường hợp khi các tùy chọn khác phù hợp kém - ví dụ trong các trường EM bên ngoài mạnh (gió mặt trời, v.v.), do đó việc che chắn cũng có thể không thực tế đối với giao tiếp EM hoạt động. Có lẽ trong kịch bản này, chúng ta có thể thử sử dụng phương tiện vận chuyển thông tin dựa trên sóng âm? (Hãy nghĩ về việc có bồ câu ở một hòn đảo không có người ở, khi một số tàu đi ngang qua)
— Ag Pa Vasiliauskas
1

Chắc chắn rồi. Một số tùy chọn không được thảo luận trong các câu trả lời khác, nhưng tôi nghĩ sâu hơn về câu hỏi của bạn:

  • Một máy thu mic shotgun và một máy phát tương tự. Sử dụng không khí như là phương tiện.
  • Một máy thu cảm biến piezo và một còi tương tự. Sử dụng một thanh gỗ (nói) bằng sợi carbon, sợi carbon hoặc beryllium làm phương tiện.

Trong cả hai trường hợp, một xung điện được cung cấp cho máy phát sẽ tạo ra một xung cơ học qua môi trường được phát hiện bởi máy thu, trong đó nó được chuyển đổi trở lại thành xung điện.

Trong cả hai ví dụ này, chúng tôi không sử dụng bất kỳ điện nào để thể hiện âm thanh, nhưng thực sự đã sử dụng sóng âm thanh truyền qua các phương tiện khác nhau.

0

Một trong những máy tính đầu tiên sử dụng sóng âm trong môi trường thủy ngân để lưu trữ dữ liệu, mặc dù đó không phải là phương tiện kết nối mạng, nó vẫn là phương thức lưu giữ dữ liệu phương thức và có thể sử dụng khái niệm tương tự để truyền và kết nối mạng

— Phi
nguồn
0

Tôi đã làm điều này trước đây, không phải vì nó có ý nghĩa, mà bởi vì tôi cảm thấy thích nó. Ham radio có tất cả mọi thứ cho việc này, đáng chú ý là AX.25. Bất cứ điều gì bạn gửi qua radio không phải là kỹ thuật số là âm thanh được mã hóa thành sóng radio và được người nhận quay lại. Đưa radio ra khỏi phương trình, và bạn sẽ có được thứ bạn đang tìm kiếm.

Hãy xem AX.25, cũng như các modem kỹ thuật số khác, chẳng hạn như MT63 và PSK. fldigi có khả năng nhiều, mặc dù nó được xây dựng cho văn bản, vì vậy bạn cần căn cứ 64 dữ liệu nhị phân.

— Duncan X Simpson
nguồn
AX.25 không truyền phát bằng sóng âm, trừ khi bạn đang sử dụng khớp nối âm thanh của tín hiệu ở đâu đó. Đây vẫn là truyền EM (chính xác hơn, AX.25 là giao thức mã hóa thông tin kỹ thuật số trên tín hiệu tương tự, không cần âm thanh hoặc liên quan).
— Austin Hemmelgarn
@Austin Hemmelgarn Nó được mã hóa theo cách gửi ra một thiết bị âm thanh. Vì vậy, trong khi nó thường không được gửi loa, thật có ý nghĩa khi nghĩ về nó như âm thanh.
— Duncan X Simpson
Nhưng nó vẫn không phát ra âm thanh cho đến khi nó thực sự phát qua loa, phần tử piezo, cuộn tesla hoặc một số thiết bị khác chuyển đổi tín hiệu điện tử thành rung động trong không khí.
— Austin Hemmelgarn
@Austin Vâng. Và điều đó là có thể. Và tôi đã làm được. Có gì sai với câu trả lời của tôi?
— Duncan X Simpson
1
AX.25 không phải là một lớp vật lý và nó không phải là sóng âm thanh. Tín hiệu mà nó tạo ra có thể được chuyển đổi thành sóng âm thanh như một lớp vật lý, nhưng câu trả lời của bạn không thực sự làm rõ điều đó.
— Austin Hemmelgarn
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookie và Chính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.