레이어 1에서 음파 사용

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이론적으로 음파를 물리적 매체로 사용하여 네트워크를 통해 데이터를 전송할 수 있습니까?

다시 말해, 음파를 사용하여 OSI 네트워킹 모델의 계층 1을 구현할 수 있습니까? 아니면 물리 / 네트워킹 개념을 완전히 오해하고 있습니까?

layer1  osi 
— 드리프트
소스
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음, 모뎀은 음파를 사용하여 데이터를 전송하는 음향 커플러를 사용했습니다.
— Ron Maupin
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당신이 단어를 말할 때마다 이런 일이 일어나지 않습니까?
— user1686
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음, 비둘기 를 레이어 1로 사용할 수 있으므로 음파를 완전히 실현할 수 있어야합니다.
— SE에 대한 희미한 믿음 상실
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또한 원래 iPod / iPhone을 탈옥 한 원래 해킹은 이어폰을 통해 OS 실행 파일을 오디오로 재생하고 데이터 암호화를위한 개인 키가 무엇인지 파악 / 추측하도록 역 변조했습니다. 시스템이 디지털 방식으로 잠기고 데이터 전송 (mp3 파일 포함) 시도에 암호화 된 데이터 만 있습니다. 그러나 오디오 하위 시스템 (암호화되지 않은 사람의 귀에 인터페이스해야하기 때문에)은 암호화되지 않았습니다 (임의의 파일을 재생할 수있는 버그가 수정되었습니다)
— slebetman
레이어 1에는 많은 것들이 사용될 수 있습니다. 당신이 할 수 없다고 생각할 이유가 있습니까?
— Mast

답변:

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매우 가능합니다. 결국 전화선에 직접 연결되는 구형 음향 결합 모뎀을 제외하더라도 사운드 카드를 모뎀으로 사용할 수있는 프로그램도 있습니다 (디버깅시 대역 외 통신에 사용 된 적이 있음) 이더넷 드라이버 (실제 음향 신호 대신 직접 오디오 케이블 연결을 사용했지만) 일반 개념은 설정 중에 스마트 폰의 제어 앱과 페어링하기 위해 IoT 장치에서 점점 인기를 얻고 있습니다 (RFID 태그 접근 방식에 더 가깝지만) ).

이 방법에는 다음과 같은 여러 가지 중요한 단점이 있습니다.

  • 현대 표준에 의해 매우 낮은 대역폭입니다. 초음파 주파수를 사용하더라도 양호한 상태에서 초당 수백 킬로 비트를 초과하지 않습니다. 이것은 매우 적은 양의 데이터를 전달하는 것을 제외하고는 유용하지 않습니다 (위에서 언급 한 IoT 사용과 같이 일반적으로 802.11 하드웨어 주소와 일부 인증 정보 만 전달하므로 Wi-Fi Direct 연결을 설정할 수 있습니다). .
  • 매우 제한된 상황을 제외하고는 신호 주파수를 제외하고는 실제로 느립니다. 공기 중 음속은 약 340m / s (온도, 압력, 습도 및 공기 품질에 따라 수십 m / s를 주거나 가져옴)이며 전기 신호 또는 전자기파 ( Wi-Fi 또는 이더넷과 비교할 때 신호 대기 시간이 다소 빠릅니다. 단거리 통신의 경우에는 중요하지 않지만 몇 미터가 지나면 대기 시간이 눈에 띄기 시작합니다 (컴퓨터와 라우터 사이의 링크가 나머지 네트워크 전체보다 RTT가 더 긴 경우를 상상해보십시오) 이 웹 사이트의 경로가 결합되어 있습니다). 최고의 사운드 컨덕터조차도 공기 중 사운드 속도의 35-40 배까지만 얻을 수 있으며, 이는 여전히 매우 느립니다.
  • 그것은이다 매우 환경에 민감합니다. 이더넷은 케이블이 충분하다면 차폐가 필요하지 않을 정도로 견고합니다. Wi-Fi는 때때로 나빠질 수 있지만 여전히 특정 주파수 대역을 쉽게 안정적으로 검색 할 수 있으며 EMI는 일반적으로 찾아서 중지하기가 매우 쉽습니다. 진동과 소리는 어디에나 있습니다 . 다시 말하지만 이것은 장거리 통신의 경우 더 많은 문제이지만 Wi-Fi의 경우보다 여전히 다음 문제로 인해 더 많은 문제입니다.
  • 전송 전력이 높은 소닉 트랜스미터는 환경과 사람 모두에게 위험합니다. SNR이 높아져 복구 할 수있는 신호가 없어지기 전에 약 몇 미터 이상 범위를 안정적으로 확보하려면 영구적 인 청력 손실을 유발할 수있을 정도로 높은 음압으로 작동해야합니다. 그 많은 에너지는 섬세한 물체를 쉽게 손상시킬 수 있습니다.
— 오스틴 헤멜 가른
소스
마지막 단락에서 "몇 미터"는 과장된 것 같습니다. 큰 소리로 소리를 지르지 않고 몇 미터 떨어진 사람과 대화 할 수 있습니다.
— user253751
@immibis, 몇 미터 떨어진 사람과 대화하는 것은 데이터 속도가 매우 낮고 엄청난 양의 오류 수정 기능이 있습니다.
— Mark
예 @ 마크,하지만 않습니다 "영구적 인 청력 손실을 일으킬만큼 충분히 높은 사운드 압력에서 작동"하지 않고 "SNR이 너무 높아 더 회복 신호가 없다고지기 전에 안정적으로 몇 미터에 대한 이상 범위의 어떤 종류를 얻을".
— user253751
@immibis이 유형의 물건에는 초음파 주파수를 사용하여 사람들이 말하고 움직이고 근처에있는 사람들의 간섭을 최소화해야합니다. 주파수는 소리가 전파되는 방식에 영향을 미치며, 높은 거리의 소리는 주어진 거리에서 픽업을 확실하게 자극하기 위해 소스에서 더 높은 소리 압력이 필요합니다. 몇 미터 이상 떨어져있는 IoT 장치에서 음향 페어링을 사용해보십시오. 안정적으로 작동하지 않으며 대역폭 사용량 이 적습니다 .
— 오스틴 Hemmelgarn
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정보를 운반 할 수있는 모든 것은 비둘기 뿐만 아니라 물리 계층 음파로도 사용될 수 있습니다 .

일부 에어 갭 공격 은 (울트라) 사운드를 사용하여 에어 갭을 통해 통신합니다.

그러나 초음파조차도 주파수가 다소 낮기 때문에 (일부 kHz), 데이터 속도도 낮습니다 (일부 kbit / s). 또한 음파의 도달 범위는 단일 방으로 사용을 제한합니다.

— Zac67
소스
「싱글 룸」에 대해 음파 (원칙적으로 거의 모든 다른 파와 마찬가지로)가 증폭 될 수 있기 때문에 반드시 사실은 아닙니다. SASER를
— Agnius Vasiliauskas
@AgniusVasiliauskas 물론입니다. 그러나 실제 대역폭은 사용 가능한 대역폭만큼 매우 제한적입니다. 전송 품질을 향상시키기 위해 많은 것을 할 수 있지만 다시 한 번 RF, 구리 또는 광섬유를 사용하지 않는 이유는 무엇입니까?
— Zac67
나는 우리가 말하는 게 아니에요 해야한다 정보 교통 음파를 사용합니다. 물론 전자기 방사선에서 빛의 속도를 능가하는 것은 없습니다. 그러나 다른 외부 옵션 (예 : 강한 외부 EM 필드 (태양 바람 등) 등)에 적합하지 않은 경우가 있을 수 있으므로 EM 통신이 작동하기에는 차폐 가 실용적이지 않을 수 있습니다 . 이 시나리오에서 우리는 음파 기반 정보 운송을 사용하려고 할 수 있습니까? (일부 배가 지나갈 때 무인도에 비둘기가 있다고 생각하십시오)
— Agnius Vasiliauskas
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확실히. 다른 답변에서는 논의되지 않은 일부 옵션이 있지만 귀하의 질문의 핵심에 더 가깝습니다.

  • 샷건 마이크 수신기 및 유사한 송신기. 공기를 매체로 사용합니다.
  • 피에조 센서 수신기 및 이와 유사한 버저. 목재, 탄소 섬유 또는 베릴륨 막대 막대를 매체로 사용합니다.

두 경우 모두, 트랜스미터에 제공되는 전기적 임펄스는 매체를 통해 기계적 임펄스를 생성하여 수신기에 의해 감지되며, 전기적 임펄스로 다시 변환됩니다.

이 두 가지 예에서 우리는 소리 를 나타 내기 위해 전기를 사용하지 않았지만 실제로는 다른 매체를 통해 이동하는 음파를 사용했습니다.

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최초의 컴퓨터 중 하나는 데이터를 저장하기 위해 수은 매체 내에서 음파를 사용 했으므로 네트워킹 매체는 아니지만 여전히 데이터 보존 방법이었으며 동일한 개념이 전송 및 네트워킹에 사용될 수 있습니다

— 피
소스
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나는 그것이 의미가 있기 때문에가 아니라 느낌이 들기 때문에 전에 이것을 한 적이있다. Ham 라디오에는 AX.25와 같은 모든 종류의 기능이 있습니다. 디지털이 아닌 라디오를 통해 보내는 모든 것은 오디오가 라디오 파로 인코딩 된 후 수신기에 의해 다시 전송됩니다. 방정식에서 라디오를 꺼내면 원하는 것을 얻을 수 있습니다.

MT63 및 PSK와 같은 다른 디지털 모뎀뿐만 아니라 AX.25도 살펴보십시오. fldigi는 텍스트 용으로 작성되었지만 많은 기능을 수행 할 수 있으므로 이진 데이터를 base64로 만들어야합니다.

— 던컨 X 심슨
소스
신호의 어쿠스틱 커플 링을 사용하지 않는 한 AX.25는 음파를 사용하여 전송하지 않습니다. 여전히 EM 전송입니다 (보다 정확하게는 AX.25는 아날로그 신호에 디지털 정보를 인코딩하기위한 프로토콜이며 사운드가 필요하지 않거나 관련되지 않음).
— 오스틴 Hemmelgarn
@Austin Hemmelgarn 오디오 장치로 전송되는 방식으로 인코딩되었습니다. 따라서 종종 스피커로 전송되지는 않지만 사운드로 생각하는 것이 좋습니다.
— Duncan X Simpson
그러나 실제로 스피커, 피에조 소자, 테슬라 코일 또는 전자 신호를 공중의 진동으로 변환하는 다른 장치를 통해 재생 될 때까지 소리가 나지 않습니다.
— 오스틴 Hemmelgarn
@ 오스틴 네. 그리고 그것은 가능합니다. 그리고 나는 그것을했다. 내 대답에 어떤 문제가 있습니까?
— Duncan X Simpson
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AX.25는 물리 계층이 아니며 음파가 아닙니다. 이 신호가 생성하는 신호를 물리 계층으로 음파로 변환 할 수는 있지만 실제로 대답이 명확하지는 않습니다.
— 오스틴 Hemmelgarn
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