Data over Sound: a tecnologia de comunicação acessível a todos

Por Luís Lopes, Senior Mobile Architect na DXspark

17-10-2022By Luís Lopes, Senior Mobile Architect at DXspark

O mundo atual caracteriza-se por grandes disparidades de desenvolvimento. A Data over Sound (DoS), desenvolvida pela LISNR apresenta-se como a solução que quer quebrar as barreiras no mundo das tecnologias da comunicação.

As tecnologias da comunicação entre equipamentos estão em constante evolução, motivadas por um mundo cada vez mais conectado. As mais conhecidas, o Wi-Fi e o Bluetooth requerem um hardware específico para funcionar, o que na prática significa que, se o equipamento não incluir o hardware em questão, será necessário adquirir um novo equipamento que já contemple esta tecnologia.

É aqui que entra a DoS, uma nova tecnologia da comunicação passível de ser instalada via software em todos os dispositivos, sem necessidade de adquirir novos equipamentos ou hardware. Basta apenas que estes tenham acesso a um microfone ou a uma coluna. Num caso mais concreto, é possível instalar um aplicativo no telemóvel, permitindo que este comunique com outros através do som, utilizando somente o microfone e a coluna. É a grande vantagem desta tecnologia - pode ser utilizada sem a necessidade de comprar um novo equipamento para usufruir da mesma.

 

Maior acessibilidade da tecnologia em países em desenvolvimento

Atualmente, o mundo continua a caracterizar-se por grandes disparidades de desenvolvimento. Em países onde o contexto socio-económico é desafiante, esta tecnologia apresenta-se como uma grande vantagem, sobretudo quando a população em geral não tem acesso a equipamentos de última geração. Para além desta limitação relativa aos equipamentos, existe ainda uma menor cobertura das operadoras de comunicação móvel. O acesso à internet torna-se difícil e os utilizadores têm uma disponibilidade de redes Wi-Fi quase inexistentes que possam usar como alternativa.

Com este panorama, é importante que exista uma comunicação local entre os vários dispositivos que possam fazer frente às limitações que vão surgindo. Neste cenário em particular, o DoS surge como a solução, não sendo necessário um novo equipamento ou qualquer necessidade de acesso à internet para que seja possível a troca de dados entre dispositivos. A troca é feita de forma simples, basta aproximar os dois equipamentos um ao outro para que esta se realize.

De forma a responder a este grande desafio de acessibilidade, a DXspark utilizou a base tecnológica desenvolvida pela LISNR, adaptando-a tecnicamente a uma utilização real, tendo integrado DoS numa aplicação móvel no sector financeiro, utilizada num país onde o acesso a dados móveis ainda é um privilégio.

Tem como principal target, pessoas que não tenham acesso a equipamentos mais recentes, facilitando assim a realização de vários tipos de operações financeiras, sem restringir estas novas funcionalidades a equipamentos móveis mais recentes. A realização de pagamentos recorrendo ao som é apenas um dos vários exemplos de uma operação realizada através desta tecnologia. Basta aproximar o telemóvel do cliente a um outro telemóvel, pertencente à instituição bancária, para que o pagamento seja realizado com sucesso.

Para a realização do pagamento, é realizada uma troca de informações necessárias para autenticar e validar o mesmo. Para este contexto, a informação é encriptada ainda no lado do equipamento do utilizador, antes de ser enviada. Estes dados encriptados são apenas desencriptados já nos serviços da instituição bancária. O equipamento que recebe os dados via DoS, não consegue desencriptar, e por este motivo não consegue aceder aos dados que o cliente está a enviar, estando apenas a servir de proxy entre o equipamento do cliente e os serviços da instituição bancária.

Para permitir a troca de informações entre dispositivos, o DoS tem dois tipos de roles, o de host e o de cliente.

 

 

Um host, tem a capacidade de enviar pequenas mensagens para todos os equipamentos que estejam no seu alcance, como representado na figura 1. Este tipo de mensagens têm a nomenclatura de beacons, sendo que a sua capacidade para envio de dados é limitada a uma centena de bytes.

Os beacons para além de enviarem dados para vários clientes, sendo este uma comunicação broadcast, inclui também informação sobre o host que está a transmitir. Esta informação será depois utilizada por quem quiser enviar dados para o host.

O host também tem a capacidade de enviar uma mensagem com maior dimensão, mas somente quando esta é especifica para um cliente e em resposta a um pedido de um cliente. O host não pode iniciar uma comunicação direta a um cliente.

Neste tipo de mensagens de maior dimensão, é necessário ter em conta que quanto maior for a mensagem a ser enviada, mais tempo será necessário para realizar a transmissão via som, o que torna a mais suscetível a interferências e, como consequência, diminui a taxa de sucesso da transmissão. Por este motivo, a mensagem a ser enviada tem que ser otimizada para conter apenas o estritamente necessário para o contexto da transmissão.

 

 

Ainda na Figura 1, estão representados dois clientes, que estão à escuta de beacons enviados por um host. Após a sua deteção, através da receção de beacons, o cliente poderá enviar uma mensagem para o host. Ao receber os beacons, o cliente tem acesso aos dados que o mesmo está a enviar, como também tem acesso à informação relativa ao host. Esta última é utilizada pelo cliente para uma possível comunicação com o host.

A transmissão de uma mensagem para o host, está representado na Figura 2. O cliente ao detetar o host, via beacons, inicia a transmissão de uma mensagem exclusiva para ele.  O host, após receber a mensagem, entra num dos seguintes estados:

- Volta a transmitir beacons e aguardar por novas mensagens de clientes. Sendo que neste caso, o cliente que iniciou a transmissão, não fica a aguardar por uma resposta.

- Entrar no estado de transmissão de dados, para enviar uma mensagem com a resposta ao pedido do cliente. Após terminar a transmissão da resposta, o host pode voltar novamente ao estado de transmissão de beacons e a aguardar por novas mensagens de clientes.

Ainda no cliente, este não tem a opção de enviar uma mensagem em broadcast. A comunicação é sempre feita entre um cliente e um host, comunicação unicast, não sendo possível a comunicação entre clientes ou entre hosts.

Cada beacon e cada mensagem, utilizadas numa comunicação via som, são modulados e convertidas em diferentes frequências sendo estas depois transmitidas pela coluna do dispositivo. Dependendo da qualidade da coluna, microfone do destinatário, ruído-ambiente e do tamanho da mensagem, influência a taxa de sucesso de transmissão via DoS. Mas sendo esta, uma tecnologia de curto alcance, onde os equipamentos devem estar juntos, distanciados por poucos centímetros, tal como acontece com o NFC, e com mensagens com tamanho otimizado, a sua eficácia é elevada.

Mesmo que as condições não sejam as ideais para a realização de uma transmissão via som, o DoS implementa mecanismos de recuperação. Somente após várias tentativas sem sucesso, é que o DoS reporta que não foi possível enviar a mensagem ao destinatário. Caso tal aconteça, o aplicativo pode informar ao utilizador que aproxime mais o equipamento, ou providenciar dicas, para aumentar a probabilidade de sucesso da transmissão via som.

Esta nova tecnologia da comunicação, sendo baseada em áudio, pode ser comparada a outros tipos de tecnologia que já se encontram no mercado. A Near Field Communication, conhecida como NFC é uma das tecnologias de curto alcance já bastante utilizadas. A grande diferença entre esta tecnologia e a DoS é que, requer um hardware específico que normalmente se encontra apenas em equipamentos mais recentes. No caso da DoS, basta que o dispositivo tenha um microfone e uma coluna, algo comum a todos os equipamentos usados no nosso dia-a-dia, tornando-a mais versátil.

Embora o mundo das tecnologias de comunicação esteja em constante evolução e já exista uma oferta variada, o DoS encontrou o seu espaço em mercados onde a população não tem acesso a equipamentos recentes. Permite que esta tenha acesso a novas funcionalidades na comunicação entre várias aplicações, sem que esteja limitada apenas a equipamentos de geração mais recente. Porque, no fundo, a tecnologia deve ser acessível a todos.