Harald Haas: Date wireless de la fiecare bec

Știți că avem peste 1,4 milioane de turnuri radio răspândite pe întreg globul? Și acestea sunt stații de referință. Avem de asemenea mai mult de cinci miliarde de astfel de dispozitive aici. Acestea sunt telefoanele mobile. Cu aceste telefoane mobile, noi transmitem mai mult de 600 de terabiți de date în fiecare lună. Acesta este un 6 cu 14 zerouri -- un număr foarte mare. Comunicațiile wireless au devenit o utilitate ca electricitatea și apa. Le folosim în fiecare zi. Le folosim în viețile noastre de zi cu zi -- în viețile noastre private, în viețile noastre de afaceri. Și chiar suntem rugați câteodată, foarte frumos, să oprim aceste telefoane la evenimente precum acesta pentru motive bine întemeiate. Și din acest motiv am decis să cercetez problemele pe care această tehnologie le are, pentru că este atât de fundamentală pentru viețile noastre.

Una dintre aceste probleme este capacitatea. Modul în care transmitem date wireless este prin utilizarea undelor electromagnetice -- mai exact, prin unde radio. Undele radio sunt limitate. Sunt rare; sunt scumpe; și avem decât o parte din ele. Și au această limitare care nu face față cererii de transmisii de date wireless și numărului de octeți și date care sunt transmise lunar. Pur și simplu rămân fără spectru. Aici este o altă problemă. Eficiența. Acești 1,4 milioane de stâlpi radio, sau stații de bază, consumă multă energie. Și gândiți-vă, mare parte din energie nu se folosește pentru a transmite unde radio, ci se folosește pentru a răci stațiile. Astfel eficiența unei astfel de stații este de doar 5%. Și asta creează o mare problemă. Mai există o altă problemă de care sunteți conștienți. Trebuie să îți oprești telefonul mobil în timpul zborurilor. În spitale există probleme de securitate. Și securitatea este o altă problemă. Aceste unde radio trec prin ziduri. Pot fi interceptate, și cineva se poate folosi de rețeaua voastră dacă ar avea intenții rele.

Acestea sunt cele 4 probleme principale. Dar pe de altă parte, avem 14 miliarde din acestea: becuri, lumină. Și lumina face parte din spectrul electromagnetic Să ne uităm la asta în contextul întregului spectru electromagnetic, unde avem raze gamma. Nu vrei să te apropii de razele gamma, poate fi periculos. Razele X, folositoare când ajungem la spital. Apoi mai este lumina UV. Este bună pentru bronz, dar totuși periculoasă pentru corpul uman. Infraroșiile-- datorită reglementărilor în siguranța ochilor, se pot folosi doar la putere mică. Și apoi avem undele radio, ele au problemele mai sus menționate. În mijloc, avem spectrumul vizibil al luminii. Este lumină, și lumina există de milioane de ani. Și de fapt ne-a creat, a creat viața, a creat toate componentele vieții. Așa că este sigură pentru a fi folosită. Și nu ar fi grozav să o folosim pentru comunicații wireless.

Nu numai asta, am comparat-o cu întregul spectru. Am comparat spectrul undelor radio-- mărimea lui-- cu mărimea spectrului luminii vizibile. Și ghiciți ce am găsit? Avem mai mult de 10.000 de ori din acel spectru, pe care să îl putem folosi. Așa că nu numai că avem acest spectru foarte larg, să le comparăm cu un număr înainte menționat. Avem 1,4 milioane, scump puse, stații radio ineficiente. Și înmulțind asta cu 10.000, avem 14 miliarde. 14 miliarde este numărul becurilor deja instalate. Așa că avem deja infrastructura. Priviți tavanul, vedeți toate aceste becuri. Mergeți la etajul principal și vedeți aceste becuri.

Putem să le folosim pentru comunicare? Da. Ce trebuie să facem? Singurul lucru care trebuie făcut este că trebuie înlocuite aceste becuri cu incandescență, ineficiente, lumini fluorescente, cu noua tehnologie LED, becuri cu LED. Un LED este un semiconductor. Un dispozitiv electronic. Și are o calitate prevalentă. Intensitatea sa poate fi modulată la viteze foarte mari, și poate fi stins la viteze foarte mari. Și aceasta este calitatea fundamentală pe care am exploatat-o cu tehnologia noastră. Să vă arăt cum se face. Să mergem la cel mai apropiat vecin al spectrului luminii vizibile-- la telecomenzi. Ştim că telecomenzile au un LED infraroșu-- în mare parte pornești LED-ul, și dacă e închis, îl închizi. Și creează un flux simplu de viteză mică de date de 10.000 biți pe secundă, 20.000 de biți pe secundă. Nu e de folosit pentru un clip YouTube.

Ce am făcut noi este dezvoltarea unei tehnologii cu care vom putea înlocui telecomanda becului. Transmitem cu tehnologia noastră, nu doar un singur flux de date, ci mii de fluxuri în paralel, la viteze și mai mari. Și tehnologia pe care am dezvoltat-o-- se numește SIM OFDM. Este modulație spațială-- aceștia sunt termenii tehnici. Nu intru în detalii-- dar așa am permis ca sursa de lumină să transmită date.

Veți spune. "Bine, e frumos-- un slide creat în 10 minute." Dar nu numai asta Ce am făcut noi e că am dezvoltat și o demonstrație. Și o arăt pentru prima dată în public acest demonstrator de lumină vizibilă. Și ce am făcut noi aici este o lampă obișnuită de birou. Am pus un bec LED, cam de 3 dolari, am pus tehnologia noastră de procesare a semnalului. Și am făcut o mică gaură. Și lumina trece prin acea gaură. Acolo este un receptor. Acest receptor va converti micile și subtilele schimbări în amplitudine pe care le creem, într-un semnal electric. Și semnalul electric este convertit înapoi în flux de date de mare viteză. Pe viitor sperăm că putem integra această mică gaură în aceste telefoane. Nu numai să integrăm un detector foto, dar poate să folosim camera.

Ce se întâmplă când aprind lumina? Precum vă așteptați, este o lumină, o lampă de birou. Pui cartea sub ea și poți citi. Iluminează spațiul. Dar în același timp vedeți acest video începând. Și este un video HD, care este transmis prin unda de lumină. Sunteți critici. Spuneți "HA, ha, ha. Uite un academician deștept făcând trucuri." Dar stați să fac asta.

(Aplauze)

Din nou. Tot nu credeți? E această lumină care transmite acest video HD în flux separat. Dacă vă uitați la lumină, luminează după cum v-ați așteptat. Nu observați cu ochiul uman. Nu observați micile schimbări în amplitudine pe care le provocăm becului. Servește iluminării, dar în același timp, putem transmite date. Și puteți vedea că și lumina de la tavan vine spre receptor. Poate ignora lumina constantă, pentru că receptorul este interesat doar de schimbările subtile. Mai aveți întrebări critice. Spuneți, "Ok, trebuie să am lumina aprinsă tot timpul ca să funcționeze?" Răspunsul este da. Dar puteți scădea intensitatea la un nivel care pare minim. Și tot puteți transmite date-- e posibil.

V-am menționat cele 4 provocări. Capacitatea: Avem de 10 000 de ori mai mult spectru, de 10 000 de ori mai multe LED-uri deja instalate ca infrastructură. Veți fi de acord cu mine, sper, că nu mai există problema capacității. Eficiență: Date transmise prin iluminare-- în primul rând este un dispozitiv de iluminare. Și dacă faceți bugetul pentru energie, transmiterea de date e gratis-- foarte eficientă din punct de vedere energetic. Nu menționez eficiența energetică a becurilor LED. Dacă toată lumea le-ar instala, am salva sute de electrocentrale. Asta e deja altceva.

Și pe urmă am menționat disponibilitatea Sunteți de acord că avem becuri în spital. Trebuie văzut ce se poate face. Avem lumini în avion. Deci peste tot sunt lumini. Priviți în jur. Peste tot. Uitați-vă la telefon. Are un blitz, un blitz LED. Acestea sunt posibile surse de transmitere de mare viteză a datelor.

Și urmează securitatea. Veți fi de acord că lumina nu trece prin ziduri. Și nimeni, dacă am o lumină aici, dacă am date sigure, nimeni de cealaltă parte a zidului nu va putea să-mi citească datele. Și există date doar unde este lumină. Și dacă nu vreau ca receptorul să primească date, aș putea să o mut. Așa că datele merg în acea direcție, nu acolo. Acum putem de fapt vedea unde merg datele.

Deci pentru mine, modurile de aplicaţie sunt mai multe decât îmi pot imagina acum. Am avut un secol de dezvoltatori deştepţi de aplicații. Și trebuie doar observat că unde este lumină, este o posibilă modalitate de a transmite date. Dar vă pot da câteva exemple. Puteți vedea impactul acum. Acesta este un vehicul operat de la distanță în oceane. Și folosesc lumina pentru a ilumina spațiul de acolo. Și lumina poate fi folosită pentru a transmite date wireless și aceste lucruri comunică reciproc.

Medii intrinsec sigure cum e o fabrică petrochimică-- nu se pot folosi frecvențe radio, care pot genera scântei la antene, dar se poate folosi lumina-- se observă destulă lumină acolo. În spitale, pentru noile instrumente medicale; pe străzi pentru controlul traficului. Mașinile au faruri pe bază de LED-uri, stopuri cu LED-uri, și mașinile pot comunica unele cu altele prevenind accidente prin schimbul de informație. Semafoarele pot comunica cu mașinile și așa mai departe. Și după aceea avem milioane de stâlpi de iluminare stradală peste tot în lume. Și fiecare stâlp ar fi un punct de acces gratuit. Îl numim, de fapt, Li-Fi, fidelitatea luminii. Și mai avem cabinele avioanelor. Sunt sute de lumini într-o cabină de avion, și fiecare dintre aceste lumini poate fi un potențial transmițător wireless de date. Ca să vă puteți bucura de clipul TED preferat în timpul lungului zbor spre casă. Viața online. Cred că este o viziune posibilă.

Tot ce ar trebui să facem e să punem un microcip fiecărui potențial dizpozitiv de iluminare. Asta ar combina 2 funcționalități de bază: iluminarea și transmisia de date wireless. Și cred personal că această simbioză ar putea rezolva cele 4 probleme esențiale pe care le găsim în comunicarea wireless de azi. Și pe viitor, nu am avea doar 14 miliarde de becuri, s-ar putea să avem 14 miliarde de Li-Fi-uri peste tot în lume-- pentru un viitor mai curat, mai verde, și chiar mai strălucitor.

Vă mulțumesc.

(Aplauze)