Harald Haas: Truyền dữ liệu vô tuyến bằng bóng đèn

Bạn có biết rằng chúng ta có 1,4 triệu trạm thu phát sóng lắp đặt trên thế giới? Và chúng là các trạm cố định. Và chúng ta cũng có hơn 5 tỉ các loại thiết bị. Đó là điện thoại di động. Và với những chiếc điện thoại di động, chúng ta truyền hơn 600 terabytes dữ liệu mỗi tháng. Một con số 6 với 14 con số 0 -- một con số rất lớn. Và giao tiếp không dây trở thành một công cụ như điện và nước vậy. Chúng ta dùng nó mỗi ngày. Chúng ta dùng nó trong cuộc sống hằng ngày -- cho công việc riêng tư, cho công việc kinh doanh. Và chúng ta thậm chí đôi khi được hỏi, một cách tế nhị, là tắt điện thoại vào những sự kiện như thế này. Và nó quan trọng tại sao tôi quyết định nhìn vào những vấn đề mà công nghệ này có, vì nó rất cơ bản cho cuộc sống của chúng ta.

Và một trong những vấn đề là khả năng. Cách mà chúng ta truyền dữ liệu vô tuyến là bằng cách sử dụng sóng điện từ -- cụ thể là sóng radio. Và sóng radio thì hạn chế. Chúng khan hiếm; chúng mắc; và chúng ta chỉ có một khoảng nhất định. Và chính hạn chế đó không theo kịp với nhu cầu truyền tải dữ liệu không dây và số lượng byte và dữ liệu được truyền tải mỗi tháng. Và chúng đơn giản là cạn dải quang phổ. Có một vấn đề khác. Đó là vấn đề hiệu quả. 1,4 triệu trụ tín hiệu đó, hay trạm cố định, tiêu thụ rất nhiều năng lượng. Và để nhắc nhở các bạn, hầu hết năng lượng khổng phải dùng để truyền tải sóng radio, mà được sử dụng để làm mát trạm cố định. Và hiệu của các trạm cố định đó chỉ có 5%. Và nó tạo nên một vấn đề lớn. Rồi có một vấn đề khác mà các bạn nhận thấy. Các bạn phải tắt điện thoại di động trong lúc bay. Trong bệnh viện, đó là vấn đề an ninh. Và an ninh là một vấn đề khác. Những sóng radio đó xuyên qua tường. Chúng có thể bị can thiệp, và ai đó có thể dùng mạng của các bạn nếu người đó có ý định xấu.

Vì vậy có 4 vấn đề chính. Nhưng mặt khác, chúng ta có 14 tỉ những cái này: bóng đèn, ánh sáng. Và ánh sáng là một phần của dải quang phổ điện từ. Vì vậy nhìn vào toàn bộ dải phổ điện từ, ở đây chúng ta có tia gamma. Các bạn không muốn gần tới các tia gamma đâu, nó rất nguy hiểm. Tia X, hữu dụng khi bạn đi bệnh viện. Rồi có tia cực tím. Nó tốt cho làm nâu da, nhưng mặt khác nguy hiểm cho cơ thể người. Tia hồng ngoại -- vì vấn đề an toàn mắt, các bạn chỉ có thể dùng nó với năng lượng nhỏ. Và rồi các bạn có sóng radio, chúng có các vấn đề mà tôi vừa kể. Và ở giữa, chúng ta có dải quang phổ ánh sáng thấy được. Đó là ánh sáng, và ánh sáng có mặt hàng triệu triệu năm rồi. Và thực ra, nó tạo ra chúng ta, tạo ra sự sống, tạo ra tất cả sự sống. Vì vậy nó có thể nói là an toàn để sử dụng. Và nó không tuyệt sao khi có thể dùng để giao tiếp không dây.

Không chỉ vậy, tôi so sánh nó với toàn bộ dải quang phổ. Tôi so sánh dải sóng radio -- kích thước của nó -- với kích thước của dải quang phổ ánh sáng thấy được. Và thấy gì? Chúng ta có hơn 10.000 lần hơn sóng radio, cho chúng ta sử dụng. Vì vậy không chỉ chúng ta có lượng khổng lồ quang phổ này, thử so sánh với các số liệu mà tôi vừa kể. Chúng ta có 1,4 triệu trạm thu phát sóng mắc, không hiệu quả. Và nhân nó lên 10.000, và chúng ta có 14 tỉ. 14 tỉ là số lượng bóng đèn đang được sử dụng. Vì vậy chúng ta có một cơ sở hạ tần sẵn có. Nhìn lên trần nhà, bạn thấy tất cả những bóng đèn này. Nhìn xuống sàn, các bạn cũng thấy bóng đèn.

Chúng ta có thể dùng chúng để giao tiếp? Có thể. Chúng ta cần phải làm gì? Điều chúng ta cần làm là chúng ta phải thay thế những bóng đèn dây tóc không hiệu quả này, đèn huỳnh quang, với công nghệ đèn LED, bóng đèn LED. Một bóng đèn LED là một chất bán dẫn. Một thiết bị điện. Và nó có một đặc tính rất hay. Độ sáng của nó có thể thay đổi với tốc độ rất nhanh, và nó có thể bật tắt rất nhanh. Và đây là một đặc tính cơ bản mà chúng tôi khám phá với công nghệ của chúng tôi. Và để xem chúng tôi là như thế nào. Hay xem dải quang phổ gần nhất với ánh sáng thấy được -- cái điều khiển từ xa. Các bạn biết rằng cái điều khiển từ xa có một đèn LED hồng ngoại -- cơ bản là bạn bật nó, và nếu nó tắt, bạn tắt nó. Và nó tạo ra một luồng dữ liệu tốc độ thấp, đơn giản vào khoảng 10.000 bits một giây, 20.000 bits một giây. Không dùng được cho phim YouTube.

Cái mà chúng tôi đã làm là chúng tôi phát triển một công nghệ với cái mà chúng tôi có thể thay thế xa hơn cái điều khiển từ xa của bóng đèn. Chúng tôi truyền tải với công nghệ của chúng tôi, không chỉ một luồng dữ liệu, chúng tôi truyền tải hàng nghìn luồng dữ liệu song song, với tóc độ thậm chí cao hơn. Và công nghệ chúng tôi phát triển -- được gọi là SIM OFDM. Và nó là một sự uốn không gian -- đó là những thuật ngữ kỹ thuật duy nhất, tôi không đi vào chi tiết -- nhưng đây là cách mà chúng tôi làm cho nguồn sáng đó truyền tải dữ liệu.

Bạn sẽ nói, "Được thôi, hay đó -- một đoạn phim tạo ra trong 10 phút." Nhưng không chỉ vậy. Cái mà chúng tôi đã làm là chúng tôi đã phát triển một máy chiếu. Và tôi biểu diễn lần đầu tiên ngoài cộng đồng máy chiếu ánh sáng thấy được này. Và cái mà chúng tôi có ở đây là một cái đèn bàn bình thường. chúng tôi gán bóng đèn LED, với giá 3 đô-la Mỹ, gắn vào công nghệ xử lý tính hiệu của chúng tôi. Và rồi cái mà chúng tôi có ở đây là một cái lỗ nhỏ. Và ánh sáng đi xuyên qua lỗ đó. Có một bộ nhận tín hiệu. Bộ nhận tín hiệu sẽ chuyển đổi những thay đổi nhỏ mà chúng tôi tạo ra thành tín hiệu điện tử. Và tín hiệu điện tử đó được chuyển đổi trở lại thành luồng dữ liệu tốc độ cao. Trong tương lai chúng tôi hy vọng rằng chúng ta có thể tích hợp cái lỗ nhỏ này và những chiếc điện thoại thông minh. Và không chỉ tích hợp nhận diện hình ảnh, mà có thể sử dụng camera bên trong.

Vì vậy cái diễn ra khi tôi bật đèn lên. Như các bạn trông chờ, đây là một cái đèn bàn. Đặt sách bên dưới và bạn có thể đọc. Nó thắp sáng. Nhưng cùng lúc đó, các bạn thấy đoạn video này ở trên đây. Và đó là một đoạn video, video chất lượng cao được truyền tải thông qua ánh sáng. Các bạn chỉ trích. Các bạn nghĩ, "Ha, ha, ha. Đây là một trò đùa thôi." Nhưng để tôi làm thế này.

(Vỗ tay)

Lần nữa. Vẫn không tin? Đó là bóng đèn này truyền dữ liệu video chất lượng cao thành những luồng nhỏ. Và nếu bạn nhìn vào cái đèn, nó thắp sáng như là các bạn trông đợi. Các bạn không cảm nhận với mắt người. Các bạn không nhận thấy các thay đổi biên độ nhỏ mà chúng tôi làm với bóng đèn này. Nó vẫn chiếu sáng, nhưng cùng lúc, chúng tôi có thể chuyển tải dữ liệu. Và các bạn vừa thấy, thậm chí ánh sáng từ trần nhà chiếu xuống bộ nhận tín hiệu. Nó có thể loại bỏ ánh sáng liên tục đó, vì cái mà bộ nhận tín hiệu quan tâm là các thay đổi nhỏ. Các bạn cũng có câu hỏi quan trọng bây giờ. Các bạn nói, "Được rồi, tôi có cần phải để nó sáng mọi lúc để nó làm việc không?" Và câu trả lời là phải. Nhưng các bạn có thể giảm ánh sáng tới mức độ mà nó như là tắt. Và các bạn vẫn có thể truyền tải dữ liệu -- điều đó là có thể.

Và tôi cũng nói tới 4 thách thức. Khả năng: Chúng ta có hơn 10.000 lần dải quang phổ, 10.000 lần nhiều bóng đèn LED được gắn trong cơ sở hạ tầng. Các bạn có thể đồng ý với tôi, hy vọng vậy, không có vấn đề về khả năng nữa. Hiệu quả: Đây là truyền tải bằng chiếu sáng -- nó là thiết bị truyền tải chiếu sáng đầu tiên. Và nếu các bạn tính toán về năng lượng, truyền tải dữ liệu miễn phí -- hiệu quả năng lượng cao. Tôi không kể tới hiệu quả năng lượng cao của những bóng đèn LED. Nếu toàn thế giới sử dụng chúng, các bạn có thể tiết kiệm được hàng trăm nhà máy điện. Riêng điều đó thôi.

Và rồi tôi nói đến tính sẵn có. Các bạn sẽ đồng ý với tôi rằng chúng ta có ánh sáng trong bệnh viện. Chúng ta cần nhìn thấy cái mà chúng ta làm. Các bạn có ánh sáng trên máy bay. Vì vậy ánh sáng ở khắp nơi. Nhìn xung quanh. Mọi thứ. Nhìn vào chiếu điện thoại thông minh của các bạn. Nó có đèn pin, một đèn pin LED. Đó là những nguồn sáng tiềm năng cho truyền tải dữ liệu tốc độ cao.

Và rồi về bảo mật. Các bạn có thể đồng ý với tôi rằng ánh sáng không xuyên qua tường. Vì vậy không ai, nếu tôi có ánh sáng ở đây, nếu tôi có dữ liệu mật, không ai ở mặt bên kia của căn phòng thông qua bức tường có thể đọc được dữ liệu. Và chỉ có dữ liệu khi mà có ánh sáng. Vì vậy nếu tôi không muốn bộ nhận tín hiệu nhận dữ liệu, thì cái mà tôi có thể làm, là xoay nó đi. Vì vậy dữ liệu đi về hướng đó, không ở đây nữa. Bây giờ chúng ta thực sự thấy dữ liệu đang đi đâu.

Vì vậy với tôi, áp dụng của nó, với tôi, là ngoài sự tưởng tượng lúc này. Chúng ta có một thể kỷ thật tuyệt, các nhà phát triển ứng dụng thông minh. Và các bạn chỉ phải nhận thấy, nơi chúng ta có ánh sáng, thì đó là tiềm năng để truyền tải dữ liệu. Nhưng tôi có thể cho các bạn một vài ví dụ. Các bạn có thể thấy tác động ngay bây giờ. Đây là một cái điều khiển phương tiện giao thông dưới biển. Và chúng dùng ánh sáng để chiếu sáng dưới đó. Và ánh sáng này có thể được dùng để truyền tải dữ liệu không dây rằng những thứ này được dùng để liên lạc với nhau.

Các môi trường an toàn về bản chất như là nhà máy hóa dầu này -- các bạn không thể dùng RF, chúng có thể tạo ra tia lửa từ ăng-ten, nhưng có thể dùng ánh sáng -- các bạn thấy nhiều đèn. Trong bệnh viện, với các thiết bị y tế mới; trên đường đèn giao thông. Các xe hơi có đèn chiếu sáng LED, đèn LED sau, và xe hơi có thể liên lạc với nhau và tránh tai nạn bằng cách trao đổi thông tin. Đèn giao thông có thể liên lạc với xe và nhiều nữa. Và khi bạn có màng triệu những cái đèn đường lắp đặt quanh thế giới. Và mọi đèn đường có thể là một điểm truy cập miễn phí. Chúng tôi gọi nó, thực sự là, một Li-Fi, ánh sáng-trung thực. Và rồi chúng ta những buồng máy bay. Có hàng trăm bóng đèn trong một buồn máy bay, và mỗi bóng đèn đó có thể trở thành một cái truyền tín hiệu không dây. Và các bạn có thể xem TED video trên đường bay dài về nhà. Cuộc sống trên mạng. Và tôi nghĩ điều đó có thể.

Và, tất cả chúng ta cần làm là gắn một con chíp nhỏ vào mỗi thiết bị chiếu sáng. Và nó sẽ gộp 2 chức năng cơ bản: chiếu sáng và truyền tải dữ liệu không dây. Và sự cộng sinh đó, cá nhân tôi tin rằng có thể giải quyết 4 vấn đề cơ bản mà chúng ta đối mặt trong liên lạc không dây hiện tại. Và trong tương lai, các bạn sẽ không chỉ có 14 tỉ bóng đèn, các bạn có thể có 14 tỉ Li-Fis lắp đặt khắp thế giới -- cho một tương lai sạch hơn, xanh hơn, và thậm chí sáng hơn

Cảm ơn.

(Vỗ tay)