Wireless data from every light bulb | Harald Haas

Translator: David J. Kreps Finnemann Reviewer: Anders Finn Jørgensen

Do you know

Vidste I

that we have 1.4 million cellular radio masts

at vi har opstillet 1.4 millioner mobilradiomaster

deployed worldwide?

over hele verden?

And these are base stations.

Og disse er basestationer.

And we also have

Og vi har også

more than five billion

mere end fem milliarder

of these devices here.

af disse apparater her.

These are cellular mobile phones.

Dette er mobiltelefoner.

And with these mobile phones,

Og med disse mobiltelefoner,

we transmit more than 600 terabytes of data

kan vi sende mere end 600 terabyte data

every month.

hver måned.

This is a 6 with 14 zeroes --

Det er et 6 med 14 nuller --

a very large number.

et meget stort nummer.

And wireless communications

Og trådløs kommunikation

has become a utility

er blevet en anvendelighed

like electricity and water.

ligesom elektricitet og vand.

We use it everyday. We use it in our everyday lives now --

Vi bruger det hver dag. Vi bruger det i vores hverdag nu --

in our private lives, in our business lives.

i vores private liv, i vores arbejdsliv.

And we even have to be asked sometimes, very kindly,

Og vi skal endda nogen gange spørge, meget pænt,

to switch off the mobile phone at events like this

om at slukke mobiltelefonerne til begivenheder som denne

for good reasons.

med god grund.

And it's this importance

Og det er denne vigtighed

why I decided to look into the issues

der gjorde at jeg kiggede på disse problemstillinger

that this technology has,

som denne teknologi har,

because it's so fundamental to our lives.

fordi den er så fundamental for vores liv.

And one of the issues is capacity.

Og en af problemstillingerne er kapacitet.

The way we transmit wireless data is by using electromagnetic waves --

Måden hvorpå vi sender trådløs data er ved at bruge elektromagnetiske bølger --

in particular, radio waves.

i særdeleshed radiobølger.

And radio waves are limited.

Og radiobølger er begrænsede.

They are scarce; they are expensive;

De er knappe; de er dyre;

and we only have a certain range of it.

og vi har kun et bestemt udvalg af det.

And it's this limitation

Og det er denne begrænsning

that doesn't cope

der ikke håndterer

with the demand of wireless data transmissions

efterspørgslen på trådløse data transmissioner

and the number of bytes and data which are transmitted every month.

og antallet af bytes og data der bliver transmitteret hver måned.

And we are simply running out of spectrum.

Og vi er simpelthen ved at løbe tør for spektrum.

There's another problem.

Der er et andet problem.

That is efficiency.

Det er effektivitet.

These 1.4 million cellular radio masts, or base stations,

Disse 1.4 millioner mobil radiomaster, eller basestationer,

consume a lot of energy.

bruger meget energi.

And mind you, most of the energy

Og tænk på, det meste af den energi

is not used to transmit the radio waves,

bliver ikke brugt til at sende radiobølgerne,

it is used to cool the base stations.

den bliver brugt til at afkøle basestationerne.

Then the efficiency of such a base station

Så effektiviteten af sådan en basestation

is only at about five percent.

er kun omkring de fem procent.

And that creates a big problem.

Og det skaber et stort problem.

Then there's another issue that you're all aware of.

Så er der en anden problemstilling som I alle er klar over.

You have to switch off your mobile phone

Man skal slukke for sin mobiltelefon

during flights.

under flyvninger.

In hospitals, they are security issues.

I sygehuse, er det sikkerhedsproblemer.

And security is another issue.

Og sikkerhed er en anden problemstilling.

These radio waves penetrate through walls.

Disse radiobølger går gennem vægge.

They can be intercepted,

De kan blive opsnappet,

and somebody can make use of your network

og nogen kan bruge ens netværk

if he has bad intentions.

hvis de har onde hensigter.

So these are the main four issues.

Så dette er de fire største problemstillinger.

But on the other hand,

Men på den anden side,

we have 14 billion of these:

har vi 14 milliarder af disse:

light bulbs, light.

pærer, lys.

And light is part of the electromagnetic spectrum.

Og lys er en del af det elektromagnetiske spektrum.

So let's look at this in the context

Så lad os se på dette i sammenhæng

of the entire electromagnetic spectrum, where we have gamma rays.

med hele det elektromagnetiske spektrum, hvor vi har gamma stråler.

You don't want to get close to gamma rays, it could be dangerous.

Man vil ikke komme tæt på gamma stråler, det kan være farligt.

X-rays, useful when you go to hospitals.

Røntgenstråler, nyttige når man smutter på sygehuset.

Then there's ultraviolet light.

Så er der ultraviolet lys.

it's good for a nice suntan,

Det er godt til en pæn solbrun kulør,

but otherwise dangerous for the human body.

men ellers farligt for den menneskelige krop.

Infrared --

Infrarød --

due to eye safety regulations,

på grund af øjen sikkerhedsregulativer,

can be only used with low power.

må de kun bruges ved lav kraft.

And then we have the radio waves, they have the issues I've just mentioned.

Og så har vi radiobølger, de har de problemstillinger vi lige har snakket om.

And in the middle there, we have this visible light spectrum.

Og i midten af det, har vi dette synlige lysspektrum.

It's light,

Dets lys,

and light has been around for many millions of years.

og lys har været der i mange millioner år.

And in fact, it has created us,

Og faktisk, har det skabt os,

has created life,

har skabt liv,

has created all the stuff of life.

har skabt alt liv.

So it's inherently safe to use.

Så det er gennemgående sikkert at bruge.

And wouldn't it be great to use that for wireless communications?

Og ville det ikke være fedt at bruge det til trådløs kommunikation?

Not only that, I compared [it to] the entire spectrum.

Ikke kun det, jeg sammenlignede det med hele spektrummet.

I compared the radio waves spectrum --

Jeg sammenlignede radiobølge spektrummet --

the size of it --

størrelsen på det --

with the size of the visible light spectrum.

med størrelsen af det synlige lys spektrum.

And guess what?

Og tænk engang?

We have 10,000 times more of that spectrum,

Vi har 10.000 gange mere af det spektrum,

which is there for us to use.

der er der så vi kan bruge det.

So not only do we have this huge amount of spectrum,

Så ikke nok med at vi har denne kæmpe mængde spektrum,

let's compare that with a number I've just mentioned.

lad os sammenligne det med et tal jeg lige har nævnt.

We have 1.4 million

Vi har 1.4 millioner

expensively deployed,

dyrt opsatte,

inefficient radio cellular base stations.

ineffektive radio mobilbasestationer.

And multiply that by 10,000,

Og gang det med 10.000,

then you end up at 14 billion.

så ender man med 14 milliarder.

14 billion is the number of light bulbs installed already.

14 milliarder er det antal af pærer der allerede er installeret.

So we have the infrastructure there.

Så vi er klar med infrastrukturen.

Look at the ceiling, you see all these light bulbs.

Kig på loftet, man ser alle disse pærer.

Go to the main floor, you see these light bulbs.

Gå til stueetagen, man ser disse pærer.

Can we use them for communications?

Kan vi bruge dem til kommunikation?

Yes.

Ja.

What do we need to do?

Hvad skal vi gøre?

The one thing we need to do

Den ene ting vi skal gøre

is we have to replace these inefficient incandescent light bulbs,

er at vi skal erstatte disse ineffektive hvidglødende pærer,

florescent lights,

fluorescerende lys,

with this new technology of LED,

med denne nye LED teknologi,

LED light bulbs.

LED pærer.

An LED is a semiconductor. It's an electronic device.

En LED er en halvleder. Det er et elektronisk apparat.

And it has a very nice acute property.

Og den har en meget fin spidsfindig egenskab.

Its intensity can be modulated

Dens intensitet kan moduleres

at very high speeds,

ved meget høje hastigheder,

and it can be switched off at very high speeds.

og den kan slukkes ved meget høje hastigheder.

And this is a fundamental basic property

Og dette er en fundamental basis egenskab

that we exploit

som vi udnytter

with our technology.

med vores teknologi.

So let's show how we do that.

Så lad os vise hvordan vi gør det.

Let's go to the closest neighbor to the visible light spectrum --

Lad os se på den tætteste nabo til det synlige lysspektrum --

go to remote controls.

til fjernbetjeninger.

You all know remote controls have an infrared LED --

I ved alle at fjernbetjeninger har en infrarød LED --

basically you switch on the LED, and if it's off, you switch it off.

i bund og grund tænder man LED'en, og hvis den er slukket, slukker man for den.

And it creates a simple, low-speed data stream

Og det skaber en simpel, lavhastigheds datastrøm

in 10,000 bits per second,

med 10.000 bit per sekund,

20,000 bits per second.

20.000 bit per sekund.

Not usable for a YouTube video.

Ikke brugbart til en YouTube video.

What we have done

Det vi har gjort

is we have developed a technology

er at vi har udviklet teknologien

with which we can furthermore

hvormed vi ydermere kan

replace the remote control of our light bulb.

erstatte fjernbetjeningen til vores pære.

We transmit with our technology,

Vi sender med vores teknologi,

not only a single data stream,

ikke kun en enkelt data strøm,

we transmit thousands of data streams

vi sender tusindvis af data strømme

in parallel,

parallelt,

at even higher speeds.

ved endnu større hastigheder.

And the technology we have developed --

Og teknologien vi har udviklet --

it's called SIM OFDM.

det hedder SIM OFDM.

And it's spacial modulation --

Og det er spatial modulation --

these are the only technical terms, I'm not going into details --

dette er de eneste tekniske termer, jeg vil ikke gå i detaljer --

but this is how we enabled

men det er sådan vi har gjort lyskilden

that light source

i stand til

to transmit data.

at sende data.

You will say, "Okay, this is nice --

I siger, "Okay, det er fint --

a slide created in 10 minutes."

en slide lavet på 10 minutter."

But not only that.

Men ikke bare det.

What we've done

Det vi har gjort

is we have also developed a demonstrator.

er at vi også har udviklet en demonstrationsmodel.

And I'm showing for the first time in public

Og jeg viser den offentligt for første gang,

this visible light demonstrator.

denne synlige lys demonstrationsmodel.

And what we have here

Og det vi har her

is no ordinary desk lamp.

er ikke en almindelig skrivebords lampe.

We fit in an LED light bulb,

Vi har sat en LED pære i,

worth three U.S. dollars,

der koster 3 U.S. dollars,

put in our signal processing technology.

sat vores signal behandlings teknologi i.

And then what we have here is a little hole.

Og det vi så har her er et lille hul.

And the light goes through that hole.

Og lyset kommer gennem det hul.

There's a receiver.

Der er en modtager.

The receiver will convert these little, subtle changes in the amplitude

Modtageren vil konvertere disse små, fine ændringer i amplituden

that we create there

som vi skaber her

into an electrical signal.

til et elektrisk signal.

And that signal is then converted back

Og det signal bliver så konverteret tilbage

to a high-speed data stream.

til en højhastigheds data strøm.

In the future we hope

I fremtiden håber vi

that we can integrate this little hole

at vi kan integrere dette lille hul

into these smart phones.

i disse smartphones.

And not only integrate a photo detector here,

Og ikke kun at integrere en billeddetektor her,

but maybe use the camera inside.

men måske bruge kameraet.

So what happens

Så hvad sker der

when I switch on that light?

når jeg slukker lyset?

As you would expect,

Som man ville forvente,

it's a light, a desk lamp.

det er lys, en skrivebordslampe.

Put your book beneath it and you can read.

Læg ens bog under den og man kan læse.

It's illuminating the space.

Den oplyser pladsen.

But at the same time, you see this video coming up here.

Men på samme tid, ser man denne video komme her.

And that's a video, a high-definition video

Og det er en video, en high-definition video

that is transmitted through that light beam.

der er sendt gennem den lys stråle.

You're critical.

I er kritiske.

You think, "Ha, ha, ha.

I tænker, "Ha, ha, ha.

This is a smart academic doing a little bit of tricks here."

Dette er en fiks akademiker der laver lidt tricks her."

But let me do this.

Men lad mig gøre dette.

(Applause)

(Bifald)

Once again.

Igen.

Still don't believe?

Tror I stadig ikke på det?

It is this light

Det er dette lys

that transmits this high-definition video in a split stream.

der sender denne high-definition video i en delt strøm.

And if you look at the light,

Og hvis man kigger på lyset,

it is illuminating as you would expect.

lyser den som man ville forvente.

You don't notice with your human eye.

Man lægger ikke mærke til det med det menneskelige øje.

You don't notice the subtle changes in the amplitude

Man lægger ikke mærke til de fine ændringer i amplituden

that we impress onto this light bulb.

som vi præger ind i denne pære.

It's serving the purpose of illumination,

Den tjener formålet som belysning,

but at the same time, we are able to transmit this data.

men på samme tid, er vi i stand til at sende denne data.

And you see,

Og ser I,

even light from the ceiling comes down here to the receiver.

selv lys fra loftet kommer ned til denne modtager.

It can ignore that constant light,

Den kan ignorere det konstante lys,

because all the receiver's interested in

fordi det eneste modtageren er interesseret i

are subtle changes.

er de fine ændringer.

You also have a critical question now, and

I har også et kritisk spørgsmål nu, og

you say, "Okay,

I siger, "Okay,

do I have to have the light on all the time

er jeg nød til at have lyset tændt hele tiden

to have this working?"

for at dette virker?"

And the answer is yes.

Og svaret er ja.

But, you can dim down the light

Men, man kan dæmpe lyset

to a level that it appears to be off.

til et niveau hvor det lader til at være slukket.

And you are still able to transmit data -- that's possible.

Og man er stadig i stand til at sende data -- det er muligt.

So I've mentioned to you the four challenges.

Så jeg har nævnt fire udfordringer for Jer.

Capacity:

Kapacitet:

We have 10,000 times more spectrum,

Vi har 10.000 gange mere spektrum,

10,000 times more LEDs

10.000 gange flere LED'er

installed already in the infrastructure there.

allerede installeret i infrastrukturen.

You would agree with me, hopefully,

I vil være enige med mig i, forhåbentligt,

there's no issue of capacity anymore.

at der ikke er nogen problemstilling med kapaciteten mere.

Efficiency:

Effektivitet:

This is data through illumination --

Dette er data gennem lys --

it's first of all an illumination device.

det er først og fremmest en lampe.

And if you do the energy budget,

Og hvis man kigger på energi budgettet,

the data transmission comes for free --

kommer data transmissionen gratis --

highly energy efficient.

ekstrem energieffektiv.

I don't mention the high energy efficiency

Jeg nævner ikke den høje energi effektivitet

of these LED light bulbs.

af disse LED pærer.

If the whole world would deploy them,

Hvis hele verden ville bruge dem,

you would save hundreds of power plants.

ville man spare hundredvis af kraftværker.

That's aside.

Det er en sidebemærkning.

And then I've mentioned the availability.

Og jeg har nævnt tilgængeligheden.

You will agree with me that we have lights in the hospital.

I vil være enige med mig i, at vi har lys på sygehuset.

You need to see what to do.

Man er nød til at se hvad der skal gøres.

You have lights in an aircraft.

Man har lys i et fly.

So it's everywhere in a day there is light.

Så der er lys overalt i løbet af en dag.

Look around. Everywhere. Look at your smart phone.

Se Jer omkring. Overalt. Se på jeres smartphone.

It has a flashlight, an LED flashlight.

Den har en blits, en LED blits.

These are potential sources for high-speed data transmission.

Dette er potentielle kilder til højhastigheds datatransmissioner.

And then there's security.

Og så er der sikkerheden.

You would agree with me

I vil være enige med mig i,

that light doesn't penetrate through walls.

at lys ikke går gennem vægge.

So no one, if I have a light here,

Så ingen, hvis jeg har et lys her,

if I have secure data,

hvis jeg har sikker data,

no one on the other side of this room through that wall

ingen på den anden side af dette lokale, gennem den væg

would be able to read that data.

er i stand til at læse den data.

And there's only data where there is light.

Og der er kun data hvor der er lys.

So if I don't want that receiver to receive the data,

Så hvis jeg ikke vil have at den modtager modtager data,

then what I could do,

hvad jeg så ville gøre,

turn it away.

dreje den væk.

So the data goes in that direction, not there anymore.

Så går dataene i den retning, ikke denne mere.

Now we can in fact see where the data is going to.

Nu kan vi faktisk se hvor dataene går hen.

So for me,

Så for mig,

the applications of it,

anvendelserne for det,

to me, are beyond imagination at the moment.

for mig, er mere end man kan forestille sig lige nu.

We have had a century of very nice, smart application developers.

Vi har haft et århundrede med meget gode, smarte udviklere af applikationer.

And you only have to notice, where we have light,

Og man skal kun lægge mærke til, at hvor der er lys,

there is a potential way to transmit data.

er der potentielt en måde at sende data på.

But I can give you a few examples.

Men jeg kan give jer et par eksempler.

Well you may see the impact already now.

I kan faktisk måske allerede se effekten allerede nu.

This is a remote operated vehicle

Dette er et fjernbetjent køretøj

beneath the ocean.

under havet.

And they use light to illuminate space down there.

Og de bruger lys til at oplyse stedet dernede.

And this light can be used to transmit wireless data

Og dette lys kan bruges til at sende trådløs data

that these things [use] to communicate with each other.

som disse ting bruger til at kommunikerer med hinanden.

Intrinsically safe environments

Omgivelser der i sig selv er sikre

like this petrochemical plant --

som denne petrokemiske plante --

you can't use RF, it may generate antenna sparks,

man kan ikke bruge RF, det kan generere antenne gnister,

but you can use light -- you see plenty of light there.

men man kan bruge lys -- man ser masser af lys der.

In hospitals,

I sygehuse,

for new medical instruments;

til nye lægelige instrumenter;

in streets for traffic control.

på gaden til trafikregulering.

Cars have LED-based headlights, LED-based back lights,

Biler har LED-baserede forlygter, LED baserede baglygter,

and cars can communicate with each other

og biler kan kommunikere med hinanden

and prevent accidents

for at forhindre ulykker

in the way that they exchange information.

på den måde de udveksler information.

Traffic lights can communicate to the car and so on.

Trafiklys kan kommunikere med bilen og så videre.

And then you have these millions of street lamps

Og så har man millioner af gade lygter

deployed around the world.

installeret i hele verden.

And every street lamp could be a free access point.

Og hver gade lygte kunne være et gratis access point.

We call it, in fact, a Li-Fi,

Vi kalder det, faktisk, et Li-Fi,

light-fidelity.

light-fidelity.

And then we have these aircraft cabins.

Og så har vi disse kabiner i flyene.

There are hundreds of lights in an aircraft cabin,

Der er hundredvis af lys i kabinen på flyet,

and each of these lights

og hver af disse lys

could be a potential transmitter of wireless data.

kunne være en potentielt sender af trådløs data.

So you could enjoy your most favorite TED video

Så hvis man kunne nyde ens yndlings TED video

on your long flight back home.

på ens lange flyvetur hjem.

Online life. So that is a vision, I think, that is possible.

Online liv. Så det er en vision, som jeg tror, er mulig.

So, all we would need to do

Så, alt vi skulle gøre

is to fit a small microchip

er at putte en lille microchip

to every potential illumination device.

i alle potentielle belysnings apparater.

And this would then combine

Og dette ville så kombinere

two basic functionalities:

to basis funktioner:

illumination and wireless data transmission.

belysning og trådløs datatransmission.

And it's this symbiosis that I personally believe

Og det er denne symbiose som jeg personligt mener

could solve the four essential problems

kunne løse de fire essentielle problemer

that face us in wireless communication these days.

som vi står med indenfor trådløs kommunikation i disse dage.

And in the future,

Og i fremtiden,

you would not only have 14 billion light bulbs,

ville man ikke kun have 14 milliarder pærer,

you may have 14 billion Li-Fis

man kunne have 14 milliarder Li-Fis

deployed worldwide --

installeret i hele verden --

for a cleaner, a greener,

for en renere, og grønnere,

and even a brighter future.

og endnu lysere fremtid.

Thank you.

Tak.

(Applause)

(Bifald)