Forget Wi-Fi. Meet the new Li-Fi Internet | Harald Haas

1,355,520 views ・ 2015-12-02

TED


Bitte doppelklicken Sie auf die englischen Untertitel unten, um das Video abzuspielen.

Übersetzung: Elisabeth Skoda Lektorat: Angelika Lueckert Leon
00:12
I would like to demonstrate for the first time in public
0
12579
3445
Ich möchte zum ersten Mal öffentlich vorführen,
00:16
that it is possible to transmit a video
1
16048
4071
dass es möglich ist, ein Video mittels handelsüblicher Standard-LED-Leuchte
00:20
from a standard off-the-shelf LED lamp
2
20143
4309
00:24
to a solar cell with a laptop acting as a receiver.
3
24476
5160
an eine Solarzelle zu übertragen.
Der Empfänger ist ein Laptop.
00:30
There is no Wi-Fi involved, it's just light.
4
30478
2591
Das alles funktioniert ohne Wi-Fi, nur mit Licht.
00:33
And you may wonder, what's the point?
5
33093
2834
Sie fragen sich vielleicht: Wozu das alles?
00:35
And the point is this:
6
35951
1744
Der Grund ist folgender:
00:38
There will be a massive extension of the Internet
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38399
2676
Eine immense Ausweitung des Internets wird stattfinden,
00:41
to close the digital divide,
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41099
2810
um die digitale Kluft zu schlieβen
00:43
and also to allow for what we call "The Internet of Things" --
9
43933
4181
und das "Internet der Dinge" möglich zu machen --
00:48
tens of billions of devices connected to the Internet.
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48138
3166
zig Milliarden Geräte, die mit dem Internet verbunden sind.
00:51
In my view, such an extension of the Internet can only work
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51328
4031
Meiner Meinung nach kann diese Ausweitung nur funktionieren,
00:55
if it's almost energy-neutral.
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55383
2347
wenn sie so gut wie energieneutral ist.
00:58
This means we need to use existing infrastructure as much as possible.
13
58173
4832
Daher müssen wir so weit wie möglich existierende Infrastruktur nutzen.
01:03
And this is where the solar cell and the LED come in.
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63497
4937
Hier kommen Solarzelle und LED-Leuchte ins Spiel.
01:08
I demonstrated for the first time,
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68959
2318
Ich habe Li-Fi, oder Light Fidelity,
01:11
at TED in 2011,
16
71301
1965
erstmals im Jahr 2011 bei TED vorgeführt.
01:13
Li-Fi, or Light Fidelity.
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73290
1984
01:15
Li-Fi uses off-the-shelf LEDs to transmit data incredibly fast,
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75781
5995
Li-Fi verwendet Standard-LEDs, um Daten unglaublich schnell
01:21
and also in a safe and secure manner.
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81800
2292
und sehr sicher zu übertragen.
01:25
Data is transported by the light,
20
85402
2881
Die Daten werden mittels Licht
01:28
encoded in subtle changes of the brightness.
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88307
3125
durch subtile Änderungen in der Helligkeit übertragen.
01:32
If we look around, we have many LEDs around us,
22
92390
3564
Rund um uns befinden sich viele LEDs,
01:35
so there's a rich infrastructure of Li-Fi transmitters around us.
23
95978
4661
also gibt es bereits eine reichhaltige Infrastruktur an Li-Fi-Sendern.
01:41
But so far, we have been using special devices -- small photo detectors,
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101393
5239
Bis jetzt haben wir spezielle Geräte -- kleine Lichtdetektoren -- verwendet,
01:46
to receive the information encoded in the data.
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106656
3682
um die in den Daten verschlüsselte Information zu empfangen.
01:50
I wanted to find a way to also use existing infrastructure
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110940
3892
Ich wollte auch existierende Infrastruktur nutzen,
01:54
to receive data from our Li-Fi lights.
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114856
3006
um Daten von unseren Li-Fi-Leuchten zu empfangen.
01:58
And this is why I have been looking into solar cells and solar panels.
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118426
4114
Deshalb habe ich Solarzellen und Solarkollektoren studiert.
02:03
A solar cell absorbs light and converts it into electrical energy.
29
123016
5128
Eine Solarzelle absorbiert Licht und wandelt sie in elektrische Energie um.
02:08
This is why we can use a solar cell to charge our mobile phone.
30
128549
4986
Darum können wir Solarzellen verwenden, um unser Handy aufzuladen.
02:13
But now we need to remember
31
133559
1406
Erinnern wir uns:
02:14
that the data is encoded in subtle changes of the brightness of the LED,
32
134989
6231
Die Daten sind in subtilen Änderungen der LED-Helligkeit verschlüsselt.
02:21
so if the incoming light fluctuates,
33
141244
3349
Wenn also das ankommende Licht schwankt,
02:24
so does the energy harvested from the solar cell.
34
144617
2931
schwankt auch die von der Solarzelle gewonnene Energie.
02:28
This means we have a principal mechanism in place
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148579
3509
Das bedeutet, dass es einen Grundmechanismus geben muss,
02:32
to receive information from the light and by the solar cell,
36
152112
6110
um Informationen durch das Licht und die Solarzelle zu erhalten,
02:38
because the fluctuations of the energy harvested
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158246
2775
da die Schwankungen der gewonnenen Energie
02:41
correspond to the data transmitted.
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161045
2118
den übertragenen Daten entsprechen.
02:43
Of course the question is:
39
163934
2126
Die Frage ist natürlich:
02:46
can we receive very fast and subtle changes of the brightness,
40
166084
4160
Können wir sehr schnelle und subtile Helligkeitsänderungen empfangen,
02:50
such as the ones transmitted by our LED lights?
41
170268
3810
wie jene, die von unseren LED-Leuchten übertragen werden?
02:54
And the answer to that is yes, we can.
42
174641
3504
Die Antwort darauf lautet: ja.
02:58
We have shown in the lab
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178637
1779
Wir haben im Labor demonstriert,
03:00
that we can receive up to 50 megabytes per second
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180440
3482
dass wir bis zu 50 Megabits pro Sekunde
03:03
from a standard, off-the-shelf solar cell.
45
183946
2435
von einer handelsüblichen Standardsolarzelle empfangen können.
03:06
And this is faster than most broadband connections these days.
46
186921
3627
Das ist schneller als die meisten Breitbandinternetverbindungen heute.
03:11
Now let me show you in practice.
47
191437
3310
Hier eine Praxisdemonstration.
03:17
In this box is a standard, off-the-shelf LED lamp.
48
197095
4388
In diesem Gehäuse befindet sich eine handelsübliche Standard-LED-Leuchte.
03:23
This is a standard, off-the-shelf solar cell;
49
203193
2575
Dies ist eine handelsübliche Standard-Solarzelle,
03:25
it is connected to the laptop.
50
205792
2183
die mit dem Laptop verbunden ist.
03:28
And also we have an instrument here
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208949
2320
Und hier ist ein Instrument,
03:31
to visualize the energy we harvest from the solar cell.
52
211293
3778
das die Energie, die wir von der Solarzelle gewinnen, sichtbar macht.
03:35
And this instrument shows something at the moment.
53
215095
2798
Das Instrument zeigt derzeit etwas an,
03:37
This is because the solar cell already harvests light from the ambient light.
54
217917
4281
weil die Solarzelle bereits Energie vom Licht der Umgebung empfängt.
03:43
Now what I would like to do first is switch on the light,
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223102
2840
Zuerst werde ich das Licht einschalten.
03:45
and I'll simply, only switch on the light,
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225966
2106
Ich schalte das Licht einfach nur
03:48
for a moment,
57
228096
2108
für einen kurzen Moment ein.
03:50
and what you'll notice is that the instrument jumps to the right.
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230228
3994
Sie sehen, dass das Instrument nach rechts ausschlägt.
03:54
So the solar cell, for a moment,
59
234904
1690
Also empfängt die Solarzelle
03:56
is harvesting energy from this artificial light source.
60
236618
3522
einen Moment lang Energie von der künstlichen Lichtquelle.
04:00
If I turn it off, we see it drops.
61
240540
3278
Wenn ich sie ausschalte, fällt es ab.
04:03
I turn it on ...
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243842
1183
Wenn ich sie einschalte …
04:05
So we harvest energy with the solar cell.
63
245049
2719
gewinnen wir mit der Solarzelle Energie.
04:08
But next I would like to activate the streaming of the video.
64
248586
5323
Als nächstes möchte ich Videostreaming aktivieren.
04:15
And I've done this by pressing this button.
65
255418
2324
Das geschieht durch das Drücken dieses Knopfes.
04:17
So now this LED lamp here is streaming a video
66
257766
4723
Jetzt überträgt diese LED-Leuchte ein Video
04:22
by changing the brightness of the LED in a very subtle way,
67
262513
4132
durch die subtile Veränderung der Helligkeit der LED,
04:26
and in a way that you can't recognize with your eye,
68
266669
2498
die mit bloßem Auge nicht sichtbar ist,
04:29
because the changes are too fast to recognize.
69
269191
3256
da die Veränderung zu schnell passiert.
04:33
But in order to prove the point,
70
273384
2399
Als Beweis dafür
04:35
I can block the light of the solar cell.
71
275807
3145
kann ich das Licht zur Solarzelle blockieren.
04:40
So first you notice the energy harvesting drops
72
280087
3223
Zunächst sehen Sie, dass die Energiegewinnung abfällt
04:43
and the video stops as well.
73
283334
1692
und das Video stehenbleibt.
04:45
If I remove the blockage, the video will restart.
74
285050
3656
Wenn ich die Blockade entferne, fängt das Video wieder an.
04:49
(Applause)
75
289357
6229
(Applaus)
04:55
And I can repeat that.
76
295610
2333
Und ich kann das wiederholen.
04:57
So we stop the transmission of the video and energy harvesting stops as well.
77
297967
5251
Wenn wir die Videoübertragung stoppen, endet auch die Energiegewinnung.
05:03
So that is to show that the solar cell acts as a receiver.
78
303242
4408
Das zeigt, dass die Solarzelle als Empfänger fungiert.
05:08
But now imagine that this LED lamp is a street light, and there's fog.
79
308079
5384
Stellen Sie sich vor, die LED-Leuchte ist eine Straβenlaterne und es gibt Nebel.
05:14
And so I want to simulate fog,
80
314106
2303
Da ich Nebel simulieren will,
05:16
and that's why I brought a handkerchief with me.
81
316433
2743
habe ich ein Taschentuch mitgebracht.
05:19
(Laughter)
82
319200
1432
(Lachen)
05:20
And let me put the handkerchief over the solar cell.
83
320656
3960
Ich lege das Taschentuch über die Solarzelle.
05:25
First you notice
84
325905
1628
Zuerst merkt man,
05:27
the energy harvested drops, as expected,
85
327557
4197
dass die Energiegewinnung wie erwartet sinkt.
05:31
but now the video still continues.
86
331778
2578
Aber das Video spielt trotzdem weiter.
05:34
This means, despite the blockage,
87
334769
2619
Das heiβt, dass trotz der Blockade
05:37
there's sufficient light coming through the handkerchief to the solar cell,
88
337412
3881
genug Licht durch das Taschentuch zur Solarzelle dringt.
05:41
so that the solar cell is able to decode and stream that information,
89
341317
5515
Also kann die Solarzelle die Informationen entschlüsseln und übertragen,
05:46
in this case, a high-definition video.
90
346856
2604
in diesem Fall ein hochauflösendes Video.
05:51
What's really important here is that a solar cell has become a receiver
91
351040
5563
Was hier entscheidend ist: Die Solarzelle ist zu einem Empfänger
05:56
for high-speed wireless signals encoded in light,
92
356627
3815
für in Licht verschlüsselte, drahtlose Hochgeschwindigkeitssignale geworden,
06:00
while it maintains its primary function as an energy-harvesting device.
93
360466
4816
während sie die Hauptfunktion als Stromerzeuger beibehält.
06:05
That's why it is possible
94
365872
2419
Deshalb ist es möglich, existierende Solarzellen
06:08
to use existing solar cells on the roof of a hut
95
368315
3857
am Dach eines Hauses
06:12
to act as a broadband receiver
96
372196
2493
als Breitbandempfänger zu verwenden,
06:14
from a laser station on a close by hill, or indeed, lamp post.
97
374713
4376
der Daten von einem Hügel in der Nähe oder einem Laternenmast empfängt.
06:19
And It really doesn't matter where the beam hits the solar cell.
98
379605
3695
Es ist auch nicht so wichtig, wo der Strahl die Solarzelle trifft.
06:23
And the same is true
99
383647
1178
Dasselbe gilt für lichtdurchlässige Solarzellen in Fenstern,
06:24
for translucent solar cells integrated into windows,
100
384849
3793
06:28
solar cells integrated into street furniture,
101
388666
3532
Solarzellen in der Straβenausstattung
06:32
or indeed, solar cells integrated into these billions of devices
102
392222
4543
oder Solarzellen in Milliarden Geräten,
06:36
that will form the Internet of Things.
103
396789
2076
die das Internet der Dinge bilden werden.
06:38
Because simply,
104
398889
1158
Einfach gesagt:
06:40
we don't want to charge these devices regularly,
105
400071
2491
Wir wollen diese Geräte nicht regelmäβig aufladen,
06:42
or worse, replace the batteries every few months.
106
402586
2975
und noch weniger alle paar Monate die Akkus auswechseln.
06:46
As I said to you,
107
406418
1730
Wie gesagt, dies ist das erste Mal,
06:48
this is the first time I've shown this in public.
108
408172
2318
dass ich den Vorgang öffentlich gezeigt habe.
06:50
It's very much a lab demonstration,
109
410514
2055
Es ist natürlich eine Labordemonstration,
06:52
a prototype.
110
412593
1203
ein Prototyp.
06:54
But my team and I are confident that we can take this to market
111
414276
3294
Mein Team und ich sind zuversichtlich, dass wir die Technologie
06:57
within the next two to three years.
112
417594
1991
in zwei bis drei Jahren auf den Markt bringen
07:00
And we hope we will be able to contribute to closing the digital divide,
113
420251
5293
und dazu beitragen können, die digitale Kluft zu schlieβen,
07:05
and also contribute
114
425568
1198
und auβerdem dazu,
07:06
to connecting all these billions of devices to the Internet.
115
426790
2945
all die Milliarden Geräte mit dem Internet zu verbinden.
07:10
And all of this without causing
116
430370
1525
All das, ohne dass der Energieverbrauch explodiert.
07:11
a massive explosion of energy consumption --
117
431919
2452
Dank Solarzellen wird das Gegenteil eintreten.
07:14
because of the solar cells, quite the opposite.
118
434395
2222
07:16
Thank you.
119
436641
1153
Vielen Dank.
07:17
(Applause)
120
437818
5182
(Applaus)
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