Wireless data from every light bulb | Harald Haas

Harald Haas: datos inalámbricos en cada foco incandescente

Traductor: Ajmme Kajros Revisor: Sebastian Betti

Do you know

¿Sabían

that we have 1.4 million cellular radio masts

que tenemos 1,4 millones de antenas de telefonía celular

deployed worldwide?

instaladas en todo el mundo?

And these are base stations.

Y estas son estaciones base.

And we also have

Y también tenemos

more than five billion

más de 5.000 millones

of these devices here.

de dispositivos como éste.

These are cellular mobile phones.

Estos son teléfonos móviles celulares.

And with these mobile phones,

Y con estos teléfonos móviles

we transmit more than 600 terabytes of data

transmitimos más de 600 terabytes de datos

every month.

al mes.

This is a 6 with 14 zeroes --

Eso es un 6 con 14 ceros...

a very large number.

un número muy grande.

And wireless communications

Las comunicaciones inalámbricas

has become a utility

se han vuelto un servicio público

like electricity and water.

como la electricidad y el agua.

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

Las usamos cada día. Ahora en nuestras vidas cotidianas;

in our private lives, in our business lives.

en nuestra vida privada, en nuestros negocios.

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

E incluso se nos ha pedido en ocasiones, muy amablemente,

to switch off the mobile phone at events like this

apagar nuestro teléfono móvil

for good reasons.

en eventos como éste, por buenas razones.

And it's this importance

Y es por esta importancia

why I decided to look into the issues

por lo que he decidido abordar los problemas

that this technology has,

que tiene esta tecnología,

because it's so fundamental to our lives.

ya que es tan fundamental para nuestras vidas.

And one of the issues is capacity.

Y uno de esos problemas es la capacidad.

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

La forma en que transmitimos datos inalámbricos es mediante ondas electromagnéticas;

in particular, radio waves.

en concreto, ondas de radio.

And radio waves are limited.

Y las ondas de radio son limitadas.

They are scarce; they are expensive;

Son escasas, son caras,

and we only have a certain range of it.

y tenemos sólo cierto espectro de ellas.

And it's this limitation

Es esta limitación

that doesn't cope

la que no permite lidiar

with the demand of wireless data transmissions

con la demanda de transmisiones inalámbricas de datos

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

y con el número de bytes y de datos que se transmiten cada mes.

And we are simply running out of spectrum.

Y simplemente se les está acabando el espectro.

There's another problem.

Hay otro problema

That is efficiency.

que es la eficiencia.

These 1.4 million cellular radio masts, or base stations,

Estas 1,4 millones de antenas de transmisión celular, o estaciones base,

consume a lot of energy.

consumen un montón de energía.

And mind you, most of the energy

Y lo que es más, la mayoría de esa energía

is not used to transmit the radio waves,

no es utilizada para transmitir las ondas de radio,

it is used to cool the base stations.

se usa para enfriar las estaciones base.

Then the efficiency of such a base station

Así que la eficiencia de una estación base así

is only at about five percent.

es sólo alrededor de un 5 %.

And that creates a big problem.

Y eso crea un gran problema.

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

Luego hay otro problema del cual todos son conscientes.

You have to switch off your mobile phone

Hay que apagar el teléfono móvil

during flights.

durante los vuelos.

In hospitals, they are security issues.

En hospitales, hay cuestiones de seguridad.

And security is another issue.

La seguridad es otro problema.

These radio waves penetrate through walls.

Esas ondas de radio penetran las paredes.

They can be intercepted,

Pueden ser interceptadas,

and somebody can make use of your network

y alguien puede hacer uso de tu red

if he has bad intentions.

si tiene malas intenciones.

So these are the main four issues.

Así que esos son los cuatro problemas principales.

But on the other hand,

Pero por otro lado,

we have 14 billion of these:

tenemos 14.000 millones

light bulbs, light.

de focos incandescentes, de luces.

And light is part of the electromagnetic spectrum.

Y la luz es parte del espectro electromagnético.

So let's look at this in the context

Así que veamos esto en el contexto

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

del espectro electromagnético completo, donde tenemos rayos gamma.

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

No conviene estar cerca de loa rayos gamma, puede ser peligroso.

X-rays, useful when you go to hospitals.

Los rayos X son útiles en los hospitales.

Then there's ultraviolet light.

Luego está la luz ultravioleta,

it's good for a nice suntan,

buena para un buen bronceado,

but otherwise dangerous for the human body.

pero también peligrosa para el cuerpo humano.

Infrared --

Los infrarrojos,

due to eye safety regulations,

debido a regulaciones de seguridad visual,

can be only used with low power.

sólo pueden usarse a intensidades bajas.

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

Y luego tenemos las ondas de radio, con los problemas que acabo de mencionar.

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

Y ahí en la mitad, tenemos este espectro de luz visible.

It's light,

Es luz,

and light has been around for many millions of years.

y ha existido por muchos millones de años.

And in fact, it has created us,

Y, de hecho, nos ha creado;

has created life,

ha creado la vida,

has created all the stuff of life.

ha creado la materia de la vida.

So it's inherently safe to use.

Así que su uso es intrínsecamente seguro.

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

¿No sería grandioso utilizarla para comunicaciones inalámbricas?

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

Y no sólo eso, si la comparamos con el espectro completo.

I compared the radio waves spectrum --

Comparada con el espectro de las ondas de radio...

the size of it --

el tamaño del mismo...

with the size of the visible light spectrum.

con el tamaño del espectro de la luz visible.

And guess what?

¿Saben qué?

We have 10,000 times more of that spectrum,

Tenemos un espectro 10.000 veces

which is there for us to use.

más amplio a nuestra disposición.

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

Y no tenemos sólo este espectro enorme.

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

Comparémoslo con el número que acabo de mencionar.

We have 1.4 million

Tenemos 1,4 millones de

expensively deployed,

estaciones base de radio celular

inefficient radio cellular base stations.

ineficientes y caras de instalar.

And multiply that by 10,000,

Y multipliquen eso por 10.000,

then you end up at 14 billion.

el resultado es 14.000 millones.

14 billion is the number of light bulbs installed already.

14.000 millones de focos ya instalados.

So we have the infrastructure there.

Así que ahí tenemos la infraestructura.

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

Vean al techo, pueden ver todos esos focos.

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

Si van al piso principal verán esos focos.

Can we use them for communications?

¿Podemos utilizarlos para comunicaciones?

Yes.

Sí.

What do we need to do?

¿Qué necesitamos hacer?

The one thing we need to do

Lo único que necesitamos hacer

is we have to replace these inefficient incandescent light bulbs,

es reemplazar esos ineficientes focos incandescentes,

florescent lights,

lámparas fluorescentes,

with this new technology of LED,

con esta nueva tecnología LED,

LED light bulbs.

focos LED.

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

Un LED es un semiconductor. Es un dispositivo electrónico.

And it has a very nice acute property.

Y tiene una hermosa y linda propiedad:

Its intensity can be modulated

Su intensidad puede ser modulada

at very high speeds,

a velocidades muy altas,

and it can be switched off at very high speeds.

y puede ser apagada a velocidades muy altas.

And this is a fundamental basic property

Y esta es una propiedad básica fundamental

that we exploit

que aprovechamos

with our technology.

con nuestra tecnología.

So let's show how we do that.

Así que vamos a mostrar cómo lo hacemos.

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

Vayamos al vecino más cercano al espectro de la luz visible,

go to remote controls.

vayamos a los controles remotos.

You all know remote controls have an infrared LED --

Todos ustedes conocen los controles remotos que tienen un LED infrarrojo;

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

básicamente encendemos el LED, o lo apagamos si está encendido.

And it creates a simple, low-speed data stream

Y eso crea un flujo de datos sencillo y de baja velocidad

in 10,000 bits per second,

a 10.000 bits por segundo,

20,000 bits per second.

20.000 bits por segundo.

Not usable for a YouTube video.

No es útil para un video de YouTube.

What we have done

Lo que hemos hecho

is we have developed a technology

es desarrollar una tecnología

with which we can furthermore

con la cual podemos además

replace the remote control of our light bulb.

reemplazar el control remoto de nuestro foco.

We transmit with our technology,

Transmitimos con nuestra tecnología,

not only a single data stream,

no un único flujo de datos,

we transmit thousands of data streams

transmitimos miles de flujos de datos

in parallel,

en paralelo,

at even higher speeds.

a velocidades aún más altas.

And the technology we have developed --

Y la tecnología que hemos desarrollado,

it's called SIM OFDM.

se llama SIM OFDM.

And it's spacial modulation --

Y es de modulación espacial...

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

son términos técnicos, no voy a entrar en detalles...

but this is how we enabled

pero es la forma en que hemos habilitado

that light source

a esa fuente de luz

to transmit data.

para transmitir datos.

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

Ustedes dirán, "OK, se ve bien...

a slide created in 10 minutes."

una presentación hecha en 10 minutos".

But not only that.

Pero no es sólo eso.

What we've done

También hemos

is we have also developed a demonstrator.

desarrollado un prototipo.

And I'm showing for the first time in public

Y voy a mostrar por primera vez en público

this visible light demonstrator.

la transmisión por luz visible.

And what we have here

Y lo que tenemos aquí

is no ordinary desk lamp.

es una lámpara de escritorio común.

We fit in an LED light bulb,

Le ponemos un foco LED,

worth three U.S. dollars,

de 3 dólares estadounidenses,

put in our signal processing technology.

conectamos nuestra tecnología de procesamiento de señales.

And then what we have here is a little hole.

Y luego lo que tenemos aquí es un pequeño orificio.

And the light goes through that hole.

La luz pasa por ese orificio.

There's a receiver.

Hay un receptor.

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

El receptor convertirá esos pequeños y sutiles cambios en amplitud

that we create there

que convertimos aquí

into an electrical signal.

en una señal eléctrica.

And that signal is then converted back

Y esa señal eléctrica es convertida de vuelta

to a high-speed data stream.

en un flujo de datos de alta velocidad.

In the future we hope

En el futuro esperamos

that we can integrate this little hole

poder integrar este pequeño hoyo

into these smart phones.

en estos teléfonos inteligentes.

And not only integrate a photo detector here,

Y no sólo integrar un detector de fotones aquí,

but maybe use the camera inside.

sino quizás usar la cámara integrada.

So what happens

¿Entonces qué ocurre

when I switch on that light?

cuando enciendo esa luz?

As you would expect,

Tal como es de esperar

it's a light, a desk lamp.

es una luz, una lámpara de escritorio.

Put your book beneath it and you can read.

Pones un libro abajo y puedes leerlo.

It's illuminating the space.

Está iluminando el espacio.

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

Pero al mismo tiempo, vean este video.

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

Es un video en alta definición

that is transmitted through that light beam.

transmitido a través de ese rayo de luz.

You're critical.

Son escépticos.

You think, "Ha, ha, ha.

Piensan: "Ja, ja, ja".

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

"Aquí tenemos a un académico listo haciendo trucos".

But let me do this.

Pero si hago así...

(Applause)

(Aplausos)

Once again.

Otra vez.

Still don't believe?

¿Aún no lo creen?

It is this light

Es esta luz la que

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

transmite el video de alta definición en un flujo dividido.

And if you look at the light,

Y si observan la luz,

it is illuminating as you would expect.

está iluminando como cabe esperar.

You don't notice with your human eye.

No lo notan con sus ojos.

You don't notice the subtle changes in the amplitude

No distinguen los cambios sutiles en la amplitud

that we impress onto this light bulb.

que le imprimimos al foco.

It's serving the purpose of illumination,

Sirve para iluminar

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

pero, al mismo tiempo, transmite datos.

And you see,

Y pueden verlo,

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

incluso hay luz que viene del techo hacia el receptor.

It can ignore that constant light,

Puede ignorar esa luz constante,

because all the receiver's interested in

porque todo lo que le interesa al receptor

are subtle changes.

son los cambios sutiles.

You also have a critical question now, and

Cada tanto me hacen preguntas críticas.

you say, "Okay,

Dicen: "OK,

do I have to have the light on all the time

¿tengo que tener la luz encendida todo el tiempo

to have this working?"

para que esto funcione?"

And the answer is yes.

Y la respuesta es sí.

But, you can dim down the light

Pero, se puede atenuar la luz

to a level that it appears to be off.

a un nivel en el que aparenta estar apagada.

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

Y aún así se puede transmitir datos, eso es posible.

So I've mentioned to you the four challenges.

Entonces les he mencionado los cuatro desafíos.

Capacity:

Capacidad:

We have 10,000 times more spectrum,

tenemos 10.000 veces más espectro,

10,000 times more LEDs

10.000 veces más LEDs

installed already in the infrastructure there.

instalados ya en la infraestructura.

You would agree with me, hopefully,

Espero que estén de acuerdo conmigo

there's no issue of capacity anymore.

en que el problema de la capacidad ya no existe.

Efficiency:

Eficiencia:

This is data through illumination --

son datos transmitidos por iluminación...

it's first of all an illumination device.

es antes que nada un dispositivo de iluminación.

And if you do the energy budget,

Y si consideran el presupuesto de energía,

the data transmission comes for free --

la transmisión de datos sale gratis...

highly energy efficient.

es altamente eficiente en energía.

I don't mention the high energy efficiency

Sin mencionar la alta eficiencia en energía

of these LED light bulbs.

de estos focos LED.

If the whole world would deploy them,

Si todo el mundo los instalara,

you would save hundreds of power plants.

nos ahorraríamos cientos de plantas de energía.

That's aside.

Eso es extra.

And then I've mentioned the availability.

Y luego he mencionado la disponibilidad.

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

Estarán de acuerdo en que tenemos luces en hospitales.

You need to see what to do.

Allí hay que ver lo que se hace.

You have lights in an aircraft.

Hay luces en los aviones.

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

Así que por todos lados hay luz.

Look around. Everywhere. Look at your smart phone.

Miren alrededor. Por todas partes. Miren sus teléfonos inteligentes.

It has a flashlight, an LED flashlight.

Tiene flash, un flash LED.

These are potential sources for high-speed data transmission.

Es una fuente potencial para transmisión de datos de alta velocidad.

And then there's security.

Y luego está la seguridad.

You would agree with me

Estarán de acuerdo

that light doesn't penetrate through walls.

en que la luz no pasa a través de las paredes.

So no one, if I have a light here,

Así que nadie, si tengo aquí una luz...

if I have secure data,

si tengo datos seguros,

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

nadie al otro lado de esta sala, a través de esa pared

would be able to read that data.

sería capaz de leer esos datos.

And there's only data where there is light.

Y sólo hay datos donde hay luz.

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

Así que si no quiero que este receptor reciba datos,

then what I could do,

entonces qué puedo hacer,

turn it away.

lo muevo a un lado.

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

Así que los datos van en esa dirección, ya no para allá.

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

Ahora podemos de hecho ver hacia dónde van los datos.

So for me,

Así que, para mí,

the applications of it,

las aplicaciones de esto

to me, are beyond imagination at the moment.

por el momento superan lo imaginable.

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

Hemos tenido un siglo con desarrolladores de aplicaciones muy inteligentes.

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

Sólo hay que darse cuenta, donde hay luz

there is a potential way to transmit data.

existe una forma potencial de transmitir datos.

But I can give you a few examples.

Pero puedo darles unos cuantos ejemplos.

Well you may see the impact already now.

Bien, quizás vean el impacto ya en este momento.

This is a remote operated vehicle

Este es un vehículo a control remoto

beneath the ocean.

suboceánico.

And they use light to illuminate space down there.

Y usa luz para iluminar el espacio allá abajo.

And this light can be used to transmit wireless data

Y esta luz puede usarse para transmitir datos inalámbricos

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

que estas cosas usen para comunicarse entre sí.

Intrinsically safe environments

Ambientes intrínsecamente seguros

like this petrochemical plant --

como esta planta petroquímica:

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

no se puede usar frecuencias de radio, que pueden generar chispas en las antenas,

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

pero se puede usar luz; pueden ver cantidad de luz ahí.

In hospitals,

En hospitales,

for new medical instruments;

para nuevos instrumentos médicos;

in streets for traffic control.

en calles para control de tráfico.

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

Los automóviles pueden tener faros LED adelante y atrás,

and cars can communicate with each other

y pueden comunicarse entre ellos

and prevent accidents

y prevenir accidentes

in the way that they exchange information.

con la forma en que intercambien información.

Traffic lights can communicate to the car and so on.

Las luces de tráfico pueden comunicarse con el auto y demás.

And then you have these millions of street lamps

Y luego tenemos estos millones de lámparas en las calles

deployed around the world.

instaladas en todo el mundo.

And every street lamp could be a free access point.

Y cada lámpara pública puede ser un punto de acceso gratuito.

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

De hecho, lo llamamos Li-Fi:

light-fidelity.

ligth-fidelity (luz-fidelidad, similar a Wi-Fi).

And then we have these aircraft cabins.

Y tenemos las cabinas de los vehículos aéreos.

There are hundreds of lights in an aircraft cabin,

Hay cientos de luces en la cabina de un avión,

and each of these lights

y cada una de esas luces

could be a potential transmitter of wireless data.

es un transmisor de datos inalámbricos en potencia.

So you could enjoy your most favorite TED video

Así que podrían disfrutar de su video TED favorito

on your long flight back home.

en el viaje de regreso a casa.

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

Vida en línea. Yo creo que esa es una visión posible.

So, all we would need to do

Así que todo lo que necesitaríamos hacer

is to fit a small microchip

es poner un pequeño microchip

to every potential illumination device.

a cada dispositivo de iluminación potencial.

And this would then combine

Y esto entonces combinaría

two basic functionalities:

dos funcionalidades básicas:

illumination and wireless data transmission.

iluminación y transmisión inalámbrica de datos.

And it's this symbiosis that I personally believe

Y es esta simbiosis la que, en lo personal, creo

could solve the four essential problems

que podría resolver los cuatro problemas esenciales

that face us in wireless communication these days.

que enfrentamos hoy en día en las comunicaciones inalámbricas.

And in the future,

Y en el futuro,

you would not only have 14 billion light bulbs,

quizás no tangamos 14.000 millones de focos incandescentes,

you may have 14 billion Li-Fis

sino que quizás sean 14.000 millones de Li-Fis

deployed worldwide --

instalados en todo el mundo;

for a cleaner, a greener,

por un futuro más limpio, más ecológico

and even a brighter future.

e incluso más brillante.

Thank you.

Gracias.

(Applause)

(Aplausos)