Wireless data from every light bulb | Harald Haas

Harald Haas veut transmettre des données sans fil depuis chaque ampoule électrique

Traducteur: Amélie Gourdon Relecteur: Elisabeth Buffard

Do you know

Savez-vous

that we have 1.4 million cellular radio masts

qu'il y a 1,4 millions de mâts radio-cellulaires

deployed worldwide?

à travers le monde ?

And these are base stations.

Ce sont les stations de base.

And we also have

Et il y a aussi

more than five billion

plus de cinq milliards

of these devices here.

de ces appareils.

These are cellular mobile phones.

Ce sont les téléphones portables.

And with these mobile phones,

Et avec ces téléphones portables,

we transmit more than 600 terabytes of data

nous transmettons plus de 600 téraoctets de données

every month.

chaque mois.

This is a 6 with 14 zeroes --

C'est un 6 suivi de 14 zéros --

a very large number.

un très grand nombre.

And wireless communications

Et les communications sans fil

has become a utility

sont devenues une commodité

like electricity and water.

au même titre que l'électricité et l'eau.

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

Nous l'utilisons tous les jours. Nous l'utilisons dans nos vies quotidiennes désormais --

in our private lives, in our business lives.

dans nos vies privées, dans nos vies professionnelles.

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

Et on doit même nous demander parfois, très gentiment,

to switch off the mobile phone at events like this

d'éteindre nos portables,

for good reasons.

lors d'événements comme celui-ci, pour de bonnes raisons.

And it's this importance

Et c'est à cause de cette importance

why I decided to look into the issues

que j'ai décidé de m'intéresser aux problèmes

that this technology has,

que cette technologie présente,

because it's so fundamental to our lives.

parce qu'elle est si fondamentale à nos vies.

And one of the issues is capacity.

Et l'un des problèmes est la capacité.

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

Nous transmettons des données sans fil en utilisant les ondes électromagnétiques --

in particular, radio waves.

en particulier, les ondes radio.

And radio waves are limited.

Et les ondes radio sont limitées.

They are scarce; they are expensive;

Elles sont rares, elles coûtent cher,

and we only have a certain range of it.

et on en a seulement une certaine étendue.

And it's this limitation

Et c'est cette limite

that doesn't cope

qui ne supporte pas

with the demand of wireless data transmissions

les demandes de transmission de données sans fil

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

et la quantité d'octets et de données transmises chaque mois.

And we are simply running out of spectrum.

Et nous sommes bientôt simplement à court de spectre.

There's another problem.

Il y a un autre problème.

That is efficiency.

C'est l'efficacité.

These 1.4 million cellular radio masts, or base stations,

Ces 1,4 millions de mâts radio cellulaires, ou stations de base,

consume a lot of energy.

consomment beaucoup d'énergie.

And mind you, most of the energy

Et cela dit, la plupart de cette énergie

is not used to transmit the radio waves,

n'est pas utilisée pour transmettre des ondes radio,

it is used to cool the base stations.

elle est utilisée pour refroidir les stations de base.

Then the efficiency of such a base station

Alors l'efficience d'une telle station de base

is only at about five percent.

est seulement de 5%.

And that creates a big problem.

Et cela crée un gros problème.

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

Et il y a un autre problème dont vous êtes tous conscients.

You have to switch off your mobile phone

Vous devez éteindre vos téléphones portables

during flights.

durant les vols.

In hospitals, they are security issues.

Dans les hôpitaux, ils posent des problèmes de sécurité.

And security is another issue.

Et la sécurité est un autre problème.

These radio waves penetrate through walls.

Ces ondes radio passent à travers les murs.

They can be intercepted,

Elles peuvent être interceptées,

and somebody can make use of your network

et quelqu'un peut utiliser votre réseau

if he has bad intentions.

s'il est mal intentionné.

So these are the main four issues.

Donc voici les quatre principaux problèmes.

But on the other hand,

Mais d'un autre côté,

we have 14 billion of these:

nous avons 14 milliards de ceci :

light bulbs, light.

des ampoules, de la lumière.

And light is part of the electromagnetic spectrum.

Et la lumière fait partie du spectre électromagnétique.

So let's look at this in the context

Observons ceci dans le contexte

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

du spectre électromagnétique tout entier, où nous trouvons les rayons gamma.

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

Vous ne voulez pas vous approcher des rayons gamma, ça pourrait être dangereux.

X-rays, useful when you go to hospitals.

Les rayons X, utiles quand vous allez à l'hôpital.

Then there's ultraviolet light.

Et il y a les rayons ultraviolets.

it's good for a nice suntan,

C'est bon pour un joli bronzage,

but otherwise dangerous for the human body.

mais sinon dangereux pour le corps humain.

Infrared --

Les infrarouges :

due to eye safety regulations,

en raison des règles pour la sécurité des yeux,

can be only used with low power.

vous ne pouvez les utiliser qu'à puissance réduite.

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

Et il y a les ondes radio, avec les problèmes que j'ai mentionnés.

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

Et là au milieu, il y a le spectre de la lumière visible.

It's light,

C'est la lumière.

and light has been around for many millions of years.

Et la lumière existe depuis des millions et des millions d'années.

And in fact, it has created us,

Et en fait, elle nous a créés,

has created life,

elle a créé la vie,

has created all the stuff of life.

a créé tout ce qui constitue la vie.

So it's inherently safe to use.

Donc son utilisation est intrinsèquement sûre.

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

Et ne serait-il pas génial de l'utiliser pour les communications sans fil ?

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

Mais aussi, je l'ai comparée au reste du spectre.

I compared the radio waves spectrum --

J'ai comparé le spectre des ondes radio --

the size of it --

sa taille --

with the size of the visible light spectrum.

avec la taille du spectre de la lumière visible.

And guess what?

Et devinez quoi ?

We have 10,000 times more of that spectrum,

Il y a 10 000 fois plus de ce spectre,

which is there for us to use.

ici à notre disposition.

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

Non seulement avons-nous cette énorme quantité de spectre,

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

mais comparons cela avec un chiffre que je viens de mentionner.

We have 1.4 million

Il y a 1,4 million,

expensively deployed,

déployées à grands frais,

inefficient radio cellular base stations.

de bases radio téléphone inefficientes.

And multiply that by 10,000,

Et multipliez cela par 10 000,

then you end up at 14 billion.

vous arrivez à 14 milliards.

14 billion is the number of light bulbs installed already.

14 milliards c'est le nombre d'ampoules déjà installées.

So we have the infrastructure there.

Donc nous avons l'infrastructure en place.

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

Regardez au plafond, vous verrez toutes ces ampoules.

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

Allez à l'étage principal, vous verrez ces ampoules.

Can we use them for communications?

Pouvons-nous les utiliser pour communiquer ?

Yes.

Oui.

What do we need to do?

Que devons-nous faire ?

The one thing we need to do

Ce que nous devons faire

is we have to replace these inefficient incandescent light bulbs,

c'est remplacer ces ampoules à incandescence inefficientes,

florescent lights,

ces ampoules fluorescentes,

with this new technology of LED,

par cette nouvelle technologie de LED [diode électroluminescente],

LED light bulbs.

des ampoules à LED.

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

La LED est un semi-conducteur. C'est un appareil électronique.

And it has a very nice acute property.

Et elle a une propriété très sympa.

Its intensity can be modulated

On peut moduler son intensité

at very high speeds,

à de très grandes vitesses,

and it can be switched off at very high speeds.

et on peut l'éteindre à de très grandes vitesses.

And this is a fundamental basic property

C'est une propriété fondamentale

that we exploit

que nous exploitons

with our technology.

avec notre technologie.

So let's show how we do that.

Laissez-moi vous montrer comment on fait cela.

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

Allons voir le plus proche voisin du spectre de lumière visible --

go to remote controls.

les télécommandes.

You all know remote controls have an infrared LED --

Vous savez tous que les télécommandes ont une LED infrarouge --

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

en gros vous allumez la LED, et si c'est éteint, vous l'éteignez.

And it creates a simple, low-speed data stream

Et cela crée un simple flux de données, à vitesse réduite

in 10,000 bits per second,

de 10 000 octets par seconde,

20,000 bits per second.

20 000 octets par seconde.

Not usable for a YouTube video.

On ne peut pas s'en servir pour une vidéo sur You Tube.

What we have done

Ce que nous avons fait,

is we have developed a technology

nous avons développé une technologie

with which we can furthermore

avec laquelle nous pouvons en outre

replace the remote control of our light bulb.

remplacer la télécommande de notre ampoule.

We transmit with our technology,

Avec notre technologie nous transmettons,

not only a single data stream,

non seulement un simple flux de données,

we transmit thousands of data streams

mais des milliers de flux de données

in parallel,

en parallèle,

at even higher speeds.

à des vitesses encore plus grandes.

And the technology we have developed --

Et la technologie que nous développée

it's called SIM OFDM.

s'appelle SIM OFDM.

And it's spacial modulation --

Et c'est de la modulation spatiale --

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

ce sont seulement les termes techniques, je n'entre pas dans les détails --

but this is how we enabled

mais c'est ainsi que nous avons permis

that light source

à la source de lumière

to transmit data.

de transmettre des données.

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

Vous allez dire : "D'accord, c'est bien --

a slide created in 10 minutes."

une diapositive créée en 10 minutes"

But not only that.

Mais non seulement cela.

What we've done

Ce que nous avons fait,

is we have also developed a demonstrator.

nous avons aussi développé un prototype.

And I'm showing for the first time in public

Et je montre pour la première fois en public

this visible light demonstrator.

le prototype à lumière visible.

And what we have here

Ce que nous avons ici

is no ordinary desk lamp.

n'est pas une lampe de bureau ordinaire.

We fit in an LED light bulb,

Nous y avons adapté une ampoule à LED,

worth three U.S. dollars,

qui vaut 3 dollars,

put in our signal processing technology.

et introduit notre technologie de traitement du signal.

And then what we have here is a little hole.

Et nous avons ici un petit trou.

And the light goes through that hole.

La lumière passe par ce trou.

There's a receiver.

Il y a un récepteur.

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

Le récepteur va convertir tous ces petits changements subtils d'amplitude

that we create there

que nous y créons

into an electrical signal.

en un signal électrique.

And that signal is then converted back

Et ce signal électrique est alors reconverti

to a high-speed data stream.

en un flux de données à grande vitesse.

In the future we hope

Dans le futur nous espérons

that we can integrate this little hole

pouvoir intégrer ce petit trou

into these smart phones.

dans ces smartphones.

And not only integrate a photo detector here,

Et non seulement intégrer un cellule photoélectrique ici,

but maybe use the camera inside.

mais peut-être utiliser l'appareil photo à l'intérieur.

So what happens

Donc que se passe-t-il

when I switch on that light?

quand on allume cette lumière ?

As you would expect,

Comme on pourrait s'y attendre,

it's a light, a desk lamp.

c'est une lumière, une lampe de bureau.

Put your book beneath it and you can read.

Placez votre livre en-dessous et vous pouvez lire.

It's illuminating the space.

Elle éclaire l'espace.

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

Mais en même temps, vous voyez cette vidéo apparaître ici.

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

Et c'est une vidéo, une vidéo haute définition,

that is transmitted through that light beam.

transmise par ce rai de lumière.

You're critical.

Vous êtes sceptique.

You think, "Ha, ha, ha.

Vous pensez : "Ah, ah, ah.

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

C'est un universitaire futé qui nous joue un petit tour ici."

But let me do this.

Mais laissez-moi faire ceci.

(Applause)

(Applaudissements)

Once again.

Encore une fois.

Still don't believe?

Vous n'y croyez toujours pas ?

It is this light

C'est cette lumière

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

qui transmet cette vidéo haute définition par un flux partagé.

And if you look at the light,

Si vous regardez la lumière,

it is illuminating as you would expect.

elle éclaire comme on s'y attendrait.

You don't notice with your human eye.

Vous ne remarquez pas, avec votre œil humain,

You don't notice the subtle changes in the amplitude

vous ne remarquez pas les changements subtils d'amplitude

that we impress onto this light bulb.

que nous opérons dans cette ampoule.

It's serving the purpose of illumination,

Cela satisfait l'objectif d'éclairage,

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

mais en même temps, nous pouvons transmettre ces données.

And you see,

Et vous pouvez tout simplement le voir,

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

même la lumière du plafond descend jusqu'au récepteur ici .

It can ignore that constant light,

Il peut ignorer cette lumière constante,

because all the receiver's interested in

parce que tout ce qui intéresse le récepteur

are subtle changes.

ce sont les changements subtils.

You also have a critical question now, and

Vous avez également une question cruciale de temps en temps.

you say, "Okay,

Vous dites : "Bon,

do I have to have the light on all the time

est-ce que je dois laisser la lumière allumée en permanence

to have this working?"

pour que cela fonctionne ?"

And the answer is yes.

Et la réponse est oui.

But, you can dim down the light

Mais vous pouvez baisser la lumière

to a level that it appears to be off.

à un niveau où elle semble être éteinte.

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

Et vous pouvez toujours transmettre des données -- c'est possible.

So I've mentioned to you the four challenges.

Alors je vous ai cité les quatre problèmes.

Capacity:

La capacité :

We have 10,000 times more spectrum,

nous avons un spectre 10 000 fois plus large,

10,000 times more LEDs

10 000 fois plus de LEDs

installed already in the infrastructure there.

déjà installées dans l'infrastructure.

You would agree with me, hopefully,

Vous serez d'accord avec moi, je l'espère,

there's no issue of capacity anymore.

qu'il n'y a plus de problème de capacité.

Efficiency:

L'efficacité :

This is data through illumination --

Les données passent par l'éclairage --

it's first of all an illumination device.

c'est avant tout un appareil d'éclairage.

And if you do the energy budget,

Et si vous faites les comptes au niveau énergétique,

the data transmission comes for free --

les données transmises le sont gratuitement,

highly energy efficient.

c'est très basse consommation.

I don't mention the high energy efficiency

Je ne mentionne pas la basse consommation

of these LED light bulbs.

de ces ampoules à LED.

If the whole world would deploy them,

Si le monde entier les déployait,

you would save hundreds of power plants.

on pourrait économiser des centaines de centrales électriques.

That's aside.

Je digresse.

And then I've mentioned the availability.

Ensuite j'ai mentionné la disponibilité.

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

Vous reconnaîtrez qu'il y a des lumières dans les hôpitaux.

You need to see what to do.

Vous devez voir ce que vous faites.

You have lights in an aircraft.

Il y a des lumières dans les avions.

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

Donc il y a de la lumière partout.

Look around. Everywhere. Look at your smart phone.

Regardez autour de vous. Partout. Regardez votre smartphone.

It has a flashlight, an LED flashlight.

Il a une lampe de poche, une lampe de poche à LED.

These are potential sources for high-speed data transmission.

Ce sont des sources potentielles de transmission des données à haute vitesse.

And then there's security.

Et puis il y a la sécurité.

You would agree with me

Vous serez d'accord avec moi

that light doesn't penetrate through walls.

que la lumière ne passe pas à travers les murs.

So no one, if I have a light here,

Donc personne, si j'ai une lumière ici,

if I have secure data,

si j'ai des données protégées,

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

personne de l'autre côté de cette pièce, à travers ce mur,

would be able to read that data.

ne sera capable de lire ces données.

And there's only data where there is light.

Et il y a des données seulement où il y a de la lumière.

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

Donc si je ne veux pas que ce récepteur reçoive des données,

then what I could do,

ce que je peux faire,

turn it away.

c'est le tourner.

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

Alors les données vont dans cette direction, plus dans celle-là.

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

Et on peut en fait voir où les données vont.

So for me,

Donc pour moi,

the applications of it,

les applications de ce procédé,

to me, are beyond imagination at the moment.

d'après moi, dépassent l'imagination à l'heure actuelle.

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

Nous avons eu un siècle de développeurs d'applications intelligentes très sympa.

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

Et il vous suffit de remarquer, là où il y a de la lumière,

there is a potential way to transmit data.

il y a un moyen potentiel de transmettre des données.

But I can give you a few examples.

Mais je peux vous donner quelques exemples.

Well you may see the impact already now.

Bon, vous voyez peut-être déjà l'impact.

This is a remote operated vehicle

Ceci est un véhicule télécommandé

beneath the ocean.

sous les mers.

And they use light to illuminate space down there.

Et on utilise la lumière pour éclairer l'espace là en-dessous.

And this light can be used to transmit wireless data

Cette lumière peut être utilisée pour transmettre des données sans fil

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

que ces choses échangent entre elles.

Intrinsically safe environments

Des environnements intrinsèquement sûrs

like this petrochemical plant --

comme cette usine pétrochimique --

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

vous ne pouvez pas utiliser de radiofréquence, les antennes pourraient produire des étincelles,

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

mais vous pouvez utiliser la lumière -- vous voyez plein de lumière là.

In hospitals,

Dans les hôpitaux,

for new medical instruments;

pour les nouveaux instruments médicaux.

in streets for traffic control.

Dans les rues pour le contrôle de la circulation :

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

les voitures ont des phares à LED, des feux arrière à LED,

and cars can communicate with each other

et les voitures peuvent communiquer entre elles

and prevent accidents

et éviter les accidents

in the way that they exchange information.

en échangeant des informations.

Traffic lights can communicate to the car and so on.

Les feux de circulation peuvent communiquer avec les voitures, etc…

And then you have these millions of street lamps

Et il y a ces millions de lampadaires

deployed around the world.

déployés à travers le monde.

And every street lamp could be a free access point.

Chaque lampadaire serait un point d'accès gratuit.

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

En fait nous appelons cela le Li-Fi,

light-fidelity.

light-fidelity [lumière-fidélité].

And then we have these aircraft cabins.

Et il y a ces cabines d'avions.

There are hundreds of lights in an aircraft cabin,

Il y a des centaines de lumières dans une cabine d'avion,

and each of these lights

et chacune de ces lumières

could be a potential transmitter of wireless data.

est un transmetteur potentiel de données sans fil.

So you could enjoy your most favorite TED video

Donc vous pourriez apprécier votre vidéo favorite de TED

on your long flight back home.

sur un long vol retour vers chez vous.

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

La vie en ligne. Je pense que c'est une vision qui est possible.

So, all we would need to do

Donc tout ce que nous devons faire,

is to fit a small microchip

c'est installer une petite micro-puce

to every potential illumination device.

sur chaque appareil potentiel d'éclairage.

And this would then combine

Cela combinerait alors

two basic functionalities:

deux fonctions basiques :

illumination and wireless data transmission.

l'éclairage et la transmission de données sans fil.

And it's this symbiosis that I personally believe

Et c'est cette symbiose dont je crois personnellement

could solve the four essential problems

qu'elle pourrait résoudre les quatre problèmes essentiels

that face us in wireless communication these days.

auxquels nous faisons face de nos jours dans la communication sans fil.

And in the future,

Et dans le futur,

you would not only have 14 billion light bulbs,

on aurait non seulement 14 milliards d'ampoules,

you may have 14 billion Li-Fis

mais aussi 14 milliards de Li-Fis

deployed worldwide --

déployés à travers le monde --

for a cleaner, a greener,

pour un futur plus propre, plus écologique,

and even a brighter future.

et même plus brillant.

Thank you.

Merci.

(Applause)

(Applaudissements)