Wireless data from every light bulb | Harald Haas

Fordító: Peter Jambor Lektor: Anna Patai

Do you know

Tudták,

that we have 1.4 million cellular radio masts

hogy 1,4 millió mobiltelefonhálózat antenna működik

deployed worldwide?

szerte a világon?

And these are base stations.

és ezek alapállomások.

And we also have

Több mint

more than five billion

5 milliárd ilyen

of these devices here.

készülékünk van.

These are cellular mobile phones.

Ezek a mobiltelefonok.

And with these mobile phones,

Ezekkel a mobiltelefonokkal

we transmit more than 600 terabytes of data

több mint 600 terabájt adatot viszünk át

every month.

minden hónapban.

This is a 6 with 14 zeroes --

Ez egy 6-os 14 nullával --

a very large number.

egy hatalmas szám.

And wireless communications

A vezeték nélküli kommunikáció

has become a utility

egy olyan közművé vált,

like electricity and water.

mint a villany vagy a víz.

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

Minden nap használjuk. Használjuk mindennapi életünk során --

in our private lives, in our business lives.

magánéletben és üzleti szférában egyaránt.

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

Néha még meg is kérnek, igen udvariasan,

to switch off the mobile phone at events like this

hogy kapcsoljuk ki a mobilunkat olyan eseményeken,

for good reasons.

mint ez itt, és okkal.

And it's this importance

És a dolog fontossága volt az,

why I decided to look into the issues

amiért úgy döntöttem, hogy foglalkozom azokkal a kérdésekkel,

that this technology has,

amelyek a technológiával kapcsolatosak,

because it's so fundamental to our lives.

mert annyira alapvető az életünkben.

And one of the issues is capacity.

Az egyik ilyen kérdés a kapacitás.

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

Az adattovábbítás egyik módja az elektromágneses hullámok --

in particular, radio waves.

közelebbről rádióhullámok.

And radio waves are limited.

Ezek a rádióhullámok korlátozottak.

They are scarce; they are expensive;

Ritkák és drágák;

and we only have a certain range of it.

továbbá csak egy bizonyos szélesség áll rendelkezésünkre.

And it's this limitation

Pontosan ez a korlátozottság az,

that doesn't cope

ami nem tud megbírkózni

with the demand of wireless data transmissions

a vezeték nélküli adatátvitel-kereslettel

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

és a bájtok és adatok számával, amely minden hónapban átvitelre kerül.

And we are simply running out of spectrum.

Egyszerűen kifogyófélben van.

There's another problem.

Van egy másik gond is.

That is efficiency.

Ez pedig a hatékonyság.

These 1.4 million cellular radio masts, or base stations,

Az 1,4 millió mobiltelefon-hálózat antenna, vagy alapállomás

consume a lot of energy.

rengeteg áramot fogyaszt.

And mind you, most of the energy

és felhívnám a figyelmüket, hogy a villamos energia nagy része

is not used to transmit the radio waves,

nem a rádióhullámok atvitelére megy el,

it is used to cool the base stations.

hanem az alapállomások hűtésére.

Then the efficiency of such a base station

Így ezen alapállomások hatékonysága

is only at about five percent.

csupán 5 százalék körül van.

And that creates a big problem.

És ez egy nagy problémát vet föl.

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

Van egy másik gond is, amivel mindannyian tisztában vagyunk.

You have to switch off your mobile phone

Mobilunkat ki kell kapcsolnunk

during flights.

repülés közben.

In hospitals, they are security issues.

A kórházakban ez biztonsági kérdés.

And security is another issue.

És a biztonság egy újabb gond.

These radio waves penetrate through walls.

Ezek a rádióhullámok áthatolnak falakon,

They can be intercepted,

befoghatóak

and somebody can make use of your network

és így valaki kihasználhatja hálózatunkat

if he has bad intentions.

ha rossz szándékai vannak.

So these are the main four issues.

Tehát ez a négy alapvető kérdés.

But on the other hand,

Másrészről viszont,

we have 14 billion of these:

14 milliárd van belőle:

light bulbs, light.

elektromos izzók, fény.

And light is part of the electromagnetic spectrum.

És a fény az elektromágneses spektrum része.

So let's look at this in the context

Vagyis figyeljuk ezt meg az

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

egész elektromágneses spektrum szempontjából, ahol gamma sugarak vannak.

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

Persze nem akarunk közel kerülni a gamma sugarakhoz, ez veszélyes lehet.

X-rays, useful when you go to hospitals.

A röntgen hasznos, amikor kórházba megyünk.

Then there's ultraviolet light.

Itt van még az ibolyántúli sugárzás,

it's good for a nice suntan,

aminél jót napozhatunk,

but otherwise dangerous for the human body.

másrészt viszont ártalmas az emberi szervezetre.

Infrared --

Infravörös --

due to eye safety regulations,

látásvédelmi előírások miatt

can be only used with low power.

csak alacsony teljesítménnyel használhatjuk.

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

Majd itt vannak a rádióhullámok, kérdéseit fent említettem.

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

és valahol középen helyezkedik el a látható fényspektrum.

It's light,

Ez maga a fény,

and light has been around for many millions of years.

amely már néhány millió éve jelen van.

And in fact, it has created us,

Tulajdonképpen ő hozott létre bennünket,

has created life,

magát az életet,

has created all the stuff of life.

és annak minden részét.

So it's inherently safe to use.

Így magától értetődően biztonságos.

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

Milyen nagyszerű is lenne, ha vezeték nélküli kommunikációra használhatnánk.

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

És ez még nem minden, összehasonlítottam az egész spektrummal.

I compared the radio waves spectrum --

Összehasonlítottam a rádióhullámok spektrumát--

the size of it --

a méretét --

with the size of the visible light spectrum.

a látható fény spektrumának méretével.

And guess what?

És mit gondolnak, mit találtam?

We have 10,000 times more of that spectrum,

Ennek a spektrumnak 10.000-szer nagyobb része az,

which is there for us to use.

amit használni tudunk.

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

Tehát nem csak egy hatalmas mennyiségű spektrum áll rendelkezésünkre,

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

hasonlítsuk ezeket össze azzal a számmal, amit az előbb említettem.

We have 1.4 million

1,4 millió

expensively deployed,

drágán működő,

inefficient radio cellular base stations.

nem hatékony mobiltelefon-hálózat alapállomásunk van.

And multiply that by 10,000,

Szorozzuk meg ezt a számot 10.000-el,

then you end up at 14 billion.

így kapunk 14 milliárdot.

14 billion is the number of light bulbs installed already.

14 milliárd az elektromos izzók száma, amelyek már be vannak szerelve.

So we have the infrastructure there.

Tehát az infrastruktúra adott.

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

Ha a mennyezetre nézünk, látjuk őket.

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

Ha az emeletre megyünk, szintén ott vannak.

Can we use them for communications?

Használhatjuk őket kommunikációra is?

Yes.

Igen.

What do we need to do?

Mit kell tennünk?

The one thing we need to do

Amit meg kell tennünk az az,

is we have to replace these inefficient incandescent light bulbs,

hogy kicseréljük ezeket a nem hatékony hagyományos izzókat,

florescent lights,

a neon izzókat,

with this new technology of LED,

az új LED technológiára,

LED light bulbs.

LED izzókra.

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

A LED egy félvezető. Egy elektromos készülék.

And it has a very nice acute property.

És egy nagyon helyes tulajdonsága is van,

Its intensity can be modulated

az intenzitását állítani lehet

at very high speeds,

nagyon nagy sebességeken,

and it can be switched off at very high speeds.

továbbá kikapcsolhatók nagy sebességeknél is.

And this is a fundamental basic property

És ez egy alapvető tulajdonság,

that we exploit

amelyet a technológiánk

with our technology.

kihasznál.

So let's show how we do that.

Mutassuk tehát meg, hogyan is csináljuk ezt.

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

Vegyük a látható fényspektrum legközelebbi szomszédját --

go to remote controls.

a távirányítót.

You all know remote controls have an infrared LED --

Mindannyian tudjuk, hogy a távirányítóban van egy infravörös LED --

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

tulajdonképpen bekapcsoljuk a LED-et és ha ki van kapcsolva, kikapcsoljuk.

And it creates a simple, low-speed data stream

És ez egy egyszerű, alacsony sebességű adatfolyamot hoz létre

in 10,000 bits per second,

másodpercenként 10.000 bittel,

20,000 bits per second.

másodpercenként 20.000 bittel.

Not usable for a YouTube video.

Nem alkalmas YouTube video megtekintésére.

What we have done

Amit elvégeztünk az egy

is we have developed a technology

új technológia kifejlesztése,

with which we can furthermore

amivel

replace the remote control of our light bulb.

kicserélhetjük az távirányítót egy izzóra.

We transmit with our technology,

Nemcsak egy egyszerű adatfolyamot

not only a single data stream,

továbbíthatunk ezzel a technológiával,

we transmit thousands of data streams

adatfolyamok ezreit továbbíthatjuk

in parallel,

párhuzamosan,

at even higher speeds.

még magasabb sebességeken is.

And the technology we have developed --

És a technológiát, amelyet kifejlesztettünk --

it's called SIM OFDM.

SIM OFDM-nek nevezzük.

And it's spacial modulation --

ez egy térbeli moduláció --

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

ezek az egyedüli technikai kifejezések, nem fogok részletekbe menni --

but this is how we enabled

de ilyen módon tettünk alkalmassá

that light source

egy fényforrást

to transmit data.

adatátvitelre.

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

Most persze azt mondják, "Rendben, ez nagyon érdekes --

a slide created in 10 minutes."

egy dia, ami 10 perc alatt elkészült."

But not only that.

De nem csak ebben áll a dolog.

What we've done

Létrehoztunk még

is we have also developed a demonstrator.

egy bemutató készüléket is.

And I'm showing for the first time in public

És először a nyilvánosság előtt mutatok be

this visible light demonstrator.

egy látható fénybemutató készüléket.

And what we have here

Amit itt látnak,

is no ordinary desk lamp.

az egy közönséges íróasztali lámpa.

We fit in an LED light bulb,

Behelyezünk egy LED izzót,

worth three U.S. dollars,

ami 3 amerikai dollárba kerül,

put in our signal processing technology.

belehelyezzük a jelfeldolgozó technológiánkat

And then what we have here is a little hole.

továbbá, ami még szükséges, az egy apró lyuk.

And the light goes through that hole.

A fény áthalad ezen a lyukon.

There's a receiver.

Itt található egy vevő.

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

A vevő átalakítja ezeket a kis, érzékeny változásokat az amplitúdóban,

that we create there

amelyekből egy

into an electrical signal.

elektromos jelet hozunk létre.

And that signal is then converted back

És ezt az elektromos jelet aztán visszaalakítjuk

to a high-speed data stream.

egy nagy sebességű adatfolyammá.

In the future we hope

Remeljük, a jövőben majd

that we can integrate this little hole

sikerül beleépíteni ezeket a kis lyukakat

into these smart phones.

ezekbe az okostelefonokba.

And not only integrate a photo detector here,

És nemcsak fénykép detektort építünk majd be,

but maybe use the camera inside.

hanem a kamerát is tudjuk majd használni.

So what happens

Tehát, mi történik,

when I switch on that light?

amikor bekapcsolom ezt a fényt?

As you would expect,

Ahogyan elvárhatjuk,

it's a light, a desk lamp.

ez a fény az asztali lámpából.

Put your book beneath it and you can read.

Ha alája teszünk egy könyvet, olvashatjuk.

It's illuminating the space.

Megvilágítja a teret.

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

Ugyanakkor láthatunk egy bejovő videót is.

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

és ez a videó nagy felbontású,

that is transmitted through that light beam.

amelyet a fénynyaláb továbbít.

You're critical.

Most persze kételkednek.

You think, "Ha, ha, ha.

Azt gondolják, "Ha, ha, ha.

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

Ez egy okostojás professzor, aki trükkösködik itt nekünk."

But let me do this.

De, hadd csináljam ezt.

(Applause)

(Taps)

Once again.

Még egyszer.

Still don't believe?

Még mindig nem hiszik?

It is this light

Ez az a fény,

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

amely továbbítja ezt a nagyfelbontású videót töredék folyamokban.

And if you look at the light,

És ha megnézik a fényt,

it is illuminating as you would expect.

megvilágít, mint ahogyan elvárható.

You don't notice with your human eye.

Nem követhető emberi szemmel.

You don't notice the subtle changes in the amplitude

Nem érzékeljük az apró változásokat az amplitúdóban,

that we impress onto this light bulb.

amelyet átfolyatunk az izzón.

It's serving the purpose of illumination,

Eleget tesz a világítás követelményének,

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

ugyanakkor képesek vagyunk adatátvitelre is.

And you see,

Láthatjuk,

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

hogy a mennyezeti fényt is elér a vevőhöz.

It can ignore that constant light,

Nem kell figyelembe vennem az állandó fényt,

because all the receiver's interested in

mert, ami a vevőt érdekli, azok

are subtle changes.

az apró változások.

You also have a critical question now, and

Biztosan felmerülnek néha kételkedő kérdések.

you say, "Okay,

Azt mondják, "Rendben,

do I have to have the light on all the time

de a fényforrásnak állandóan bekapcsolva kell lennie ahhoz,

to have this working?"

hogy ez működjön?"

And the answer is yes.

A válasz, igen.

But, you can dim down the light

Viszont a fényt olyan szintre is tompíthatjuk,

to a level that it appears to be off.

aminél már úgy tűnik, mintha ki lenne kapcsolva.

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

és még így is képesek vagyunk adatátvitelre -- ez lehetséges.

So I've mentioned to you the four challenges.

Tehát említettem önöknek a négy kihívást.

Capacity:

Kapacitás;

We have 10,000 times more spectrum,

10.000-szer több spektrum áll rendlkezésre,

10,000 times more LEDs

10.000-szer több LED

installed already in the infrastructure there.

már beszerelt állapotban a hálózat része.

You would agree with me, hopefully,

Gondolom, egyetértenek velem abban, hogy

there's no issue of capacity anymore.

a kapacitás többé nem kérdés.

Efficiency:

Hatékonyság;

This is data through illumination --

Adatok világítás által --

it's first of all an illumination device.

mindenekelőtt ez egy világító berendezés.

And if you do the energy budget,

Ha számításba vesszük az energia árát,

the data transmission comes for free --

az adatátvitel ingyenes lesz --

highly energy efficient.

nagy mértékben energiahatékony.

I don't mention the high energy efficiency

Nem is szólva a nagy energihatékonyságú

of these LED light bulbs.

LED izzókról.

If the whole world would deploy them,

Ha az egész világ hasznalná őket,

you would save hundreds of power plants.

több száz erőművet takaríthatnánk meg.

That's aside.

Csak úgy mellesleg.

And then I've mentioned the availability.

Ezek után említettem az elérhetőséget.

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

Egyetértenek velem, hogy fényre szükség van a kórházakban.

You need to see what to do.

Látni kell, amit az ember csinál.

You have lights in an aircraft.

Fény van a repülőgépeken is.

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

Tehát a technológia mindenütt ott van, ahol fény van.

Look around. Everywhere. Look at your smart phone.

Nézzenek körül. Mindenhol. Nézzenek az okostelefonjukra.

It has a flashlight, an LED flashlight.

Van benne egy elemlámpa, egy LED elemlámpa.

These are potential sources for high-speed data transmission.

Ezek a nagy sebességű adatátvitel lehetséges forrásai.

And then there's security.

Itt van még a biztonság kérdése.

You would agree with me

Megegyezhetünk abban,

that light doesn't penetrate through walls.

hogy a fény nem hatol át falakon.

So no one, if I have a light here,

Tehát ha meggyújtom ezt a fényt,

if I have secure data,

biztonságos az adatátvitel,

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

senki a szoba másik oldalán a falon keresztül

would be able to read that data.

nem lesz képes elolvasni ezt az adatot.

And there's only data where there is light.

És az adat csak ott létezik, ahol fény is van.

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

Tehát ha nem akarom, hogy a vevő adatot fogjon,

then what I could do,

amit tehetek az az, hogy

turn it away.

elfordítom.

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

Így az adat ebbe az irányba halad és nem abba.

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

Tulajdonképpen láthatjuk, hova halad az adat.

So for me,

Így számomra,

the applications of it,

a dolog felhasználhatósága,

to me, are beyond imagination at the moment.

nekem elképzelhetetlenül nagy mértékű jelenleg.

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

Egy évszazadon keresztül tanúi lehettünk nagyon szép és okos berendezések fejlesztőinek.

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

És csupán észre kell vennünk, hogy ahol fény van,

there is a potential way to transmit data.

ott lehetőség is van adatátvitelre.

But I can give you a few examples.

De hadd mondjak egy pár példát.

Well you may see the impact already now.

Már most láthatjuk a hatást.

This is a remote operated vehicle

Ez egy távolból irányított jármű.

beneath the ocean.

az óceán fenekén.

And they use light to illuminate space down there.

És a fény megvilágítja az odalenti világot.

And this light can be used to transmit wireless data

Ez a fény felhasználható vezeték nélküli adatátvitelre,

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

hogy ezek a dolgok egymással kommunikáljanak.

Intrinsically safe environments

Biztonsági előírások miatt,

like this petrochemical plant --

mint ezen az olajfeldolgozó állomáson --

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

nem használhatunk rádióhullámokat a képződő szikrák miatt,

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

de használhatunk fényt -- rengeteg fényt látunk itt.

In hospitals,

A kórházakban,

for new medical instruments;

az új egészségügyi berendezéseknél;

in streets for traffic control.

az utcán közlekedés-irányításban.

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

Az autókban LED alapú első és hátsó fényszórók vannak,

and cars can communicate with each other

így az autók akár kommunikálhatnak is egymással

and prevent accidents

és baleseteket előzhetnek meg

in the way that they exchange information.

az információk cseréje által.

Traffic lights can communicate to the car and so on.

A közlekedési lámpák kommunikálhatnak a járművekkel és így tovább.

And then you have these millions of street lamps

Továbbá itt vannak még az utcai lámpák milliói

deployed around the world.

szerte a világon.

And every street lamp could be a free access point.

És minden egyes utcai lámpa egy ingyenes hozzáférhetőségi pont lenne.

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

Nevezhetjük tulajdonképpen Li-Fi-nak is

light-fidelity.

light-fidelity.

And then we have these aircraft cabins.

Továbbá itt vannak pilótafülkék,

There are hundreds of lights in an aircraft cabin,

amelyekben több száz fény található,

and each of these lights

és minden egyes fény

could be a potential transmitter of wireless data.

egy lehetséges vezeték nélküli adó lehet.

So you could enjoy your most favorite TED video

Tehát élvezhetjük a kedvenc TED videónkat

on your long flight back home.

a hosszú repülőút alatt útban hazafelé.

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

Egy online élet. Úgy gondolom ez egy lehetséges vízió.

So, all we would need to do

Tehát, amit tennünk kell,

is to fit a small microchip

az egy microchip elhelyezése

to every potential illumination device.

minden lehetséges megvilágító szerkezetbe.

And this would then combine

És így egyszerre ellát

two basic functionalities:

két alapfunkciót;

illumination and wireless data transmission.

világítás és vezeték nélküli adatátvitel.

And it's this symbiosis that I personally believe

Így ez az a szimbiózis, amiről azt hiszem,

could solve the four essential problems

megoldhatná a négy alapvető problémát,

that face us in wireless communication these days.

amivel napjainkban szembenézünk a vezeték nélküli távközlésben.

And in the future,

És a jövőben,

you would not only have 14 billion light bulbs,

nemcsak 14 milliárd izzónk lenne,

you may have 14 billion Li-Fis

hanem 14 milliárd Li-Fi is

deployed worldwide --

működőképesen szerte a világon --

for a cleaner, a greener,

egy tisztább, zöldebb,

and even a brighter future.

és egy még fényesebb jövőért.

Thank you.

Köszönöm.

(Applause)

(Taps)