Wireless data from every light bulb | Harald Haas

번역: Jeong-Lan Kinser 검토: Namju Kwak

Do you know

여러분께서는

that we have 1.4 million cellular radio masts

우리가 전세계적으로 배치된

deployed worldwide?

140만 개의 무선 전파 마스트를 갖고 있음을 아시나요?

And these are base stations.

이것들이 그 기지 스테이션입니다.

And we also have

또한 우리는

more than five billion

50조 개가 넘는

of these devices here.

이러한 장치들을 여기 가지고 있습니다.

These are cellular mobile phones.

이건 휴대용 무선 전화입니다.

And with these mobile phones,

이 휴대용 전화들을 가지고,

we transmit more than 600 terabytes of data

우리는 600 테라바이트를 넘는 데이터를

every month.

매달 전송합니다.

This is a 6 with 14 zeroes --

이것은 6에 14개의 0이 있는 것이지요. --

a very large number.

굉장히 큰 수지요.

And wireless communications

무선 통신은

has become a utility

전기와 물과 같이

like electricity and water.

유용한 자원이 되었습니다.

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

우리는 그것을 매일 이용합니다. 지금 우리는 그것을 우리의 일상생활 속에서 --

in our private lives, in our business lives.

우리의 사생활 속에서, 우리의 업무 생활 속에서 이용합니다.

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

심지어 우리는 가끔씩, 매우 조심스럽게,

to switch off the mobile phone at events like this

좋은 이유들 때문에, 이러한 일들이 있을 때

for good reasons.

휴대 전화를 꺼달라고 요청을 받아야 합니다.

And it's this importance

이 기술이 가진

why I decided to look into the issues

그 쟁점들을 제가 검토하기로 결정한 이유가

that this technology has,

바로 이 중요성인데,

because it's so fundamental to our lives.

그것이 우리 삶에서 매우 중요하기 때문입니다.

And one of the issues is capacity.

그 쟁점들 중 하나는 용량입니다.

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

우리가 무선 데이터를 전송하는 방식은 전기자파의 사용에 의한 것,

in particular, radio waves.

특히, 전파에 의한것이죠.

And radio waves are limited.

그리고 전파는 제한적입니다.

They are scarce; they are expensive;

그것들은 귀하고 비쌉니다.

and we only have a certain range of it.

또한 우리는 그것의 특정 범위만 갖고 있습니다.

And it's this limitation

무선 데이터 전송의 요구와

that doesn't cope

매달 전송되는 바이트와 데이터의 수를

with the demand of wireless data transmissions

다루지 못하는 것은

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

이러한 제약에 의한 것입니다.

And we are simply running out of spectrum.

그리고 그것들은 단순히 스펙트럼의 부족일 뿐입니다.

There's another problem.

다른 문제도 있어요.

That is efficiency.

그것은 효율성입니다.

These 1.4 million cellular radio masts, or base stations,

이 140만 개의 무선 전파 마스트나 기지 스테이션은

consume a lot of energy.

굉장히 많은 에너지를 소모합니다.

And mind you, most of the energy

기억하실것은, 대부분의 에너지는

is not used to transmit the radio waves,

전파를 전송하는데 이용되지 않습니다,

it is used to cool the base stations.

그것은 기지 스테이션의 열을 식히는데 이용됩니다.

Then the efficiency of such a base station

그렇다면 그와같은 기지 스테이션의 효율성은

is only at about five percent.

약 5%정도에 불과합니다.

And that creates a big problem.

이는 커다란 문제를 초래합니다.

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

다음으로 여러분이 모두가 알고 있는 또다른 문제가 있습니다.

You have to switch off your mobile phone

여러분께서는 비행 도중에

during flights.

무선전화기를 꺼야하죠.

In hospitals, they are security issues.

병원에서는, 그것은 보안의 쟁점입니다.

And security is another issue.

보안은 또 다른 쟁점입니다.

These radio waves penetrate through walls.

이 전파들은 벽을 통해서 투과합니다.

They can be intercepted,

그것들은 가로채질 수 있고

and somebody can make use of your network

누군가가 나쁜 의도를 가지고 있다면

if he has bad intentions.

누군가 여러분의 네트웤을 악용할 수도 있습니다

So these are the main four issues.

이것들이 네 가지 주요 쟁점들입니다.

But on the other hand,

하지만 반면,

we have 14 billion of these:

우리는 140조 개의 이것들을 가지고 있습니다:

light bulbs, light.

전구, 빛.

And light is part of the electromagnetic spectrum.

빛은 전자기 스펙트럼의 일부입니다.

So let's look at this in the context

자, 감마 광선이 있는 전체적인 전자기 스펙트럼의

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

맥락에서 이것을 살펴보기로 합시다.

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

여러분은 감마광선에 가깝게 가시지 않는게 좋아요, 위험할 수도 있습니다.

X-rays, useful when you go to hospitals.

X-레이는 병원에 갔을 때 유용하죠.

Then there's ultraviolet light.

다음으로 자외선광이 있습니다.

it's good for a nice suntan,

이는 선탠하기에는 좋지만,

but otherwise dangerous for the human body.

그렇지 않다면 인체에는 위험합니다.

Infrared --

적외선은 --

due to eye safety regulations,

안구 안전 규범에 의해

can be only used with low power.

낮은 전력으로만 이용할 수 있습니다.

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

그 다음에는 전파가 있는데, 그것은 제가 언급한 문제들을 지니고 있죠.

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

그 중간에는, 우리는 이 가시광선 스펙트럼이 있습니다.

It's light,

이것은 빛이고,

and light has been around for many millions of years.

빛은 수백만 년간 존재해왔습니다 .

And in fact, it has created us,

사실상, 그것은 우리를 창조했고,

has created life,

생명을 창조했고,

has created all the stuff of life.

삶의 모든 것들을 창조했습니다.

So it's inherently safe to use.

그래서 그것은 사용하기에 본질적으로 안전합니다.

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

그렇다면 무선 통신을 위해서 이용한다면 굉장히 좋지 않겠어요?

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

뿐만이 아니라, 저는 그것을 전체의 스펙트럼에 비교했습니다.

I compared the radio waves spectrum --

전파 스펙트럼을,

the size of it --

그 크기를,

with the size of the visible light spectrum.

가시광선 스펙트럼의 크기와 비교했습니다.

And guess what?

무엇인가 아시겠어요?

We have 10,000 times more of that spectrum,

우리는 그 스펙트럼의 10,000배 이상을 갖고 있으며,

which is there for us to use.

그것은 우리가 이용할 수 있는 것입니다.

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

이 많은 양의 스펙트럼을 갖고 있을뿐만 아니라,

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

제가 방금 언급한 그 수로 비교해 보기로 합시다.

We have 1.4 million

우리는 140만개의

expensively deployed,

값비싸게 배치된

inefficient radio cellular base stations.

비효율적인 무선 전파 기지 스테이션을 갖고 있습니다.

And multiply that by 10,000,

그걸 10,000으로 곱해보세요.

then you end up at 14 billion.

그러면 140조에 도달하게 됩니다.

14 billion is the number of light bulbs installed already.

140조는 이미 설치된 전구의 수입니다.

So we have the infrastructure there.

그래서 우리는 이렇게 인프라를 갖추고 있죠.

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

천정을 보세요, 전구들이 보이시죠.

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

중심 층으로 가보세요, 이 전구들이 보이시죠.

Can we use them for communications?

그걸 통신에 이용할 수 있을까요?

Yes.

예.

What do we need to do?

우리가 무엇을 해야 할까요?

The one thing we need to do

우리에게 필요한 한가지 일은

is we have to replace these inefficient incandescent light bulbs,

이 비효율적인 백열 전구,

florescent lights,

형광등을

with this new technology of LED,

LED의 새로운 기술로,

LED light bulbs.

LED 전구로 교체하는 것입니다.

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

LED는 반도체입니다. 그것은 전기 장치입니다.

And it has a very nice acute property.

그리고 그것은 매우 훌륭한 첨단 특징을 갖고 있습니다.

Its intensity can be modulated

그것의 강도는

at very high speeds,

아주 빠른 속도로 변조될 수 있고,

and it can be switched off at very high speeds.

매우 빠르게 꺼질 수 있습니다.

And this is a fundamental basic property

이것이 우리의 기술을 가지고

that we exploit

우리가 탐구한

with our technology.

근본적인 기본 속성입니다.

So let's show how we do that.

우리가 그것을 어떻게 하는지 보여드리기로 하죠.

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

가시광선 스펙트럼에 가장 가까운 이웃에게 가보기로 합시다,

go to remote controls.

원격 조정기로 가보기로 하죠.

You all know remote controls have an infrared LED --

원격 조정기에는 적외선 LED가 있다는 것을 모두 아실 것입니다. --

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

기본적으로 LED스위치를 켜고, 만일 그것이 꺼져있으면, 그 스위치를 끕니다.

And it creates a simple, low-speed data stream

그러면 그것은 단순한 저속 데이터 스트림을 생성하는데

in 10,000 bits per second,

초당 10,000 비트나,

20,000 bits per second.

초당 20,000 비트죠.

Not usable for a YouTube video.

유투브 비디오를 보시는데 사용할 수는 없겠죠.

What we have done

우리가 성취한 것은

is we have developed a technology

우리의 전구의 원격 조정기를

with which we can furthermore

본격적으로 대체할 수 있는

replace the remote control of our light bulb.

기술을 개발했다는 것입니다.

We transmit with our technology,

우리는 우리의 기술을 이용해

not only a single data stream,

단일 데이터 스트림을 전송할 뿐 아니라

we transmit thousands of data streams

수천 개의 데이터 스트림을

in parallel,

병렬적으로 전송하지요,

at even higher speeds.

심지어 더 빠른 속도로요.

And the technology we have developed --

우리가 개발한 그 기술은

it's called SIM OFDM.

SIM OFDM 이라고 불립니다.

And it's spacial modulation --

그것은 공간 변조입니다.

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

이것들은 단지 기술적인 용어들입니다. 자세하게 말씀드리지는 않겠지만

but this is how we enabled

이것은 우리가

that light source

광자원으로 하여금

to transmit data.

데이터를 전송하도록 만든 방법입니다.

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

여러분은, "좋아, 이것 참 좋군 --

a slide created in 10 minutes."

10분만에 만들어진 슬라이드 한장이잖아."라고 하시겠죠.

But not only that.

하지만 그것 뿐만이 아닙니다.

What we've done

우리가 성취한 것은

is we have also developed a demonstrator.

우리는 표시기를 개발했습니다.

And I'm showing for the first time in public

저는이 가시광선 표시기를

this visible light demonstrator.

최초로 대중들에게 공개하고 있습니다.

And what we have here

여기 있는 것은

is no ordinary desk lamp.

평범한 책상 램프입니다.

We fit in an LED light bulb,

우리는 미화 3달러짜리 전구를

worth three U.S. dollars,

장착하고,

put in our signal processing technology.

우리의 신호 처리 기술을 첨가합니다.

And then what we have here is a little hole.

그리고 여기에 작은 구멍이 있습니다.

And the light goes through that hole.

빛이 그 구멍을 통해 지나갑니다.

There's a receiver.

여기 수신기가 있군요.

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

그 수신기는, 우리가 거기서 발생시킨

that we create there

진폭 상의 작고 미묘한 변화를

into an electrical signal.

전기 신호로 변환할 것입니다.

And that signal is then converted back

그 후 그 전기 신호는 고속 데이터 스트림으로

to a high-speed data stream.

다시 변환됩니다.

In the future we hope

향후 우리는

that we can integrate this little hole

이 스마트폰들에 이 작은 구멍을

into these smart phones.

통합시킬 수 있기를 희망합니다.

And not only integrate a photo detector here,

여기 광겁출기를 병합하는것 뿐만이 아니라

but maybe use the camera inside.

어쩌면 내부에 카메라를 이용할 수 있을 수도 있습니다.

So what happens

그러면 제가 그 빛을 켤 때

when I switch on that light?

어떤 일이 일어날까요?

As you would expect,

여러분이 기대하시는 바와 같이,

it's a light, a desk lamp.

그건 전등, 책상 램프입니다.

Put your book beneath it and you can read.

여러분의 책을 그 아래에 놓으시면, 당신은 읽을수 있어요.

It's illuminating the space.

이것은 공간을 밝혀주고 있어요.

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

하지만 동시에, 여기 나오는 이 비디오를 봅니다.

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

그리고 그것은 그 광선을 통해 전송되는

that is transmitted through that light beam.

비디오, 고해상도 비디오입니다.

You're critical.

비판적이시군요.

You think, "Ha, ha, ha.

여러분은, "하하하.

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

여기 이 사람은 트릭을 약간 쓸 줄 아는 똑똑한 선생님이군요."라고 생각합니다.

But let me do this.

하지만 계속 하게 해주세요.

(Applause)

(박수)

Once again.

다시 한번요.

Still don't believe?

여전히 안믿으세요?

It is this light

이것은 이 고해상도의 비디오를 분할된 스트림의 형태로

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

전송하는 그 전등입니다.

And if you look at the light,

그리고 여러분이 그 전등을 보시면,

it is illuminating as you would expect.

그 전등은 예상대로 빛을 밝히고 있습니다.

You don't notice with your human eye.

인간의 눈으로는 인지하지 못합니다.

You don't notice the subtle changes in the amplitude

이 전구 상에 우리가 유발한

that we impress onto this light bulb.

진폭 상의 그 미묘한 변화를 여러분은 알아차리지 못합니다.

It's serving the purpose of illumination,

이것은 조명의 목적을 위해 기능하고 있지만

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

동시에 우리는 이 데이터를 전송할 수 있습니다.

And you see,

그리고 여러분은 천장에서 여기 수신기로 내려오는 균일한 빛을

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

간단히 보실 수 있습니다.

It can ignore that constant light,

이는 그 지속적인 빛을 무시할 수 있는데

because all the receiver's interested in

왜냐하면 모든 수신기들은

are subtle changes.

미묘한 변화에 관심이 있기 때문이죠.

You also have a critical question now, and

여러분들은 또한 종종 비판적인 질문을 하시죠.

you say, "Okay,

여러분들은, "좋아,

do I have to have the light on all the time

이런 기능을 갖기 위해서

to have this working?"

항상 그 빛을 켜놓아야 해?"라고 하시죠.

And the answer is yes.

대답은 "예" 입니다.

But, you can dim down the light

하지만, 여러분은 그것이 꺼진 것처럼 보이는 정도까지

to a level that it appears to be off.

그 빛을 어둡게 할 수 있습니다.

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

그래도 여러분은 여전히 데이터를 전송할 수 있습니다. -- 가능하지요.

So I've mentioned to you the four challenges.

이렇게 저는 네 가지 도전 과제들을 여러분께 말씀드렸습니다.

Capacity:

수용력:

We have 10,000 times more spectrum,

우리에게는 10,000배 더 많은 스펙트럼,

10,000 times more LEDs

10,000배가 더 많은 LED를

installed already in the infrastructure there.

인프라에 이미 설치했습니다.

You would agree with me, hopefully,

바라건대 저게 동의하실 것입니다.

there's no issue of capacity anymore.

더이상은 수용력의 문제는 없습니다.

Efficiency:

효율성:

This is data through illumination --

이것은 조명을 통한 데이터입니다 --

it's first of all an illumination device.

무엇보다 이것은 조명장치입니다.

And if you do the energy budget,

여러분이 에너지 예산을 짜는경우,

the data transmission comes for free --

데이터 전송은 무료로 따라옵니다 --

highly energy efficient.

에너지 효율성이 상당하지요.

I don't mention the high energy efficiency

저는 이 LED 전구들의

of these LED light bulbs.

높은 에너지 효율성을 언급하지는 않습니다.

If the whole world would deploy them,

만일 전세계이 그걸들을 배치한다면,

you would save hundreds of power plants.

여러분은 수백 개의 발전소를 절약할 것입니다.

That's aside.

이것은 일면일 뿐입니다.

And then I've mentioned the availability.

그 다음에 저는 이용가능성을 언급했습니다.

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

여러분은 병원에 전구가 있다는 것에 동의하실 것입니다.

You need to see what to do.

무엇을 할지 볼 필요가 있지요.

You have lights in an aircraft.

비행체에 빛이 있습니다.

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

즉 어디에든지 빛이 있지요.

Look around. Everywhere. Look at your smart phone.

둘러보세요. 어디에든지 있어요. 스마트폰을 한번 보세요.

It has a flashlight, an LED flashlight.

플래시, LED 플래시가 있습니다.

These are potential sources for high-speed data transmission.

이것들은 고속 데이터 전송을 위한 잠재적 원천입니다.

And then there's security.

그 다음에는 보안 문제가 있습니다.

You would agree with me

여러분은 빛이 벽을 통과하지 않음에

that light doesn't penetrate through walls.

동의하실 것입니다.

So no one, if I have a light here,

그래서 그 누구도, 만일 제가 여기 빛을 갖고 있고,

if I have secure data,

데이터를 보안화 한다면,

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

벽을 통해 이 방의 다른 편에 있는 그 누구도

would be able to read that data.

그 데이터를 읽을 수 없을 겁니다.

And there's only data where there is light.

빛이 있는 곳에서만 데이터가 있지요.

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

따라서 만약 제가 그 수신기가 그 데이터를 받지 않길 원하는 경우

then what I could do,

제가 할 수 있는 것은

turn it away.

그것을 다른 방향으로 돌리는 것입니다.

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

즉 데이터가 이 방향으로 가면, 거기에 더이상 없게 되는거죠.

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

이제 우리는 실제로 그 데이터가 어디로 갈지 볼 수 있습니다.

So for me,

그래서 제게 있어

the applications of it,

이것의 적용 방법은

to me, are beyond imagination at the moment.

그 당시, 상상을 넘어서는 것입니다.

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

우리는 한 세기동안 매우 훌룡하고 영리한 적용 방식 개발자들을 갖고 있었습니다.

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

그리고 우리는, 빛을 갖고 있는 곳에

there is a potential way to transmit data.

데이터를 전송할 잠재적인 방법이 있음을 알기만 하면 됩니다.

But I can give you a few examples.

하지만 저는 몇개의 예를 드릴수 있습니다.

Well you may see the impact already now.

음, 이제는 이미 그 충격을 보셨을 수도 있겠네요.

This is a remote operated vehicle

이것은 해저에서

beneath the ocean.

원격으로 운영되는 차량입니다.

And they use light to illuminate space down there.

그리고 그들은 그 아래 공간을 밝히기 위해 빛을 사용합니다.

And this light can be used to transmit wireless data

이것들이 서로 통신하기 위해 사용하는 무선 데이터를

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

전송하기 위해 이 빛이 사용될 수 있습니다.

Intrinsically safe environments

이 석유화학적 공장처럼

like this petrochemical plant --

본질적으로 안전한 환경에서는

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

RF를 사용할 수 없습니다. 안테나 스파크를 발생시킬수 있으니까요.

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

하지만 빛을 이용할 수 있습니다 -- 저기 많은 빛이 보이죠?

In hospitals,

병원에서는,

for new medical instruments;

새로운 의학 장비를 위해서;

in streets for traffic control.

거리에서는 교통 통제를 위해서.

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

차에는 LED 기반의 전조등이 있고, LED 기반의 후미등이 있고,

and cars can communicate with each other

차들이 서로 통신할 수 있고

and prevent accidents

그들이 정보를 교환하는 방식으로

in the way that they exchange information.

사고를 막습니다.

Traffic lights can communicate to the car and so on.

신호등은 차나 기타 등등에게 통신할 수 있습니다.

And then you have these millions of street lamps

다음으로 전세계에 걸쳐 설치된

deployed around the world.

수백만의 가로등들이 있습니다

And every street lamp could be a free access point.

모든 가로등은 공짜 액세스 포인트가 될 것입니다.

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

사실, 우리는 그것을 라이-파이(Li-Fi),

light-fidelity.

광-충실도(light-fidelity)라고 부릅니다.

And then we have these aircraft cabins.

다음으로 이러한 비행체 선실이 있습니다.

There are hundreds of lights in an aircraft cabin,

비행체 선실에는 수백 가지 빛이 있고,

and each of these lights

이 각각의 빛은

could be a potential transmitter of wireless data.

무선 데이터의 잠재적 전송기가 될 수 있습니다.

So you could enjoy your most favorite TED video

따라서 여려분은 긴 비행에서 돌아오는 도중에

on your long flight back home.

가장 좋아하는 TED 비디오를 즐길 수 있지요.

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

온라인 삶. 따라서 저는 그것이 가능한 비전이라고 생각합니다.

So, all we would need to do

그러므로 우리가 할 것은

is to fit a small microchip

모든 잠재적 조명 장치에

to every potential illumination device.

작은 마이크로칩을 장착하는 것입니다.

And this would then combine

이것은 두가지 기본적인 기능을

two basic functionalities:

결합할 것입니다:

illumination and wireless data transmission.

조명과 무선 데이터 전송.

And it's this symbiosis that I personally believe

오늘날 무선 통신 속에서 우리를 마주하고 있는

could solve the four essential problems

본질적인 네 가지 문제들을 해결할 수 있다고

that face us in wireless communication these days.

제가 개인적으로 믿는 것은 이 공생 때문입니다.

And in the future,

또한 미래에는,

you would not only have 14 billion light bulbs,

140조 개의 전구를 갖게 될 뿐 아니라,

you may have 14 billion Li-Fis

보다 깨끗하고, 보다 환경 지향적이고

deployed worldwide --

나아가 보다 밝은 미래를 위해

for a cleaner, a greener,

전세계에 걸쳐 설치된

and even a brighter future.

140조 개의 Li-Fi들을 가질 수 있습니다.

Thank you.

감사합니다.

(Applause)

(박수)