Wireless data from every light bulb | Harald Haas

Tłumaczenie: Agata Leśnicka Korekta: Marek Kasiak

Do you know

Czy wiecie, że

that we have 1.4 million cellular radio masts

mamy 1,4 miliona stacji bazowych sieci komórkowej

deployed worldwide?

rozmieszczonych na całym świecie?

And these are base stations.

I to tylko stacje bazowe.

And we also have

A mamy też

more than five billion

przeszło pięć miliardów

of these devices here.

tych urządzeń.

These are cellular mobile phones.

To telefony komórkowe.

And with these mobile phones,

I dzięki tym telefonom komórkowym

we transmit more than 600 terabytes of data

przekazujemy ponad 600 terabajtów danych

every month.

co miesiąc.

This is a 6 with 14 zeroes --

To 6 z 14 zerami --

a very large number.

bardzo duża liczba.

And wireless communications

A komunikacja bezprzewodowa

has become a utility

stała się dobrem

like electricity and water.

jak elektryczność i woda.

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

Korzystamy z niej codziennie. Wykorzystujemy ją teraz w życiu codziennym --

in our private lives, in our business lives.

w naszym życiach prywatnych, w naszych życiach biznesowych.

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

A czasem nawet jesteśmy proszeni, bardzo uprzejmie,

to switch off the mobile phone at events like this

o wyłączenie telefonu komórkowego przy wydarzeniach takich jak to

for good reasons.

z dobrych powodów.

And it's this importance

I to przez tą istotność

why I decided to look into the issues

zdecydowałem się zająć problemami

that this technology has,

tej technologii,

because it's so fundamental to our lives.

ponieważ jest ona tak fundamentalna dla naszego życia.

And one of the issues is capacity.

I jednym z tych problemów jest zdolność przepustowa.

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

Przekazujemy dane bezprzewodowo za pomocą fal elektromagnetycznych --

in particular, radio waves.

a w szczególności fal radiowych.

And radio waves are limited.

A fale radiowe mają swoje ograniczenia.

They are scarce; they are expensive;

Są ograniczone, są drogie

and we only have a certain range of it.

i mamy tylko pewien ich zakres.

And it's this limitation

I to właśnie to ograniczenie,

that doesn't cope

które nie daje sobie rady

with the demand of wireless data transmissions

z wymogiem bezprzewodowego przesyłu danych

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

i liczbą bajtów i danych, które są przekazywane co miesiąc.

And we are simply running out of spectrum.

Po prostu kończy się ich spektrum.

There's another problem.

Jest jeszcze jeden problem.

That is efficiency.

To wydajność.

These 1.4 million cellular radio masts, or base stations,

Te 1,4 miliona masztów sieci komórkowych lub stacji bazowych

consume a lot of energy.

pochłania wiele energii.

And mind you, most of the energy

I pamiętajcie, że większość energii

is not used to transmit the radio waves,

nie jest zużywana do przekazania tych fal radiowych,

it is used to cool the base stations.

a do chłodzenia tych stacji.

Then the efficiency of such a base station

Wówczas wydajność takiej stacji bazowej

is only at about five percent.

wynosi tylko około 5%.

And that creates a big problem.

I to tworzy wielki problem.

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

Jest jeszcze jedna kwestia, której wszyscy jesteście świadomi.

You have to switch off your mobile phone

Trzeba wyłączyć telefon komórkowy

during flights.

podczas lotów.

In hospitals, they are security issues.

W szpitalach, są to kwestie bezpieczeństwa.

And security is another issue.

I bezpieczeństwo jest następną kwestią.

These radio waves penetrate through walls.

Te fale radiowe przenikają przez ściany.

They can be intercepted,

Mogą zostać przechwycone

and somebody can make use of your network

i ktoś może użyć twojej sieci

if he has bad intentions.

jeśli ma złe intencje.

So these are the main four issues.

Więc to są cztery główne kwestie.

But on the other hand,

Ale z drugiej strony

we have 14 billion of these:

mamy 14 miliardów tych:

light bulbs, light.

żarówek, światłeł.

And light is part of the electromagnetic spectrum.

A światło jest częścią spektrum elektromagnetycznego.

So let's look at this in the context

Więc spójrzmy na nie w kontekście

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

tego całego spektrum elektromagnetycznego, gdzie mamy promieniowanie gamma.

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

Nie chcecie się zbliżać do promieni gamma, to może być niebezpieczne.

X-rays, useful when you go to hospitals.

Promieniowanie rentgenowskie, przydatne w szpitalu.

Then there's ultraviolet light.

Potem jest światło ultrafioletowe.

it's good for a nice suntan,

Jest dobre do opalania,

but otherwise dangerous for the human body.

ale z innych względów niebezpieczne dla ludzkiego ciała.

Infrared --

Podczerwień --

due to eye safety regulations,

z powodu przepisów chroniących oczy.

can be only used with low power.

można jej używać tylko na niskiej mocy.

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

A potem mamy fale radiowe, które sprawiają problemy, które właśnie wymieniłem.

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

A tam w środku mamy zakres światła widzialnego.

It's light,

To światło,

and light has been around for many millions of years.

a światło było od wielu milionów lat.

And in fact, it has created us,

I w rzeczywistości stworzyło nas,

has created life,

stworzyło życie,

has created all the stuff of life.

jak również wszystko co od niego pochodne.

So it's inherently safe to use.

Więc z natury bezpiecznie jest go używać.

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

I czy nie byłoby wspaniale używać go do komunikacji bezprzewodowej?!

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

I nie tylko, porównałem je do całego spektrum.

I compared the radio waves spectrum --

Porównałem zakres fal radiowych --

the size of it --

jego rozmiar --

with the size of the visible light spectrum.

z rozmiarem spektrum światła widzialnego.

And guess what?

I wiecie co?

We have 10,000 times more of that spectrum,

Mamy 10 000 razy więcej tego spektrum,

which is there for us to use.

które czeka abyśmy je wykorzystali.

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

Więc nie tylko mamy tą dużą ilość spektrum,

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

porównajmy je z liczbami, które właśnie wymieniłem.

We have 1.4 million

Mamy 1,4 milionów

expensively deployed,

utrzymywanych dużym kosztem,

inefficient radio cellular base stations.

mało wydajnych radiowych stacji bazowych sieci komórkowych.

And multiply that by 10,000,

Pomnóżcie to przez 10 000,

then you end up at 14 billion.

wówczas macie 14 miliardów.

14 billion is the number of light bulbs installed already.

14 miliardów to liczba już zainstalowanych żarówek.

So we have the infrastructure there.

Więc mamy już infrastrukturę.

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

Spójrzcie na sufit, widzicie te wszystkie żarówki.

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

Idźcie na parter, zobaczycie żarówki.

Can we use them for communications?

Czy możemy ich użyć do komunikacji?

Yes.

Tak.

What do we need to do?

Co musimy zrobić?

The one thing we need to do

Rzeczą, którą powinniśmy zrobić

is we have to replace these inefficient incandescent light bulbs,

jest wymiana tych niewydajnych żarówek żarzeniowych,

florescent lights,

świateł fluorescencyjnych,

with this new technology of LED,

na tą nową technologię LED,

LED light bulbs.

żarówki LED.

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

LED jest półprzewodnikiem. To urządzenie elektryczne.

And it has a very nice acute property.

I ma bardzo fajną właściwość.

Its intensity can be modulated

Jego intensywność może być moduloana

at very high speeds,

z bardzo dużą szybkością

and it can be switched off at very high speeds.

i może ona być wyłączana bardzo szybko.

And this is a fundamental basic property

I to jest fundamentalna, podstawowa właściwość,

that we exploit

którą badaliśmy

with our technology.

naszą technologią.

So let's show how we do that.

Więc pokażmy jak to robimy.

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

Przejdźmy do najbliższego sąsiada spektrum światła widzialnego --

go to remote controls.

pilotów do zdalnego sterowania.

You all know remote controls have an infrared LED --

Wszyscy wiecie, że piloty mają LED na podczerwień --

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

w zasadzie włączacie LED, a jeśli jest wyłączone wyłączacie je.

And it creates a simple, low-speed data stream

I wywołuje to prosty, powolny przepływ danych

in 10,000 bits per second,

10 000 bitów na sekundę,

20,000 bits per second.

20 000 bitów na sekundę.

Not usable for a YouTube video.

Bezużyteczne dla filmiku na YouTube.

What we have done

To, co zrobiliśmy

is we have developed a technology

to rozwinięcie technologii,

with which we can furthermore

dzięki której można dalej

replace the remote control of our light bulb.

zamienić pilota na naszą żarówkę.

We transmit with our technology,

Przekazujemy za pomocą naszej technologii,

not only a single data stream,

nie jeden strumień danych,

we transmit thousands of data streams

przekazujemy tysiące strumieni danych,

in parallel,

równolegle,

at even higher speeds.

z nawet większą szybkością.

And the technology we have developed --

I technologia, którą stworzyliśmy --

it's called SIM OFDM.

nazywa się SIM OFDM.

And it's spacial modulation --

Jest to modulacja przestrzenna --

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

to tylko terminy techniczne, nie będę się wgłębiał w szczegóły --

but this is how we enabled

ale tak umożliwiliśmy

that light source

przesyłanie danych

to transmit data.

przez źródło światła.

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

Powiecie, "OK, to fajnie --

a slide created in 10 minutes."

slajd stworzony w 10 minut."

But not only that.

Ale nie tylko to.

What we've done

Ale stworzyliśmy także

is we have also developed a demonstrator.

model do demonstracji.

And I'm showing for the first time in public

I pokazuję po raz pierwszy publicznie

this visible light demonstrator.

ten model dotyczący światła widzialnego.

And what we have here

Mamy tutaj

is no ordinary desk lamp.

zwykłą lampkę biurkową.

We fit in an LED light bulb,

Wkręciliśmy żarówkę LED,

worth three U.S. dollars,

wartą trzy dolary amerykańskie,

put in our signal processing technology.

wprowadziliśmy naszą technologię przetwarzania sygnałów.

And then what we have here is a little hole.

A tutaj mamy małą dziurkę.

And the light goes through that hole.

I światło przechodzi przez tą dziurkę.

There's a receiver.

Tam jest odbiornik.

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

Odbiornik będzie przekształcał te niewielkie, subtelne zmiany amplitudy,

that we create there

które wytwarzamy tam,

into an electrical signal.

w sygnał elektryczny.

And that signal is then converted back

A ten sygnał elektryczny jest potem z powrotem przetwarzany

to a high-speed data stream.

na szybki strumień danych.

In the future we hope

Mamy nadzieję, że w przyszłości

that we can integrate this little hole

będzie można umieścić taką dziurkę

into these smart phones.

w smartfonach.

And not only integrate a photo detector here,

I nie tylko zintegrować z nimi fotodetektor,

but maybe use the camera inside.

ale może i użyć aparatu w środku.

So what happens

Więc co się stanie

when I switch on that light?

jeśli włączę to światło?

As you would expect,

Jak oczekujecie,

it's a light, a desk lamp.

jest to światło, lampka.

Put your book beneath it and you can read.

Połóżcie pod nią książkę i możecie czytać.

It's illuminating the space.

Oświetla przestrzeń.

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

Ale jednocześnie widzicie ten film.

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

I to jest film, w wysokiej rozdzielczności,

that is transmitted through that light beam.

który jest przekazywany przez ten promień światła.

You're critical.

Jesteście krytyczni.

You think, "Ha, ha, ha.

Myślicie, "Ha, ha, ha.

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

To sprytny uczony robi swoje sztuczki."

But let me do this.

Ale pozwólcie mi zrobić to.

(Applause)

(Oklaski)

Once again.

Jeszcze raz.

Still don't believe?

Nadal nie wierzycie?

It is this light

To to światło

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

przekazuje film w dużej rozdzielczości podzielonym strumieniem.

And if you look at the light,

A jeśli spojrzycie na światło,

it is illuminating as you would expect.

świeci tak, jakbyście tego oczekiwali.

You don't notice with your human eye.

Nie da się tego zauważyć ludzkim okiem.

You don't notice the subtle changes in the amplitude

Nie dostrzegacie subtelnych zmian amplitudy,

that we impress onto this light bulb.

które wywołujemy w tej żarówce.

It's serving the purpose of illumination,

Służy oświetleniu,

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

ale jednocześnie jesteśmy w stanie przekazywać te dane.

And you see,

I możecie zobaczyć,

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

że nawet światło z sufitu dociera do odbiornika.

It can ignore that constant light,

To urządzenie może pominąć stałe światło,

because all the receiver's interested in

ponieważ wszystko co interesuje odbiornik

are subtle changes.

to subtelnie zmiany.

You also have a critical question now, and

Stawiacie także od czasu do czasu krytyczne pytanie.

you say, "Okay,

Powiecie, "OK,

do I have to have the light on all the time

czy muszę mieć cały czas włączone światło,

to have this working?"

by to działało?"

And the answer is yes.

I odpowiedź brzmi tak.

But, you can dim down the light

Ale można przyciemnić światło

to a level that it appears to be off.

do takiego poziomu, że wydaje się, że jest ono wyłączone.

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

A wciąż będziecie w stanie przekazywać dane -- to jest możliwe.

So I've mentioned to you the four challenges.

Więc wspomniałem o czterech wyzwaniach.

Capacity:

Zdolność przepustowa:

We have 10,000 times more spectrum,

Mamy 10 000 razy więcej spektrum,

10,000 times more LEDs

10 000 razy więcej LED-ów

installed already in the infrastructure there.

już zainstalowanych.

You would agree with me, hopefully,

Mam nadzieje, że zgodzicie się ze mną,

there's no issue of capacity anymore.

że nie ma już problemu z przepustowością.

Efficiency:

Wydajność:

This is data through illumination --

To dane przez oświetlenie --

it's first of all an illumination device.

przede wszystkim jest to urządzenie do oświetlania.

And if you do the energy budget,

I jeśli dokonacie obliczenia wydatków na energię

the data transmission comes for free --

transmisja danych jest gratis --

highly energy efficient.

bardzo wydajne energetycznie.

I don't mention the high energy efficiency

Nie wspominam wysokiej wydajności energetycznej

of these LED light bulbs.

tych żarówek LED.

If the whole world would deploy them,

Jeśli cały świat by je stosował,

you would save hundreds of power plants.

ocalilibyśmy setki roślin opałowych.

That's aside.

To tak poza tym.

And then I've mentioned the availability.

A potem wspomniałem o dostępności.

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

Zgodzicie się ze mną, że mamy światła w szpitalu.

You need to see what to do.

Trzeba widzieć co się robi.

You have lights in an aircraft.

Mamy światła w samolocie.

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

Więc światło jest wszędzie.

Look around. Everywhere. Look at your smart phone.

Rozejrzyjcie się. Wszędzie. Spójrzcie na swój smartfon.

It has a flashlight, an LED flashlight.

Ma źródło światła LED.

These are potential sources for high-speed data transmission.

Są one potencjalnymi źródłami szybkiego przesyłu danych.

And then there's security.

I jest jeszcze bezpieczeństwo.

You would agree with me

Zgodzicie się ze mną,

that light doesn't penetrate through walls.

że światło nie przenika przez ściany.

So no one, if I have a light here,

Więc nikt, jeśli mam światło tutaj,

if I have secure data,

jeśli mam zabezpieczone dane,

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

nikt po drugiej stronie tego pokoju przez tą ścianę

would be able to read that data.

nie będzie w stanie odczytać tych danych.

And there's only data where there is light.

A dane są tylko wtedy, gdy jest światło.

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

Więc jeśli nie chcę by ten odbiornik otrzymywał dane,

then what I could do,

co mogę zrobić,

turn it away.

to odwrócić lampkę.

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

I dane idą w tym kierunku, a nie w tamtym.

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

Teraz możemy rzeczywiście zobaczyć dokąd idą dane.

So for me,

Więc dla mnie,

the applications of it,

wykorzystanie tego,

to me, are beyond imagination at the moment.

moim zdaniem jest teraz poza wyobrażeniami.

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

Mieliśmy wiek programistów piszących bardzo ładne, sprytne aplikacje.

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

A musicie tylko zauważyć, że gdzie jest światło,

there is a potential way to transmit data.

tam jest potencjalny sposób przesyłu danych.

But I can give you a few examples.

Ale mogę wam podać kilka przykładów.

Well you may see the impact already now.

Możecie już teraz dostrzec ten wpływ.

This is a remote operated vehicle

To jest zdalnie sterowany pojazd

beneath the ocean.

pod powierzchnią oceany.

And they use light to illuminate space down there.

Używają one światła do oświetlenia przestrzeni tam na dole.

And this light can be used to transmit wireless data

I to światło może być wykorzystane do przekazywania danych bezprzewodowo,

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

których te pojazdy używają do komunikacji między sobą.

Intrinsically safe environments

Środowiska, które muszą być bezpieczne,

like this petrochemical plant --

jak ta fabryka petrochemiczna --

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

nie można tu użyć fal radiowych, bo może to wywołać iskrę,

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

ale można wykorzystać światło -- widać tam mnóstwo światła.

In hospitals,

W szpitalach.

for new medical instruments;

dla nowych urządzeń medycznych;

in streets for traffic control.

na ulicach do kontroli ruchu.

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

Samochody mają reflektory LED i tylne światła LED

and cars can communicate with each other

i samochody mogą się porozumiewać

and prevent accidents

i zapobiegać wypadkom

in the way that they exchange information.

poprzez wymianę informacji.

Traffic lights can communicate to the car and so on.

Światła drogowe mogą się porozumiewać z samochodem i tak dalej.

And then you have these millions of street lamps

A potem mamy te miliony lamp ulicznych

deployed around the world.

dookoła świata.

And every street lamp could be a free access point.

I każda lampa na ulicy będzie darmowym punktem dostępu.

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

W rzeczywistości nazywamy to Li-Fi,

light-fidelity.

świetlna wierność (light-fidelity).

And then we have these aircraft cabins.

I mamy te kabiny pilotów.

There are hundreds of lights in an aircraft cabin,

Są setki świateł w kabinie samolotu,

and each of these lights

a każde z tych świateł

could be a potential transmitter of wireless data.

może być potencjalnym przekaźnikiem danych bezprzewodowych.

So you could enjoy your most favorite TED video

Więc mogłobyście się cieszyć swoim ulubionych wykładem TED

on your long flight back home.

podczas długiego przelotu z powrotem do domu.

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

Życie online. Więc myślę, że jest to możliwa wizja.

So, all we would need to do

Więc wszystko co musielibyśmy zrobić

is to fit a small microchip

to umieszczenie małego mikroczipa

to every potential illumination device.

w każdym potencjalnym urządzeniu do świecenia.

And this would then combine

I wówczas będzie ono łączyło

two basic functionalities:

dwie podstawowe funkcjonalności:

illumination and wireless data transmission.

oświetlenie i bezprzewodowy przesył danych.

And it's this symbiosis that I personally believe

I osobiście wierzę, ze to ta symbioza

could solve the four essential problems

może rozwiązać cztery główne problemy,

that face us in wireless communication these days.

które dotyczą współczesnej komunikacji bezprzewodowej.

And in the future,

A w przyszłości,

you would not only have 14 billion light bulbs,

będziecie mieli nie tylko 14 miliardów żarówek,

you may have 14 billion Li-Fis

możecie mieć 14 miliardów Li-Fi

deployed worldwide --

na całym świecie --

for a cleaner, a greener,

dla czystszej, bardziej zielonej,

and even a brighter future.

a nawet jaśniejszej przyszłości.

Thank you.

Dziękuję.

(Applause)

(Oklaski)