Wireless data from every light bulb | Harald Haas

Harald Haas: Truyền dữ liệu vô tuyến bằng bóng đèn

Translator: Minh-Tuan Ta Reviewer: Alice Tran

Do you know

Bạn có biết

that we have 1.4 million cellular radio masts

rằng chúng ta có 1,4 triệu trạm thu phát sóng

deployed worldwide?

lắp đặt trên thế giới?

And these are base stations.

Và chúng là các trạm cố định.

And we also have

Và chúng ta cũng có

more than five billion

hơn 5 tỉ

of these devices here.

các loại thiết bị.

These are cellular mobile phones.

Đó là điện thoại di động.

And with these mobile phones,

Và với những chiếc điện thoại di động,

we transmit more than 600 terabytes of data

chúng ta truyền hơn 600 terabytes dữ liệu

every month.

mỗi tháng.

This is a 6 with 14 zeroes --

Một con số 6 với 14 con số 0 --

a very large number.

một con số rất lớn.

And wireless communications

Và giao tiếp không dây

has become a utility

trở thành một công cụ

like electricity and water.

như điện và nước vậy.

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

Chúng ta dùng nó mỗi ngày. Chúng ta dùng nó trong cuộc sống hằng ngày --

in our private lives, in our business lives.

cho công việc riêng tư, cho công việc kinh doanh.

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

Và chúng ta thậm chí đôi khi được hỏi, một cách tế nhị,

to switch off the mobile phone at events like this

là tắt điện thoại vào những sự kiện

for good reasons.

như thế này.

And it's this importance

Và nó quan trọng

why I decided to look into the issues

tại sao tôi quyết định nhìn vào những vấn đề

that this technology has,

mà công nghệ này có,

because it's so fundamental to our lives.

vì nó rất cơ bản cho cuộc sống của chúng ta.

And one of the issues is capacity.

Và một trong những vấn đề là khả năng.

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

Cách mà chúng ta truyền dữ liệu vô tuyến là bằng cách sử dụng sóng điện từ --

in particular, radio waves.

cụ thể là sóng radio.

And radio waves are limited.

Và sóng radio thì hạn chế.

They are scarce; they are expensive;

Chúng khan hiếm; chúng mắc;

and we only have a certain range of it.

và chúng ta chỉ có một khoảng nhất định.

And it's this limitation

Và chính hạn chế đó

that doesn't cope

không theo kịp

with the demand of wireless data transmissions

với nhu cầu truyền tải dữ liệu không dây

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

và số lượng byte và dữ liệu được truyền tải mỗi tháng.

And we are simply running out of spectrum.

Và chúng đơn giản là cạn dải quang phổ.

There's another problem.

Có một vấn đề khác.

That is efficiency.

Đó là vấn đề hiệu quả.

These 1.4 million cellular radio masts, or base stations,

1,4 triệu trụ tín hiệu đó, hay trạm cố định,

consume a lot of energy.

tiêu thụ rất nhiều năng lượng.

And mind you, most of the energy

Và để nhắc nhở các bạn, hầu hết năng lượng

is not used to transmit the radio waves,

khổng phải dùng để truyền tải sóng radio,

it is used to cool the base stations.

mà được sử dụng để làm mát trạm cố định.

Then the efficiency of such a base station

Và hiệu của các trạm cố định đó

is only at about five percent.

chỉ có 5%.

And that creates a big problem.

Và nó tạo nên một vấn đề lớn.

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

Rồi có một vấn đề khác mà các bạn nhận thấy.

You have to switch off your mobile phone

Các bạn phải tắt điện thoại di động

during flights.

trong lúc bay.

In hospitals, they are security issues.

Trong bệnh viện, đó là vấn đề an ninh.

And security is another issue.

Và an ninh là một vấn đề khác.

These radio waves penetrate through walls.

Những sóng radio đó xuyên qua tường.

They can be intercepted,

Chúng có thể bị can thiệp,

and somebody can make use of your network

và ai đó có thể dùng mạng của các bạn

if he has bad intentions.

nếu người đó có ý định xấu.

So these are the main four issues.

Vì vậy có 4 vấn đề chính.

But on the other hand,

Nhưng mặt khác,

we have 14 billion of these:

chúng ta có 14 tỉ những cái này:

light bulbs, light.

bóng đèn, ánh sáng.

And light is part of the electromagnetic spectrum.

Và ánh sáng là một phần của dải quang phổ điện từ.

So let's look at this in the context

Vì vậy nhìn vào

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

toàn bộ dải phổ điện từ, ở đây chúng ta có tia gamma.

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

Các bạn không muốn gần tới các tia gamma đâu, nó rất nguy hiểm.

X-rays, useful when you go to hospitals.

Tia X, hữu dụng khi bạn đi bệnh viện.

Then there's ultraviolet light.

Rồi có tia cực tím.

it's good for a nice suntan,

Nó tốt cho làm nâu da,

but otherwise dangerous for the human body.

nhưng mặt khác nguy hiểm cho cơ thể người.

Infrared --

Tia hồng ngoại --

due to eye safety regulations,

vì vấn đề an toàn mắt,

can be only used with low power.

các bạn chỉ có thể dùng nó với năng lượng nhỏ.

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

Và rồi các bạn có sóng radio, chúng có các vấn đề mà tôi vừa kể.

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

Và ở giữa, chúng ta có dải quang phổ ánh sáng thấy được.

It's light,

Đó là ánh sáng,

and light has been around for many millions of years.

và ánh sáng có mặt hàng triệu triệu năm rồi.

And in fact, it has created us,

Và thực ra, nó tạo ra chúng ta,

has created life,

tạo ra sự sống,

has created all the stuff of life.

tạo ra tất cả sự sống.

So it's inherently safe to use.

Vì vậy nó có thể nói là an toàn để sử dụng.

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

Và nó không tuyệt sao khi có thể dùng để giao tiếp không dây.

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

Không chỉ vậy, tôi so sánh nó với toàn bộ dải quang phổ.

I compared the radio waves spectrum --

Tôi so sánh dải sóng radio --

the size of it --

kích thước của nó --

with the size of the visible light spectrum.

với kích thước của dải quang phổ ánh sáng thấy được.

And guess what?

Và thấy gì?

We have 10,000 times more of that spectrum,

Chúng ta có hơn 10.000 lần hơn sóng radio,

which is there for us to use.

cho chúng ta sử dụng.

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

Vì vậy không chỉ chúng ta có lượng khổng lồ quang phổ này,

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

thử so sánh với các số liệu mà tôi vừa kể.

We have 1.4 million

Chúng ta có 1,4 triệu

expensively deployed,

trạm thu phát sóng mắc,

inefficient radio cellular base stations.

không hiệu quả.

And multiply that by 10,000,

Và nhân nó lên 10.000,

then you end up at 14 billion.

và chúng ta có 14 tỉ.

14 billion is the number of light bulbs installed already.

14 tỉ là số lượng bóng đèn đang được sử dụng.

So we have the infrastructure there.

Vì vậy chúng ta có một cơ sở hạ tần sẵn có.

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

Nhìn lên trần nhà, bạn thấy tất cả những bóng đèn này.

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

Nhìn xuống sàn, các bạn cũng thấy bóng đèn.

Can we use them for communications?

Chúng ta có thể dùng chúng để giao tiếp?

Yes.

Có thể.

What do we need to do?

Chúng ta cần phải làm gì?

The one thing we need to do

Điều chúng ta cần làm

is we have to replace these inefficient incandescent light bulbs,

là chúng ta phải thay thế những bóng đèn dây tóc không hiệu quả này,

florescent lights,

đèn huỳnh quang,

with this new technology of LED,

với công nghệ đèn LED,

LED light bulbs.

bóng đèn LED.

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

Một bóng đèn LED là một chất bán dẫn. Một thiết bị điện.

And it has a very nice acute property.

Và nó có một đặc tính rất hay.

Its intensity can be modulated

Độ sáng của nó có thể thay đổi

at very high speeds,

với tốc độ rất nhanh,

and it can be switched off at very high speeds.

và nó có thể bật tắt rất nhanh.

And this is a fundamental basic property

Và đây là một đặc tính cơ bản

that we exploit

mà chúng tôi khám phá

with our technology.

với công nghệ của chúng tôi.

So let's show how we do that.

Và để xem chúng tôi là như thế nào.

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

Hay xem dải quang phổ gần nhất với ánh sáng thấy được --

go to remote controls.

cái điều khiển từ xa.

You all know remote controls have an infrared LED --

Các bạn biết rằng cái điều khiển từ xa có một đèn LED hồng ngoại --

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

cơ bản là bạn bật nó, và nếu nó tắt, bạn tắt nó.

And it creates a simple, low-speed data stream

Và nó tạo ra một luồng dữ liệu tốc độ thấp, đơn giản

in 10,000 bits per second,

vào khoảng 10.000 bits một giây,

20,000 bits per second.

20.000 bits một giây.

Not usable for a YouTube video.

Không dùng được cho phim YouTube.

What we have done

Cái mà chúng tôi đã làm

is we have developed a technology

là chúng tôi phát triển một công nghệ

with which we can furthermore

với cái mà chúng tôi có thể thay thế

replace the remote control of our light bulb.

xa hơn cái điều khiển từ xa của bóng đèn.

We transmit with our technology,

Chúng tôi truyền tải với công nghệ của chúng tôi,

not only a single data stream,

không chỉ một luồng dữ liệu,

we transmit thousands of data streams

chúng tôi truyền tải hàng nghìn luồng dữ liệu

in parallel,

song song,

at even higher speeds.

với tóc độ thậm chí cao hơn.

And the technology we have developed --

Và công nghệ chúng tôi phát triển --

it's called SIM OFDM.

được gọi là SIM OFDM.

And it's spacial modulation --

Và nó là một sự uốn không gian --

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

đó là những thuật ngữ kỹ thuật duy nhất, tôi không đi vào chi tiết --

but this is how we enabled

nhưng đây là cách mà chúng tôi làm cho

that light source

nguồn sáng đó

to transmit data.

truyền tải dữ liệu.

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

Bạn sẽ nói, "Được thôi, hay đó --

a slide created in 10 minutes."

một đoạn phim tạo ra trong 10 phút."

But not only that.

Nhưng không chỉ vậy.

What we've done

Cái mà chúng tôi đã làm

is we have also developed a demonstrator.

là chúng tôi đã phát triển một máy chiếu.

And I'm showing for the first time in public

Và tôi biểu diễn lần đầu tiên ngoài cộng đồng

this visible light demonstrator.

máy chiếu ánh sáng thấy được này.

And what we have here

Và cái mà chúng tôi có ở đây

is no ordinary desk lamp.

là một cái đèn bàn bình thường.

We fit in an LED light bulb,

chúng tôi gán bóng đèn LED,

worth three U.S. dollars,

với giá 3 đô-la Mỹ,

put in our signal processing technology.

gắn vào công nghệ xử lý tính hiệu của chúng tôi.

And then what we have here is a little hole.

Và rồi cái mà chúng tôi có ở đây là một cái lỗ nhỏ.

And the light goes through that hole.

Và ánh sáng đi xuyên qua lỗ đó.

There's a receiver.

Có một bộ nhận tín hiệu.

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

Bộ nhận tín hiệu sẽ chuyển đổi những thay đổi nhỏ

that we create there

mà chúng tôi tạo ra

into an electrical signal.

thành tín hiệu điện tử.

And that signal is then converted back

Và tín hiệu điện tử đó được chuyển đổi trở lại

to a high-speed data stream.

thành luồng dữ liệu tốc độ cao.

In the future we hope

Trong tương lai chúng tôi hy vọng

that we can integrate this little hole

rằng chúng ta có thể tích hợp cái lỗ nhỏ này

into these smart phones.

và những chiếc điện thoại thông minh.

And not only integrate a photo detector here,

Và không chỉ tích hợp nhận diện hình ảnh,

but maybe use the camera inside.

mà có thể sử dụng camera bên trong.

So what happens

Vì vậy cái diễn ra

when I switch on that light?

khi tôi bật đèn lên.

As you would expect,

Như các bạn trông chờ,

it's a light, a desk lamp.

đây là một cái đèn bàn.

Put your book beneath it and you can read.

Đặt sách bên dưới và bạn có thể đọc.

It's illuminating the space.

Nó thắp sáng.

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

Nhưng cùng lúc đó, các bạn thấy đoạn video này ở trên đây.

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

Và đó là một đoạn video, video chất lượng cao

that is transmitted through that light beam.

được truyền tải thông qua ánh sáng.

You're critical.

Các bạn chỉ trích.

You think, "Ha, ha, ha.

Các bạn nghĩ, "Ha, ha, ha.

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

Đây là một trò đùa thôi."

But let me do this.

Nhưng để tôi làm thế này.

(Applause)

(Vỗ tay)

Once again.

Lần nữa.

Still don't believe?

Vẫn không tin?

It is this light

Đó là bóng đèn này

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

truyền dữ liệu video chất lượng cao thành những luồng nhỏ.

And if you look at the light,

Và nếu bạn nhìn vào cái đèn,

it is illuminating as you would expect.

nó thắp sáng như là các bạn trông đợi.

You don't notice with your human eye.

Các bạn không cảm nhận với mắt người.

You don't notice the subtle changes in the amplitude

Các bạn không nhận thấy các thay đổi biên độ nhỏ

that we impress onto this light bulb.

mà chúng tôi làm với bóng đèn này.

It's serving the purpose of illumination,

Nó vẫn chiếu sáng,

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

nhưng cùng lúc, chúng tôi có thể chuyển tải dữ liệu.

And you see,

Và các bạn vừa thấy,

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

thậm chí ánh sáng từ trần nhà chiếu xuống bộ nhận tín hiệu.

It can ignore that constant light,

Nó có thể loại bỏ ánh sáng liên tục đó,

because all the receiver's interested in

vì cái mà bộ nhận tín hiệu quan tâm là

are subtle changes.

các thay đổi nhỏ.

You also have a critical question now, and

Các bạn cũng có câu hỏi quan trọng bây giờ.

you say, "Okay,

Các bạn nói, "Được rồi,

do I have to have the light on all the time

tôi có cần phải để nó sáng mọi lúc

to have this working?"

để nó làm việc không?"

And the answer is yes.

Và câu trả lời là phải.

But, you can dim down the light

Nhưng các bạn có thể giảm ánh sáng

to a level that it appears to be off.

tới mức độ mà nó như là tắt.

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

Và các bạn vẫn có thể truyền tải dữ liệu -- điều đó là có thể.

So I've mentioned to you the four challenges.

Và tôi cũng nói tới 4 thách thức.

Capacity:

Khả năng:

We have 10,000 times more spectrum,

Chúng ta có hơn 10.000 lần dải quang phổ,

10,000 times more LEDs

10.000 lần nhiều bóng đèn LED

installed already in the infrastructure there.

được gắn trong cơ sở hạ tầng.

You would agree with me, hopefully,

Các bạn có thể đồng ý với tôi, hy vọng vậy,

there's no issue of capacity anymore.

không có vấn đề về khả năng nữa.

Efficiency:

Hiệu quả:

This is data through illumination --

Đây là truyền tải bằng chiếu sáng --

it's first of all an illumination device.

nó là thiết bị truyền tải chiếu sáng đầu tiên.

And if you do the energy budget,

Và nếu các bạn tính toán về năng lượng,

the data transmission comes for free --

truyền tải dữ liệu miễn phí --

highly energy efficient.

hiệu quả năng lượng cao.

I don't mention the high energy efficiency

Tôi không kể tới hiệu quả năng lượng cao

of these LED light bulbs.

của những bóng đèn LED.

If the whole world would deploy them,

Nếu toàn thế giới sử dụng chúng,

you would save hundreds of power plants.

các bạn có thể tiết kiệm được hàng trăm nhà máy điện.

That's aside.

Riêng điều đó thôi.

And then I've mentioned the availability.

Và rồi tôi nói đến tính sẵn có.

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

Các bạn sẽ đồng ý với tôi rằng chúng ta có ánh sáng trong bệnh viện.

You need to see what to do.

Chúng ta cần nhìn thấy cái mà chúng ta làm.

You have lights in an aircraft.

Các bạn có ánh sáng trên máy bay.

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

Vì vậy ánh sáng ở khắp nơi.

Look around. Everywhere. Look at your smart phone.

Nhìn xung quanh. Mọi thứ. Nhìn vào chiếu điện thoại thông minh của các bạn.

It has a flashlight, an LED flashlight.

Nó có đèn pin, một đèn pin LED.

These are potential sources for high-speed data transmission.

Đó là những nguồn sáng tiềm năng cho truyền tải dữ liệu tốc độ cao.

And then there's security.

Và rồi về bảo mật.

You would agree with me

Các bạn có thể đồng ý với tôi

that light doesn't penetrate through walls.

rằng ánh sáng không xuyên qua tường.

So no one, if I have a light here,

Vì vậy không ai, nếu tôi có ánh sáng ở đây,

if I have secure data,

nếu tôi có dữ liệu mật,

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

không ai ở mặt bên kia của căn phòng thông qua bức tường

would be able to read that data.

có thể đọc được dữ liệu.

And there's only data where there is light.

Và chỉ có dữ liệu khi mà có ánh sáng.

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

Vì vậy nếu tôi không muốn bộ nhận tín hiệu nhận dữ liệu,

then what I could do,

thì cái mà tôi có thể làm,

turn it away.

là xoay nó đi.

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

Vì vậy dữ liệu đi về hướng đó, không ở đây nữa.

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

Bây giờ chúng ta thực sự thấy dữ liệu đang đi đâu.

So for me,

Vì vậy với tôi,

the applications of it,

áp dụng của nó,

to me, are beyond imagination at the moment.

với tôi, là ngoài sự tưởng tượng lúc này.

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

Chúng ta có một thể kỷ thật tuyệt, các nhà phát triển ứng dụng thông minh.

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

Và các bạn chỉ phải nhận thấy, nơi chúng ta có ánh sáng,

there is a potential way to transmit data.

thì đó là tiềm năng để truyền tải dữ liệu.

But I can give you a few examples.

Nhưng tôi có thể cho các bạn một vài ví dụ.

Well you may see the impact already now.

Các bạn có thể thấy tác động ngay bây giờ.

This is a remote operated vehicle

Đây là một cái điều khiển phương tiện giao thông

beneath the ocean.

dưới biển.

And they use light to illuminate space down there.

Và chúng dùng ánh sáng để chiếu sáng dưới đó.

And this light can be used to transmit wireless data

Và ánh sáng này có thể được dùng để truyền tải dữ liệu không dây

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

rằng những thứ này được dùng để liên lạc với nhau.

Intrinsically safe environments

Các môi trường an toàn về bản chất

like this petrochemical plant --

như là nhà máy hóa dầu này --

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

các bạn không thể dùng RF, chúng có thể tạo ra tia lửa từ ăng-ten,

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

nhưng có thể dùng ánh sáng -- các bạn thấy nhiều đèn.

In hospitals,

Trong bệnh viện,

for new medical instruments;

với các thiết bị y tế mới;

in streets for traffic control.

trên đường đèn giao thông.

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

Các xe hơi có đèn chiếu sáng LED, đèn LED sau,

and cars can communicate with each other

và xe hơi có thể liên lạc với nhau

and prevent accidents

và tránh tai nạn

in the way that they exchange information.

bằng cách trao đổi thông tin.

Traffic lights can communicate to the car and so on.

Đèn giao thông có thể liên lạc với xe và nhiều nữa.

And then you have these millions of street lamps

Và khi bạn có màng triệu những cái đèn đường

deployed around the world.

lắp đặt quanh thế giới.

And every street lamp could be a free access point.

Và mọi đèn đường có thể là một điểm truy cập miễn phí.

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

Chúng tôi gọi nó, thực sự là, một Li-Fi,

light-fidelity.

ánh sáng-trung thực.

And then we have these aircraft cabins.

Và rồi chúng ta những buồng máy bay.

There are hundreds of lights in an aircraft cabin,

Có hàng trăm bóng đèn trong một buồn máy bay,

and each of these lights

và mỗi bóng đèn đó

could be a potential transmitter of wireless data.

có thể trở thành một cái truyền tín hiệu không dây.

So you could enjoy your most favorite TED video

Và các bạn có thể xem TED video

on your long flight back home.

trên đường bay dài về nhà.

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

Cuộc sống trên mạng. Và tôi nghĩ điều đó có thể.

So, all we would need to do

Và, tất cả chúng ta cần làm

is to fit a small microchip

là gắn một con chíp nhỏ

to every potential illumination device.

vào mỗi thiết bị chiếu sáng.

And this would then combine

Và nó sẽ gộp

two basic functionalities:

2 chức năng cơ bản:

illumination and wireless data transmission.

chiếu sáng và truyền tải dữ liệu không dây.

And it's this symbiosis that I personally believe

Và sự cộng sinh đó, cá nhân tôi tin rằng

could solve the four essential problems

có thể giải quyết 4 vấn đề cơ bản

that face us in wireless communication these days.

mà chúng ta đối mặt trong liên lạc không dây hiện tại.

And in the future,

Và trong tương lai,

you would not only have 14 billion light bulbs,

các bạn sẽ không chỉ có 14 tỉ bóng đèn,

you may have 14 billion Li-Fis

các bạn có thể có 14 tỉ Li-Fis

deployed worldwide --

lắp đặt khắp thế giới --

for a cleaner, a greener,

cho một tương lai sạch hơn, xanh hơn,

and even a brighter future.

và thậm chí sáng hơn

Thank you.

Cảm ơn.

(Applause)

(Vỗ tay)