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Harald Haas: Forget Wi-Fi. Meet the new Li-Fi Internet
Harald Haas: Ein bahnbrechendes neues drahtloses Internet
Filmed:
Readability: 4.4
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Was wäre, wenn wir existierende Technologien nutzen könnten, um den über vier Milliarden Menschen, die in Gegenden wohnen, denen die Infrastruktur dazu fehlt, einen Internetzugang zu ermöglichen? Harald Haas und sein Team verwenden handelsübliche LEDs und Solarzellen für eine neue Technologie, die Daten durch Licht überträgt und die womöglich der Schlüssel zur Überbrückung der digitalen Kluft sein könnte. Sehen Sie sich an, wie die Zukunft des Internet aussehen könnte.
Harald Haas - Communications technology innovator
Harald Haas is the pioneer behind a new technology that can communicate as well as illuminate. Full bio
Harald Haas is the pioneer behind a new technology that can communicate as well as illuminate. Full bio
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Ich möchte zum ersten Mal
öffentlich vorführen,
öffentlich vorführen,
00:12
I would like to demonstrate
for the first time in public
for the first time in public
0
579
3445
dass es möglich ist, ein Video mittels
handelsüblicher Standard-LED-Leuchte
handelsüblicher Standard-LED-Leuchte
00:16
that it is possible to transmit a video
1
4048
4071
00:20
from a standard off-the-shelf LED lamp
2
8143
4309
an eine Solarzelle zu übertragen.
00:24
to a solar cell with a laptop
acting as a receiver.
acting as a receiver.
3
12476
5160
Der Empfänger ist ein Laptop.
00:30
There is no Wi-Fi involved,
it's just light.
it's just light.
4
18478
2591
Das alles funktioniert
ohne Wi-Fi, nur mit Licht.
ohne Wi-Fi, nur mit Licht.
Sie fragen sich vielleicht:
Wozu das alles?
Wozu das alles?
00:33
And you may wonder, what's the point?
5
21093
2834
Der Grund ist folgender:
00:35
And the point is this:
6
23951
1744
00:38
There will be a massive
extension of the Internet
extension of the Internet
7
26399
2676
Eine immense Ausweitung
des Internets wird stattfinden,
des Internets wird stattfinden,
um die digitale Kluft zu schlieβen
00:41
to close the digital divide,
8
29099
2810
und das "Internet der Dinge"
möglich zu machen --
möglich zu machen --
00:43
and also to allow for what we call
"The Internet of Things" --
"The Internet of Things" --
9
31933
4181
zig Milliarden Geräte,
die mit dem Internet verbunden sind.
die mit dem Internet verbunden sind.
00:48
tens of billions of devices
connected to the Internet.
connected to the Internet.
10
36138
3166
Meiner Meinung nach kann
diese Ausweitung nur funktionieren,
diese Ausweitung nur funktionieren,
00:51
In my view, such an extension
of the Internet can only work
of the Internet can only work
11
39328
4031
wenn sie so gut wie energieneutral ist.
00:55
if it's almost energy-neutral.
12
43383
2347
Daher müssen wir so weit wie möglich
existierende Infrastruktur nutzen.
existierende Infrastruktur nutzen.
00:58
This means we need to use existing
infrastructure as much as possible.
infrastructure as much as possible.
13
46173
4832
01:03
And this is where the solar cell
and the LED come in.
and the LED come in.
14
51497
4937
Hier kommen Solarzelle
und LED-Leuchte ins Spiel.
und LED-Leuchte ins Spiel.
01:08
I demonstrated for the first time,
15
56959
2318
Ich habe Li-Fi, oder Light Fidelity,
01:11
at TED in 2011,
16
59301
1965
erstmals im Jahr 2011 bei TED vorgeführt.
01:13
Li-Fi, or Light Fidelity.
17
61290
1984
Li-Fi verwendet Standard-LEDs,
um Daten unglaublich schnell
um Daten unglaublich schnell
01:15
Li-Fi uses off-the-shelf LEDs
to transmit data incredibly fast,
to transmit data incredibly fast,
18
63781
5995
und sehr sicher zu übertragen.
01:21
and also in a safe and secure manner.
19
69800
2292
01:25
Data is transported by the light,
20
73402
2881
Die Daten werden mittels Licht
durch subtile Änderungen
in der Helligkeit übertragen.
in der Helligkeit übertragen.
01:28
encoded in subtle changes
of the brightness.
of the brightness.
21
76307
3125
01:32
If we look around,
we have many LEDs around us,
we have many LEDs around us,
22
80390
3564
Rund um uns befinden sich viele LEDs,
also gibt es bereits eine reichhaltige
Infrastruktur an Li-Fi-Sendern.
Infrastruktur an Li-Fi-Sendern.
01:35
so there's a rich infrastructure
of Li-Fi transmitters around us.
of Li-Fi transmitters around us.
23
83978
4661
01:41
But so far, we have been using
special devices -- small photo detectors,
special devices -- small photo detectors,
24
89393
5239
Bis jetzt haben wir spezielle Geräte --
kleine Lichtdetektoren -- verwendet,
kleine Lichtdetektoren -- verwendet,
um die in den Daten verschlüsselte
Information zu empfangen.
Information zu empfangen.
01:46
to receive the information
encoded in the data.
encoded in the data.
25
94656
3682
01:50
I wanted to find a way to also use
existing infrastructure
existing infrastructure
26
98940
3892
Ich wollte auch existierende
Infrastruktur nutzen,
Infrastruktur nutzen,
um Daten von unseren
Li-Fi-Leuchten zu empfangen.
Li-Fi-Leuchten zu empfangen.
01:54
to receive data from our Li-Fi lights.
27
102856
3006
01:58
And this is why I have been looking into
solar cells and solar panels.
solar cells and solar panels.
28
106426
4114
Deshalb habe ich Solarzellen
und Solarkollektoren studiert.
und Solarkollektoren studiert.
02:03
A solar cell absorbs light
and converts it into electrical energy.
and converts it into electrical energy.
29
111016
5128
Eine Solarzelle absorbiert Licht und
wandelt sie in elektrische Energie um.
wandelt sie in elektrische Energie um.
02:08
This is why we can use a solar cell
to charge our mobile phone.
to charge our mobile phone.
30
116549
4986
Darum können wir Solarzellen verwenden,
um unser Handy aufzuladen.
um unser Handy aufzuladen.
Erinnern wir uns:
02:13
But now we need to remember
31
121559
1406
Die Daten sind in subtilen Änderungen
der LED-Helligkeit verschlüsselt.
der LED-Helligkeit verschlüsselt.
02:14
that the data is encoded in subtle changes
of the brightness of the LED,
of the brightness of the LED,
32
122989
6231
Wenn also das ankommende Licht schwankt,
02:21
so if the incoming light fluctuates,
33
129244
3349
schwankt auch die von der
Solarzelle gewonnene Energie.
Solarzelle gewonnene Energie.
02:24
so does the energy harvested
from the solar cell.
from the solar cell.
34
132617
2931
02:28
This means we have
a principal mechanism in place
a principal mechanism in place
35
136579
3509
Das bedeutet, dass es
einen Grundmechanismus geben muss,
einen Grundmechanismus geben muss,
um Informationen durch das Licht
und die Solarzelle zu erhalten,
und die Solarzelle zu erhalten,
02:32
to receive information from the light
and by the solar cell,
and by the solar cell,
36
140112
6110
da die Schwankungen der gewonnenen Energie
02:38
because the fluctuations
of the energy harvested
of the energy harvested
37
146246
2775
den übertragenen Daten entsprechen.
02:41
correspond to the data transmitted.
38
149045
2118
02:43
Of course the question is:
39
151934
2126
Die Frage ist natürlich:
Können wir sehr schnelle und subtile
Helligkeitsänderungen empfangen,
Helligkeitsänderungen empfangen,
02:46
can we receive very fast and subtle
changes of the brightness,
changes of the brightness,
40
154084
4160
wie jene, die von unseren
LED-Leuchten übertragen werden?
LED-Leuchten übertragen werden?
02:50
such as the ones transmitted
by our LED lights?
by our LED lights?
41
158268
3810
02:54
And the answer to that is yes, we can.
42
162641
3504
Die Antwort darauf lautet: ja.
02:58
We have shown in the lab
43
166637
1779
Wir haben im Labor demonstriert,
03:00
that we can receive up to 50
megabytes per second
megabytes per second
44
168440
3482
dass wir bis zu 50 Megabits pro Sekunde
von einer handelsüblichen
Standardsolarzelle empfangen können.
Standardsolarzelle empfangen können.
03:03
from a standard, off-the-shelf solar cell.
45
171946
2435
Das ist schneller als die meisten
Breitbandinternetverbindungen heute.
Breitbandinternetverbindungen heute.
03:06
And this is faster than most
broadband connections these days.
broadband connections these days.
46
174921
3627
03:11
Now let me show you in practice.
47
179437
3310
Hier eine Praxisdemonstration.
03:17
In this box is a standard,
off-the-shelf LED lamp.
off-the-shelf LED lamp.
48
185095
4388
In diesem Gehäuse befindet sich
eine handelsübliche Standard-LED-Leuchte.
eine handelsübliche Standard-LED-Leuchte.
03:23
This is a standard,
off-the-shelf solar cell;
off-the-shelf solar cell;
49
191193
2575
Dies ist eine handelsübliche
Standard-Solarzelle,
Standard-Solarzelle,
die mit dem Laptop verbunden ist.
03:25
it is connected to the laptop.
50
193792
2183
03:28
And also we have an instrument here
51
196949
2320
Und hier ist ein Instrument,
das die Energie, die wir von der
Solarzelle gewinnen, sichtbar macht.
Solarzelle gewinnen, sichtbar macht.
03:31
to visualize the energy
we harvest from the solar cell.
we harvest from the solar cell.
52
199293
3778
Das Instrument zeigt derzeit etwas an,
03:35
And this instrument shows
something at the moment.
something at the moment.
53
203095
2798
weil die Solarzelle bereits Energie
vom Licht der Umgebung empfängt.
vom Licht der Umgebung empfängt.
03:37
This is because the solar cell already
harvests light from the ambient light.
harvests light from the ambient light.
54
205917
4281
03:43
Now what I would like to do first
is switch on the light,
is switch on the light,
55
211102
2840
Zuerst werde ich das Licht einschalten.
Ich schalte das Licht einfach nur
03:45
and I'll simply, only switch on the light,
56
213966
2106
für einen kurzen Moment ein.
03:48
for a moment,
57
216096
2108
Sie sehen, dass das Instrument
nach rechts ausschlägt.
nach rechts ausschlägt.
03:50
and what you'll notice is that
the instrument jumps to the right.
the instrument jumps to the right.
58
218228
3994
03:54
So the solar cell, for a moment,
59
222904
1690
Also empfängt die Solarzelle
einen Moment lang Energie
von der künstlichen Lichtquelle.
von der künstlichen Lichtquelle.
03:56
is harvesting energy
from this artificial light source.
from this artificial light source.
60
224618
3522
04:00
If I turn it off, we see it drops.
61
228540
3278
Wenn ich sie ausschalte, fällt es ab.
Wenn ich sie einschalte …
04:03
I turn it on ...
62
231842
1183
04:05
So we harvest energy with the solar cell.
63
233049
2719
gewinnen wir mit der Solarzelle Energie.
04:08
But next I would like to activate
the streaming of the video.
the streaming of the video.
64
236586
5323
Als nächstes möchte ich
Videostreaming aktivieren.
Videostreaming aktivieren.
04:15
And I've done this
by pressing this button.
by pressing this button.
65
243418
2324
Das geschieht durch
das Drücken dieses Knopfes.
das Drücken dieses Knopfes.
Jetzt überträgt diese
LED-Leuchte ein Video
LED-Leuchte ein Video
04:17
So now this LED lamp here
is streaming a video
is streaming a video
66
245766
4723
durch die subtile Veränderung
der Helligkeit der LED,
der Helligkeit der LED,
04:22
by changing the brightness of the LED
in a very subtle way,
in a very subtle way,
67
250513
4132
die mit bloßem Auge nicht sichtbar ist,
04:26
and in a way that you can't
recognize with your eye,
recognize with your eye,
68
254669
2498
da die Veränderung zu schnell passiert.
04:29
because the changes
are too fast to recognize.
are too fast to recognize.
69
257191
3256
04:33
But in order to prove the point,
70
261384
2399
Als Beweis dafür
kann ich das Licht
zur Solarzelle blockieren.
zur Solarzelle blockieren.
04:35
I can block the light of the solar cell.
71
263807
3145
04:40
So first you notice
the energy harvesting drops
the energy harvesting drops
72
268087
3223
Zunächst sehen Sie,
dass die Energiegewinnung abfällt
dass die Energiegewinnung abfällt
und das Video stehenbleibt.
04:43
and the video stops as well.
73
271334
1692
Wenn ich die Blockade entferne,
fängt das Video wieder an.
fängt das Video wieder an.
04:45
If I remove the blockage,
the video will restart.
the video will restart.
74
273050
3656
04:49
(Applause)
75
277357
6229
(Applaus)
04:55
And I can repeat that.
76
283610
2333
Und ich kann das wiederholen.
Wenn wir die Videoübertragung stoppen,
endet auch die Energiegewinnung.
endet auch die Energiegewinnung.
04:57
So we stop the transmission of the video
and energy harvesting stops as well.
and energy harvesting stops as well.
77
285967
5251
Das zeigt, dass die Solarzelle
als Empfänger fungiert.
als Empfänger fungiert.
05:03
So that is to show that the solar cell
acts as a receiver.
acts as a receiver.
78
291242
4408
05:08
But now imagine that this LED lamp
is a street light, and there's fog.
is a street light, and there's fog.
79
296079
5384
Stellen Sie sich vor, die LED-Leuchte
ist eine Straβenlaterne und es gibt Nebel.
ist eine Straβenlaterne und es gibt Nebel.
05:14
And so I want to simulate fog,
80
302106
2303
Da ich Nebel simulieren will,
habe ich ein Taschentuch mitgebracht.
05:16
and that's why I brought
a handkerchief with me.
a handkerchief with me.
81
304433
2743
(Lachen)
05:19
(Laughter)
82
307200
1432
Ich lege das Taschentuch
über die Solarzelle.
über die Solarzelle.
05:20
And let me put the handkerchief
over the solar cell.
over the solar cell.
83
308656
3960
05:25
First you notice
84
313905
1628
Zuerst merkt man,
dass die Energiegewinnung
wie erwartet sinkt.
wie erwartet sinkt.
05:27
the energy harvested drops, as expected,
85
315557
4197
Aber das Video spielt trotzdem weiter.
05:31
but now the video still continues.
86
319778
2578
05:34
This means, despite the blockage,
87
322769
2619
Das heiβt, dass trotz der Blockade
genug Licht durch das Taschentuch
zur Solarzelle dringt.
zur Solarzelle dringt.
05:37
there's sufficient light coming through
the handkerchief to the solar cell,
the handkerchief to the solar cell,
88
325412
3881
Also kann die Solarzelle die Informationen
entschlüsseln und übertragen,
entschlüsseln und übertragen,
05:41
so that the solar cell is able to decode
and stream that information,
and stream that information,
89
329317
5515
in diesem Fall ein hochauflösendes Video.
05:46
in this case, a high-definition video.
90
334856
2604
05:51
What's really important here is that
a solar cell has become a receiver
a solar cell has become a receiver
91
339040
5563
Was hier entscheidend ist:
Die Solarzelle ist zu einem Empfänger
Die Solarzelle ist zu einem Empfänger
für in Licht verschlüsselte, drahtlose
Hochgeschwindigkeitssignale geworden,
Hochgeschwindigkeitssignale geworden,
05:56
for high-speed wireless signals
encoded in light,
encoded in light,
92
344627
3815
06:00
while it maintains its primary function
as an energy-harvesting device.
as an energy-harvesting device.
93
348466
4816
während sie die Hauptfunktion
als Stromerzeuger beibehält.
als Stromerzeuger beibehält.
06:05
That's why it is possible
94
353872
2419
Deshalb ist es möglich,
existierende Solarzellen
existierende Solarzellen
06:08
to use existing solar cells
on the roof of a hut
on the roof of a hut
95
356315
3857
am Dach eines Hauses
als Breitbandempfänger zu verwenden,
06:12
to act as a broadband receiver
96
360196
2493
der Daten von einem Hügel in der Nähe
oder einem Laternenmast empfängt.
oder einem Laternenmast empfängt.
06:14
from a laser station on a close by hill,
or indeed, lamp post.
or indeed, lamp post.
97
362713
4376
06:19
And It really doesn't matter
where the beam hits the solar cell.
where the beam hits the solar cell.
98
367605
3695
Es ist auch nicht so wichtig,
wo der Strahl die Solarzelle trifft.
wo der Strahl die Solarzelle trifft.
Dasselbe gilt für lichtdurchlässige
Solarzellen in Fenstern,
Solarzellen in Fenstern,
06:23
And the same is true
99
371647
1178
06:24
for translucent solar cells
integrated into windows,
integrated into windows,
100
372849
3793
Solarzellen in der Straβenausstattung
06:28
solar cells integrated
into street furniture,
into street furniture,
101
376666
3532
oder Solarzellen in Milliarden Geräten,
06:32
or indeed, solar cells integrated
into these billions of devices
into these billions of devices
102
380222
4543
die das Internet der Dinge bilden werden.
06:36
that will form the Internet of Things.
103
384789
2076
Einfach gesagt:
06:38
Because simply,
104
386889
1158
Wir wollen diese Geräte
nicht regelmäβig aufladen,
nicht regelmäβig aufladen,
06:40
we don't want to charge
these devices regularly,
these devices regularly,
105
388071
2491
und noch weniger alle paar Monate
die Akkus auswechseln.
die Akkus auswechseln.
06:42
or worse, replace the batteries
every few months.
every few months.
106
390586
2975
06:46
As I said to you,
107
394418
1730
Wie gesagt, dies ist das erste Mal,
06:48
this is the first time
I've shown this in public.
I've shown this in public.
108
396172
2318
dass ich den Vorgang
öffentlich gezeigt habe.
öffentlich gezeigt habe.
06:50
It's very much a lab demonstration,
109
398514
2055
Es ist natürlich eine Labordemonstration,
06:52
a prototype.
110
400593
1203
ein Prototyp.
06:54
But my team and I are confident
that we can take this to market
that we can take this to market
111
402276
3294
Mein Team und ich sind zuversichtlich,
dass wir die Technologie
dass wir die Technologie
06:57
within the next two to three years.
112
405594
1991
in zwei bis drei Jahren
auf den Markt bringen
auf den Markt bringen
07:00
And we hope we will be able to contribute
to closing the digital divide,
to closing the digital divide,
113
408251
5293
und dazu beitragen können,
die digitale Kluft zu schlieβen,
die digitale Kluft zu schlieβen,
und auβerdem dazu,
07:05
and also contribute
114
413568
1198
all die Milliarden Geräte
mit dem Internet zu verbinden.
mit dem Internet zu verbinden.
07:06
to connecting all these billions
of devices to the Internet.
of devices to the Internet.
115
414790
2945
07:10
And all of this without causing
116
418370
1525
All das, ohne dass der
Energieverbrauch explodiert.
Energieverbrauch explodiert.
07:11
a massive explosion
of energy consumption --
of energy consumption --
117
419919
2452
Dank Solarzellen wird
das Gegenteil eintreten.
das Gegenteil eintreten.
07:14
because of the solar cells,
quite the opposite.
quite the opposite.
118
422395
2222
Vielen Dank.
07:16
Thank you.
119
424641
1153
07:17
(Applause)
120
425818
5182
(Applaus)
ABOUT THE SPEAKER
Harald Haas - Communications technology innovatorHarald Haas is the pioneer behind a new technology that can communicate as well as illuminate.
Why you should listen
Imagine using your car headlights to transmit data ... or surfing the web safely on a plane, tethered only by a line of sight. Harald Haas is working on it. He currently holds the Chair of Mobile Communications at the University of Edinburgh, and is co-founder and Chief Scientific Officer of pureLiFi Ltd as well as the Director of the LiFi Research and Development Center at the University of Edinburgh. His main research interests are in optical wireless communications, hybrid optical wireless and RF communications, spatial modulation, and interference coordination in wireless networks.
Haas has long been studying ways to communicate electronic data signals, designing modulation techniques that pack more data onto existing networks. But his latest work leaps beyond wires and radio waves to transmit data via an LED bulb that glows and darkens faster than the human eye can see. His group published the first proof-of-concept results demonstrating that it is possible to to turn commercially available light emitting diode (LED) light bulbs into broadband wireless transmission systems.
"It should be so cheap that it's everywhere," he says. "Using the visible light spectrum, which comes for free, you can piggy-back existing wireless services on the back of lighting equipment."
Harald Haas | Speaker | TED.com