Return to Video

“光带”:无线网络的新突破

  • 0:01 - 0:04
    我想要第一次向公众证明
  • 0:04 - 0:12
    视频可以由一台LED台灯
  • 0:12 - 0:18
    传送至太阳能电池板上,
    并由一台手提电脑接收
  • 0:18 - 0:21
    没有Wi-Fi介入,只是光
  • 0:21 - 0:24
    那么你可能想知道,
    这样做有什么意义?
  • 0:24 - 0:26
    意义就是:
  • 0:26 - 0:29
    将来互联网会大规模覆盖
  • 0:29 - 0:32
    “数字鸿沟“将不复存在
  • 0:32 - 0:36
    并且让我们所说的“物联网”变为可能——
  • 0:36 - 0:39
    数以亿计的设备连接到互联网
  • 0:39 - 0:43
    在我看来,互联网的大程度扩张
  • 0:43 - 0:46
    前提是需要基本保证“能源中性化”
    (指尽量减少能源消耗)
  • 0:46 - 0:51
    这就是说, 我们需要
    尽可能的多用现存的基础设施
  • 0:51 - 0:56
    这就是为什么前面提到太阳能电池和LED
  • 0:57 - 0:59
    我之前第一次证明这件事
  • 0:59 - 1:01
    是2011年在TED演讲
  • 1:01 - 1:04
    我称它为Li-Fi,即光保真
  • 1:04 - 1:10
    用现存的LED灯可以极快地传递Li-Fi数据
  • 1:10 - 1:12
    并且这种方式安全可靠
  • 1:13 - 1:16
    数据由光传输
  • 1:16 - 1:19
    由亮度的细微变化解码
  • 1:20 - 1:24
    如果我们环视四周,在我们身边有很多的LED灯
  • 1:24 - 1:29
    因此在我们周围有着非常丰富的Li-Fi发射装置
  • 1:29 - 1:35
    但是目前,我们通常使用一个特别的设备——
    小型照片探测器
  • 1:35 - 1:38
    来接收由数据解码出来的信息
  • 1:39 - 1:43
    我想要找到一种方法,利用现有的基础设施
  • 1:43 - 1:46
    来接收Li-Fi灯发出的数据
  • 1:46 - 1:51
    这也是为什么我一直研究
    太阳能电池和太阳能电板
  • 1:51 - 1:56
    太阳能电池吸收光并转化成电能
  • 1:57 - 2:02
    这就是为什么我们能用
    太阳能电池给我们的手机充电
  • 2:02 - 2:03
    但我们知道
  • 2:03 - 2:09
    数据是由LED亮度的微妙变化来编码的
  • 2:09 - 2:13
    所以如果入射的光有波动
  • 2:13 - 2:16
    那么太阳能电池收集的能量也有波动
  • 2:17 - 2:20
    这就意味着我们具备了一项基本原理:
  • 2:20 - 2:26
    信息通过光的传导,由太阳能电池板接收
  • 2:26 - 2:31
    因为收集的能量波动 与传输的数据相对应
  • 2:32 - 2:34
    当然问题就在
  • 2:34 - 2:38
    我们是否能够收集到
    非常迅速和微小的亮度变化
  • 2:38 - 2:42
    比如通过我们的LED灯传递的那种
  • 2:43 - 2:46
    答案是 是的,我们可以
  • 2:47 - 2:48
    我们在实验室已经展示
  • 2:48 - 2:52
    我们能够接收达到每秒50MB的数据
  • 2:52 - 2:54
    通过一个标准的,现有的太阳能电池
  • 2:55 - 2:59
    这比目前最高速的宽带连接还要快
  • 2:59 - 3:03
    现在让我来实践展示一下
  • 3:05 - 3:09
    在这个盒子里,是一个现有的标准LED灯
  • 3:11 - 3:14
    这是一个现有的标准太阳能电池
  • 3:14 - 3:16
    它连接到笔记本电脑上
  • 3:17 - 3:19
    这儿我们还有一个测量仪
  • 3:19 - 3:23
    用来显示我们从太阳能电池收集的能量
  • 3:23 - 3:26
    现在这个仪表上有读数
  • 3:26 - 3:30
    这是因为太阳能电池
    已经开始从周围环境收集光了
  • 3:31 - 3:34
    现在,首先我将把灯打开
  • 3:34 - 3:37
    只是简单的打开灯,等一段时间
  • 3:38 - 3:42
    你会注意到指针跳到了右边
  • 3:43 - 3:48
    所以现在 太阳能电池
    正在从这个人工光源接收能量
  • 3:49 - 3:52
    如果把它关掉,我们看到读数降回去了
  • 3:52 - 3:53
    再打开
  • 3:53 - 3:56
    所以我们用太阳能电池收集了能源
  • 3:57 - 4:02
    接下来, 我将要启动视频传导
  • 4:03 - 4:06
    通过按下这个按钮来实现
  • 4:06 - 4:15
    所以现在这个LED灯正在通过亮度的细微变化传导一个视频
  • 4:15 - 4:20
    这种亮度变化太快,不能用肉眼识别
  • 4:21 - 4:24
    为了证明这一点
  • 4:24 - 4:27
    我可以阻挡太阳能电池接收的光
  • 4:28 - 4:31
    首先你会注意到收集的能源下降了
  • 4:31 - 4:33
    并且视频也停止了
  • 4:33 - 4:37
    如果我移开阻碍物, 视频会继续播放
  • 4:37 - 4:44
    (掌声)
  • 4:44 - 4:46
    这个操作可以重复
  • 4:46 - 4:51
    所以当我们阻止视频的传输
    能源收集也相应停止
  • 4:51 - 4:56
    这说明太阳能电池可以作为一个接收器
  • 4:56 - 5:01
    但是现在想像一下这个LED灯是街灯
    并且周围有雾
  • 5:02 - 5:04
    我想模拟有雾的情况
  • 5:04 - 5:07
    因此我随身带来一个手帕
  • 5:07 - 5:09
    (笑声)
  • 5:09 - 5:13
    让我把手帕放到太阳能电池上
  • 5:14 - 5:16
    首先你会注意到
  • 5:16 - 5:20
    能源收集量降低了,和预料的一样
  • 5:20 - 5:22
    但是现在视频仍在继续播放
  • 5:23 - 5:25
    这意味着,尽管有阻碍物
  • 5:25 - 5:29
    还是有足够的光穿过手帕到太阳能电池
  • 5:29 - 5:35
    因此太阳能电池仍然
    能够解码、传导数据信息
  • 5:35 - 5:38
    甚至是我们现在用的高清视频信息
  • 5:39 - 5:45
    重要的是 太阳能电池
    在这里成为了一个接收器
  • 5:45 - 5:48
    接收编码成光的高速无线信号
  • 5:48 - 5:53
    同时也保持了它作为
    能源收集设备的基本功能
  • 5:54 - 6:00
    这就是说,屋顶上那些现有的太阳能电池
  • 6:00 - 6:03
    可以用来作为宽带网络的接收器
  • 6:03 - 6:07
    信号可以来自靠近山坡的
    激光站,或者街边的路灯
  • 6:08 - 6:11
    哪里的光束到达太阳能电池并不要紧
  • 6:12 - 6:13
    并且实际上
  • 6:13 - 6:17
    窗户上安装的半透明太阳能电池
  • 6:17 - 6:20
    安装在街道设施上的太阳能电池
  • 6:20 - 6:25
    甚至安装在成千上万
    其他设备上的太阳能电池
  • 6:25 - 6:27
    它们将会形成物联网
  • 6:27 - 6:31
    这是因为我们不想经常给这些设备充电
  • 6:31 - 6:34
    更不想每几个月就要更换电池
  • 6:34 - 6:36
    我之前说
  • 6:36 - 6:38
    这是我第一次向公众展示这些
  • 6:38 - 6:41
    这次展示可以说是一个实验证明
  • 6:41 - 6:42
    一个原型
  • 6:42 - 6:48
    但是我和我的团队有信心
    接下来两到三年,这项产品会进入市场
  • 6:48 - 6:54
    希望我们能够对终结“数字鸿沟”做出贡献
  • 6:54 - 6:58
    并且帮助成千上万的设备连接到互联网
  • 6:58 - 7:02
    而且所有设备不会造成巨大的能源消耗
  • 7:02 - 7:05
    因为我们将利用现有的太阳能电池
  • 7:05 - 7:06
    谢谢
  • 7:06 - 7:11
    (掌声)
Title:
“光带”:无线网络的新突破
Speaker:
Harald Haas
Description:

我们能否用已存的技术来给超过40亿人居住的,不具备网络基础设施的地方提供互联网呢?Harald Haas 和他的团队作为技术的先驱者,用现有的 LED 和太阳能电池,实现了通过光传导数据,这很可能是跨越“数字鸿沟”的关键。看一看未来的互联网会是怎么样的吧。

more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
07:24

Chinese, Simplified subtitles

Revisions