ABOUT THE SPEAKER
Harald Haas - Communications technology innovator
Harald 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."

More profile about the speaker
Harald Haas | Speaker | TED.com
TEDGlobal>London

Harald Haas: Forget Wi-Fi. Meet the new Li-Fi Internet

Harald Haas: Ein bahnbrechendes neues drahtloses Internet

Filmed:
2,751,742 views

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.
- Communications technology innovator
Harald Haas is the pioneer behind a new technology that can communicate as well as illuminate. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

Ich möchte zum ersten Mal
öffentlich vorführen,
00:12
I would like to demonstratezeigen
for the first time in publicÖffentlichkeit
0
579
3445
dass es möglich ist, ein Video mittels
handelsüblicher Standard-LED-Leuchte
00:16
that it is possiblemöglich to transmitübertragen a videoVideo
1
4048
4071
00:20
from a standardStandard off-the-shelfhandelsübliche LED lampLampe
2
8143
4309
an eine Solarzelle zu übertragen.
00:24
to a solarSolar- cellZelle with a laptopLaptop
actingSchauspielkunst as a receiverEmpfänger.
3
12476
5160
Der Empfänger ist ein Laptop.
00:30
There is no Wi-FiWi-Fi involvedbeteiligt,
it's just lightLicht.
4
18478
2591
Das alles funktioniert
ohne Wi-Fi, nur mit Licht.
Sie fragen sich vielleicht:
Wozu das alles?
00:33
And you maykann wonderWunder, what's the pointPunkt?
5
21093
2834
Der Grund ist folgender:
00:35
And the pointPunkt is this:
6
23951
1744
00:38
There will be a massivemassiv
extensionErweiterung of the InternetInternet
7
26399
2676
Eine immense Ausweitung
des Internets wird stattfinden,
um die digitale Kluft zu schlieβen
00:41
to closeschließen the digitaldigital divideTeilen,
8
29099
2810
und das "Internet der Dinge"
möglich zu machen --
00:43
and alsoebenfalls to allowzulassen for what we call
"The InternetInternet of Things" --
9
31933
4181
zig Milliarden Geräte,
die mit dem Internet verbunden sind.
00:48
tenszehn of billionsMilliarden of devicesGeräte
connectedin Verbindung gebracht to the InternetInternet.
10
36138
3166
Meiner Meinung nach kann
diese Ausweitung nur funktionieren,
00:51
In my viewAussicht, sucheine solche an extensionErweiterung
of the InternetInternet can only work
11
39328
4031
wenn sie so gut wie energieneutral ist.
00:55
if it's almostfast energy-neutralEnergie-neutral.
12
43383
2347
Daher müssen wir so weit wie möglich
existierende Infrastruktur nutzen.
00:58
This meansmeint we need to use existingbestehende
infrastructureInfrastruktur as much as possiblemöglich.
13
46173
4832
01:03
And this is where the solarSolar- cellZelle
and the LED come in.
14
51497
4937
Hier kommen Solarzelle
und LED-Leuchte ins Spiel.
01:08
I demonstratedgezeigt for the first time,
15
56959
2318
Ich habe Li-Fi, oder Light Fidelity,
01:11
at TEDTED in 2011,
16
59301
1965
erstmals im Jahr 2011 bei TED vorgeführt.
01:13
Li-FiLi-Fi, or LightLicht FidelityTreue.
17
61290
1984
Li-Fi verwendet Standard-LEDs,
um Daten unglaublich schnell
01:15
Li-FiLi-Fi usesVerwendungen off-the-shelfhandelsübliche LEDsLED
to transmitübertragen dataDaten incrediblyunglaublich fastschnell,
18
63781
5995
und sehr sicher zu übertragen.
01:21
and alsoebenfalls in a safeSafe and securesichern mannerWeise.
19
69800
2292
01:25
DataDaten is transportedtransportiert by the lightLicht,
20
73402
2881
Die Daten werden mittels Licht
durch subtile Änderungen
in der Helligkeit übertragen.
01:28
encodedcodiert in subtlesubtil changesÄnderungen
of the brightnessHelligkeit.
21
76307
3125
01:32
If we look around,
we have manyviele LEDsLED around us,
22
80390
3564
Rund um uns befinden sich viele LEDs,
also gibt es bereits eine reichhaltige
Infrastruktur an Li-Fi-Sendern.
01:35
so there's a richReich infrastructureInfrastruktur
of Li-FiLi-Fi transmittersSender around us.
23
83978
4661
01:41
But so farweit, we have been usingmit
specialbesondere devicesGeräte -- smallklein photoFoto detectorsDetektoren,
24
89393
5239
Bis jetzt haben wir spezielle Geräte --
kleine Lichtdetektoren -- verwendet,
um die in den Daten verschlüsselte
Information zu empfangen.
01:46
to receiveerhalten the informationInformation
encodedcodiert in the dataDaten.
25
94656
3682
01:50
I wanted to find a way to alsoebenfalls use
existingbestehende infrastructureInfrastruktur
26
98940
3892
Ich wollte auch existierende
Infrastruktur nutzen,
um Daten von unseren
Li-Fi-Leuchten zu empfangen.
01:54
to receiveerhalten dataDaten from our Li-FiLi-Fi lightsBeleuchtung.
27
102856
3006
01:58
And this is why I have been looking into
solarSolar- cellsZellen and solarSolar- panelsPlatten.
28
106426
4114
Deshalb habe ich Solarzellen
und Solarkollektoren studiert.
02:03
A solarSolar- cellZelle absorbsabsorbiert lightLicht
and convertskonvertiert it into electricalelektrisch energyEnergie.
29
111016
5128
Eine Solarzelle absorbiert Licht und
wandelt sie in elektrische Energie um.
02:08
This is why we can use a solarSolar- cellZelle
to chargeberechnen our mobileMobile phoneTelefon.
30
116549
4986
Darum können wir Solarzellen verwenden,
um unser Handy aufzuladen.
Erinnern wir uns:
02:13
But now we need to remembermerken
31
121559
1406
Die Daten sind in subtilen Änderungen
der LED-Helligkeit verschlüsselt.
02:14
that the dataDaten is encodedcodiert in subtlesubtil changesÄnderungen
of the brightnessHelligkeit of the LED,
32
122989
6231
Wenn also das ankommende Licht schwankt,
02:21
so if the incomingeingehende lightLicht fluctuatesschwankt,
33
129244
3349
schwankt auch die von der
Solarzelle gewonnene Energie.
02:24
so does the energyEnergie harvestedgeerntet
from the solarSolar- cellZelle.
34
132617
2931
02:28
This meansmeint we have
a principalPrinzipal mechanismMechanismus in placeOrt
35
136579
3509
Das bedeutet, dass es
einen Grundmechanismus geben muss,
um Informationen durch das Licht
und die Solarzelle zu erhalten,
02:32
to receiveerhalten informationInformation from the lightLicht
and by the solarSolar- cellZelle,
36
140112
6110
da die Schwankungen der gewonnenen Energie
02:38
because the fluctuationsSchwankungen
of the energyEnergie harvestedgeerntet
37
146246
2775
den übertragenen Daten entsprechen.
02:41
correspondentsprechen to the dataDaten transmittedübertragen.
38
149045
2118
02:43
Of courseKurs the questionFrage is:
39
151934
2126
Die Frage ist natürlich:
Können wir sehr schnelle und subtile
Helligkeitsänderungen empfangen,
02:46
can we receiveerhalten very fastschnell and subtlesubtil
changesÄnderungen of the brightnessHelligkeit,
40
154084
4160
wie jene, die von unseren
LED-Leuchten übertragen werden?
02:50
sucheine solche as the onesEinsen transmittedübertragen
by our LED lightsBeleuchtung?
41
158268
3810
02:54
And the answerAntworten to that is yes, we can.
42
162641
3504
Die Antwort darauf lautet: ja.
02:58
We have showngezeigt in the labLabor
43
166637
1779
Wir haben im Labor demonstriert,
03:00
that we can receiveerhalten up to 50
megabytesMegabyte perpro secondzweite
44
168440
3482
dass wir bis zu 50 Megabits pro Sekunde
von einer handelsüblichen
Standardsolarzelle empfangen können.
03:03
from a standardStandard, off-the-shelfhandelsübliche solarSolar- cellZelle.
45
171946
2435
Das ist schneller als die meisten
Breitbandinternetverbindungen heute.
03:06
And this is fasterschneller than mostdie meisten
broadbandBreitband connectionsVerbindungen these daysTage.
46
174921
3627
03:11
Now let me showShow you in practicetrainieren.
47
179437
3310
Hier eine Praxisdemonstration.
03:17
In this boxBox is a standardStandard,
off-the-shelfhandelsübliche LED lampLampe.
48
185095
4388
In diesem Gehäuse befindet sich
eine handelsübliche Standard-LED-Leuchte.
03:23
This is a standardStandard,
off-the-shelfhandelsübliche solarSolar- cellZelle;
49
191193
2575
Dies ist eine handelsübliche
Standard-Solarzelle,
die mit dem Laptop verbunden ist.
03:25
it is connectedin Verbindung gebracht to the laptopLaptop.
50
193792
2183
03:28
And alsoebenfalls we have an instrumentInstrument here
51
196949
2320
Und hier ist ein Instrument,
das die Energie, die wir von der
Solarzelle gewinnen, sichtbar macht.
03:31
to visualizevisualisieren the energyEnergie
we harvestErnte from the solarSolar- cellZelle.
52
199293
3778
Das Instrument zeigt derzeit etwas an,
03:35
And this instrumentInstrument showszeigt an
something at the momentMoment.
53
203095
2798
weil die Solarzelle bereits Energie
vom Licht der Umgebung empfängt.
03:37
This is because the solarSolar- cellZelle alreadybereits
harvestsErnten lightLicht from the ambientAmbient lightLicht.
54
205917
4281
03:43
Now what I would like to do first
is switchSchalter on the lightLicht,
55
211102
2840
Zuerst werde ich das Licht einschalten.
Ich schalte das Licht einfach nur
03:45
and I'll simplyeinfach, only switchSchalter on the lightLicht,
56
213966
2106
für einen kurzen Moment ein.
03:48
for a momentMoment,
57
216096
2108
Sie sehen, dass das Instrument
nach rechts ausschlägt.
03:50
and what you'lldu wirst noticebeachten is that
the instrumentInstrument jumpsspringt to the right.
58
218228
3994
03:54
So the solarSolar- cellZelle, for a momentMoment,
59
222904
1690
Also empfängt die Solarzelle
einen Moment lang Energie
von der künstlichen Lichtquelle.
03:56
is harvestingErnte energyEnergie
from this artificialkünstlich lightLicht sourceQuelle.
60
224618
3522
04:00
If I turnWende it off, we see it dropsTropfen.
61
228540
3278
Wenn ich sie ausschalte, fällt es ab.
Wenn ich sie einschalte …
04:03
I turnWende it on ...
62
231842
1183
04:05
So we harvestErnte energyEnergie with the solarSolar- cellZelle.
63
233049
2719
gewinnen wir mit der Solarzelle Energie.
04:08
But nextNächster I would like to activateAktivieren
the streamingStreaming of the videoVideo.
64
236586
5323
Als nächstes möchte ich
Videostreaming aktivieren.
04:15
And I've doneerledigt this
by pressingdrücken this buttonTaste.
65
243418
2324
Das geschieht durch
das Drücken dieses Knopfes.
Jetzt überträgt diese
LED-Leuchte ein Video
04:17
So now this LED lampLampe here
is streamingStreaming a videoVideo
66
245766
4723
durch die subtile Veränderung
der Helligkeit der LED,
04:22
by changingÄndern the brightnessHelligkeit of the LED
in a very subtlesubtil way,
67
250513
4132
die mit bloßem Auge nicht sichtbar ist,
04:26
and in a way that you can't
recognizeerkenne with your eyeAuge,
68
254669
2498
da die Veränderung zu schnell passiert.
04:29
because the changesÄnderungen
are too fastschnell to recognizeerkenne.
69
257191
3256
04:33
But in orderAuftrag to provebeweisen the pointPunkt,
70
261384
2399
Als Beweis dafür
kann ich das Licht
zur Solarzelle blockieren.
04:35
I can blockBlock the lightLicht of the solarSolar- cellZelle.
71
263807
3145
04:40
So first you noticebeachten
the energyEnergie harvestingErnte dropsTropfen
72
268087
3223
Zunächst sehen Sie,
dass die Energiegewinnung abfällt
und das Video stehenbleibt.
04:43
and the videoVideo stopsstoppt as well.
73
271334
1692
Wenn ich die Blockade entferne,
fängt das Video wieder an.
04:45
If I removeentfernen the blockageBlockierung,
the videoVideo will restartNeustart.
74
273050
3656
04:49
(ApplauseApplaus)
75
277357
6229
(Applaus)
04:55
And I can repeatwiederholen that.
76
283610
2333
Und ich kann das wiederholen.
Wenn wir die Videoübertragung stoppen,
endet auch die Energiegewinnung.
04:57
So we stop the transmissionÜbertragung of the videoVideo
and energyEnergie harvestingErnte stopsstoppt as well.
77
285967
5251
Das zeigt, dass die Solarzelle
als Empfänger fungiert.
05:03
So that is to showShow that the solarSolar- cellZelle
actshandelt as a receiverEmpfänger.
78
291242
4408
05:08
But now imaginevorstellen that this LED lampLampe
is a streetStraße lightLicht, and there's fogNebel.
79
296079
5384
Stellen Sie sich vor, die LED-Leuchte
ist eine Straβenlaterne und es gibt Nebel.
05:14
And so I want to simulatesimulieren fogNebel,
80
302106
2303
Da ich Nebel simulieren will,
habe ich ein Taschentuch mitgebracht.
05:16
and that's why I broughtgebracht
a handkerchiefTaschentuch with me.
81
304433
2743
(Lachen)
05:19
(LaughterLachen)
82
307200
1432
Ich lege das Taschentuch
über die Solarzelle.
05:20
And let me put the handkerchiefTaschentuch
over the solarSolar- cellZelle.
83
308656
3960
05:25
First you noticebeachten
84
313905
1628
Zuerst merkt man,
dass die Energiegewinnung
wie erwartet sinkt.
05:27
the energyEnergie harvestedgeerntet dropsTropfen, as expectederwartet,
85
315557
4197
Aber das Video spielt trotzdem weiter.
05:31
but now the videoVideo still continuesgeht weiter.
86
319778
2578
05:34
This meansmeint, despiteTrotz the blockageBlockierung,
87
322769
2619
Das heiβt, dass trotz der Blockade
genug Licht durch das Taschentuch
zur Solarzelle dringt.
05:37
there's sufficientausreichende lightLicht comingKommen throughdurch
the handkerchiefTaschentuch to the solarSolar- cellZelle,
88
325412
3881
Also kann die Solarzelle die Informationen
entschlüsseln und übertragen,
05:41
so that the solarSolar- cellZelle is ablefähig to decodeDecodieren
and streamStrom that informationInformation,
89
329317
5515
in diesem Fall ein hochauflösendes Video.
05:46
in this caseFall, a high-definitionHD- videoVideo.
90
334856
2604
05:51
What's really importantwichtig here is that
a solarSolar- cellZelle has becomewerden a receiverEmpfänger
91
339040
5563
Was hier entscheidend ist:
Die Solarzelle ist zu einem Empfänger
für in Licht verschlüsselte, drahtlose
Hochgeschwindigkeitssignale geworden,
05:56
for high-speedschnelle Geschwindigkeit wirelesskabellos signalsSignale
encodedcodiert in lightLicht,
92
344627
3815
06:00
while it maintainspflegt its primaryprimär functionFunktion
as an energy-harvestingEnergiegewinnung deviceGerät.
93
348466
4816
während sie die Hauptfunktion
als Stromerzeuger beibehält.
06:05
That's why it is possiblemöglich
94
353872
2419
Deshalb ist es möglich,
existierende Solarzellen
06:08
to use existingbestehende solarSolar- cellsZellen
on the roofDach of a hutHütte
95
356315
3857
am Dach eines Hauses
als Breitbandempfänger zu verwenden,
06:12
to actHandlung as a broadbandBreitband receiverEmpfänger
96
360196
2493
der Daten von einem Hügel in der Nähe
oder einem Laternenmast empfängt.
06:14
from a laserLaser- stationBahnhof on a closeschließen by hillHügel,
or indeedtatsächlich, lampLampe postPost.
97
362713
4376
06:19
And It really doesn't matterAngelegenheit
where the beamStrahl hitsHits the solarSolar- cellZelle.
98
367605
3695
Es ist auch nicht so wichtig,
wo der Strahl die Solarzelle trifft.
Dasselbe gilt für lichtdurchlässige
Solarzellen in Fenstern,
06:23
And the samegleich is truewahr
99
371647
1178
06:24
for translucentdurchscheinend solarSolar- cellsZellen
integratedintegriert into windowsFenster,
100
372849
3793
Solarzellen in der Straβenausstattung
06:28
solarSolar- cellsZellen integratedintegriert
into streetStraße furnitureMöbel,
101
376666
3532
oder Solarzellen in Milliarden Geräten,
06:32
or indeedtatsächlich, solarSolar- cellsZellen integratedintegriert
into these billionsMilliarden of devicesGeräte
102
380222
4543
die das Internet der Dinge bilden werden.
06:36
that will formbilden the InternetInternet of Things.
103
384789
2076
Einfach gesagt:
06:38
Because simplyeinfach,
104
386889
1158
Wir wollen diese Geräte
nicht regelmäβig aufladen,
06:40
we don't want to chargeberechnen
these devicesGeräte regularlyregelmäßig,
105
388071
2491
und noch weniger alle paar Monate
die Akkus auswechseln.
06:42
or worseschlechter, replaceersetzen the batteriesBatterien
everyjeden fewwenige monthsMonate.
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 showngezeigt this in publicÖffentlichkeit.
108
396172
2318
dass ich den Vorgang
öffentlich gezeigt habe.
06:50
It's very much a labLabor demonstrationDemonstration,
109
398514
2055
Es ist natürlich eine Labordemonstration,
06:52
a prototypePrototyp.
110
400593
1203
ein Prototyp.
06:54
But my teamMannschaft and I are confidentzuversichtlich
that we can take this to marketMarkt
111
402276
3294
Mein Team und ich sind zuversichtlich,
dass wir die Technologie
06:57
withininnerhalb the nextNächster two to threedrei yearsJahre.
112
405594
1991
in zwei bis drei Jahren
auf den Markt bringen
07:00
And we hopeHoffnung we will be ablefähig to contributebeitragen
to closingSchließen the digitaldigital divideTeilen,
113
408251
5293
und dazu beitragen können,
die digitale Kluft zu schlieβen,
und auβerdem dazu,
07:05
and alsoebenfalls contributebeitragen
114
413568
1198
all die Milliarden Geräte
mit dem Internet zu verbinden.
07:06
to connectingVerbindung all these billionsMilliarden
of devicesGeräte to the InternetInternet.
115
414790
2945
07:10
And all of this withoutohne causingverursacht
116
418370
1525
All das, ohne dass der
Energieverbrauch explodiert.
07:11
a massivemassiv explosionExplosion
of energyEnergie consumptionVerbrauch --
117
419919
2452
Dank Solarzellen wird
das Gegenteil eintreten.
07:14
because of the solarSolar- cellsZellen,
quiteganz the oppositeGegenteil.
118
422395
2222
Vielen Dank.
07:16
Thank you.
119
424641
1153
07:17
(ApplauseApplaus)
120
425818
5182
(Applaus)
Translated by Johanna Pichler
Reviewed by Angelika Lueckert Leon

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Harald Haas - Communications technology innovator
Harald Haas is the pioneer behind a new technology that can communicate as well as illuminate.

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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."

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Harald Haas | Speaker | TED.com