Харальд Хаас: Новый рывок в будущее беспроводного Интернета

Я хочу впервые продемонстрировать на публике возможность передачи видео со стандартной светодиодной лампы на фотогальванический элемент, используя ноутбук как приемник. Для этого не нужен Wi-Fi, только свет.

Может возникнуть вопрос: «Для чего это нужно?» А нужно это вот для чего: интернет невероятно расширится, чтобы уменьшить «цифровой барьер» и сделать возможным то, что мы называем «интернетом вещей», — десятки миллионов устройств, подключенных к интернету.

На мой взгляд, такое расширение возможно только при условии, что оно практически не потребует затрат энергии. Это означает, что необходимо по максимуму использовать существующую инфраструктуру. Вот тут-то и понадобятся фотоэлемент и светодиод.

На конференции TED в 2011 году я впервые продемонстрировал Li-Fi, от слов Light Fidelity [«Световая верность»]. Для стремительной передачи данных Li-Fi задействует обычный светодиод, при этом передача безопасна и защищена. Данные передаются с помощью света, зашифрованные в едва уловимых изменениях яркости. Если оглянуться, то можно увидеть, как много вокруг светодиодов, а значит, уже существует богатая инфраструктура передатчиков Li-Fi. До сих пор мы использовали специальные устройства — мини-фотодетекторы — для получения зашифрованной информации. Я же хотел найти способ использовать также и существующую инфраструктуру, чтобы получать данные от наших Li-Fi источников света. Поэтому я и обратил внимание на фотоэлементы и солнечные батареи.

Фотоэлемент поглощает свет и преобразует его в электрическую энергию. Именно поэтому с их помощью можно подзарядить телефон. Но тут нужно вспомнить, что данные зашифрованы в незначительных изменениях яркости светодиода, а значит, если входящий свет постоянно меняется, то же происходит и с энергией, собираемой с этого фотоэлемента. А значит, основной механизм для передачи информации с помощью света через фотоэлемент уже имеется, ведь изменения собранной энергии соответствуют переданным данным.

Конечно, возникает вопрос: можно ли запечатлеть стремительные и едва уловимые изменения яркости, излучаемые светодиодной лампой? Ответ: да, можно. В лаборатории мы доказали, что можно получить объем информации до 50 мегабайт в секудну от обычного стандартного светодиода, что быстрее большинства существующих широкополосных соединений.

Покажу теперь на практике. В этой коробке находится обычная светодиодная лампа. Это — стандартный фотоэлемент. Он подключен к ноутбуку. Также тут у нас есть прибор для визуализации собираемой с фотоэлемента энергии. Прибор уже показывает активность. Это потому, что фотоэлемент сейчас собирает рассеянный свет.

Теперь я сначала включу свет вот таким простым движением ненадолго. Обратите внимание, как стрелка прибора отпрыгнула вправо. В данный момент фотоэлемент собирает энергию от этого искусственного источника света. Если выключить свет, стрелка возвращается к нулевой отметке. Снова включаю. Так мы собираем энергию с помощью фотоэлемента.

Теперь я начну трансляцию видео. Для этого я просто нажал вот эту кнопку. Теперь наш светодиод передает видео путем незаметных нам изменений яркости, которые не уловить невооруженным глазом, так как изменения слишком стремительны, чтобы их заметить. Но чтобы доказать вам работу теории, я загорожу фотоэлемент от света. Вы тут же замечаете, что сбор энергии прекратился, а видео остановилось. Если убрать преграду, видео снова запускается.

Действия можно повторить. Итак, мы останавливаем трансляцию видео, и сбор энергии также останавливается. Это доказывает, что фотоэлемент выступает как приемник.

А теперь представьте, что этот светодиод — уличный фонарь, окутанный туманом. Для симуляции тумана я принес с собой платок.

Я накрываю платком фотоэлемент. Первым делом вы замечаете, что сбор энергии прекратился, как и ожидалось, но видео по-прежнему работает. Это означает, что, несмотря на блокировку, достаточное количество энергии поступает через платок на фотоэлемент, что позволяет ему раскодировать и воспроизводить информацию, в данном случае видео высокой четкости.

Здесь важно отметить, что фотоэлемент превратился в приемник высокоскоростных беспроводных сигналов, закодированных в свете, выполняя при этом и свою главную функцию устройства по сбору энергии. Поэтому возможно использовать существующие фотоэлементы на крыше дома в качестве широкополосного приемника от лазерной станции на соседнем холме или же, как в примере, от уличного фонаря.

И не важно, где именно луч света касается фотоэлемента. То же верно и для полупрозрачных фотоэлементов, вмонтированных в окна, фотоэлементов, установленных на уличном оборудовании или же на миллиардах различных устройств, которые и образуют интернет вещей. Ведь нам просто-напросто не хочется регулярно их подзаряжать или, того хуже, заменять аккумуляторы каждые несколько
месяцев.

Как я сказал, сегодня я впервые продемонстрировал это на публике. Это лабораторная демонстрация, прототип. Но я и моя команда уверены, что мы можем продвинуть нашу идею на рынок в течение следующих двух-трех лет. И мы надеемся, что сможем помочь сократить цифровой барьер, а также поспособствовать подключению миллиардов устройств к интернету. И все это, не вызывая массивного роста в потреблении энергии. Напротив — ведь мы применяем фотоэлементы.

Перевод: Алина Силуянова
Редактор: Юлия Каллистратова

Источник