Was ist 6G und wie schnell wird es sein?

• 6G ist die drahtlose Technologie der sechsten Generation für digitale Mobilfunknetze.
• 6G nutzt die Obergrenzen des Funkspektrums und unterstützt Geschwindigkeiten von 1 Tbit/s (Terabyte pro Sekunde).
• Die Latenz der Kommunikation wird auf eine Mikrosekunde reduziert – 1.000 Mal schneller als 5G-Latenzen.

Die Implementierung von 5G-Diensten hat weltweit eine Welle des Wettbewerbs ausgelöst, aber was noch wichtiger ist, sie hat einen Wettlauf um die Entwicklung von 6G ausgelöst, dem nächsten Schritt in der Welt der mobilen Konnektivität.

Es scheint zu früh, über 6G zu sprechen, aber mehrere Konzerne und Universitäten haben bereits begonnen, an dieser Idee zu arbeiten. Dies zeigt, wie schnell sich die Technologie weiterentwickelt:Wir haben es in nur vier Jahrzehnten von 1G zu 5G geschafft, also ist 6G ein weiterer natürlicher Fortschritt in Richtung einer verbesserten digitalen Telekommunikation.

Was ist 6G?

6G ist die drahtlose Technologie der sechsten Generation für digitale Mobilfunknetze. Als Nachfolger von 5G-Netzwerken wird es über die personalisierte Kommunikation hinaus zur vollständigen Verwirklichung des Paradigmas des Internets der Dinge gehen und nicht nur Menschen, sondern auch autonome Fahrzeuge, Roboteragenten und Computerressourcen verbinden.

6G-Netze verwenden höhere Frequenzen als 5G-Netze und bieten somit eine viel höhere Kapazität und geringere Latenz. Eines der Hauptziele des 6G-Internets wird es sein, die Kommunikationslatenz auf eine Mikrosekunde zu reduzieren – 1.000 Mal schneller als 5G-Latenzen.

Im Moment ist 6G (oder wie auch immer es später genannt wird) keine funktionierende Technologie; tatsächlich ist es weit von der Realität entfernt. Da es noch in den Kinderschuhen steckt, ist es noch zu früh, um zu sagen, was genau 6G sein könnte oder welche Art von Technologien es verbessern würde.

Wie schnell wird 6G sein?

Nach Angaben des chinesischen Ministeriums für Wissenschaft und Technologie kann 6G Geschwindigkeiten von 1 Tbit/s (Terabyte pro Sekunde) unterstützen, etwa 8.000-mal höher als die bestehenden 5G-Geschwindigkeiten.

Die höheren Frequenzen von 6G ermöglichen nicht nur einen viel höheren Durchsatz, sondern auch deutlich schnellere Abtastraten. Dies wird die Leistung von 5G-Anwendungen weiter verbessern und das Potenzial zunehmend datenhungriger Anwendungen im Bereich der drahtlosen Bildgebung und Sensorik erschließen.

Von 6G-Netzen wird auch erwartet, dass sie eine extreme Abdeckungserweiterung (einschließlich Abdeckung unter Wasser, in großer Höhe und im Weltraum) bei geringem Stromverbrauch bieten. Dies erfordert jedoch eine komplette Neugestaltung des Kernnetzwerks.

Wann ist damit zu rechnen?

Etwa alle zehn Jahre rückt ein neuer Mobilfunkstandard ins Rampenlicht. Das bedeutet, dass 6G möglicherweise in den frühen 2030er Jahren eingeführt wird, oder zumindest dann werden die meisten Smartphone-Hersteller 6G-fähige Mobiltelefone ankündigen und wir werden sehen, dass Telekommunikationsunternehmen 6G-Tests durchführen.

Das chinesische Ministerium ist entschlossen, die Grundlagen für den Aufbau der 6G-Technologie zu legen. Laut dem Vizeminister des Wissenschaftsministeriums sollte 6G als Priorität für die Entwicklung des Landes gelten. Das Ministerium wird in Kürze einen Fahrplan zur Entwicklung von 6G erstellen und seine möglichen Anwendungen untersuchen.

Japans NTT DoCoMo veröffentlichte ein Whitepaper, in dem sie Anwendungsfälle und die technologische Entwicklung von 6G sowie die Weltanschauung in den 2030er Jahren erläuterten, wenn 6G eingesetzt wird. Das Papier beleuchtet auch, wie sich die Mobilfunktechnologie in den letzten Jahrzehnten entwickelt hat, mit 3G in den frühen 2000er Jahren, 4G im Jahr 2010 und 5G im Jahr 2020.

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6G-Vorteile

Der klarste Unterschied zwischen 5G und 6G wird die Geschwindigkeit und die Latenz sein. Dieselben Parameter trennen 4G und 5G in Bezug auf die Leistung, sodass wir davon ausgehen können, dass zukünftige 6G-Dienste die strengen Netzanforderungen der 2030er Jahre erfüllen.

Entwicklung der Mobilfunknetze mit repräsentativen Anwendungen für jede Generation

6G-Drahtlossensorlösungen können unterschiedliche Frequenzen verwenden, um die Absorption zu bestimmen und die Frequenzen entsprechend zu konfigurieren. Während die 5G-Technologie hohe Funkfrequenzen im Bereich von 24 GHz bis 72 GHz verwendet, wird 6G die oberen Grenzen des Funkspektrums (300 GHz) nutzen und könnte sich sogar Terahertz-Bereichen nähern. Je höher das Funkspektrum, desto mehr Daten können übertragen werden.

6G wird in verschiedenen Bereichen große Auswirkungen haben, wie zum Beispiel:

Augmented/Virtual Reality: Genau wie mit Videoanwendungen gesättigte 4G-Netzwerke, wird die Verbreitung von AR- und VR-Apps das 5G-Spektrum erschöpfen und Netzwerke mit einer Kapazität von über 1 Tbit/s anstelle des für 5G definierten Ziels von nur 20 Gbit/s erfordern. Die niedrige Latenz (auf Mikroebene) von 6G ermöglicht Benutzerinteraktionen in Echtzeit in immersiven Umgebungen.

Holografische Telepräsenz: Ein holografisches 3D-Display mit voller Parallaxe, Farben und 30 fps würde eine Datenrate von über 4 Tbps und eine Latenz von Sub-ms erfordern. 6G wird in der Lage sein, solche Anforderungen zu erfüllen:Die Netze werden über genügend Bandbreite verfügen, um alle fünf menschlichen Sinne in digitaler Form zu übertragen, um ein immersives Fernerlebnis zu bieten.

Laut Marcus Weldon, Präsident von Nokia Bell Labs, wird 6G ein Erlebnis des sechsten Sinnes für Mensch und Maschine sein, bei dem Biologie auf künstliche Intelligenz trifft.

eHealth: Mangelndes taktiles Feedback in Echtzeit und hohe Kosten sind zwei Haupteinschränkungen von eHealth-Diensten. Es wird erwartet, dass 6G diese Hindernisse durch Fernoperationen und verbesserte Optimierungen der Arbeitsabläufe im Gesundheitswesen beseitigen wird. Die extrem niedrige Latenz, hohe Zuverlässigkeit und raffinierte Intelligenz der 6G-Technologie sorgen für eine zehnfache Steigerung der spektralen Effizienz.

Durchdringende Konnektivität: Die Zahl der mobilen Geräte soll bis 2030 125 Milliarden überschreiten. 6G wird all diese Geräte sowie autonome Fahrzeuge und Sensoren verbinden. Es muss jedoch 10-100-mal energieeffizienter sein als 5G-Netzwerke, um kostengünstige, skalierbare Bereitstellungen mit besserer Abdeckung und geringer Umweltbelastung zu ermöglichen.

Robotik und unbemannte Mobilität: Die Verbindung großer autonomer Transportsysteme erfordert geringe Latenzzeiten und ein beispielloses Maß an Zuverlässigkeit, um die Sicherheit der Fahrgäste auch in extrem hohen Mobilitätsszenarien (bis zu 600 Meilen/h) zu gewährleisten. Auch die wachsende Zahl von Sensoren an Fahrzeugen und Drohnen erfordert mehr Daten. Die 6G-Technologie könnte durch Fortschritte bei Software, Hardware und neuen Konnektivitätslösungen den Weg für diese vernetzten Systeme ebnen.

Referenz: arXiv:1903.12216

Wer arbeitet an 6G?

Die 6G-Technologie ist noch ein Jahrzehnt entfernt, aber nur wenige Länder und Telekommunikationsunternehmen haben bereits damit begonnen, daran zu arbeiten.

Die Universität Oulu in Finnland war die erste, die sich auf die 6G-Forschung konzentrierte. Sie haben ein 6G-Flaggschiff-Programm entwickelt, um verschiedene anspruchsvolle Forschungsbereiche zu erforschen, wie z. B. zuverlässige unbegrenzte drahtlose Konnektivität, verteilte Computer und Intelligenz sowie Materialien, die in zukünftigen Netzwerken verwendet werden sollen.

2019 hat die Federal Communications Commission neue Regeln verabschiedet, um die Bereitstellung neuer Dienste im Frequenzbereich über 95 GHz zu beschleunigen.

Der erste Bericht und Auftrag der Kommission mit dem Titel „Spectrum Horizon“ entwickelt ein neues Segment der experimentellen Lizenz für die Nutzung in den Frequenzen von 95 GHz bis 3 THz. Dies wird Unternehmern und Innovatoren ermöglichen, auf dieses Spektrum zuzugreifen und neue Kommunikationstechnologien zu entwickeln/zu testen.

Forscher von Virginia Tech und Unternehmen wie LG und Samsung haben begonnen, an der 6G-Technologie zu arbeiten. Darüber hinaus plant Japan Berichten zufolge eine umfassende Strategie zur Einführung von 6G-Netzen bis 2030.

Brauchen wir 6G?

Obwohl 5G darauf ausgelegt ist, alles von der Gesundheitsversorgung bis zur Unterhaltung zu verbessern und das Internet zugänglicher zu machen, wäre 6G sinnvoll, wenn diese Bereiche über 5G hinaus Verbesserungspotenzial haben.

Vielleicht haben wir bis 2030 bessere Techniken entwickelt, um große Datenmengen oder starke Signale zu übertragen, die stark genug sind, dass keine 6G-Mobilfunktürme aufgebaut werden müssen.

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Irgendwann, egal ob 5G, 6G oder ein anderes „G“, werden wir so unglaubliche Geschwindigkeiten und extrem niedrige Latenzen haben, dass keine Wartezeiten oder Fortschrittsbalken erforderlich sind, um auf eine angemessene Datenmenge zuzugreifen, zumindest nach heutigen Standards. Was immer wir brauchen, wird sofort da sein und wir müssen keine neuen Begriffe entwickeln, um es zu beschreiben.