6G ab 2030?: Es wird bereits geforscht

Während wir noch 4G nutzen und die 5. Generation gerade einmal in den Startlöchern steht, wird bereits an 6G gearbeitet. Neben höheren Funkfrequenzen werden passende Funkchips benötigt, die den Datenverkehr auf Smartphone und Co. bringen. Der aktuelle Stand der Forschungen.

6G: Was wird geplant?

6G fokussiert sich auf höhere Geschwindigkeiten und zusätzliche Bandbreite. Der Datenverkehr wird zunehmen und die Datenmengen steigen dank Streaming-Diensten und multimedialen Inhalten weiter an. Den größten Bedarf an einem Hochgeschwindigkeitsnetz hat jedoch die Industrie, die moderne Maschinen inzwischen nicht mehr über Kabel steuert, sondern hierfür den Mobilfunk nutzt.
Mit 6G sollen höhere Datenströme erzielt werden als bisher. Die steigenden Anforderungen von Industrie und Endverbrauchern machen schnelle Netze notwendig, die über die fortgeschrittene Glasfasertechnik hinausgehen. Konkret sind Funklösungen im Terahertz-Bereich geplant – Frequenzen, die drahtlose Datenübertragungsraten von 400 Gbit/s und mehr realisieren können. Notwendig ist dies auch aufgrund der Ansprüche außerhalb der eigenen vier Wände. Das heimische WLAN ist inzwischen nur noch eine Zweitlösung neben den mobilen Datennetzen, die mit hohen Geschwindigkeiten aufwarten. Der Ausbau des kostspieligen Glasfasernetzes könnte durch den Fokus auf 6G zum Erliegen kommen. Dies allerdings auch Vorteile – wie einen flexiblen Wechsel zwischen den Zugangstechnologien.

Zugangstechnologien flexibel wechseln

Die Wissenschaft arbeitet an neuen Frequenzen für den Mobilfunk. Gleichzeitig werden Möglichkeiten entwickelt, nahtlos zwischen verschiedenen Zugangstechnologien zu wechseln. Muss bislang noch manuell zwischen WLAN und 4G gewechselt werden, soll dieser Übergang künftig nahtlos vonstattengehen. Der „Verschmelzung“ der Netze hat sich unter anderem das Projekt Terranova des Fraunhofer-Instituts HHI verschrieben.
Das LTE-Netz verwendet aktuell die Frequenzen zwischen 800 und 2.600 Megahertz. Damit ist in der Theorie eine maximale Bandbreite von 1 Gigabit pro Sekunde möglich. Eine Anhebung auf den Terahertz-Bereich würde ausreichende Übertragungsraten für den 6G-Standard schaffen. Schließlich steigt mit der Frequenz immer auch die maximale Bandbreite. Gleichzeitig sinkt allerdings die Reichweite – ein weiterer Punkt, mit dem sich die Forschung derzeit an unterschiedlichen Standorten befasst.

Moderne Technik noch zu teuer

Jedes Smartphone und Tablet ist mit leistungsfähigen Chips ausgestattet, die eine Verbindung zum weltweiten Netz und anderen Nutzern ermöglichen. Der 6G-Standard setzt auf noch mächtigere Funkchips, die den wachsenden Datenverkehr stemmen. Noch sind diese Bauteile jedoch kostspielig und ressourcenintensiv. Die Forschung hat zum Ziel, die Funkchips der nächsten Generation an die Ansprüche der Endverbraucher anzupassen. Dafür müssen die Chips kompakt, erschwinglich und energiesparend sein.
Die Planungen für 6G umfassen auch den Aufbau einer gänzlich neuen Netzinfrastruktur. Weil durch moderne Funkmasten und Satelliten enorme Kosten entstehen, finden die Kalkulationen derzeit hauptsächlich in den Finanzabteilungen der Mobilfunkunternehmen statt.

6G-Forschung in Deutschland und China

Die Entwicklung von 6G wird von bekannten Providern in verschiedenen Ländern vorangetrieben. Geforscht wird unter anderem am Vodafone-Lehrstuhl an der Universität in Dresden und beim Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik. Letzteres konzentriert sich im Rahmen der Forschungsarbeiten auf die Integration von Funkmodulen. Die modernen Chips sind notwendig, um die hohen Datenraten zu realisieren. Das Nachbar-Institut, das Fraunhofer-Institut HHI, kümmert sich indes um die Signalprozessierung. Dabei handelt es sich um die Aufbereitung von Signalen, um sie anschließend ohne Störungen von der Antenne zum Endverbraucher schicken zu können. In welchem Umfang die Institute an 6G forschen, ist nicht bekannt.

6G: 400 Gigabit pro Sekunde

Die Mobilfunkanbieter und Wissenschaftler arbeiten gemeinsam an dem großen Ziel, einmal 400 Gigabit pro Sekunde übertragen zu können. Zum Vergleich: 100 MBit/s pro Sekunde gelten aktuell als gehobener Standard. Vorreiter in Sachen 6G ist China. Das Land hat bereits angekündigt, spätestens im Jahr 2030 6G einsetzen zu wollen. Konkret sprach das Digitalministerium des Landes von fortgeschrittenen Planungen, die in den kommenden Jahren umgesetzt werden sollen.

Chinas Minister für Industrie- und Informationstechnologie Miao Wei sprach von einem steigenden Bedarf, der durch frühzeitige Forschungen gedeckt werden soll. „Autonome Fahrzeuge zum Beispiel benötigen nicht nur Informationen von Sensoren, sondern auch Informationsverbindungen von Fahrzeug zu Fahrzeug sowie von Fahrzeug zu Straße, daher ist ein hochwertiges Internet dringend notwendig“.
Dies gab der Minister im Zuge der Tagungen von NVK und PKKCV bekannt, die sich um den Fortschritt des Netzausbaus bemühen. Andere Minister des Landes stimmten überein und teilten konkrete Pläne mit, die 6G bald schon realisieren sollen.

Fazit: 6G kommt vermutlich bis 2030

Derzeit forschen die drei großen chinesischen Telekomfirmen China Mobile, China Telecom und China Unicom an 6G. Parallel dazu wird, wie auch in Europa und in den USA, der Ausbau der 5G-Netze vorangetrieben, welche noch in diesem Jahr in Shanghai, Suzhou, Wuhan und anderen Städten an den Start gehen sollen. Aktuell gibt es 6G jedoch weder in China noch hierzulande. Schließlich steht zunächst die Einführung von 5G bevor. Der Standard soll Ende dieses Jahres auf den Markt kommen und bis spätestens 2022 in allen großen Städten verfügbar sein. Wie schon bei den vorherigen Standards dürften die ländlichen Gebiete erst einige Jahre später in den Genuss des Hochgeschwindigkeitsnetzes kommen.