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Was kommt nach 5G?

Das kann man heute schon sagen: Natürlich 6G. Von Tera-Hertzen und Drohnenflugkontrolle in Echtzeit.

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Was kommt nach 5G?

(Bild: 6Genesis)

Erste Mobilfunknetze der fünften Generation (5G) haben Netzbetreiber in einigen Ländern schon gestartet, darunter in den USA, in Südkorea oder auch Österreich. Weitere Länder dürften in den nächsten Monaten schnell hinzukommen und zunächst punktuell schnellere Mobilfunkdienste, größere Nutzerkapazität und sehr kurze Latenzen im Millisekundenbereich bieten. In den USA sind entsprechend erste 5G-Geräte im Handel, die schnellsten sind für 5 Gigabit pro Sekunde ausgelegt. Die nächste Generation verspricht sogar Spitzenraten von 10 GBit/s im Mobilbetrieb.

Wenn schon 5G so umwälzend und so schnell sein kann, wird es eine sechste Mobilfunkgeneration geben? Das ist so gut wie sicher und auch dabei wird es wieder um Kapazitätssteigerungen gehen.

Herkömmlichen Weisheiten zufolge muss man umso schlechtere Signale in Kauf nehmen, je höher die Frequenz ist. Das gilt aber nur für Antennen, die eine Fläche omnidirektional oder davon abgeleitet, sektorweise abdecken – das ist im Grunde die alte Mobilfunkdenke von vor 10 oder 20 Jahren. Setzt man jedoch Richtantennen ein, kehrt sich das Verhalten um: Das Signal wird bei gleicher Sendeleistung mit höherer Frequenz besser. Umgangssprachlich kann man von geführten Richtstrahlen sprechen.

Das wollen nun erste Forschungsgruppen nutzen, um den Funkbereich zwischen 95 GHz und 3 THz zu erforschen. Ein Kristallisationspunkt ist die finnische Universität Oulu, die mit rund 60 Organisationen in diversen Mobilfunkbereichen forscht. Das mit 251 Millionen Euro geförderte Projekt läuft unter dem Namen 6Genesis. Aber auch Huawei, NTT DoCoMo und viele andere haben 6G auf dem Forschungszettel.

Ende März gab es im finnischen Levi Ski Resort in Lapland ein erstes Treffen unter dem Dach des 6Gsummit, an dem 287 Institutionen und Unternehmen aus 28 Ländern teilgenommen haben. Die vielleicht konkreteste Vision zum einstigen 6G-Mobilfunk äußerte Takehiro Nakamura, Leiter der 5G Laboratories des japanischen Kommunikationsriesen NTT DoCoMo: “Wir müssen sowohl heutige Probleme lösen als auch die der Zukunftsträume. Wir brauchen extrem hohe Zuverlässigkeit für garantiertes Quality of Service für die Industrie, wir brauchen Spitzendatenraten über 100 Gigabit pro Sekunde und überall eine Abdeckung mit Gigabyte-Datenraten." Solche Ambitionen würde man gerade in stiefmütterlich versorgten ländlichen Regionen gerne auch von deutschen Netzbetreibern hören.

Schwerpunkt: 5G - Das Netz der Zukunft

Ersten Schätzungen zufolge kann man solche Netzwerkleistungen mit zusätzlichen Funkbändern im Tera-Hertz-Bereich erzielen, punktuell möglicherweise sogar Terabit-Geschwindigkeiten. Aber je höher die Frequenz, desto schlechter die Penetrationsrate der Funkwellen. Für derart hohe Geschwindigkeiten wird man Micro-Infrastrukturen installieren müssen, komplementär zu traditionellen Macro-Zellen. Einer ersten Theorie zufolge läuft das auf vielleicht 1000 Funkeinheiten pro Person hinaus. So soll man dann etwa Drohnen in Echtzeit anhand von HD-Videostreams steuern können, die sie per 6G-Funk übermitteln. Der Gedanke rührt daher, dass im Rahmen der 6G-Vernetzung komplette Gebäude vernetzt werden und die 6G-Plattform "Trillionen von Objekten" vernetzen wird anstatt nur "Milliarden von Smartphones".

In diesem Szenario kommt der Künstlichen Intelligenz eine Schlüsselrolle zu: Sie wird maßgeblich dafür benötigt, um den besten Funkweg zu ermitteln und den besten Funkanal aufzubauen, über den sich Daten vom Mobilgerät zur Basisstation funken lassen – KI-Algorithmen sollen hundeschnell die besten Ein- und Austrittswinkel für Richtstrahlen berechnen und diese im Zick-Zack um Objekte und Lebewesen herum zur Basisstation und zurück führen.

Für jeden, der sich um die Gesundheitsgefährdung von Mobilfunkwellen Gedanken macht, dürfte diese Vision die vielleicht wünschenswerteste sein: Funkwellen werden gar nicht erst omnidirektional und damit quer durch Wände, Kopf und Körper zur Basisstation geschickt, sondern gezielt um alles funkdämpfende herum unter intelligenter Ausnutzung von Spiegelungseffekten. Erste praktische Erfahrung mit den bisher entwickelten KI-Methoden wird man bald machen können, denn schon 5G-Smartphones brauchen sie, um Millimeterwellen für den mobilen Einsatz nutzen zu können.

Für den Bereich jenseits von 100 GHz wird freilich noch viel weitere Forschung nötig sein. Unter anderem dafür hat auch die US-amerikanische Regulierungsbehörde FCC kürzlich experimentelle Lizenzen mit einer Laufzeit von bis zu 10 Jahren zugeteilt. 10 Jahre – das klingt jedenfalls nach genügend Zeit, um auch Gesundheitsaspekte im Vorfeld zu erforschen. Die sollte man sich auf jeden Fall nehmen und nicht wie im Falle der 5G-Technik nach deren Einführung über Grenzwerte zu diskutieren – siehe Unklare Symptome: 5G kommt, bevor alle Risiken ausgeräumt sind. (dz)