5G ist immer noch auf dem Vormarsch. Wir beobachten, wie Netzbetreiber die Infrastruktur ausbauen, diskutieren über die Abdeckung und passen sich an die Realität der mobilen Konnektivität der nächsten Generation an. Doch während Sie auf die nächste Signalverstärkung warten, sind die Forscher bereits besessen davon, was danach kommt. Das Ziel ist 6G.
Das Versprechen ist auf dem Papier einfach. Schnellere Daten. Nahezu keine Latenz. Aber um das zu erreichen, muss das Regelwerk über Bord geworfen werden. Die Geheimwaffe ist der Terahertz-Frequenzbereich.
„Die nächste Mobilfunkgeneration strebt höhere Übertragungsraten und kürzere Verzögerungen durch Trägerwellen im Terahertz-Bereich an.“
Dabei handelt es sich nicht nur um eine kleine Änderung an bestehenden Türmen. Es ist ein grundlegender Wandel in der Art und Weise, wie wir Daten übertragen. Wolfgang Kellerer, Leiter eines Großprojekts an der Technischen Universität München (TU München), ist federführend bei der Festlegung der Standards für dieses zukünftige Netzwerk. Seine Arbeit konzentriert sich darauf, wie Terahertz-Wellen unter realen Bedingungen tatsächlich funktionieren können.
Das Problem mit den aktuellen 5G-Netzen ist physischer Natur. Es gibt eine Grenze dafür, wie viele Daten Sie durch Radiowellen übertragen können, bevor Sie die Grenze der Physik erreichen. Terahertzwellen liegen im elektromagnetischen Spektrum zwischen Mikrowellenstrahlung und Infrarotlicht. Sie bieten eine enorme Bandbreite. Das bedeutet mehr Daten. Viel mehr.
Aber Bandbreite ist nur die halbe Miete. Der Signalabfall ist der Killer. Terahertz-Wellen haben Schwierigkeiten, weite Strecken zurückzulegen. Sie werden von Luft, Regen und sogar Wänden absorbiert. Um 6G realisierbar zu machen, müssen Ingenieure das Ausbreitungsproblem lösen. Man kann nicht einfach höhere Türme bauen. Sie brauchen neue Antennentypen. Sie brauchen intelligente Oberflächen. Sie brauchen ein völliges Umdenken im Bereich des Funkzugangsnetzes.
Kellerers Team untersucht im Einzelnen, welche Standards mit diesem Chaos umgehen können. Es geht nicht nur um Geschwindigkeit. Es geht um Zuverlässigkeit. Es geht darum, ein Netzwerk aufzubauen, das funktioniert, wenn man sich bewegt, wenn es regnet, wenn man sich in einem überfüllten Stadion befindet.
Der Übergang wird nicht reibungslos verlaufen. Wir bewegen uns von einer Welt der Makrozellen zu einer Welt der Mikrosegmente und möglicherweise sogar drohnenbasierter Relais. Die Infrastrukturkosten werden hoch sein. Der Stromverbrauch wird hoch sein. Aber die Auszahlung ist ein Netzwerk, das sich augenblicklich anfühlt.
Warum drängen wir darauf? Denn die Anwendungen ändern sich. Es geht nicht nur darum, Videos schneller zu streamen. Es geht um taktiles Internet. Fernchirurgie. Holographische Kommunikation. Diese erfordern Reaktionszeiten, die 5G nicht garantieren kann. Sie fordern den Terahertz-Sprung.
Die Standards sind noch nicht geschrieben. Die Hardware ist keine Massenware. Aber die Forschung nimmt Fahrt auf. Wenn Kellerers Team einen Weg findet, diese Hochfrequenzwellen zu stabilisieren, ändert sich die Definition von „Verbindung“ für immer.
Wir blicken in eine Zukunft, in der das Netzwerk in der Umwelt verschwindet. Wo Daten so schnell fließen, fühlt es sich an wie Magie. Aber Magie hat ihren Preis. Es erfordert eine Technik, die gerade erst Gestalt annimmt.
Die nächste Mobilfunkgeneration, 6G, verspricht mehr als nur schnellere Downloads. Sie sollen Hologramme zur Kommunikation und ferngesteuerte chirurgische Eingriffe ermöglichen. Der Schlüssel dazu liegt in der Nutzung von Terahertz-Frequenzen. Diese Wellenlängen bewegen sich im Spektrum zwischen Mikrowellen und Infrarotstrahlung. Sie sind kürzer als die Frequenzen, die aktuelle Mobilfunkstandards nutzen.
Kürzere Wellen bedeuten jedoch eine physikalische Grenze: die Reichweite. Signale in diesem Bereich verbreiten sich nicht weit. Das zwingt dazu, die Sendemasten deutlich dichter zu plattieren. 5G hatte bereits mehr Antennen in geringerem Maße benötigt. 6G treibt dieses Konzept noch einen Schritt weiter.
Der TUM-Forschungsansatz
Wissenschaftler an der Technischen Universität München (TUM) untersuchen derzeit, wie ein solches Netz funktionieren kann. Das Projekt 6G Zukunftslabor Bayern ist das größte universitäre Vorhaben in Deutschland zur sechsten Mobilfunkgeneration. Das Team arbeitet daran, die grundlegenden Mechanismen für diese Technologie zu entwickeln. Ziel ist eine Roadmap für die Standardisierung.
„Es geht in der Forschung weniger um Geschwindigkeitsrekorde als vielmehr um eine Sicherheit von 99,999999999 Prozent.“ – Professor Wolfgang Kellerer
Die drei Jahre Laufzeit sind kurz bemessen. Das Projekt muss beweisen, dass 6G nicht nur ein theoretisches Konzept ist. Es soll die Grundlage für den späteren Standard setzen.
Latenz und künstliche Intelligenz
Warum sollte man sich mit so vielen kleinen Antennen herumplagen? Der Vorteil liegt in der Latenz. Weil die Signale kürzere Wege zurücklegen müssen, erreichen sie das Zielgerät in Bruchteilen von Millisekunden. Diese extreme Geschwindigkeit ist entscheidend für zeitkritische Anwendungen.
Autonomes Fahren ist ein Paradebeispiel. Ein autonomes Fahrzeug muss Reaktionen in Echtzeit verarbeiten. Bei 6G würden Daten kaum spürbare Verzögerungen haben. Auch künstliche Intelligenz davon. Modelle, die auf Cloud-Rechenleistung angewiesen sind, könnten komplexere Aufgaben schneller lösen, wenn die Verbindung nicht zum Flaschenhals wird.
Deutschland als Vorreiter?
Professor Wolfgang Kellerer, Projektleiter an der TUM, sieht Potenzial für eine führende Rolle Deutschlands. Die Frage ist nicht nur, wer die ersten Geräte baut. Sondern wurden die Infrastruktur definiert. Die Sicherheit der Verbindung steht dabei im Vordergrund.
Die geforderte Ausfallwahrscheinlichkeit liegt bei null Punkt null null null null null null null null neun. Das ist eine andere Art von „perfekt“. Es geht nicht um maximalen Durchsatz. Es geht um absolute Zuverlässigkeit. Wenn eine Roboterhand im Ausland operiert, darf die Verbindung nicht zusammenbrechen. 6G soll diese Stabilität bieten.
Die Forschung konzentriert sich auch auf Stabilität. Nicht auf Blitze. Auf Präzision. Auf Dichte.
Ob das Netz in Bayern bereits jetzt die Zukunft vorwegnimmt, bleibt abzuwarten
5G ist in vielen Bereichen noch im Ausbau. Doch die Forscher stecken bereits tief in den Gräben von 6G. Die Frage ist nicht wirklich, ob 5G veraltet ist. Es geht darum, was jeder Standard ermöglicht.
5G bleibt für Industrie 4.0 von entscheidender Bedeutung. Es ermöglicht die Kommunikation von Maschine zu Maschine im industriellen Maßstab. 6G verschiebt den Fokus. Im Mittelpunkt stehen der Mensch und seine unmittelbare Umwelt.
Jenseits des Smartphones: Was 6G tatsächlich kontrolliert
Wenn Experten von Menschen in 6G sprechen, meinen sie nicht nur das Scrollen durch Feeds auf einem Telefon. Die Technologie lässt sich in eine Vielzahl eingebetteter Systeme integrieren. Wir werden mit diesen Technologien auf natürliche Weise interagieren, unterstützt durch überlegene Mobilitäts- und Sensorfähigkeiten.
Stellen Sie sich Assistenzroboter im Haushalt vor. Hochauflösende 3D-Karten für autonome Fahrzeuge. Holografische Visualisierungen, die Gesprächen aus der Ferne das Gefühl geben, präsent zu sein. Das sind keine Science-Fiction-Konzepte mehr. Es handelt sich um technische Ziele.
Der Standard ermöglicht eine millimetergenaue Positionierung. Dies ermöglicht die Fernbedienung medizinisch-chirurgischer Geräte. Es unterstützt Anwendungen, bei denen Präzision nicht verhandelbar ist.
Terabit-Geschwindigkeiten und der Mythos „schnell genug“
6G arbeitet auf höheren Frequenzen. Damit sind theoretisch Übertragungsraten von einem Terabit pro Sekunde möglich. Das ist unglaublich schnell. Aber Geschwindigkeit ist nicht das primäre Forschungsziel.
„Uns geht es weniger um Geschwindigkeitsrekorde. Wir wollen die Weichen für maximale Ausfallsicherheit, kürzeste Latenzzeiten, höchste Energieeffizienz und neue Methoden zur Datensicherheit auch beim Einsatz von Quantencomputern stellen.“
Zuverlässigkeit ist der wahre Maßstab. Bei telementaren Operationen ist eine Zuverlässigkeit von 99,9 Prozent inakzeptabel. Wenn ein Menschenleben auf dem Spiel steht, verschwinden die Spielräume für Fehler. Das Ziel für 6G-Netze ist eine Verfügbarkeit von 99,999999999 Prozent.
Die Latenz ist ebenso kritisch. Die Mensch-Roboter-Kollaboration erfordert nahezu keine Verzögerung. Wenn ein Roboter ein Signal falsch interpretiert, kann er im Bruchteil einer Sekunde jemanden verletzen oder Eigentum zerstören. 6G strebt eine Latenz von deutlich unter einer Millisekunde an. Diese Garantien müssen über verschiedene Netzwerke hinweg gelten, nicht nur innerhalb der Infrastruktur eines einzelnen Anbieters. Das ist eine gewaltige architektonische Herausforderung.
Intelligente Netzwerke und digitale Zwillinge
Intelligenz im 6G-Netz bedeutet Selbstoptimierung. Künstliche Intelligenz führt Berechnungen durch und passt die Leistung dynamisch an. Das Netzwerk wird flexibel. Es liefert Strom genau dort, wo er benötigt wird, genau dann, wenn er benötigt wird.
Erstmals werden das Netzwerk und unzählige Sensoren in Geräten zusammenarbeiten. Roboter und autonome Fahrzeuge tragen zu diesem Ökosystem bei. Das Netzwerk selbst wird zum Sensor. Durch die Analyse von Funksignalen können Objekte zwischen Sender und Empfänger erkannt werden. KI verarbeitet diese Daten, um ein Bild der Umgebung des Benutzers zu erstellen. Anschließend wird das Netzwerk entsprechend angepasst.
Es ist schwierig, Architekturen zu entwickeln, die verschiedene Sensoreigenschaften optimieren. Diese Systeme müssen trainierbar sein. Digitale Zwillinge stehen im Mittelpunkt dieser Forschung. Dabei handelt es sich um virtuelle Nachbildungen physischer Objekte. Hersteller nutzen sie bereits zur Simulation von Produktionsanlagen. Forscher wollen nun digitale Zwillinge von Netzwerkkomponenten erstellen. Sie werden maschinelles Lernen nutzen, um sie zu optimieren.
Zeitleiste und Souveränität
Die Entwicklung einer neuen Mobilfunkgeneration dauert typischerweise zehn Jahre. Um Anfang der 2030er-Jahre voll durchzustarten, begann die Forschung früh. Dies durchbricht den üblichen Kreislauf. Die Zusammenarbeit mit anderen Stakeholdern ist von entscheidender Bedeutung.
Die Thinknet 6G-Plattform erleichtert diese Vernetzung. Es erfasst Anforderungen aus Wirtschaft und Gesellschaft. Eine frühzeitige Einbindung stellt sicher, dass die Technologie den realen Anforderungen entspricht.
Deutschland sieht hier eine Chance auf Führung. Ziel ist es, eine Grundlage für zukunftsorientierte Unternehmen zu schaffen. Es können Startups entstehen. Top-Experten können in akademischen Programmen ausgebildet werden. Hier geht es um Souveränität. Wenn Komponenten ausfallen, ist die Fähigkeit, sie unabhängig auszutauschen, von entscheidender Bedeutung. Die Abhängigkeit von externer Infrastruktur ist ein Risiko. Selbstversorgung ist das Ziel.
Der Wandel von Geschwindigkeit zu Präzision verändert alles. Es geht nicht nur um schnellere Downloads. Es geht um Netzwerke, die denken, sich anpassen und schützen. Die erforderliche Infrastruktur ist komplex. Es steht mehr auf dem Spiel als Bandbreitenmetriken.
