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Prof. Wolfgang Kellerer ist Inhaber des Lehrstuhls für Kommunikationsnetze an der TU München. Er leitet zudem das 6G Zukunftslabor Bayern.

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    TU München erforscht neuen Mobilfunkstandard: Was bringt uns 6G?

    Schneller, zielgerichteter, sparsamer: Das sind drei wesentliche Vorteile, die der neue Mobilfunkstandard 6G bringen soll. Die TU München ist bei der Grundlagenforschung ganz vorne dabei. Wie 6G funktioniert, was es dafür braucht und wann es kommt.

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    Von
    • Bernd Oswald

    Seit Sommer 2019 sind die ersten 5G-Netze in Deutschland einsatzbereit, der Netzausbau nimmt gerade erst Schwung auf und es gibt noch kaum 5G-fähige Smartphones. 5G steht also noch immer ziemlich am Anfang, doch die Wissenschaft denkt bereits jetzt an die nächste Mobilfunkgeneration: 6G. An der TU München ist mit dem 6G Zukunftslabor Bayern das größte universitäre Forschungsprojekt in Deutschland zum Thema 6G angesiedelt: 12 Professuren aus verschiedenen Kommunikationsbereichen erforschen die neue Technologie. BR24 beantwortet die wichtigsten Fragen zum Mobilfunknetz der Zukunft.

    Wie schnell ist 6G?

    Das 6G-Netz soll Geschwindigkeiten von bis zu einem Terabit pro Sekunde (TBit/s) unterstützen. Das wäre 100 - 1.000 Mal schneller als 5G, je nach Ausbaustufe. Ein Beispiel: Der Download eines Spielfilms dauert mit 5G mehrere Sekunden, bei 6G wären es nur ein paar Millisekunden. Möglich wird das durch den Einsatz höherer Frequenzen von 100 - 300 Gigahertz. Zum Vergleich: Bei 5G werden Frequenzen von 22 - 60 Gigahertz genutzt.

    Für was braucht man 6G?

    "Während es bei 5G vor allem um die Kommunikation von Maschinen untereinander geht, steht bei 6G der Mensch und seine Umgebung im Mittelpunkt", sagt Wolfgang Kellerer, Inhaber des Lehrstuhls für Kommunikationsnetze an der TU München. Das kann der Assistenzroboter im Haushalt sein, Hologramme, mit denen man Gesprächspartner visualisieren kann oder mit dem Netz verbundene Lampen, die nicht nur Licht, sondern auch gleich Daten liefern (Visible light communication).

    Von zentraler Bedeutung ist ist die hohe Geschwindigkeit von 6G auch für autonomes Fahren. Hier ist eine exakte Positionsbestimmung der Fahrzeuge und der Abstände zu anderen Fahrzeugen, Personen oder Hindernissen nötig. Das 6G-Netz soll diese Abstandsbestimmung vornehmen können, indem Änderungen im Funkfeld registriert, die durch Autos oder andere Gegenstände hervorgerufen werden. Im 5G-Netz ist das nicht möglich.

    Worauf kommt es bei 6G an?

    Erstens auf Reaktionsschnelligkeit. Wenn etwa künftig vielleicht Roboter eingesetzt werden, um Menschen zu pflegen, darf es bei ihrer Steuerung so gut wie keine Latenz geben, also keine Verzögerung bei der Verarbeitung der Funksignale. Eine möglichst geringe Latenz ist ein Schwerpunkt der 6G-Forschung.

    Zweitens auf Ausfallsicherheit: Hier führt Wolfgang Kellerer ferngesteuerte Operationen als Beispiel an: "Wenn es um das Leben eines Menschen geht, dürfen wir uns nicht mit 99,9 Prozent Zuverlässigkeit zufriedengeben. Für das 6G-Netz streben wir eine Ausfallsicherheit von 99,999999999 Prozent an."

    Drittens auf Energieeffizienz: Das Zeitalter des Internets der Dinge hat ja schon mit 5G begonnen. Künftig werden noch viele weitere Geräte und Sensoren mit dem Netz verbunden sein, um so wichtiger ist es, dass sie energieeffizient sind. Kellerer nennt als Beispiel einen Raumsensor, der 20 Jahre lang halten soll.

    Welche Infrastruktur braucht man für 6G?

    6G setzt auf der bestehenden 5G-Infrastruktur wie Basisstationen bzw. Funkmasten auf. Wegen der steigenden Anzahl an Geräten werden aber noch mehr Basisstationen benötigt. Dem Ausbau des für auch für Terabit-Geschwindigkeiten geeigneten Glasfasernetzes kommt im 6G-Netz noch höhere Bedeutung zu. Die höheren Frequenzen erfordern den Bau neuer Antennen. Außerdem werden Rechner benötigt, die in oder nahe der Basisstationen installiert werden.

    Es wird im 6G-Netz auch viel mehr Sensoren geben, die zum Beispiel Bewegungen messen.

    Mit Hilfe künstlicher Intelligenz sollen diese Sensorinformationen ausgewertet werden, um das Netz zu optimieren, also zum richtigen Zeitpunkt an der richtigen Stelle die benötigte Leistung zur Verfügung zu stellen.

    Wann kommt 6G?

    Die 6G-Forschung steht ganz am Anfang. Da die Entwicklung einer neuen Mobilfunkgenerationen erfahrungsgemäß rund zehn Jahre dauert, wird 6G vermutlich Anfang der 2030er-Jahre an den Start gehen können.

    Wie beteiligt sich Bayern an der 6G-Forschung?

    Seit Oktober 2020 gibt es eine bayerische 6G-Initiative. Dazu zählt zum einen das an der TU München angesiedelte 6G-Zukunftslabor Bayern, wo 12 Professuren zu 6G-Technologie forschen.

    Im Rahmen der Grundlagenforschung will die Wissenschaft auch von Wirtschaft, Industrie, Inkubatoren, Startups und Gesellschaft wissen, welche Anforderungen sie haben. In Bayern findet diese Vernetzung im Rahmen der vom bayerischen Wirtschaftsministerium geförderten Plattform Thinknet 6G statt, die die zweite Säule der bayerischen 6G-Initiative ausmacht.

    Dritte Komponente ist ein Förderaufruf für 6G-Verbundforschungsvorhaben, bei dem Ideen zu innovativen Forschungs- und Entwicklungs-Kooperationsvorhaben im Bereich 6G gesammelt werden sollen. Allerdings erst nach Abschluss der grundlegenden Forschungsarbeiten im Jahr 2023.

    Für diese drei Maßnahmen stellt Bayern 2021 und 2022 fünf Millionen Euro bereit.

    Natürlich findet 6G-Forschung nicht nur in Deutschland, sondern auch international statt, doch nach Ansicht von Wolfgang Kellerer könnte Deutschland bei dieser Mobilfunkgeneration “früh und führend mit dabei sein.”

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