6G: Mit 400 GBit/s mobil unterwegs

Der kommende Standard heißt 5G. Für die Forschung ist das bereits abgehakt, weswegen sie bereits ernsthaft über 6G, die sechste Generation, nachdenken und forschen.

Von Henning Gajek

Mobilfunkverstärkermodul für 6G auf Gallium-Nitrit-Basis Mobilfunkverstärkermodul für 6G auf Gallium-Nitrit-Basis
Foto: Fraunhofer IAF Andauernd berichten wir über 5G, den Mobilfunkstandard der nahen Zukunft. Noch ist der gar nicht richtig gestartet, doch in den Labors der Forscher und den sogenannten "Think Tanks" wird bereits über "6G", die sechste Generation, nachgedacht. Den Gesetzmäßigkeiten des Mobilfunkmarktes folgend, könnte "6G" so ab 2030 relevant werden.

"Kein Wunder", so ein Teilnehmer am Rande der Connect-Konferenz in München, "das erste Mal habe ich von 5G im Jahre 2008 gehört." Da war gerade 4G (LTE) der Mega-Hype und damit ging es bekanntlich ja um 2010 richtig los. 10 Jahre vorher (im Jahre 2000) war 3G (UMTS) für viel Geld versteigert worden. Wieder 10 Jahre zuvor wurde 1990/91 der Startschuss für GSM (2G) gegeben. Das analoge C-Netz in Deutschland startete kommerziell im Jahre 1985, die Entwicklung hatte schon wesentlich früher begonnen.

6G? Was kann denn nach 5G noch kommen?

Mobilfunkverstärkermodul für 6G auf Gallium-Nitrit-Basis Mobilfunkverstärkermodul für 6G auf Gallium-Nitrit-Basis
Foto: Fraunhofer IAF Bei 6G geht es im Kern um noch höhere Geschwindigkeiten und damit mehr Bandbreite. 6G wird irgendwann notwendig sein, denn die durch das Netz transportierten Datenmengen werden weiter zunehmen. Immer mehr private Nutzer übertragen immer mehr multimediale Inhalte, die dann immer mehr Bandbreite brauchen. Industriemaschinen werden nicht mehr über Kabel gesteuert, sondern über Mobilfunk. Die dabei anfallenden Datenmengen sind gigantisch. Um zuverlässig produzieren zu können, sind stabilste Verbindungen notwendig. Da die Latenzen kurz sein sollen, werden die Server nahe am Nutzer ("EDGE-Computing") stehen. Bei 6G will man sich noch intensiver mit dem Thema Sicherheit der Daten annehmen. Schließlich möchten die Unternehmen nicht, dass ihre Geschäfts- und Produktionsgeheimnisse am Werkszaun oder irgendwo im Netz abgehört und mitgelesen werden können.

Es wird bereits geforscht

In Sachen 6G wird am "Vodafone-Lehrstuhl" der Universität in Dresden geforscht und auch beim Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik (IAF), gemeinsam mit Kooperationspartnern. Das Ziel: Noch schneller, am besten bis zu 400 Gigabit pro Sekunde Datenübertragung. Heute freuen wir uns über 100 MBit/s oder darüber und kommen auch mit 10 bis 20 MBit/s meist noch klar.

Alternative zu Glasfaser?

Glaubt man den Forschern, könnte der künftige 6G-Standard nicht nur die bisherigen Mobilfunknetze ablösen, sondern gleichzeitig auch eine Alternative zum "klassischen" Glasfasernetz liefern. Sobald die THz-Technik beherrschbar wird, seien Band breiten von 400 GBit/s möglich.

Wissenschaftler des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts (HHI) arbeiten bereits an einem Projekt mit dem Namen „Terranova“, das sich mit dem nahtlosen Übergang von unterschiedlichen Netz-Zugängen befasst.

Kein Bruch beim Zugangswechsel mehr

Im Augenblick scheitert der nahtlose Übergang von WLAN nach beispielsweise 2G, 3G oder 4G an so trivialen Dingen wie unterschiedlichen Zugangsdaten, bedingt durch unterschiedliche Infrastrukturanbieter (z.B. WLAN im Hotel, Mobilfunk durch Netzbetreiber oder Service-Provider). Mit einer echten "Verschmelzung" unterschiedlicher Netze wäre die größte Hürde für eine leistungsfähigere Kommunikation mobiler Endgeräte gemeistert.

Erste Module für 6G-Handys entwickelt

Hochpräzise Feinmechanik: Mehrkanalverstärker bei 300 GHz für den übernächsten Mobilfunkstandard 6G
Foto: Fraunhofer IAF Forscher arbeiten bereits an neuen Funkmodulen, die später als SoC (System-on-Chip) geliefert werden sollen. Diese Chips müssen dabei so konzipiert und winzig sein, dass sie sich in Smartphones integrieren lassen.

Welche Zukunftsaussichten hat 6G?

Gemach. Erst einmal wird 5G kommen und das wird auf die Dauer wesentlich schneller als 4G sein. Da geht aber noch mehr. 6G wird wieder einmal auf neuen Frequenzen stattfinden.

Funken im Terahertz-Bereich

Im Gespräch sind Frequenzen im Terahertz-(THz)-Bereich, genau gesagt oberhalb von 300 GHz. Zur Erklärung 1 THz = 1000 GHz = 1.000.000 MHz. Die Wellenlänge liegt hier bei weniger als einem Millimeter, aber noch unterhalb der Infrarotstrahlung.

Technisch ist dieser Frequenzbereich aus heutiger Sicht ziemlich knifflig, weil die klassischen Überlagerungsempfänger (mit Mischer) fast nicht mehr funktionieren, optische Sensoren aber dort auch noch nicht hinkommen. Ein echtes Eldorado für engagierte Forscher.