6G kommt, um die Erwartungen zu erfüllen, die 5G geweckt hat
11. Januar 2021
Der Startschuss für die nächste Generation der Mobilkommunikation ist gefallen: Ein Terabit Daten, also 1000 Gigabit, sollen innerhalb von einer Sekunde übertragen werden. Wie 6G entwickelt wird und wofür wir es brauchen, erklärt Dr.-Ing. Dr.-Ing. habil. Ivan Ndip, Experte für Antennen und Hochfrequenz-Systeme am Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM in Berlin.
Eine Vielzahl an Anwendungsmöglichkeiten eröffnet sich durch 6G: Erst durch die hohen Datenraten wird kollektive Intelligenz von autonomen Fahrzeugen ermöglicht.
Fehlt bei keiner Diskussion über Hochfrequenz-Technologien: Dr.-Ing. Dr.-Ing. habil. Ivan Ndip vom Fraunhofer IZM.
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Eine Vielzahl an Anwendungsmöglichkeiten eröffnet sich durch 6G: Erst durch die hohen Datenraten wird kollektive Intelligenz von autonomen Fahrzeugen ermöglicht.
Was bedeutet 6G?
Dr. Dr. Ndip: 6G ist die sechste Generation der Mobilkommunikation.
Bei 5G reden wir über eine Datenrate von bis zu 20 Gigabit/Sekunde und eine Latenz von ca. 1 Millisekunde.
Mit 6G haben wir das ambitionierte Ziel, ein Terabit/Sekunde und eine Latenz von ca. 100 Mikrosekunden – also das Fünfzigfache der Datenrate und ein Zehntel der Latenz von 5G zu erreichen.
Es gibt sehr viele Anwendungen im Bereich der Industrie 4.0, Medizin, Autonomes Fahren, Smart City und Entertainment die davon profitieren würden – aber eben auch große Herausforderungen, die erst einmal gelöst werden müssen.
5G soll bereits Echtzeit-Kommunikation ermöglichen, etwa für autonome Fahrzeuge. Wofür werden wir 6G brauchen?
Dr. Dr. Ndip: Was ist das Ziel des autonomen Fahrens? Man möchte die Anzahl der Unfälle stark reduzieren. Autonomes Fahren ist vor allem ein kollektiver Aspekt
. Was 5G erreichen wird, ist eine maximale Datenrate von ca. 20 Gigabit/Sekunde. Wenn ein Auto autonom fährt, muss es anderen Verkehrsteilnehmern seine Position in Echtzeit mitteilen, es muss Abstände messen und gleichzeitig 360 Grad umschauen können.
Es muss auch die Straße sehr gut kennen und in der Lage sein, in die Ferne zu schauen, natürlich aber auch ganz nah und sehr präzise. Dafür braucht es Sensoren, die wir auch am Fraunhofer IZM entwickeln: eine Kombination
aus Radar und Kamera.
Diese Sensoren sammeln enorm viele Daten, die gleichzeitig geteilt werden müssen.
Es müssen aber auch Up- und Downloads in Echtzeit erfolgen: So werden zum Beispiel Stadtpläne in sehr hoher Auflösung heruntergeladen.
20 Gigabit/Sekunde reichen für all diese Prozesse bei Weitem nicht aus. Darüber hinaus müssen die Autos zuverlässig auf unvorhergesehene Umstände mit extrem geringer Verzögerung autonom reagieren.
Daher ist neben den sehr hohen Datenraten gleichzeitig eine sehr kleine Latenz erforderlich.
Die Spezifikationen von 5G ermöglichen es leider nicht, Infrastrukturen und Netze aufzubauen, die gleichzeitig Hunderte von Gigabit/Sekunde und eine extrem niedrige Latenz gewährleisten.
Daher sind wir der Meinung, dass mit 5G wahrscheinlich echtes autonomes Fahren gar nicht möglich sein wird.
Dabei wissen wir noch nicht einmal, ob die Spezifikationen, die wir heute für 5G haben, überhaupt erfüllt werden.
Die notwendige kollektive oder vernetze Intelligenz existiert noch nicht.
5G ermöglicht uns auch nicht, die Datenraten und Latenz, die hierfür notwendig sind. Deshalb brauchen wir 6G.
Andere Anwendungen finden wir in der Telemedizin, z.B. im Bereich der Tele-Chirurgie:
Dann müsste beispielsweise der operierende Arzt nicht mehr vor Ort sein.
So etwas realisiert man schon mit 5G, doch es gibt viele Einschränkungen durch die maximale Datenrate und Latenz, die mit 5G einhergehen.
Dabei führen Roboter die Operationen durch, während der Arzt irgendwo anders ist und bestimmte Geräte steuert.
Hierfür benutzt er einen ultrahochauflösenden Bildschirm oder ein Mixed-Reality-Headset, um mithilfe von 3D-Hologrammen genau zu sehen, was im Inneren des Körpers passiert.
Er muss feinste Details erkennen können. Dafür braucht er Daten in Echtzeit und unkomprimiert mit einer Übertragungsrate von mehreren Hundert Gigabit/Sekunde bis über 1 Terabit/Sekunde sowie eine Latenz von weniger als 1 Millisekunde.
Das schafft 5G auf keinen Fall!
6G kommt, um die Erwartungen zu erfüllen, die 5G geweckt hat.
6G wird auch die Entwicklungen hochminiaturisierter, tragbarer medizinischer Sensoren, in Kleidung integrierter Sensoren sowie implantierbarer Sensoren ermöglichen, die eine kontinuierliche Überwachung der Vitalparameter von gesunden und kranken Menschen realisieren können.
1Verweis der Redaktion:
Aus den jeweiligen Bereichen sind folgende Firmen beteiligt:
HERAEUS,
ISOLA,
SCHOTT,
CONTAG,
INFINEON,
GLOBALFOUNDRIES,
AIRRAYS,
ALCAN SYSTEMS,
ROHDE & SCHWARZ,
CREONIC,
HIRSCHMANN CAR COMMUNICATIONS,
ERICSSON,
CONTINENTAL,
JOHN DEERE und AIRBUS.
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Letzte Änderung: 11. Januar 2021
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