Definition

6G

Mitarbeiter: Gerry Christensen

6G (Sixth Generation Wireless) ist der Nachfolger der 5G-Mobilfunktechnologie. 6G-Netzwerke werden in der Lage sein, höhere Frequenzen zu nutzen als 5G-Netzwerke sowie eine erheblich höhere Kapazität und deutlich geringere Latenz zu liefern. Eines der Ziele von 6G-Internet wird darin bestehen, Kommunikationsvorgänge mit einer Latenz im Mikrosekundenbereich zu unterstützen. Das bedeutet, 1.000 Mal schneller als 5G mit einer Millisekunde, also ein Tausendstel der 5G-Latenz.

Es ist zu erwarten, dass der Markt für 6G-Technologie große Verbesserungen in den Bereichen Imaging, Präsenztechnologie und Standortbestimmung ermöglichen wird. In Zusammenarbeit mit künstlicher Intelligenz (KI) wird die Recheninfrastruktur von 6G imstande sein, den optimalen Standort für das Computing autonom zu bestimmen. Dazu gehören Entscheidungen über Data Storage, Verarbeitung und File Sharing.

Vorteile von 6G gegenüber 5G

6G soll Geschwindigkeiten von bis zu einem Terabit pro Sekunde (TBit/s) unterstützen. Dieses Maß an Kapazität und Latenz ist beispiellos und wird die Performance von 5G-Anwendungen verbessern. Überdies werden dadurch die Möglichkeiten für die Unterstützung immer neuer, innovativerer Anwendungen erweitert, etwa Wireless Cognition, Sensing und Imaging. Die höheren Frequenzen von 6G werden nicht nur einen signifikant höheren Durchsatz liefern, sondern auch sehr viel schnellere Abtastraten ermöglichen. Die Kombination von Sub-mm-Wellen (Wellenlängen, die kleiner als ein Millimeter sind) und die Nutzung von Frequenzselektivität, um relative elektromagnetische Absorptionsraten festzustellen, soll zu potenziell erheblichen Fortschritten bei drahtlosen Sensorlösungen führen.

Darüber hinaus wird Mobile Edge Computing (MEC) Bestandteil aller 6G-Netzwerke sein, während man über MEC als Ergänzung für 5G-Netzwerke erst einmal nur nachdenkt. Nach der Bereitstellung von 6G-Netzwerken werden Edge und Core Computing als Teil eines kombinierten Kommunikations-/Computing-Infrastruktur-Frameworks sehr viel nahtloser integriert sein. Dies wird, wenn die 6G-Technologie in Betrieb geht, viele potenzielle Vorteile mit sich bringen, zum Beispiel einen besseren Zugriff auf KI-Funktionen.

Wann mit 6G zu rechnen ist

Man geht davon aus, dass 6G im Jahr 2030 kommerziell startet. 6G wird als Reaktion auf das zunehmend verteilte Radio Access Network (RAN) entwickelt. Außerdem besteht der Wunsch, das Terahertz-Spektrum (THz) zu nutzen, um die Kapazität zu vergrößern und die Latenz zu verringern. Obwohl erste Gespräche für die Festlegung von 6G bereits stattgefunden haben, dürften Aktivitäten im Bereich Forschung und Entwicklung (F&E) erst 2020 ernsthaft in Angriff genommen werden. Es wird erwartet, dass viele der Probleme im Zusammenhang mit der Bereitstellung von Millimeterwellenfunk (mm-Welle) für 5G New Radio rechtzeitig gelöst werden, damit Netzwerkdesigner die Herausforderungen von 6G bewältigen können.

Wie 6G aussehen wird

Es wird damit gerechnet, dass drahtlose Sensorlösungen mit 6G verschiedene Frequenzen selektiv nutzen werden, um die Absorption zu messen und die Frequenzen entsprechend anzupassen. Das ist möglich, weil Atome und Moleküle elektromagnetische Strahlung bei charakteristischen Frequenzen emittieren/absorbieren und die Emissions- und Absorptionsfrequenzen für ein bestimmtes Material gleich sind.

6G wird beträchtliche Auswirkungen für viele staatliche und industrielle Lösungen im Bereich öffentliche Sicherheit und Schutz kritischer Assets haben. Dazu zählen:

  • Bedrohungserkennung
  • Gesundheits-Monitoring
  • Feature- und Gesichtserkennung
  • Entscheidungsfindung (auf Gebieten wie Strafverfolgung und Social-Credit-Systemen)
  • Messungen der Luftqualität
  • Gas- und Toxizitätserkennung

Brauchen wir 6G überhaupt?

Mehr als jemals zuvor wird die sechste Generation der drahtlosen Mobilfunkkommunikation mehrere ehemals disparate Technologien integrieren, unter anderem Deep Learning und Big Data Analytics. Die Einführung von 5G ebnet den Weg für den Großteil dieser Konvergenz.

Diese Abbildung verdeutlicht, welche Vorteile man sich von 6G erhofft.
Abbildung 1: Diese Abbildung verdeutlicht, welche Vorteile man sich von 6G erhofft.

Die Notwendigkeit, Edge Computing bereitzustellen, um einen Gesamtdurchsatz und eine geringe Latenz für extrem zuverlässige Kommunikationslösungen mit niedriger Latenz zu gewährleisten, ist ein wichtiger Treiber für 6G. Gleiches gilt für die Unterstützung der M2M-Kommunikation (Machine-to-Machine) im Internet of Things (IoT). Darüber hinaus ist ein enger Zusammenhang zwischen zukünftigen 6G-Lösungen und High Performance Computing (HPC) festgestellt worden. Während einige der Daten von IoT-Geräten mittels Edge-Computing-Ressourcen verarbeitet werden können, wird der überwiegende Teil eine Verarbeitung durch stärker zentralisierte HPC-Ressourcen erfordern.

Wer ist an der Entwicklung beteiligt?

Das Rennen um 6G wird die Aufmerksamkeit vieler Industrieunternehmen auf sich ziehen. Dazu zählt auch Keysight Technologies, ein bedeutender Anbieter von Test- und Messlösungen, der bereits signalisiert hat, sich an der Entwicklung beteiligen zu wollen. Es ist sehr gut möglich, dass dadurch der Wettlauf um die 5G-Vorherrschaft zur Nebensache gerät, weil es spannender ist, zu beobachten, welche Länder den Markt für die 6G-Technologie und verwandte Anwendungen, Services und Lösungen dominieren können.

  • Die Universität Oulu in Finnland engagiert sich in einer 6G-Forschungsinitiative namens 6Genesis. Das Projekt läuft über die nächsten acht Jahre und wird eine Vision für 2037 entwickeln.
  • Das südkoreanische Electronics and Telecommunications Research Institute erforscht das Terahertz-Band für 6G und arbeitet daran, diese Technologie 100 Mal schneller zu machen als 4G-LTE-Netzwerke und fünfmal schneller als 5G-Netzwerke.
  • Das Ministerium für Industrie und Informationstechnologie (Ministry of Industry and Information Technology, MIIT) in China investiert direkt in den Forschungs- und Entwicklungsprozess und überwacht ihn.
  • Die Vereinigten Staaten planen die Öffnung von Frequenzen über 95 Gigahertz (GHz) bis 3 THz für 6G für Forschung und Entwicklung (F&E), vorbehaltlich der Genehmigung durch die Federal Communications Commission (FCC).

Was das Engagement der Anbieter für 6G angeht, so haben alle großen Infrastrukturunternehmen wie Huawei, Nokia und Samsung signalisiert, dass sie F&E-Maßnahmen vorbereiten.

Künftiger Anwendungsbereich

Vor ungefähr zehn Jahren wurde der Begriff Beyond 4G (B4G) geprägt. Damit wollte man auf die Notwendigkeit hinweisen, über das hinauszugehen, was als Teil der Evolution für 4G über den LTE-Standard vorstellbar war. Da nicht klar war, was 5G mit sich bringen würde und zur damaligen Zeit nur F&E-Prototypen ohne verbindliche Standards in Arbeit waren, blieb der Begriff B4G eine ganze Weile erhalten und deutete an, was jenseits von 4G möglich und potenziell nützlich sein könnte. Ironischerweise entwickelt sich der LTE-Standard nach wie vor weiter, und einige Aspekte finden sich in 5G wieder.

In gleicher Weise wie B4G kann man Beyond 5G (B5G) als Wegbereiter für die 6G-Technologien begreifen, die im Vergleich die Fähigkeiten der fünften Mobilfunkgeneration und 5G-Anwendungen blass werden aussehen lassen. Eines der Mittel, mit dem 5G die Grundlagen für 6G-Lösungen schafft, sind die vielen privaten Wireless-Implementierungen, einschließlich Evolved LTE, 5G und Edge Computing für Enterprise- und Industriekunden. 6G-Netzwerke der nächsten Generation werden dabei mit einem Netz von Kommunikations-Providern – von denen viele eigene Anbieter sein werden – noch einen Schritt weiter gehen, ähnlich wie die Integration von Solarenergie zur gemeinsamen Energieerzeugung im Smart Grid geführt hat.

Data Center sehen sich aufgrund von 5G bereits mit großen Veränderungen konfrontiert. Dazu gehören Virtualisierung, programmierbare Netzwerke (PN), Edge Computing und Probleme rund um die gleichzeitige Unterstützung von öffentlichen und privaten Netzwerken. Eventuell wünschen sich zum Beispiel Geschäftskunden eine Kombination von On-Premises RAN mit Hybrid On-Premises und Hosted Computing – jeweils für Edge und Core Computing – sowie im Data Center gehostete Core-Netzwerkelemente für private Business-Netzwerke und/oder alternative Service-Provider.

6G-Funknetzwerke werden die Mittel für Kommunikation und Datenerfassung liefern, die notwendig sind, um Informationen zu sammeln. Für den 6G-Technologiemarkt als Ganzes wird aber ein Systemansatz benötigt, inklusive Data Analytics, künstlicher Intelligenz und Berechnungsmöglichkeiten der nächsten Generation über HPC und Quanten-Computing.

Zusätzlich zu tiefgreifenden Änderungen innerhalb des RANs wird sich auch die Netzwerk-Fabric für die Core-Kommunikation wandeln, da viele neue Technologien mit 6G konvergieren. Vor allem KI wird bei 6G im Mittelpunkt stehen. Es gibt Diskussionen um das Potenzial für einen sogenannten Nano-Core als gemeinsamen Computing Core, der sowohl Elemente von HPC als auch KI umfasst. Angenommen, diese Vision wird realisiert, dann muss der Nano-Core kein physisches Netzwerkelement sein. Eher handelt es sich um eine logische Ansammlung, die aus einem Netz von Computing-Ressourcen besteht, die sich viele Netzwerke und Systeme teilen.

Da 6G-Netzwerke erheblich mehr Daten erzeugen als 5G-Netzwerke und die Evolution des Computings die Koordination zwischen Edge- und Core-Plattformen beinhalten soll, wird die Notwendigkeit einer Data-Center-Evolution von zentraler Bedeutung sein. 6G, der Mobilfunkstandard der nächsten Generation, wird mit seinen Funktionen in den Bereichen Sensing, Imaging und Standortbestimmung riesige Mengen an Daten generieren. Diese müssen im Auftrag der Netzwerkbetreiber, Service-Provider und Eigentümer der Daten verwaltet werden.

 

Diese Definition wurde zuletzt im Dezember 2019 aktualisiert

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