Schlaue Fabriken, vernetzte Autos und schnelles Breitband-Internet selbst in den entlegensten Regionen. Der Ausbau des 5G-Netzes in Österreich schreitet schnell voran. Doch große IT-Konzerne und internationale Forscher denken bereits weiter.
Die Technologie der Zukunft nennt sich 6G. Sie steckt zwar immer noch in den Kinderschuhen. Dennoch will Deutschland 250 Millionen Euro investieren, um bei der Entwicklung des nächsten Mobilfunkstandards nicht ins Hintertreffen zu geraten. Denn bisher haben Konzerne aus Asien im Mobilfunk die Nase vorne. So hat Samsung bereits im Vorjahr seine Visionen für den neuen Mobilfunkstandard präsentiert.
Demnach würden 2030 nicht mehr die Menschen die Hauptnutzer des Internets sein, sondern Maschinen. Samsung geht von 500 Milliarden vernetzten Geräten aus, rund 59 Geräte pro Mensch. Die Bandbreite reicht von Augmented-Reality-Brillen oder Hologramm-Darstellern bis zu selbstfliegenden Drohnen, smarten Haushaltsgeräten oder Sensoren in Fabriken. 5G reicht dafür nicht mehr aus.
Millimeterwellen oder viele kleine Antennen
Nur wie soll das erreicht werden? Eine weitere Verdichtung von Informationen durch neue Algorithmen ist praktisch nicht mehr möglich. Samsungs Vorschlag: Terahertz-Wellen. In der Fachsprache spricht man von Submillimeterwellen. Der Konzern schlägt dabei Frequenzen bis zu drei Terahertz (3000 Gigahertz) als mögliche Mobilfunk-Bänder vor. Man wäre hier teilweise im niedrigen Infrarot-Bereich.
Diese sehr hohen Frequenzen würden zwar einige spannende Anwendungen erlauben, sagt auch Klaus Witrisal, Professor am Institut für Signalverarbeitung und Sprachkommunikation der TU Graz. Doch es gibt auch Probleme: "Diese Wellen können praktisch keine Gegenstände durchdringen. Sie werden sogar von Menschen reflektiert."
Witrisal und sein Team sind Teil eines europäischen Forschungskonsortiums, das sich mit der Entwicklung neuer 6G-Technologien auseinandersetzt. Er legt den Fokus aber viel mehr auf den Frequenzbereich, der bereits genutzt wird. Schon heute stecken in einer 5G-Mobilfunkantenne in Wirklichkeit mehre Antennen, die zusammenarbeiten. Mit zunehmender Miniaturisierung dieser Technologie sollen künftig ganz andere Arten von Mobilfunkantennen möglich sein, die wie eine Tapete auf eine Wand aufgetragen werden können.
Wozu das Ganze? "Mein Lieblingsbeispiel ist ein volles Fußballstadion. Wird ein Tor geschossen, greifen die Fans sofort zu ihrem Handy, um sich das noch einmal in Zeitlupe und aus anderen Blickwinkeln anzusehen." Dafür bräuchte es enorm hohe Datenübertragungsraten und das könnte mit diesen quasi unsichtbaren Wand-Antennen erreicht werden.
Sicherheit in autonomen Fabriken
Eine weitere Anwendung, an der die Forscher rund um Witrisal arbeiten, ist die Ortung mittels 6G-Funk. "GPS reicht vielleicht für den Straßenverkehr, aber in Fabriken ist das viel zu ungenau." Mit vielen kleinen 6G-Antennen in einer Halle, könnte man Maschinen immer Millimeter genau lokalisieren. "Produktionsprozesse können so bis aufs kleinste Detail nachvollzogen werden." Auch die Sicherheit für die Menschenin den hochautonomen Fabriken könnte so erhöht werden, indem Roboter sofort stehen bleiben, wenn ein Mensch im Weg ist.
Ein zentraler Bereich wird wohl auch das Auslagern von Rechenleistung. "Man kann keinen ganzen Computer in eine Brille für Augmented Reality einbauen", sagt Witrisal. Dafür fehle einfach der Platz. Aber ein Modul zur Datenübertragung mit 6G wäre vielleicht machbar. Dann könnte die aufwendige Darstellung von 3D-Grafiken in der Cloud geschehen, die Brille wäre nur noch eine Art Bildschirm. Arbeiten im Service-Bereich könnten so stark vereinfach werden, da ein Service-Mitarbeiter sich jederzeit 3D-Modelle und Anleitungen in seiner Brille ansehen könnte.
Konsumenten als Nutzer
Viele dieser Anwendungen waren freilich schon in den ersten Konzepten von 5G enthalten. Doch die vergangen Jahre hätten gezeigt, dass 5G vor allem für die hohe Datenrate gebraucht werde, sagt Witrisal. "Wer hätte vor wenigen Jahren gedacht, dass Videokonferenzen und Streaming quasi Normalzustand sind." Die Konsumenten hätten die neuen Technologien wesentlich schneller angenommen als die Industrie.
Die Wirtschaft habe aber noch genug Zeit, sich mit 5G zu beschäftigen. Denn bis die nächste Generation wirklich auf den Markt drängt, werden vermutlich noch zehn Jahre vergehen. "Erste konkrete Schritte wird es sicher vor 2028 nicht geben", sagt Witrisal abschließend. Genug Zeit für Forschung und die Entwicklung neuer Anwendungen.