Technologie - 6G-Phone.com

Was ist 6G?

6G ist die sechste Generation von Mobilfunktechnologie und der Nachfolger von 5G. Bereits im Jahr 2017 startete die Forschung und Entwicklung der 6G Technologie. Die Erwartungen und Hoffnungen der 6G Technologie sind groß. Nicht nur, dass die Übertragungsgeschwindigkeit deutlich schneller sein, auch soll 6G helfen den nächsten Schritt ins Digitale Zeitalter 2.0 einzuleiten.

Die Leistung von 6G soll nach Schätzungen bis zu 400 Gbit/s betragen. Damit könnte man mehrere Stunden Filme in wenigen Sekunden herunterladen. Aber nicht nur für den Privatverbraucher sollen sich viele Vorteile ergeben. Für viele digitale Zukunftsanwendungen wie „Internet of Things“ (IoT) oder dem autonomen Fahren ist 6G unerlässlich.

Entwicklung des Mobilfunks von 1G bis 6G:

Die Entwicklung der Mobilfunknetze geht viele Jahrzehnte zurück und startete bereits im Jahr 1958. Besonders in den letzten Jahren hat sich die Technologie enorm weiterentwickelt. Bedeutend war der Sprung von 2G auf 3G. Dieser Fortschritt ermöglichte erst die mobilen Internetwendungen, Apps und die Nutzung des Smartphones, wie wir es heute kennen.

Technologie	Frequenz	Datenübertragung	Anwendung
1G (1958)	450 MHz	-	Analoge Sprachübertragung
2G (1992)	1800 MHz	0,25 Mbit/s	Digitale Sprachübertragung; SMS
3G (2004)	2100 MHz	45 Mbit/s	Mobiles Internet; Videocalls; Streaming
4G (2010)	2600 MHz	500 Mbit/s	Full-HD Nutzung; Cloud Anwendungen
5G (2020)	3800 MHz	20.000 Mbit/s	Echtzeitübertragung; Internet der Dinge (IoT)
6G (ca. 2030)	90.000 bis 300.000 MHz	ca. 400.000 Mbit/s	Virtual Reality; Industrie 4.0

Mit jeder neuen Generation von Mobilfunknetzen, steigt sich die Datengeschwindigkeit exponentiell. Das hängt damit zusammen, dass die Funkwellentechnologie mit jeder Generation besser wird. Das zeigt sich darin, dass die Mobilfunkwellen immer kleiner werden. Sogenannte Millimeterwellen kommen beim 5G-Netz zum Einsatz und verleihen der Technologie ihre Leistung.

Bei 6G werden noch kleinere Wellen eingesetzt, sogenannte Submillimeterwellen. Diese sind kleiner und breiten sich bei einer deutlich höheren Frequenz aus. Damit können ein Vielfaches der Datenmengen übertragen werden, als bei 5G. Doch mit der gesteigerten Leistung steigt auch die Anforderung an die Technik. Denn die Submillimeterwellen der 6G-Technologie werden leicht doch Häuser und Natur geblockt. Das erschwert die Verbreitung und Verfügbarkeit erheblich.

Etwa alle 10 Jahre kann mit einer neuen Generation an Mobilfunknetzes gerechnet werden. So wird 6G voraussichtlich 2030 zum ersten Mal in der Öffentlichkeit zum Einsatz kommen. Aktuell wird intensiv an der Technologie erforscht. Besonders bei der Netzabdeckung gibt es noch einige Probleme zu überwinden.

Unterschied zwischen 5G und 6G:

Um zu verstehen, wie gravierend der Sprung von 5G auf 6G ist, gilt es die Unterschiede zwischen den beiden Mobilfunktechnologien zu verstehen. 5G und 6G unterscheiden sich in vielerlei Punkten. So ist 6G nicht nur bei der Datengeschwindigkeit deutlich besser. Auch bezüglich Energieeffizienz, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit gibt es große Unterschiede zwischen 5G und 6G:

Technologie	5G Netz	6G Netz
Frequenz	3,8 GHz	300 GHz
Maximale Datenübertragung	20 Gbit/s	1000 Gbit/s
Energieeffizienz	1x	2x (doppelt so effizient)
Anzahl Geräte	100.000 Geräte/km²	10.000.000 Geräte/km²
Verzögerung in der Luft	1 ms	0,1 ms
Ausfallwahrscheinlichkeit	0,001 %	0,00001 %

Bereits der Sprung von 4G auf 5G wird für den Nutzer eine deutlich spürbare Verbesserung bieten. Der Wechsel von 5G auf 6G wird nochmals ein enormer Schritt vorwärts sein. Nicht nur, dass die Datenübertragung etwa 50-mal schneller ist. Auch im Bezug auf Energieeffizienz ist 6G doppelt so gut wie 5G.

Die verbesserte Datenübertragung liegt unter anderem an der deutlich geringeren Verzögerung in der Luft. Die Mobilfunkwellen von 5G haben eine Verzögerung von 1 Millisekunde (ms), was bereits sehr gering ist. 6G ist mit einer Verzögerung von 0,1 ms um das 10-fache besser. Das ist besonders für Echtzeitanwendungen, wie zum Beispiel beim autonomen Fahren enorm wichtig!

6G ist auch bezüglich der Verfügbarkeit eine deutliche Verbesserung. Im Vergleich zu 5G kann das 6G-Netz 100-mal mehr Geräte pro Quadratkilometer bedienen als 5G. 10 Millionen Geräte pro km² klingt zunächst sehr viel, ist aber für eine vollständig vernetzte Welt notwendig.

Wie funktioniert die 6G Technologie?

6G funktioniert prinzipiell wie die früheren Mobilfunkgenerationen durch Datenübertragung mittels elektromagnetischer Wellen. Diese Funkwellen sind im Mikrowellenbereich und sind für das menschliche Auge nicht sichtbar und auch nicht spürbar. Die Leistungsfähigkeit dieser Funkwellen basiert auf ihrer Wellenlänge und ihrer Frequenz.

Bei 6G werden hochfrequente Funkwellen mit einer Wellenlänge von wenigen Millimetern eingesetzt. Die Funkwellen der 6G-Technologie werden daher auch als Submillimeterwellen bezeichnet. Um diese geringe Wellenlänge zu erreichen, werden deutlich höhere Frequenzen benötigt.

6G Funkwellen haben einen Frequenzbereich von bis zu einem Terrahertz (THz). Deshalb wird im Bezug auf die 6G-Technologie auch von Terrahertzstrahlung gesprochen. Durch die sehr hohe Frequenz und die sehr kleine Wellenlänge ist das 6G-Netz deutlich leistungsfähiger.

Die Verbreitung der 6G-Wellen erfolgt wie bei 5G auch, mit Hilfe von Funktürmen mit speziellen Antennen. Im Moment wird an einer neuen Generation von Antennen geforscht, die die Netzabdeckung verbessern soll. Denn die Terrahertzstrahlung hat leider die negative Eigenschaft, dass sie sehr leicht von Objekten geblockt wird.

Bei der 6G-Technologie wird es deshalb darauf hinauslaufen, dass jedes Gerät im Mobilfunknetz gleichzeitig Empfänger und Sender ist. Es werden auch andere Verteilungsmöglichkeiten diskutiert. Ohne zusätzliche Verbreitungsmöglichkeiten, wären in jeder Straßenecke Funktürme und Antennen notwendig.

Welche Vorteile bietet das 6G Netz?

Laut Forschern soll die Veränderung durch 6G enorm sein und ein neues digitales Zeitalter einleiten. Dinge, von denen heutzutage viel gesprochen wird, werden durch 6G erst möglich gemacht. Denn viele digitale Zukunftswendungen basieren auf einer schnellen Echtzeitkommunikation mit geringer Verzögerungszeit.

Hier sind die wesentlichen Vorteile von 6G zusammengefasst:

Extrem schnelle Datenübertragung durch Terrahertz-Technologie
Höhere Verfügbarkeit durch intelligente Netzsteuerung
Höhere Genauigkeit für Lokalisierung im Netzwerk

Nachteile und Probleme der 6G-Technologie

Die Möglichkeiten, die 6G bietet, sind sehr vielfältig. Doch wie jede neue Technologie gibt, es einige Probleme an denen geforscht wird und die gelöst werden müssen. Denn die neue 6G-Technologie bringt einige, große Probleme mit sich.

Eines der größten Probleme geht mit den physikalischen Eigenschaften der Terrahertzstrahlung einher. Da die Funkwellen im Terrahertzbereich sehr klein sind, werden sie schnell absorbiert. Übertragungen von mehreren Kilometern wird dadurch erheblich erschwert. Bevor es zur Veröffentlichung des 6G-Standards kommt, muss die Signalausbreitung noch stark optimiert werden.

Das könnte zur Folge haben, dass deutlich mehr Funktürme benötigt werden als für 5G. Da die Funkturmdichte bereits bei 5G sehr hoch ist, erscheint das allein als keine allzu gute Lösung. Geforscht wird daher an anderen Lösungen, wie zum Beispiel neue Antennentechnologien oder eine andere Signalausbreitung, die zielgerichteter ist.

Die aktuellen Halbleiter müssen für die neue Mobilfunkgeneration ebenfalls angepasst und verbessert werden. Aktuell ist der Energieverbrauch mit den aktuellen Halbleitern noch deutlich höher als mit dem aktuellen 5G-Standard. Das ist noch ein wesentlicher Nachteil der 6G-Technologie, da der Energieverbrauch bis zu 20-mal so hoch sein könnte. Die Forscher setzen dabei auf vielversprechende neue Materialien, wie Indiumphosphid.

Eine weitere technische Hürde stellt die Steuerung eines so großen Mobilfunknetzes mit so vielen Nutzern da. Da nicht nur Smartphones, sondern auch Autos, Haushaltsgeräte und die Industrie verbunden sein werden, braucht es ein intelligentes, KI gesteuertes Steuerungssystem. Die dafür benötigten Algorithmen müssen noch entwickelt werden.

Das Thema Sicherheit wird bei 6G eine noch größere Rolle spielen als bisher. Bei Milliarden verbunden Geräten, stellt jedes Gerät eine Sicherheitslücke dar. Da Cyber-Sicherheit immer mehr in den Fokus rücken wird, werden die Forscher hier vor weiteren Herausforderungen gestellt.

Wer ist an der Forschung zur 6G Technologie beteiligt?

Global betrachtet ist ein regelrechtes Wettrennen um die neue 6G-Technologie entstanden. Europa, China und die USA versuchen die ersten bei dem Aufbau eines flächendeckenden 6G-Netzes zu sein. Und in der Tat sind weltweit viele Länder, Universitäten und namhafte Unternehmen beteiligt.

Viele große Unternehmen aus dem Telekommunikationssektor beteiligen sich aktiv an der Forschung von 6G-Technologien. Darunter zählen zum Beispiel Samsung, Nokia, Siemens, Apple und viele mehr. Meist arbeiten die Unternehmen in Kooperationen mit Universitäten und Forschungseinrichtungen, wie dem deutschen Fraunhofer Institut zusammen.

Die Regierung fördern weltweit die Forschung für 6G. Millionenbeträge werden in die Zukunftstechnologie investiert. Die EU hat zum Beispiel im Jahr 2022 die Förderungen für 6G-Forschungen auf 250 Millionen Euro angehoben.

Auch das chinesische Ministerium für Industrie und Informationstechnologie fokussiert sich auf die Entwicklung von 6G. So betreibt das chinesische Telekommunikationsunternehmen Huawei in Kanada ein eigenes 6G-Forschungszentrum.

Ist 6G notwendig?

Da 5G bereits sehr schnelles Internet bieten stellen sich viele womöglich die Frage, ob 6G überhaupt notwendig ist. Denn ob ein Netflix Film in 1 Sekunde oder in 0,1 Sekunden heruntergeladen ist, dürfte keine Rolle spielen. Doch die Datengeschwindigkeit spielt bei 6G eher eine untergeordnete Rolle.

Vielmehr dürfte 6G bestimmte Zukunftstechnologien erst ermöglichen oder zum Durchbruch verhelfen. 6G bietet die Grundlage für viele Megatrends, wie zum Beispiel das autonome Fahren, Smart City oder Virtual und Augmented Reality.

Anwendungen für 6G Technologie

Die Welt spricht von Digitalisierung, KI und Robotik. Doch was viele dabei vergessen ist, dass diese neuen digitalen Technologien gewaltige Datenmengen erzeugen, die es zu verarbeiten und zu verschicken gilt. Zudem werden immer mehr Geräte intelligent und vernetzt sein. Um diese Vernetzung möglich zu machen, benötigt es die geeignete Infrastruktur. Die aktuelle 5G-Technologie wird hierbei an ihre Grenzen stoßen.

Viele neue Technologien benötigen die Leistungsfähigkeit von 6G, um überhaupt richtig funktionieren zu können. Ein gutes Beispiel hierfür ist das Autonome Fahren und die Vernetzung aller Fahrzeuge. Aber auch viele andere Digitalisierungen benötigen 6G. Fachleute gehen teilweise davon aus, dass die neue 6G-Technologie so disruptiv sein wird, dass dadurch ein neues digitales Zeitalter eingeläutet wird.

Für welche Anwendungen 6G benötigt wird oder die durch 6G erst ihren Durchbruch erzielen könnten, findest Du in dieser Liste:

Autonomes fahren
Remote Operationen und medizinische eingriffe
VR-Brillen und Augmented Reality Wearables
Robotik
Hologramm-Technologie
Industrie 4.0
Smart City
Satellitenkommunikation

FAQ 6G Technologie und Netz:

Was bedeutet 6G?

Der Begriff 6G steht für die 6. Generation an Mobilfunknetzwerken.

Wie schnell wird 6G sein?

Über die Schnelligkeit von 6G gibt es unterschiedliche Aussagen. 6G soll im Vergleich zu 5G aber circa 100-mal so schnell sein.

Wann wird 6G verfügbar sein?

Aktuell (2023) wird weltweit intensiv an der neuen 6G Technologie geforscht. Eine flächendeckende Einführung soll nach Schätzungen ab ungefähr 2030 starten. Verzögerungen in der Forschung und in der Installation können jedoch auftreten.

Gibt es bereits Smartphones mit 6G?

Smartphones mit der neuen 6G Technologie gibt es aktuell noch nicht. Wie bei den letzten Mobilfunkgenerationen, werden Smartphones, die 6G unterstützen, erst zusammen mit dem Ausrollen der 6G-Technik auf den markt kommen. Daher können aktuell nur Smartphones gekauft werden, die den 5G-Standard unterstützen.

Bildnachweise:

Inhaltsverzeichnis