Das klingt zunächst nach Sekundärtugenden.
Kellerer: Im Gegenteil sind es für die Hightech-Anwendungen, die 6G möglich machen soll, die entscheidenden Punkte. Denken Sie an die Telearbeit bei Operationen – wenn es um das Leben eines Menschen geht, dürfen wir uns nicht mit 99,9 Prozent Zuverlässigkeit zufriedengeben. Für das 6G-Netz streben wir eine Ausfallsicherheit von 99,999999999 Prozent an.
Ein anderes Beispiel ist die Zusammenarbeit von Mensch und Roboter. Wenn solche Assistenten im Alltag oder in der Pflege eingesetzt werden, kommen sie den Menschen sehr nah. Deshalb darf es bei ihrer Steuerung so gut wie keine Latenz geben, also keine Verzögerung bei der Verarbeitung der Funksignale. Schließlich könnte eine falsche Reaktion schon binnen Sekundenbruchteilen dazu führen, dass der Roboter jemanden verletzt oder etwas zerstört. Für 6G streben wir Latenzzeiten an, die deutlich unter einer Millisekunde liegen.
Diese Eigenschaften sollen auch für die Ende-zu Ende-Kommunikation garantiert werden und über die verschiedenen Netze hinweg. Es wird ja in der Regel nicht nur innerhalb des Netzes eines Anbieters kommuniziert. Was sich vielleicht trivial anhört, sind enorme Herausforderungen. Und schließlich wollen wir das Gesamtnetz intelligent machen.
Was bedeutet Intelligenz für ein Mobilfunknetz?
Kellerer: Mit künstlicher Intelligenz soll das Netz in der Lage sein, selbst Berechnungen durchzuführen und sich permanent zu optimieren. Es soll so flexibel und anpassungsfähig sein, dass es zum richtigen Zeitpunkt an der richtigen Stelle die benötigte Leistung zur Verfügung stellt.
6G wird die erste Mobilfunkgeneration sein, bei der das Netz und eine Unmenge an Sensoren zusammenarbeiten, die in den im Netz betriebenen Geräten eingesetzt sind, also z.B. in Robotern und autonomen Fahrzeugen. Dabei kann das Netz erstmals auch selbst zum Sensor werden, weil wir anhand der Funksignale bestimmte Informationen gewinnen können, etwa, ob sich ein Objekt zwischen Sender und Empfänger befindet. Aus der Summe der Informationen kann sich die künstliche Intelligenz ein Bild der Umgebung des Nutzers und der benötigten Kommunikationsleistungen machen und daraufhin wiederum das Netz anpassen.
Die große Herausforderung ist, Netzarchitekturen zu entwickeln, die die Eigenschaften verschiedener Sensoren optimal nutzen können und gleichzeitig trainierbar sind. Ein Kernstück unserer Forschung sind deshalb sogenannte digitale Zwillinge. Das sind virtuelle Abbilder eines Objekts, die schon in der Industrie eingesetzt werden. Man legt heute am Computer beispielsweise eine digitale Version einer Produktionsanlage an, die exakt der realen Anlage gleicht, um so deren Arbeit nachvollziehen und weiterentwickeln zu können. Solche Zwillinge wollen wir vom Netz und seinen einzelnen Komponenten erarbeiten, um sie mit maschinellem Lernen zu optimieren.
Wann wird 6G im Einsatz sein?
Kellerer: Die Entwicklung einer neuen Mobilfunkgenerationen dauert erfahrungsgemäß rund zehn Jahre. Damit wir Anfang der 30er Jahre tatsächlich einen großen Wurf haben, wollen wir in der Grundlagenforschung die Weichen von Anfang an gemeinsam mit den anderen Akteurinnen und Akteuren stellen. Wir wollen von Wirtschaft und Gesellschaft wissen, welche Anforderungen sie haben. Diese Vernetzung geschieht nun auf der Plattform Thinknet 6G. Im Zyklus der Mobilfunkgenerationen starten wir diesmal übrigens früher mit der Entwicklung der nächsten Generation als üblich.
Hat Deutschland damit die Chance, eine führende Rolle bei 6G zu spielen?
Kellerer:Ja, wir wollen die Grundlagen schaffen, dass Unternehmen ganz vorn dabei sein können, dass Startups entstehen und dass in unseren Studiengängen die besten Expertinnen und Experten ausgebildet werden. Bei einer solchen Schlüsselinfrastruktur geht es letztlich auch um Souveränität. Wenn Komponenten dieses Netzes ausfallen, müssen wir unter allen Umständen selbst in der Lage sein, jede einzelne davon zu ersetzen.
Zur Person:
Prof. Wolfgang Kellerer ist Inhaber des Lehrstuhls für Kommunikationsnetze an der TUM. Zuvor arbeitete er in der Industrie und an der Stanford University. Sein Forschungsschwerpunkt liegt auf den methodischen Grundlagen für Kommunikationsnetze. Kellerer ist Mitglied des Wissenschaftlichen Arbeitskreises für Regulierungsfragen der Bundesnetzagentur und Studiendekan der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der TUM.
