Mit 6G zu einer nachhaltigeren Zukunft

Die 5G-Technologie ist noch einige Jahre davon entfernt, zum Mainstream zu werden, doch die 6G-Technologie wird bereits erforscht und soll bis 2030 auf den Markt kommen. Diese nächste Generation der Wireless-Technologie verspricht neue Wege für die Interaktion mit unserer Umgebung zu eröffnen und neue Nutzungsmodelle in einer Vielzahl von Branchen zu erschließen. Die Vision für 6G besteht darin, eine nahezu sofortige und universelle Konnektivität zu ermöglichen, um das Zusammenspiel der menschlichen, physischen und digitalen Welt zu verändern. Das bedeutet neue Wege zur Nutzung von Daten, Berechnungen und Kommunikation für die weitere Integration in die Gesellschaft. Die Technologie könnte unter anderem holografische Kommunikation, ein taktiles Internet, intelligenten Netzbetrieb, die Konvergenz von Netzwerken und Computern und viele weitere spannende Aspekte unterstützen.

6G wird die Möglichkeiten von 5G sowohl erweitern als auch weit darüber hinausgehen und eine neue Ära des kabellosen Internets einläuten, in der die Digitalisierung beschleunigt und Geschäftsinnovationen in wichtigen Branchen vorangetrieben wird.

Zielsetzung des 6G Flagship

Die Technologien von morgen müssen nicht nur einen wirtschaftlichen Nutzen bringen, sondern auch einen positiven ökologischen und sozialen Wandel bewirken. 6G ist für diese Vision von grundlegender Bedeutung.

Das 6G Flagship, ein Konsortium aus Wissenschaftlern und Industrieunternehmen, das die 6G-Forschung anführt, hat ein White-Paper veröffentlicht, in dem die Rolle dieser Technologie nicht nur bei der Steigerung der Produktivität, sondern auch bei der Unterstützung der Menschheit untersucht wird.

Dabei setzt sich das von Keysight mitgestaltete Programm dafür ein, dass 6G mit den Zielen für nachhaltige Entwicklung der Vereinten Nationen in Einklang gebracht wird, welche die Bemühungen um wohlhabendere und nachhaltigere Gemeinschaften auf der ganzen Welt umreißen. Von der Next G Alliance, das auf Nordamerika fokussierte 6G-Konsortium, zu dessen Gründungsmitgliedern Keysight gehört, wurde ein Whitepaper veröffentlicht, in dem sie ihre Vorstellung für den Weg zur Nachhaltigkeit bei 6G skizziert.

Ökologische Nachhaltigkeit dank 6G

Angesichts des Klimawandels, der zu steigenden Temperaturen und extremen Wetterereignissen führt, fordern die Menschen weltweit dringende Maßnahmen. Die NASA berichtet, dass erhöhte Kohlenstoffemissionen die durchschnittliche Oberflächentemperatur der Erde seit dem späten 19. Jahrhundert um 1,18 °C erhöht haben – und die letzten sieben Jahre waren die wärmsten seit Beginn der Aufzeichnungen.

135 Länder und Hunderte von Unternehmen weltweit haben sich zur Kohlenstoffneutralität verpflichtet. Der Technologiesektor ist in der Lage, langfristige Lösungen für ökologische Nachhaltigkeit zu entwickeln. Insbesondere das Elektronikdesign kann die Entwicklung sauberer Energiesysteme, die Datenanalyse für Umweltanwendungen und maschinentechnische Fortschritte zur Verringerung der Kohlenstoffemissionen unterstützen.

Mit der Nachhaltigkeit als Hauptantrieb der 6G-Forschung können neue Wege zur Bekämpfung des Klimawandels in den folgenden Branchen und darüber hinaus gefunden werden.

6G kann Verkehrsverhalten optimieren

Laut Environmental Protection Agency (EPA) ist die US-Verkehrsbranche derzeit der größte Verursacher von Treibhausgasemissionen (29 %). 6G wird Innovationen in den Bereichen intelligenter Verkehr und Logistik, einschließlich vernetzter Fahrzeuge und Verkehrsinfrastruktur, ermöglichen. Die Zunahme fahrerloser Elektrofahrzeuge wird nicht nur saubere Energie fördern, sondern auch die Emissionen durch Optimierung des Verkehrsflusses verringern. Diese Ergebnisse werden durch die Anwendung kabelloser Konnektivität auf Sensortechnologie, verteilte Datenverarbeitung und KI ermöglicht. Dank dieser Kombination neuer Technologien können Fahrzeuge, Verkehrskameras und Straßen in Echtzeit kommunizieren und sich koordinieren.

Der „2020 Mobile Industry SDG Impact Report“ der Global System for Mobile Communications Association (GSMA) fand heraus, dass die Steigerung der Fahrzeugüberwachung, der Routenoptimierung und der Kraftstoffeffizienz durch Telematik dazu beigetragen hat, im Jahr 2018 etwa 105 Millionen Tonnen Treibhausgase zu vermeiden – das entspricht dem Wegfall von 23 Millionen Autos von der Straße. In Toronto verkürzte ein intelligentes Verkehrsmanagementsystem, das Ampeln in die Lage versetzt, selbst zu lernen und Muster zu erkennen, die Fahrzeiten um bis zu 25 Prozent und die Emissionen um 13 %.

Fertigung mit 6G automatisieren

6G wird auf der Fähigkeit von 5G aufbauen, alle Phasen der Fertigung zu modernisieren – vom Produktdesign über die Fabrikhalle bis hin zum Lager. Vernetzte Maschinen und kooperative Robotik werden in der Lage sein, alle Fertigungs- und Lieferketten-Management-Aktivitäten zu koordinieren und ehemals manuelle Prozesse zu automatisieren, um effizientere und widerstandsfähigere Lieferketten zu ermöglichen.

6G-fähige Fertigungsanlagen werden auch unsere Fähigkeit verbessern, den Energie- und Wasserverbrauch zu überwachen und zu steuern, Kohlenstoffemissionen zu reduzieren und erneuerbare Energien zu nutzen. Die Smart 5G Factory von Ericsson hat beispielsweise Abfälle um 5 % verringert, 5 % der Energiekosten eingespart und die Gesamtenergieeffizienz um 24 % erhöht.

Einfluss auf die Landwirtschaft

Einer der Hauptvorteile von 5G und später 6G ist die Ausweitung des mobilen Internetzugangs auf ländliche Gebiete. Das ergibt neue Nachhaltigkeitsmethoden für den Agrarsektor, in dem chemische Düngemittel, Pestizide und tierische Abfälle schädliche Treibhausgase in die Atmosphäre freisetzen.

Eine intelligente Landwirtschaft eröffnet neue Möglichkeiten zur Optimierung der Agrarproduktion, zur Schonung von Ressourcen, zur Verbesserung der Bodengesundheit und zur Überwachung des Viehbestands und hilft den Landwirten, ihre CO₂-Bilanz zu verbessern. Der GSMA-Bericht zeigte, dass in Kalifornien – wo 80 % des gesamten Wasserverbrauchs auf die Landwirtschaft entfallen – solarbetriebene Sensoren und ein LTE-versorgtes Netz den Wasserverbrauch um 6 % und die Emissionen um 5 % reduziert haben. Und eine aktuelle Studie von Qualcomm ergab, dass die von IoT-fähigen Drohnen und Sensoren gesammelten Echtzeitdaten zu einem effizienteren und präziseren Sprühen von Pestiziden führen, was den Gesamtverbrauch von Pestiziden um 50 % senken könnte.

Mit dem Wachstum der Weltbevölkerung wächst auch die Notwendigkeit, den Verbrauch fossiler Brennstoffe zu steuern und zu reduzieren. 6G wird den entscheidenden Übergang zu erneuerbaren Energien unterstützen und die Entwicklung intelligenter Netze weiter vorantreiben (Bild 2).

Solche intelligenten Netze werden es Gemeinden ermöglichen, den steigenden Energiebedarf besser zu überwachen, die Energieversorgung zu verbessern und große Lastschwankungen durch Automatisierung zu bewältigen. Der Qualcomm-Bericht stellte fest, dass 5G-vernetzte intelligente Netze den Gas- und Stromverbrauch um 12 % senken werden – und 6G wird diese Entwicklung noch beschleunigen.

Informations- und Kommunikationstechnologie profitiert von der 6G-Technologie

Der Telekommunikations- und Technologiesektor hat einen übergroßen Einfluss auf die Wirtschaft als Ganzes und damit auch auf den Energieverbrauch. AT&T beispielsweise schätzt, dass seine Technologien im Jahr 2018 eine Verringerung der Treibhausgasemissionen ermöglicht haben, die doppelt so groß ist wie der gesamte Treibhausgas-Fußabdruck von AT&T selbst. Bis 2025 will das Unternehmen diesen Wert verzehnfachen.

Die ITK-Branche hat bereits einen großen Fußabdruck (etwa ein Zehntel des weltweiten Stromverbrauchs), und die Prognosen gehen davon aus, dass dieser Wert noch erheblich steigen wird. Für die kabellose Kommunikationsbranche, die einen großen Teil des ITK-Sektors ausmacht, ist es ein vorrangiges 6G-Ziel, ihren Energieverbrauch zu senken und Nachhaltigkeit in ihre Betriebsabläufe und ihr Lebenszyklus-Management einzubeziehen.

Derzeit verbraucht das Funkzugangsnetz (RAN) einen großen Teil der Energie der Wireless-Netzarchitektur (>50 %). Der Trend zur Cloudifizierung verlagert einen größeren Teil der Nutzung in Rechenzentren, wo bereits eine enorme Dynamik in Richtung „Greening“ besteht. Eine Reihe von Techniken, wie z. B. intelligenter Leerlauf von Funksystemen und Ressourcenpooling, wurden in 5G integriert, und für 6G werden noch fortschrittlichere Ansätze erwogen.

Ausblick

Unternehmen spielen eine entscheidende Rolle bei der Unterstützung des globalen ökologischen und sozialen Wohlstands. Als einziges Mitglied für Messtechnik im 6G Flagship ist Keysight in der Lage zur Lösung der Herausforderungen von 6G beizutragen. Das Unternehmen hat auch Partnerschaften mit Organisationen wie dem ITU Telecommunication Standardization Sector, dem Technological Advisory Council der FCC und Industriegruppen in den USA, Japan, Korea, China und Europa geschlossen.

Der Einsatz von Forschungs- und Entwicklungskapazitäten sowie Software- und Hardwarelösungen für Design, Simulation und Validierung soll die Forschung in jedem der vier strategischen Bereiche des 6G Flagships beschleunigen: Wireless-Konnektivität, verteiltes intelligentes Wireless-Computing, Geräte- und Schaltungstechnologien sowie vertikale Anwendungen und Dienste. Lösungen für alle Frequenzbänder, Cybersecurity, Gerätecharakterisierung, Netzwerktests, Datenanalyse, künstliche Intelligenz und Techniken zur Messung und Reduzierung des Stromverbrauchs sollen Partnern zur Verfügung stehen. Keysight stellt sein Fachwissen zur Verfügung um Schlüsselbereiche wie Automotive, das Internet der Dinge, digitale Hochgeschwindigkeitsanwendungen und Energie zu navigieren.

Genau wie 5G stellt die nächste Generation der Konnektivität eine enorme Chance dar, Technologie, Wirtschaft und die Gesellschaft insgesamt zu beeinflussen. Gemeinsam mit unseren 6G-Flagship- und anderen Technologie-Partnern auf der ganzen Welt freuen wir uns darauf, Standards zu definieren und die technologischen Bausteine für ein auf den Menschen ausgerichtetes, nachhaltiges 6G-Netz zu schaffen, das Leben verändert, die Welt sicherer macht und Menschen rund um den Globus verbindet.