Open6GHub strebt Offenheit, Resilienz und Sicherheit in zukünftigen Mobilfunknetzen an
Die fünfte Mobilfunkgeneration (5G) wird derzeit in den Mobilfunknetzen umgesetzt – gleichzeitig wird an der nachfolgenden Generation geforscht. 6G wird voraussichtlich ab dem Jahr 2030 Milliarden von Dingen, Maschinen und Menschen miteinander vernetzen. Dabei werden Daten um ein Vielfaches schneller übertragen als mit 5G, die Energieeffizienz und Ausfallsicherheit nehmen deutlich zu. Eine Fördermaßnahme des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) legt den Grundstein für ein Innovationsökosystem zur Erforschung und Entwicklung zukünftiger Kommunikationstechnologien rund um 6G. Im April 2021 startete das BMBF die erste deutsche Forschungsinitiative zur 6G-Technologie; gefördert werden unter anderem vier sogenannte „6G-Forschungs-Hubs“, die im August 2021 ihre Arbeit aufgenommen haben.
Der „Open6GHub“ des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) verfolgt das Ziel, ein 6G-System zu entwickeln, das ressourcenschonend und energieeffizient arbeitet, den Schutz persönlicher Daten gewährleistet und eine hohe Verfügbarkeit der Netze sicherstellen kann. Das Vorhaben soll im europäischen Kontext zudem Beiträge zu einem globalen 6G-Harmonisierungsprozess und -standard liefern. Das Konsortium aus insgesamt 17 Projektpartnern betrachtet schwerpunktmäßig Anwendungsfelder mit sehr hohen Anforderungen an Qualität und Sicherheit der Kommunikationstechnik: Hochvernetzte Produktion, zukünftige Mobilitätsszenarien, neue Lernwelten, personalisierte Medizin und vor allem die Interaktion des Menschen mit einer Vielzahl autonomer Fahrzeuge und Geräte.
Hohe Anforderungen an Qualität und Sicherheit bestimmen die Entwicklung auf einem breiten Spektrum potenzieller Anwendungsfelder
Der Open6GHub verfolgt bei seinem Forschungsvorhaben das Ziel, ein ganzheitliches und offenes 6G-System zu entwickeln, das ressourcenschonend und energieeffizient arbeitet. Die entwickelte Technologie soll den Anforderungen von Industrie und Anwendenden ab dem Jahr 2030 entsprechen, weshalb eine nachhaltige und langfristig angelegte Entwicklung als Grundvoraussetzung gilt. Schwerpunkte des Open6GHubs für konkrete Anwendungsfelder werden in unterschiedlichen Bereichen gesetzt – beispielsweise in Industrie, Landwirtschaft und Gesellschaft.
Dabei wird sowohl an hochvernetzten Fabriken und Produktionsstätten als auch an innovativen Mobilitäts- und Interaktionsszenarien zwischen Menschen und autonomen Maschinen sowie neuen Lernwelten und personalisierter Medizin geforscht. Darüber hinaus kann die 6G-Technologie auch einen Beitrag dazu leisten, dass die Digitalisierung der Nachhaltigkeit dient, die Umsetzung klimapolitischer Ziele unterstützt und eine Rolle bei der Netzversorgung ländlicher Räume spielt.
Entscheidend für eine langfristig erfolgreiche Nutzung von Kommunikationsnetzen ist die Netzresilienz, der sich im Rahmen des Forschungs-Hubs ebenfalls gewidmet wird. Netzresilienz fasst die Stabilität und Widerstandsfähigkeit der 6G-Kommunikationsnetze gegen interne oder externe Störeinflüsse zusammen und nimmt eine Schlüsselrolle in der Entwicklung der Technologie ein, da sie die Basis für die Sicherheit des Systems und aller verbundenen Daten bildet.
Mit den Ergebnissen des Open6GHubs möchten wir maßgeblich auf die Entwicklung eines globalen 6G Standards einwirken. Mit unseren Partnern arbeiten wir bereits jetzt an einer gemeinsamen Definition von 6G und identifizieren zugehörige Technologien. Wir haben daher die Ambition, unsere Erkenntnisse proaktiv in nationale und internationale Standardisierungsgremien einzubringen und dort unsere Standpunkte zu vertreten.
Prof. Hans D. Schotten, Projektkoordinator,
Leiter des Forschungsbereichs Intelligente Netze, DFKI GmbH
Systemoffenheit als grundlegender Forschungsansatz des Hubs
Die Offenheit des Open6GHubs ist als zentraler Bestandteil im Namen des Forschungsprojekts verankert, da sie sowohl in der Kommunikation der Technologie, in der Kooperation mit der Industrie und Anwendenden sowie in den Schnittstellen von technischen Komponenten und komplementärer Software angestrebt wird. Das Ziel dieses Ansatzes ist eine hohe Kompatibilität der entwickelten Systeme und die daraus entstehenden Möglichkeiten einer schnellen und effektiven Weiterentwicklung und Marktdurchdringung. Von dem offenen Ansatz des Open6GHubs können insbesondere junge Unternehmen und KMU profitieren, die potenziell mit geringem eigenen Ressourcenaufwand auf der vorhandenen Technologie aufbauend neue Produkte und Dienstleistungen entwickeln können. Sicherheit und Datenschutz in der Kommunikation stehen dabei nicht im Widerspruch zu dem offenen Ansatz des Hubs. Vielmehr ergänzen sich die Themen Offenheit, Netzresilienz und Netzsicherheit zu einem sicheren und robust funktionierenden Gesamtsystem.
Internationale Kooperationen für nachhaltigen Erfolg in der Umsetzung
Mehrere Kooperationsbestrebungen bestimmen die Arbeit sowie die damit verbundenen Ziele des Open6GHubs: Ein Ziel liegt darin, aus der europäischen Perspektive zu einem globalen 6G-Harmoniserungsprozess im Rahmen des „3rd Generation Partnership Project“ (3GPP) beizutragen. Das 3GPP ist ein weltweiter Zusammenschluss führender Standardisierungsgremien, der sich mit der Standardisierung im Bereich Mobilfunk beschäftigt. Der Open6GHub soll im Rahmen der 6G-Plattform eng mit allen beteiligten Akteuren zusammenarbeiten, um Konzepte zu entwickeln, die später in die Standardisierungsprozesse einfließen können. Der Hub kann auf ein umfassendes Netzwerk zurückgreifen: Es bestehen diverse Kontakte und Kooperationen zu Entscheidungsträgern aus Industrie und Wirtschaft, sowohl in Deutschland als auch im europäischen und internationalen Ausland. Beispielsweise besteht ein enger Austausch mit dem Projekt „6G-Flagship“ in Oulu (Finnland) und dem 6G-Projekt „Hexa X“, das ausführenden Forschungseinrichtungen und Industriepartnern in Europa besteht.
Open6GHub will im Rahmen der 6G-Forschung zur technologischen Souveränität des Standorts Deutschland und Europa beitragen und diesen im internationalen Wettbewerb stärken. Dadurch könnte Deutschland zukünftig eine führende Rolle im 6G-Bereich einnehmen, wovon sowohl die Forschung wie auch Industrie profitieren. Durch Kooperationen mit regionalen und nationalen Technologieunternehmen können Wertschöpfungspartner basierend auf der im Hub entwickelten 6G-Technologie perspektivisch innovative Produkte und Dienstleistungen entwickeln.
Um junge Talente für das Thema zu gewinnen und einen nachhaltigen Erfolg durch Forschungsausgründungen sicherzustellen, ist auch die Nachwuchsförderung ein wichtiger Aspekt. Dazu zählen unter anderem das Einbeziehen von Masterandinnen und Masteranden sowie Doktorandeninnen und Doktoranden in die Forschungsarbeit und den instituts- sowie projektübergreifenden Diskurs. Darüber hinaus soll das Thema an Schulen herangetragen werden, um auch die jüngsten Generationen von der fortschreitenden Technologie zu begeistern.
Forschungspartner bringen ihre Expertise und Infrastruktur in das Projekt ein
Insgesamt besteht das Projektkonsortium aus einem deutschlandweiten, dezentralen Zusammenschluss von 17 Universitäten und Forschungsinstituten. Die Projektkoordination des Open6GHubs liegt beim DFKI unter der Leitung von Prof. Hans D. Schotten, Leiter des Forschungsbereichs Intelligente Netze am DFKI. Alle Forschungspartner bringen unterschiedliche Expertise ein. Der ganzheitliche Ansatz der Forschung des 6G-Hubs überträgt sich somit auch auf das Projektkonsortium.
- das Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik (IHP) aus Frankfurt (Oder) ist auf den Bereich Mikroelektronik spezialisiert
- die TU Darmstadt auf die Bereiche Resilienz und Security
- die TU Kaiserslautern auf den Aufbau und Betrieb der 6G-Netze
- das Karlsruher Institut für Technologie trägt zur Entwicklung von Anwendungsfeldern in den Bereichen der Mikroelektronik, Hochfrequenztechnik und Sicherheitstechnik bei
- die Forschungsarbeiten der Universität Bremen sind auf 3D Networking und die Forschung an Satelliten, Drohnen und Anwendungen in Luft- und Raumfahrt fokussiert
- die Fraunhofer Institute aus Berlin treiben die Entwicklung der 6G-Core-Technologie
Durch die Bereitstellung der vorhandenen Laborinfrastruktur und Testeinrichtungen in Kombination mit dem spezifischen Know-How an allen Standorten wird jeder Projektpartner individuell zum Projekterfolg beitragen. Ein Beispiel dafür ist eine Demonstrationshalle zum Thema „Smart Factory“ am DFKI in Kaiserslautern, in der 6G-Netze aufgebaut und im Rahmen der „Open Lab“-Initiative Dritten zur Verfügung gestellt werden, die ihre eigens entwickelten Technologien testen möchten.
6G-Forschung als Möglichkeit nachhaltiger Innovationsförderung
Der Open6GHub unter der Leitung des DFKI erforscht und entwickelt ein ganzheitliches und offenes 6G-System. Angestrebt wird eine sichere, ressourcenschonende, energieeffiziente und resiliente 6G-Technologie, die im nationalen und europäischen Rahmen implementiert wird. Vor allem das hohe Maß an Vernetzung und Kollaboration zwischen Forschungspartnern und Industrie gilt als Erfolgsfaktor.
Weiterführende Links
https://www.open6ghub.de/
