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Die fünfte Mobilfunk-Generation geht an den Start – mit Technologie aus Sachsen

Wofür steht 5G?

Der Mobilfunk-Standard 5G gilt als Schrittmacher der digitalen Zukunft und Vernetzung. Die Abkürzung »5G« steht für die fünfte Generation der mobilen Datenübertragung. Die Dresdner Mobilfunk-Experten um Professor Dr. Gerhard Fettweis und Professor Dr. Frank Fitzek arbeiten bereits an deren Nachfolge-Technologie. Denn die hohen Erwartungen, mit denen Industrie und Forscher einst in die Entwicklung gestartet waren, kann 5G nur teilweise erfüllen.

Insbesondere bei Datenübertragungsrate, Reaktionszeit und Energieeffizienz sehen die Dresdner Wissenschaftler noch erhebliche Reserven, die sie nun heben wollen.

Welche Herausforderungen gilt es zu meistern?

Experten gehen davon aus, dass über das Internet der Dinge (engl.: Internet of Things – IoT) in Zukunft alle Dinge online miteinander verbunden sind – vom Kühlschrank bis zum Turnschuh, von der Jacke bis zum Auto und vom Fußball bis zur Werkzeugmaschine.

Die Herausforderung: Schon durch die Smartphones ist das Datenaufkommen in den Netzen erheblich gestiegen. HD-Videos, Social Media, Cloud Computing haben ebenfalls zu einer rasanten Zunahme des Datenverkehrs geführt. Doch wenn immer größere Datenmengen ausgetauscht und verarbeitet werden, dann steigt auch der Stromverbrauch rapide.

Deshalb muss das gesamte System mit Geräten ausgestattet werden, die wesentlich energieeffizienter sind. Das gilt für die gesamte Infrastruktur, vom Chip im individuellen Endgerät bis hin zu den Basisstationen der Funknetze.

Wo steht Sachsen bei 5G?

Konzept hinter dem Internet der Dinge – alles ist mit allem vernetzt.
Konzept hinter dem Internet der Dinge – alles ist mit allem vernetzt.  © Fotolia.com

Sächsische Akteure haben die enorme Bedeutung des 5G-Mobilfunks für die vernetzte Welt frühzeitig erkannt. So ist Konnektivität ein Hauptthema im »Smart Systems Hub – Enabling IoT«.

In dem Hightech-Cluster entstehen derzeit die Technologien für die Anwendung der ultraschnellen Datenübertragungstechnik in der Praxis. Bei Forschung und Entwicklung genießt Sachsen in diesem Segment weltweit hohes Renommee.

5G Lab Germany an der TU Dresden bereitet den Weg für den Mobilfunk der Zukunft

9. Nationaler IT-Gipfel am 18./19. November 2015 in Berlin
9. Nationaler IT-Gipfel am 18./19. November 2015 in Berlin: Prof. Dr. Frank Fitzek (l.), Koordinator des 5G Lab Germany an der TU Dresden, präsentierte die Vision und die Bedeutung der 5G-Technologie u. a. vor Bundeskanzlerin Angela Merkel (4.v.l.), Sigmar Gabriel (4.v.r.), damals Bundesminister für Wirtschaft und Energie, sowie Prof. Dr. Johanna Wanka, damals Bundesministerin für Bildung und Forschung (3.v.r).  © cfaed/TU Dresden

Wissenschaftler und Unternehmer aus Sachsen treiben die Weiterentwicklung des Mobilfunks voran. Die Forscher am 1994 eingerichteten renommierten Vodafone-Stiftungslehrstuhl Mobile Nachrichtensysteme an der TU Dresden arbeiten unter der Leitung von Professor Dr. Gerhard Fettweis heute schon an Technologien, die für die kommenden Mobilfunk-Generationen wichtig sind.

So gehören Dresdner Wissenschaftler zu den Partnern im Projekt »Verteilte Emergente Regelung im IoT mittels Agil kollaborierender Systeme (VERITAS)«. Es soll den Einsatz von autonomen, sich selbst organisierenden Maschinen in der Produktion ermöglichen und die Ausfallrisiken verteilter Systeme drastisch verringern. Das Forschungsprojekt, das im Juni 2019 gestartet ist, wird vom Bundesforschungsministerium BMBF gefördert.

»Dieses neue Netz wird die Welt noch einmal so beeinflussen, wie die Smartphones von heute es bereits getan haben.«

(Prof. Dr. Gerhard Fettweis, Inhaber des Vodafone-Stiftungslehrstuhls Mobile Nachrichtensysteme an der TU Dresden und Koordinator 5G Lab Germany, am 26.09.2017 anlässlich des IEEE 5G Summit in Dresden)

Zur Weiterentwicklung von 5G wurde an der TU Dresden das 5G Lab Germany gegründet. Die Expertenplattform gehört zu den weltweit führenden Forschungsinstituten für den Mobilfunk der Zukunft. Im 5G Lab Germany arbeiten mehr als 20 Professoren aus verschiedenen Fachbereichen der Exzellenzuniversität TU Dresden mit mehr als 600 Mitarbeitern in einem interdisziplinären Team an Technologien für die fünfte Mobilfunk-Generation. Gemeinsam mit mehr als 50 Partnern aus der Industrie (u. a. Bosch, Globalfoundries, Infineon, BMW, Volkswagen, Liebherr, Deutsche Telekom, Ericsson, IDT, National Instruments, NEC, Nokia, Rohde & Schwarz und Vodafone) arbeiten sie seit 2014 auch an Netzwerkarchitekturen, Funksystemen und Einsatzszenarien.

Organisiert ist die Arbeit im 5G Lab Germany in vier Fachbereiche:

  • Entwicklung von Chips für 5G
  • Entwicklung von Mobilfunksystemen
  • Beschäftigung mit Netzwerken und Cloud
  • Erarbeitung von Anwendungen für das taktile Internet

So entsteht derzeit das »5G Lab Germany Forschungsfeld Lausitz«. In der Region sollen an mehreren Standorten ferngesteuerte, automatisierte und kooperative Anwendungen in den Bereichen 5G-Fliegen, 5G-Fahren und 5G-Bauen erforscht und erprobt werden. Dazu wird ein 5G-Testnetz aufgebaut. Erkundet werden soll auch, wie Wertschöpfungsketten zukünftig an die neuen Technologien angepasst werden müssen. Dieses Projekt wird durch das Bundesverkehrsministerium mit Fördermitteln in Höhe von 7 Millionen Euro unterstützt.

»5G ist der Motor für die Industrie 4.0. Dresden hat hier eine Vorreiterrolle inne und bietet enorme Innovationskraft für konkrete IoT-Anwendungen.«

(Prof. Dr. Frank Fitzek, Inhaber der Deutsche Telekom Professur für Kommunikationsnetze und Koordinator 5G Lab Germany, November 2017 auf der Messe SEMICON Europa in München)

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