Autor: Dr. Michael Lemke, Chief Security Officer and Senior Technology Principal, Huawei Technologies Deutschland

Die digitale Wirtschaft wird bis 2030 zu einer Hauptantriebskraft der Realwirtschaft und die Industrie ihren Schwerpunkt von der Produkteffizienz auf die Steigerung der Effizienz von Entscheidungen verlagern. Für diese Fortschritte bedarf es aber auch einer Verbesserung der Sicherheit der Netze und deren Energieeffizienz, um die Umwelt durch nachhaltig getriebenes Wachstum zu schützen. In dieser Hinsicht spielen Mobilfunknetze eine zunehmend wichtigere Rolle in der digitalen Wirtschaft. Folgende Trends für die Zukunft der Mobilfunkbranche las-sen sich daraus ableiten:

Steigende Anforderungen an die Datenübertragung

Der Einsatz von VR- und AR-Anwendungen wird zunehmen. Digitale Kommunikation erm?g-licht den Informationsaustausch zwischen Menschen und erlaubt multisensorische Erfahrun-gen wie H?ren, Sehen, Tasten und m?glicherweise auch das Riechen. Hierfür werden an-wendungsgetriebene Mobilfunknetze mit einer Datenübertragungsrate von 10 Gbit/s und einer Latenzzeit im Millisekundenbereich ben?tigt, um diese Informationen unter anderem auch auf eine semantisch besser organisierte Weise zu übertragen. Dadurch wird der Datenverkehr immer weiterwachsen, den die Mobilfunkbranche gemeinsam mit den L?ndern bew?ltigen muss.

Der nationale Spektrumbedarf w?chst auf durchschnittlich 2 GHz Bandbreite im mittleren Bandbereich und über 20 GHz Bandbreite im Millimeterwellenbereich. Um die spektrale Effi-zienz der Bandbreite massiv zu verbessern, müssen die Migration beziehungsweise der Ein-satz des Sub-100-GHz-Spektrums zu NR (New Radio) erleichtert sowie die Spektrumsnut-zung durch Multibandintegration und andere innovative Technologien neu gedacht werden. Gleichzeitig gilt es, an Innovationen zu arbeiten, die sicherstellen, dass die Kosten für diese Datenübertragungsf?higkeiten weiterhin bezahlbar bleiben. Der Einsatz von Multi-Antennen-Technologien in jedem Frequenzband und jedem Szenario hat dabei das gr??te Potential, die Kosten pro Bit wesentlich zu reduzieren.

 Neben einer generellen Verbesserung der Technologiegrundlagen für die Datenübertragung müssen künftig aber auch Netzdienste an die neuen Anforderungen angepasst werden. Die Aufgabe: Die Vernetzung von bis zu 100 Milliarden Ger?ten bis 2030. Vor allem das Internet der Dinge (IoT) zwingt somit Netzbetreiber, verschiedene Klassen von Netzdiensten anzubie-ten, die sich durch Geschwindigkeits-, Zuverl?ssigkeits- und Priorit?tsanforderungen unter-scheiden. Eine Hauptanforderung liegt bei deterministischen Datenübertragungsangeboten mit niedrigeren Latenzzeiten und h?herer Zuverl?ssigkeit. Eine neue Form des drahtlosen IoT mit passiven, batterielosen Endger?ten und damit geringstm?glichem Stromverbrauch deutet sich an.

Entwicklung der Mobilit?tsbranche unterstützen

Weiterhin werden sich auch die Anforderungen der Mobilit?tsbranche in den n?chsten Jahren ver?ndern, weil l?ndliche Gebiete und auch die dritte r?umliche Dimension für Vernetzungs-anforderungen eine wachsende Rolle spielen. Unter diesem Blickwinkel spielen Kooperati-onsans?tze zwischen Satellitenkonstellationen und Mobilfunknetzen mit ihren fortschrittlichen Kommunikationstechnologien für das zukünftige Kommunikations?kosystem eine wichtige Rolle. Die Zusammenarbeit zwischen Satelliten und station?ren Netzwerken schlie?t die Lü-cken in der Mobilfunkversorgung und erm?glicht zukünftig die generalisierte Kommunikation und Kontrolle von Drohnen und Flugzeugen.

Durch die weitere Integration von Sensorik und Kommunikation verbessern sich autonomes Fahren sowie das Drohnenmanagement. Die Erweiterung des Kommunikationsparadigmas von Netzen durch Sensorik erm?glicht die digitale Abbildung der physischen Welt in Echtzeit und hebt das Konzept des ?digitalen Zwillings“ einschlie?lich g?nzlich neuer Dienste auf eine v?llig neue Stufe. Dafür müssen sowohl die Funkschnittstellen als auch die Netzarchitekturen entsprechend erweitert werden. Die Technologie für die Lokalisierungsaufl?sung sollte durch den Einsatz von extrem breitbandigen Transceivern und entsprechender Frequenzverfügbar-keit in Kombination mit der Multi-Antennentechnologie (Massive MIMO) bis in den Zentime-terbereich vordringen. Des Weiteren werden künftige Mobilfunknetze vielf?ltigere Dienste, wie zum Beispiel das Metaverse, industrielle Fertigungsvernetzungen und erweiterte Vehicle-to-Everything (V2X)-Kommunikation unterstützen müssen. Zusammen mit dem Konzept der in die Mobilfunknetze integrierten Datenverarbeitung wird die Bereitstellung unterbrechungs-freier, vieler qualitativ hochwertiger Dienste nach Bedarf erm?glicht. Vereinzelte Dienstange-bote allein werden den Aufbau neuer digitaler Plattformen in Zukunft nicht rechtfertigen.

Nachhaltigkeit und Sicherheit gew?hrleisten

Mit dem Anstieg des weltweiten Netzwerkverkehrs um das Hundertfache in den n?chsten Jahren steigt die Nachfrage nach Ans?tzen, die den Energieverbrauch des Netzwerks redu-zieren, ebenso stark; die Energieeffizienz pro Bit muss sich komplement?r in ?hnlichem Ma-?e verbessern. Dabei muss - einschlie?lich der Funkschnittstellen, Ger?te und Standorte - jeder Aspekt beim Ende-zu-Ende Netzdesign berücksichtigt werden. Nur so ist der Aufbau dieser grünen und nachhaltigen Netze über den gesamten Lebenszyklus hinweg m?glich. Drahtlose Netzwerke werden KI-Technologien vollst?ndig integrieren, um autonome Netze der Stufe 5 zu erm?glichen, die automatisierte Betriebs- und Wartungsabl?ufe unterstützen und au?erdem helfen, den CO2-Fu?abdruck zu minimieren. Zukünftige Funkger?te integrie-ren ebenfalls die n?tigen Intelligenzfunktionen. Intelligente Algorithmen optimieren die dyna-mische Verwaltung von Kanal-Codierung und Funkressourcen.

Abgesehen von Nachhaltigkeit spielt die digitale Sicherheit eine unabdingbare Rolle als wich-tiger Eckpfeiler für das Vertrauen in die digitale Zukunft. Daher gewinnen intrinsische Ger?te-sicherheit und intelligente und vereinfachte Sicherheit auf der Netzebene zunehmend an Be-deutung. Heutzutage gibt es immer mehr Angriffsvektoren. Das ist unter anderem auf die wachsende Verbreitung von 5G-Branchenanwendungen, diversifizierten Diensttypen und das massive Wachstum der Zahl von IoT-Ger?ten zurückzuführen. Netzwerkgrenzen werden komplexer und dynamischer. Netzbetreiber müssen sich dieser Herausforderung annehmen und vereinfachte Sicherheitsdienste über Cloud-Netz-Synergien für ihre Industriekunden an-bieten.

 Die n?chsten Jahre werden für die Mobilfunkbranche durch neue Innovationen und Weiter-entwicklung der bestehenden Infrastruktur gezeichnet. Durch die fortschreitende Digitalisie-rung in allen Lebensbereichen und Industriebranchen, steigen die Anforderungen an den Da-tenverkehr sowie die Datenübertragung und -verarbeitung immer weiter an. Weiterhin muss der Mobilfunk die Mobilit?tsbranche in ihren Entwicklungen, zum Beispiel zum autonomen Netzbetrieb oder kollaborativer Mensch-Maschinen-Zusammenarbeit und Drohneneinsatz, unterstützen, damit der Innovationsgeist nicht zum Erliegen kommt. Gleichzeitig steigen welt-weit die Ansprüche an Nachhaltigkeit und Sicherheit, denen auch die Mobilfunkbranche ge-recht werden muss. Nur so kann sie dabei helfen, eine sichere und grüne digitale Transforma-tion weiterhin aktiv zu f?rdern.