6G NeXt – 6G-Plattform

Industrieprojekt "6G NeXt"

Mobilfunk der 6. Generation: Neue Technologien für die erweiterte und virtuelle Realität

Motivation

Künftige Dienste und Anwendungen, insbesondere im Bereich Multimedia werden für Industrie, Medien und Privatanwender eine nie dagewesene Menge an Daten erzeugen, die in einer Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit übertragen werden müssen, welche heutige mobile Netze nicht erreichen würden. Das Fördervorhaben “6G Native Extensions for XR Technologies” (Kurztitel: 6G NeXt) hat sich zum Ziel gesetzt, eine Infrastruktur zu entwickeln, deren integrierte Netzwerk- und Software-Schicht neue Verarbeitungsgeschwindigkeiten ermöglicht, sowie die dynamische Verteilung von komplexen Rechenaufgaben (Split Computing) umsetzt. Neueste Softwaretechnologien vereinen dabei Computing und Konnektivität zu einem Gesamtsystem, dessen Möglichkeiten über die aus 5G bekannte Edge-Cloud weit hinaus gehen.

Ziele und Vorgehen

Im Pionierprojekt 6G NeXt wird eine Infrastruktur entwickelt, die Anforderungen an ein zukünftiges 6G Netz aufzeigt, indem zwei anspruchsvolle Anwendungsfälle aus innovativen und zukunftsweisenden Industriezweigen Deutschlands unter Nutzung neuer Systemarchitekturen erforscht und umgesetzt werden. Die Leistungsfähigkeit und Effizienz einer neuen Netzgeneration wird durch hochleistungsfähige Funkschnittstellen mit anwendungsoptimierten Radioprotokollen genauso bestimmt, wie durch ultraschnelle Software-Stacks, intelligente Medienverarbeitung sowie die tiefe Integration von Künstlicher Intelligenz (KI) zur Optimierung des Gesamtsystems. Hierbei liegt der Fokus des Vorhabens auf einer Umsetzung mit offenen Schnittstellen, leichter Integrierbarkeit, nachhaltiger Entwicklung und optimierter Wirtschaftlichkeit, so dass die gesellschaftliche Akzeptanz einer neuen 6G-Technologie auf eine breite Basis gestellt wird.

6G NeXt hat sich zum Ziel gesetzt, eine skalierbare, modulare und flexible Infrastruktur zu entwickeln, auf der eine Vielfalt von Anwendungsfällen für Industrie und Endanwender realisiert werden kann, deren Anforderungen die des heutigen 5G-Netzes in Bezug auf Intelligenz, Leistungsfähigkeit und Effizienz übertreffen. Schwerpunkt des Vorhabens ist der Aufbau eines Hochleistungs-Layers der über programmierbare Schnittstellen eng mit der unterliegenden Netzwerkschicht zusammenarbeitet. Dieser ermöglicht es, Rechentasks lokal, in der Edge-Cloud oder in verschiedenen Bereichen der zentralen Cloud zu berechnen. Die Zuweisung von Rechenkapazitäten erfolgt entsprechend den Anforderungen u.a. an Latenz, Energieverbrauch, Kosten. Zusatzdienste und Erweiterungen dazu werden integriert, um die heute gebräuchlichen Cloud-Infrastrukturen zu optimieren.

Innovationen und Perspektiven

Im Pionierprojekt 6G NeXt werden exemplarisch zwei besonders anspruchsvolle Anwendungen mit unterschiedlichen Anforderungen entwickelt:

Intelligente Drohnen:

Ein neuartiges Anti-Kollisionssystem für die Luftfahrt am Beispiel von Drohnen an Flughäfen mit gemischtem Flugverkehr. Die Flugbahnen der Luftfahrzeuge werden in Echtzeit überwacht und mittels Algorithmen Kollisionsrisiken prädiziert. Im Gefahrenfall werden die Ausweichmanöver zentral berechnet und anders als bei heutigen Lösungen die Luftfahrzeuge über 6G auch gesteuert. Diese Applikation benötigt niedrige Latenz, Synchronisation von Datenströmen und die Möglichkeit der verteilten Berechnung von Daten (Split-Computing).

HOLOCOM (Holografische Kommunikation):

Eine interaktive Ende-zu Ende Übertragung von immersiven 3D Echtzeit-Video mit fotorealistischen Inhalten und realistischer 3D-Tiefe für Videokonferenzen. Für zukünftige immersive Erzeugungs- und Übertragungsmethoden mit Entlastung der Endgeräte durch erweiterte Berechnung in der Cloud, können Datenraten bis zu 500 Gbit/s benötigt werden. Es werden neue, an das 6G Netz angepasste Verfahren zur Kompression, Verteilung der Videoverarbeitung, optimalen Übertragung und Qualitätsbewertung der holografischen Rohdaten benötigt, welche extreme Anforderungen an Rechenleistung und Speicherkapazitäten der Infrastruktur (Organic Cloud) stellen. Diese Applikation fordert demnach hohe Bitraten im Up- und Downstream sowie eine verteilte und intelligente Videoverarbeitung.