Von Rufen zu Kognition
Als der Motorola-Ingenieur Martin Cooper im April 1973 den ersten öffentlichen Mobilfunkanruf tätigte, war die Technologie, die er demonstrierte, nichts weiter als ein Kommunikationswerkzeug. Fünfzig Jahre Funktechnik-Entwicklung später hat sich das Netz, das Anrufe, Texte und Daten trägt, in etwas weitaus Komplexeres verwandelt: eine verteilte Sensorgplattform, die in der Lage ist, Bewegungen zu erkennen, Umgebungen zu kartographieren, Gesundheit zu überwachen und physische Vermögenswerte weltweit zu verfolgen.
Die Retrospektive von IEEE Spectrum über vier Jahrzehnte der Funktechnik-Standardisierung verfolgt diese Umwandlung von den Netzen der ersten Generation in den 1980er Jahren bis zum aktuellen Rollout der 5G-Infrastruktur und den entstehenden Spezifikationen für 6G, und zeigt, wie jede aufeinanderfolgende Generation nicht nur mehr Bandbreite, sondern grundlegend neue Fähigkeiten hinzufügte, die neu definierten, was ein Funketnetz ist und was es kann.
Der generationenübergreifende Bogen
Netze der ersten Generation (1G) waren rein sprachgesteuert, ohne digitale Verschlüsselung und ohne Datenfähigkeit. Netze der zweiten Generation (2G) digitaler Netzwerke fügten SMS-Nachrichten und rudimentäre Daten hinzu. Netze der dritten Generation (3G), die ab 2001 eingeführt wurden, ermöglichten mobilen Internetzugriff mit Geschwindigkeiten, die Surfen und frühe Smartphone-Anwendungen praktisch machten. Netze der vierten Generation (4G) LTE waren der Durchbruch, der die moderne Smartphone-Ökonomie möglich machte — Videostreaming, Mitfahrgelegenheits-Apps, Lebensmittellieferdienste und mobile Zahlungen hängen alle von den Bandbreiteneigenschaften und Latenzcharakteristiken ab, die 4G ermöglicht.
Netze der fünften Generation (5G), die seit 2019 weltweit eingeführt werden, stellen einen komplexeren technologischen Schritt dar. Über reine Bandbreiteverbesserungen hinaus führt 5G ultra-zuverlässige Kommunikation mit niedriger Latenz für industrielle und sicherheitskritische Anwendungen, massive Maschinen-Typ-Kommunikation für IoT-Bereitstellungen, die Millionen von Geräten pro Quadratkilometer verbinden, und Netz-Slicing ein, das es einer einzigen physischen Infrastruktur ermöglicht, mehrere virtuelle Netze mit unterschiedlichen Leistungscharakteristiken gleichzeitig zu unterstützen.
Die Sensorrevolution
Was weniger sichtbar, aber mit wachsenden Folgen entstanden ist, ist die Nutzung von Funknetzen nicht nur um Informationen zu tragen, sondern um sie zu generieren. Die Technik, die als Integrated Sensing and Communication (ISAC) bekannt ist, nutzt Radiowellen, die für Kommunikationszwecke ausgestrahlt werden, um gleichzeitig die physische Umgebung zu erfassen — wobei die Präsenz, Position, Geschwindigkeit und Eigenschaften von Objekten im Weg der Welle erkannt werden, ähnlich wie Radar, aber mit den gleichen Signalen, die bereits für Konnektivität ausgestrahlt werden.
5G-Netze haben die Signaleigenschaften — breite Bandbreite, Millimeterwellen-Frequenzen, dichte Antennenarrays — die ISAC technisch im großen Maßstab machbar machen. Forschungsdemonstrationionen haben gezeigt, dass 5G-Basisstationen menschliche Präsenz und Bewegung erkennen, die Anzahl der Personen in einem Raum schätzen, Fahrzeuge auf benachbarten Straßen verfolgen und sogar Atemmuster und Gesten aus den Funkwellen-Reflektionen überwachen können, die die Umgebung in ansonsten gewöhnlichen Mobilfunksignalen erzeugt.
Die erforschten Anwendungen reichen von harmlos — intelligente Gebäude-Energieverwaltung, die Belegung ohne Kameras erkennt, Altenpflege-Überwachung, die Stürze ohne datenschutzverletzende Videos erkennt — bis zu potenziell besorgniserregend: passive Verfolgung von Personen in öffentlichen Räumen ohne deren Wissen oder Zustimmung. Die gleiche Fähigkeit, die ein Netz nützlicher macht, kann ohne angemessene Steuerung zu einer Überwachungsinfrastruktur werden, die niemand ausdrücklich bauen wollte.
Der Weg zu 6G
Funkstandards der sechsten Generation, die derzeit von Forschungsorganisationen und Normungsgremien weltweit mit kommerzieller Bereitstellung für die frühen 2030er Jahre definiert werden, werden von Grund auf mit Sensor-Integration als erstklassiger Fähigkeit konzipiert. Die 6G-Spezifikationen in Entwicklung in Europa, den USA, Japan, Südkorea und China umfassen alle explizite ISAC-Anforderungen, was bedeutet, dass zukünftige Netze gebaut werden, um die physische Welt als Kernfunktion neben Konnektivität zu erfassen.
Diese Konvergenz von Kommunikations- und Sensor-Infrastruktur wird neue regulatorische Rahmen erfordern. Der Radio Act von 1934 und seine Nachfolger wurden für eine Welt konzipiert, in der Spektrumzuteilung dazu diente, Kommunikation zu ermöglichen. In einer Welt, in der das gleiche Spektrum gleichzeitig Kommunikation ermöglicht und Sensordaten über die physische Umgebung generiert, werden die Fragen, wem diese Daten gehören, wer auf sie zugreifen kann und welche Zwecke sie erfüllen können, nicht durch bestehendes Telekommunikationsrecht beantwortet.
Die nächsten vier Jahrzehnte der Funktechnik-Industrie werden von Governance-Fragen genauso geprägt sein wie von der zugrunde liegenden Technologie. Das Netz, das aus Coopers Anruf von 1973 entstanden ist, war immer mehr als ein Kommunikationswerkzeug im Potenzial — dieses Potenzial wird nun mit einer Geschwindigkeit und einem Umfang operative Realität, mit der die Regulierung nicht mitgehalten hat.
Dieser Artikel basiert auf Berichten von IEEE Spectrum. Lesen Sie den Originalartikel.
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