Die neueste Generation der drahtlosen Kommunikation

Wie viele Generationen drahtloser Kommunikation werden in der Lage sein, die Frequenzen der Wellen und die Datenübertragungsgeschwindigkeiten weiter zu steigern, bis dies physikalisch sinnlos wird?

Eines der Hauptargumente im Marketing für die 5G-Technologie ist die deutlich höhere Geschwindigkeit im Vergleich zu allen vorhergehenden Generationen. Dies wird insbesondere durch die Nutzung von Millimeterwellen unterstützt. Die Verwendung von Millimeterwellen, also höheren Frequenzen im Vergleich zu denen, die jemals in 2G, 3G oder 4G verwendet wurden, hat Anbieter wie AT&T und T-Mobile gezwungen, den Ausbau der 5G-Netze zu überdenken – schließlich erfordert die Erhöhung der Frequenz die Platzierung kleinerer Mobilfunksender näher beieinander.

Die Idee von 6G, die in den Köpfen der Forscher noch sehr vage ist, könnte dem Beispiel von 5G folgen, indem sie noch höhere Frequenzen verwendet und die Datenübertragungsgeschwindigkeit erhöht. Lassen Sie uns zu diesem Thema spekulieren – nehmen wir an, diese Eigenschaften bleiben auch für zukünftige Generationen drahtloser Kommunikation wichtig, und überlegen wir, wohin uns dieser Weg führen wird. Wie wird 8G aussehen? Und 10G? Ab wann wird eine Extrapolation auf zukünftige Generationen drahtloser Technologien physikalisch keinen Sinn mehr machen?

Natürlich ist ein Großteil dieser hypothetischen drahtlosen Generationen absurd. Zukünftige Generationen drahtloser Kommunikation werden mit Sicherheit darauf abzielen, Geschwindigkeiten und Datenvolumen zu erhöhen, aber die Forscher werden neue Technologien entwickeln und verbessern, die es ermöglichen, mehr aus denselben Frequenzbereichen herauszuholen. Technologien wie MIMO geben uns bereits diese Möglichkeit in 5G-Netzen. Und in Zukunft, wer weiß? Vielleicht wird unser Spektrum von KI gesteuert oder es werden noch andere Ideen entwickelt.

6G

Wir haben bereits einige ungefähre Ideen, wie die nächste Generation drahtloser Kommunikation aussehen wird. Es könnten Terahertz-Wellen sein, mit deren Hilfe Forscher bereits Daten über eine Distanz von 20 Metern übertragen haben. Und plötzlich erscheint die Sorge um die Aufstellung von 5G-Basisstationen alle 150 Meter nicht mehr so verrückt (allerdings bleibt es trotzdem ein kostspieliges Unterfangen). Wenn 6G die Verdichtung der Installation kleiner Sender fortsetzt, bereiten Sie sich darauf vor, den Mobilfunkmasten alle zehn Meter auszuweichen. Aber zumindest werden die Downloadgeschwindigkeiten tausendmal schneller sein.

6G wird im Jahr 2028 erscheinen: 1 Tb/s, Frequenzen 3 THz, 7,7 Sekunden zum Download des Films "Avengers: Endgame" in 4K-Auflösung.

8G

Wir springen auf den Standard 8G – hier haben wir bereits den sichtbaren Lichtbereich übersprungen und verwenden nahezu ultraviolette Wellen, um Texte miteinander auszutauschen. Im Falle von 8G müssen wir uns schon Gedanken über ionisierende Strahlung machen. Es gibt schon länger Bedenken, dass Handys Krebs verursachen könnten, jedoch hat die herkömmliche Mobilfunkkommunikation eine geringe Energie und ist daher keine ionisierende Strahlung. Doch bei 8G greift diese Annahme nicht mehr – ultraviolette Strahlung ist durchaus ionisierend, und wenn wir sie von jeder Mobilfunkstation aus verbreiten, wird die mobile Kommunikation definitiv Krebs verursachen. Vielleicht aber auch nicht – auf solchen Wellenlängen können die Netze auf gebündelte Strahlen anstelle von großen Abdeckungen setzen. 8G könnte die Stadt in ein tödliches, aber präzises Spielfeld für unsichtbaren Lasertag verwandeln, auf dem die Basisstationen Strahlen von Daten an unsere Geräte senden, die kaum in uns selbst treffen.

8G wird im Jahr 2048 erscheinen: 17,2 Pb/s, Frequenzen 3,65 PHz, 435 ms zum Download des Films "Avengers: Endgame" in 4K-Auflösung.

10G

Sagen Sie mal, ist es angenehm, sich einen Knochen zu brechen und ins Krankenhaus zu schleppen, um ein Röntgenbild machen zu lassen? Aber warten Sie, bald werden Smartphones der Generation 10G kommen (nicht zu verwechseln mit Breitbandkanälen 10G, die bereits existieren). 10G wird harte Röntgenstrahlung verwenden – ähnlich der, die in der Medizin und an Flughäfen verwendet wird – um Daten zu übertragen. Ich wette, dass mindestens ein Startup eine mobile App für Röntgenbilder bewerben wird. Das ist natürlich ein Vorteil – ein Nachteil werden Krebs und Hautverbrennungen sein, die schlimmer werden, je höher das Signal im Spektrum steigt.

10G wird 2068 verfügbar sein: 314 Ebit/s, Frequenzen 4,44 EHz, 24,5 ns zum Herunterladen des Films „Avengers: Endgame“ in 4K-Auflösung.

11G

Wir verwenden bereits Gammastrahlung, um Podcasts herunterzuladen und Videos zu streamen. Wenn Sie sich fragen, wo es sonst noch Gammastrahlen gibt, dann gibt es zwei Hauptquellen – die Kosmische Strahlung (Teilchen, die fast mit Lichtgeschwindigkeit fliegen), die mit Molekülen in der Atmosphäre zusammenstößt, und die nukleare Fusion. Der Nachteil ist, dass ein Anruf an eine Person erfordert, dass beide Telefone mit der gleichen Strahlung bombardiert werden, die bei der Testung einer Wasserstoffbombe entsteht. Der Vorteil ist jedoch, dass Sie alle Daten, die die menschliche Zivilisation angesammelt hat, in etwa 3 Sekunden herunterladen können – das heißt, zumindest geschieht das, bevor Sie an der Strahlung sterben.

11G wird 2078 verfügbar sein: 41,8 Zb/s, Frequenzen 155 EHz, 184 ps zum Herunterladen des Films „Avengers: Endgame“ in 4K-Auflösung.

15G

15G ist die Ziellinie. Wenn Ihnen jemand ein Smartphone mit 16G verkaufen will, ignorieren Sie es – das ist völlig absurd. Für 15G verwenden wir ultra-hochenergetische Gammastrahlen. Theoretisch gibt es Wellenlängen, die kürzer sind und mehr Energie haben, aber Physiker haben diese noch nicht beobachtet. Solche Energien werden hauptsächlich bei extrem hochenergetischen Photonen beobachtet, die aus dem tiefen Weltraum zu uns kommen. Telefonanrufe werden durch Photonen erfolgen, deren Energie der Energie eines Geschosses entspricht, das aus einer Luftdruckwaffe abgefeuert wurde. Neue Telefone müssen häufig gekauft werden, da selbst sehr robuste Telefone nach jedem Herunterladen von Informationen beschädigt werden. Genauso wie Sie selbst – Gammastrahlen haben mehr als genug Energie, um DNA-Moleküle zu zertrümmern.

15G wird 2118 verfügbar sein: 1,31 Quettabit/s (angeboten Zur Erweiterung des SI-Systems ein Präfix, das 1030), eine Frequenz von 230 Hz, 500 ZS zum Herunterladen des Films „Avengers: Endgame“ in 4K-Auflösung (das ist übrigens insgesamt 290 Mal größer als die „natürliche Einheit“ der Zeit, die 1,3×10-21 s beträgt).

Quelle: habr.com