Die neueste Generation der drahtlosen Kommunikation

Wie viele weitere Generationen der drahtlosen Kommunikation können die Frequenzen und die Datenübertragungsgeschwindigkeit erhöhen, bevor dies physisch sinnlos wird?

Eines der Hauptmarketingargumente für 5G ist die erheblich höhere Geschwindigkeit im Vergleich zu allen vorherigen Generationen. Insbesondere ermöglicht dies die Nutzung von Millimeterwellen. Diese höheren Frequenzen, die im Vergleich zu den früheren Technologien 2G, 3G oder 4G verwendet werden, haben die Anbieter, insbesondere AT&T und T-Mobile, dazu gezwungen, die Bereitstellung von 5G-Netzen zu überdenken – denn eine Erhöhung der Frequenz erfordert die Platzierung kleinerer Mobilfunktransmitter näher beieinander.

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

Natürlich sind die meisten dieser erfundenen drahtlosen Generationen absurd. Zukünftige Generationen drahtloser Kommunikation werden zweifellos darauf abzielen, die Geschwindigkeiten und Datenvolumina zu erhöhen, aber die Forscher werden neue Technologien entwickeln und verbessern, die es ermöglichen, mehr aus denselben Frequenzbereichen herauszuholen. Technologien wie MIMO bieten uns bereits solche Möglichkeiten in 5G-Netzen. Und in der Zukunft, wer weiß? Möglicherweise wird unser Spektrum von KI verwaltet oder es entstehen noch andere Ideen.

6G

Wir haben bereits einige erste Ideen, wie die nächste Generation der drahtlosen Kommunikation aussehen könnte. Dazu zählen Terahertz-Wellen, mit denen Forscher bereits Daten über eine Distanz von 20 Metern übertragen haben. Da erscheint die Sorge um die Anordnung von 5G-Stationen alle 150 Meter plötzlich nicht mehr so verrückt (obwohl es nach wie vor eine teure Angelegenheit bleibt). Sollte 6G die Installation kleinerer Sender weiter verdichten, bereiten Sie sich darauf vor, durch Mobilfunkantennen verpflichtet zu werden, die alle zehn Meter platziert sind. Aber zumindest werden die Downloadgeschwindigkeiten 1000 Mal schneller sein.

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

8G

Mit 8G überschreiten wir die Grenzen des sichtbaren Lichts und nutzen nahezu ultraviolette Wellen, um Texte auszutauschen. Bei 8G müssen wir uns bereits um ionisierende Strahlung sorgen. Seit langem gibt es Bedenken, dass Mobiltelefone Krebs verursachen könnten. Allerdings hat herkömmliche Mobilfunkkommunikation eine geringe Energie und ist daher nicht ionisierend. Bei 8G gilt diese Annahme jedoch nicht mehr – ultraviolette Strahlung ist durchaus ionisierend, und wenn wir sie von jeder Mobilfunkstation aus senden, könnte die mobile Kommunikation definitiv Krebs verursachen. Vielleicht aber auch nicht – in solchen Wellenlängen könnten sich Netzwerke auf gebündelte Strahlen konzentrieren, anstatt große Flächen abzudecken. 8G könnte die Stadt in ein tödliches, aber präzises Spielfeld für unsichtbares Lasertag verwandeln, wobei Basisstationen Datenstrahlen an unsere Geräte senden, ohne uns dabei zu treffen.

8G wird im Jahr 2048 verfügbar sein: 17,2 Pb/s, Frequenzen von 3,65 THz, 435 ms für den Download des Films "Avengers: Endgame" in 4K-Auflösung.

10G

Stellen Sie sich vor, wie unangenehm es ist, sich einen Knochen zu brechen und dann ins Krankenhaus zu müssen, um ein Röntgenbild machen zu lassen. Aber warten Sie ab, bald werden die Smartphones der 10G-Generation auftauchen (nicht zu verwechseln mit 10G-Breitbandkanälen,, die bereits existieren). 10G wird harte Röntgenstrahlung verwenden – dieselbe Art, die in der Medizin und an Flughäfen eingesetzt wird – um Daten zu übertragen. Ich wette, mindestens ein Start-up wird eine mobile Anwendung für Röntgenbilder bewerben. Das ist natürlich ein Pluspunkt – aber die Nachteile sind Krebs und Hautverbrennungen, die sich verschlimmern werden, während das Signal immer höher im Spektrum klettert.

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

11G

Wir verwenden jetzt Gammastrahlen, um Podcasts herunterzuladen und Videos zu streamen. Wenn Sie sich fragen, wo Gammastrahlen noch vorkommen, gibt es zwei Hauptquellen: die kosmische Strahlung (Teilchen, die fast mit Lichtgeschwindigkeit fliegen), die mit Molekülen in der Atmosphäre zusammenstößt, und die Kernfusion. Der Nachteil ist, dass ein Anruf an eine Person erfordert, dass beide Telefone mit derselben Strahlung bombardiert werden, die bei einem Wasserstoffbombentest entsteht. Der Vorteil ist jedoch, dass Sie alle Daten, die die Menschheit angesammelt hat, in etwa 3 Sekunden herunterladen können – das heißt, dies geschieht wenigstens, bevor Sie an der Strahlung sterben.

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

15G

15G – das ist die Ziellinie. Wenn Ihnen jemand ein 16G-Smartphone verkaufen möchte, ignorieren Sie es – das ist völlig absurd. Für 15G verwenden wir ultra-hochenergetische Gammastrahlen. Theoretisch gibt es kürzere Wellenlängen mit höherer Energie, aber Physiker haben diese bisher noch nicht beobachtet. Solche Energien werden hauptsächlich bei extrem hochenergetischen Photonen beobachtet, die aus dem tiefen Weltraum zu uns kommen. Telefonate werden über Photonen geführt, deren Energie der eines Geschosses entspricht, das aus einer Luftpistole abgefeuert wurde. Neue Telefone müssen häufig gekauft werden, da selbst sehr robuste Geräte nach jedem Download beschädigt werden. Ebenso wie Sie selbst – Gammastrahlen haben mehr als genug Energie, um DNA-Moleküle zu zertrümmern.

15G wird 2118 verfügbar sein: 1,31 quexxabit/s (vorgeschlagen als Präfix zur Erweiterung des SI, das 10^30 bedeutet), Frequenzen von 230 IgHz, 500 zs zum Herunterladen des Films „Avengers: Finale“ in 4K-Auflösung (das ist übrigens nur 290 Mal länger als die „natürliche Einheit“ Zeit, die 1,3×10^-21 s beträgt).

Quelle: habr.com