Digitale Zwillinge, abhörsichere Übertragung, Telediagnostik

Aktuelle Forschung zum neuen Mobilfunkstandard 6G

Darum geht es: Digitale Zwillinge bilden bei 6G die Umgebung eines Kommunikationsgeräts in Echtzeit im virtuellen Raum ab.

Darum ist es wichtig: Moderne Anwendungen, wie in der industriellen Automatisierung, der Medizintechnik oder bei autonomen Fahrzeugen, können bei 6G nur mit kontinuierlicher und stabiler Verbindung zuverlässig funktionieren. Für diese ist höchste Ausfallsicherheit eine Grundvoraussetzung.

Darum geht es: Die Übertragung von Daten soll bei 6G störungsfrei funktionieren und gleichzeitig geschützt sein. Die Forschenden untersuchen hierfür die unterste Ebene der Kommunikation zwischen Computern, die sogenannte physikalische Schicht.

Darum ist es wichtig: Neuartige Quantencomputer stellen eine Bedrohung für die existierende Verschlüsselungsverfahren dar. Um eine quantensichere Datenübertragung zu gewährleisten, setzten die Forschenden mithilfe von Security-by-Design direkt auf der physikalischen Schicht an. Damit soll die Zeitverzögerung der Datenübertragung und gleichzeitig den Energieverbrauch minimiert werden.

So funktioniert es: Die Kommunikation zwischen Computern lässt sich durch das OSI-Modell beschreiben. Dieses Modell unterteilt den gesamten Prozess in sieben Schritten, bei denen jede Schicht ihre eigenen Funktionen und Aufgaben erfüllt und eng mit den anderen Schichten verknüpft ist. Die Forschenden setzen an der untersten Ebene an, der sogenannten physikalischen Schicht. Sie sorgt dafür, dass die Bits über physikalische Medien wie Kupferkabel, Glasfasern oder Funkwellen übertragen werden. Die Sicherheit soll durch ein neuartiges modulares Kodierungsverfahren erreicht werden, bei dem eine zusätzliche Sicherheitsschicht künstliches Rauschen zur Nachricht hinzufügt. Dieses führt dazu, dass die Abhörenden keine Informationen über die Nachricht aus ihrem Empfangssignal extrahieren können.

So funktioniert es: Medizinische Anwendungen werden aus der Ferne über absolut zuverlässige Funkkommunikation mit minimaler Verzögerung bedient. Die Daten, die dabei zum Beispiel von unterschiedlichen medizinischen Geräten erfasst werden, werden an einer Stelle gesammelt und verarbeitet. Um die Verzögerungen bei der Übertragung möglichst gering zu halten, werden die Daten bereits im Netz aufbereitet. Diese Funktionen im Netz passen sich an die aktuelle Situation automatisch an.