Was ist das 7G-Netz? Technologie, Geschwindigkeit und Zeitplan

Die Mobilfunkindustrie hat den 5G-Ausbau kaum abgeschlossen, und dennoch skizzieren Forscher und Standardisierungsgremien bereits die Generation nach 6G. Das inzwischen als 7G bekannte Konzept ist weder ein Produkt, noch ein Standard, noch ein Forschungsprogramm mit festem Namen — aber es repräsentiert ein kohärentes Bündel von Ideen darüber, was drahtlose Konnektivität bis Ende der 2030er und Anfang der 2040er Jahre werden muss.

Dieser Artikel erklärt, welche Ideen das sind, warum sie wichtig sind und welche technischen und wirtschaftlichen Hürden zwischen uns und einer Welt liegen, in der 7G Realität ist. Diese Analyse wurde vom Forschungsteam von 7G Network zusammengestellt, das die Entwicklung drahtloser Technologie über Standards, Spektrumpolitik und industrielle Entwicklungen hinweg verfolgt. Für den Kontext der vorherigen Generation lesen Sie unseren umfassenden Leitfaden darüber, was 6G-Netze bieten werden.

Das „G“ in 7G definieren

Jede Generation drahtloser Technologie wurde hauptsächlich durch einen Sprung bei der maximalen Datenrate und ein neues Paradigma für den Funkzugang definiert. 1G war analoge Sprache. 2G hat sie digitalisiert. 3G fügte paketbasierte Daten hinzu. 4G LTE ersetzte die Leitungsvermittlung durch eine reine IP-Architektur. 5G führte Sub-Millisekunden-Latenzziele, Massive MIMO und Network Slicing ein. 6G, erwartet um 2030, wird KI-native Funkschnittstellen und Terahertz-Spektrum (THz) als Ergänzung zu Millimeterwellen hinzufügen.

7G stellt die nächste Diskontinuität dar. Statt inkrementeller Verbesserungen der 6G-Architektur sehen die meisten Forscher 7G als ein System, das quantenunterstützte Kommunikation, holografischen Funk und kognitive native Netzwerke vollständig integriert — bei dem das Netz selbst lernt, vorhersagt und sich ohne menschliches Eingreifen neu konfiguriert.

Jede Mobilfunkgeneration wird durch einen Paradigmenwechsel definiert: Von 7G wird erwartet, dass es quantenunterstützte Kommunikation, holografischen Funk und kognitiv native Netzwerke vollständig integriert und damit über den KI-gestützten Ansatz von 6G hinausgeht.

Erwartete Datenrate: jenseits von 10 Tbps

Die Spitzendatenraten-Ziele für jede Generation sind um etwa das 10-Fache pro Jahrzehnt gestiegen. 4G erreichte maximal ~1 Gbps. 5G 20 Gbps. Die 6G-Ziele liegen bei 1 Tbps. Durch Extrapolation — und unter Berücksichtigung von Fortschritten bei Modulation, Antennendesign und Spektrum — wird allgemein erwartet, dass die 7G-Spitzendatenraten 10 Terabit pro Sekunde (Tbps) überschreiten.

Um das in Perspektive zu setzen: 10 Tbps würden es ermöglichen, die gesamte aktuelle Netflix-Bibliothek in etwa zwei Sekunden herunterzuladen. Praktischer ausgedrückt ermöglicht dies unkomprimiertes holografisches Streaming, Echtzeit-Rendering von stadtweiten digitalen Zwillingen und eine Kommunikationslatenz unter 10 Mikrosekunden — ausreichend für Fernchirurgie oder taktile Internet-Anwendungen, bei denen physische Berührung über ein Netzwerk übertragen wird.

Das sind theoretische Spitzenwerte. Die tatsächliche Nutzerdatenrate wird ein Bruchteil davon sein, genau wie das 20-Gbps-Limit von 5G selten auf Ihrem Telefon erscheint. Aber Spitzendatenraten treiben die Ingenieursambitionen an, die bestimmen, was am Rand des Versorgungsgebiets möglich ist. Für eine detaillierte Analyse lesen Sie unseren Artikel über die erklärten 7G-Geschwindigkeitsziele.

7G zielt auf Spitzendatenraten von über 10 Tbps ab — etwa 500-mal schneller als die 20 Gbps von 5G und 10-mal schneller als das 1-Tbps-Ziel von 6G — und ermöglicht unkomprimiertes holografisches Streaming und Sub-10-Mikrosekunden-Latenz.

Frequenzbänder: in Richtung Terahertz

Der Haupttreiber für die projizierten 7G-Datenraten ist das Spektrum. Da die unteren Frequenzbänder gesättigt sind, ist jede nachfolgende Generation zu höheren Frequenzen vorgerückt, wo breitere Kanalbandbreiten verfügbar sind. 5G nutzt Bänder bis zu den mmWave-Frequenzen von 28 GHz und 39 GHz. 6G wird in den Bereich von 100–300 GHz vordringen. Von 7G wird erwartet, dass es im Terahertz-Band (THz) — etwa von 0,3 THz bis 10 THz operiert.

Das Terahertz-Spektrum bietet eine enorme Bandbreite — potenziell Hunderte von Gigahertz pro Kanal — aber mit erheblichen Ausbreitungsherausforderungen:

• Atmosphärische Absorption: Wasserdampf und Sauerstoff absorbieren THz-Wellen stark, was die Reichweite auf wenige Dutzend Meter im Freien begrenzt.
• Durchdringungsverlust: THz-Signale können weder Wände noch Glas noch menschliche Körper durchdringen. Jedes Hindernis ist eine absolute Grenze.
• Bauteilphysik: Die effiziente Erzeugung von THz-Signalen erfordert Transistoren, die mit Geschwindigkeiten arbeiten, die an die Grenzen der aktuellen Halbleitertechnologie stoßen (InP HEMT, GaN HEMT, Graphen-basierte Bauelemente).

Diese Einschränkungen bedeuten, dass THz-Verbindungen als ultra-breitbandige lokale Verbindungen funktionieren werden — innerhalb von Gebäuden, in Rechenzentren, für Gerät-zu-Gerät-Kommunikation — anstatt das zellulare Weitbereichsnetz zu ersetzen. Die 7G-Architektur wird wahrscheinlich hochgradig heterogen sein: ein dichtes Netz von THz-Kleinzellen, überlagert auf einer 6G-Makroschicht, die wiederum auf einem 5G-Ankernetz basiert, gemäß der Forschung der IEEE Terahertz Interest Group. Für einen tieferen technischen Kontext lesen Sie unseren Artikel über Terahertz-Kommunikationstechnologie.

7G wird im Terahertz-Band (0,3–10 THz) operieren und Hunderte von GHz pro Kanal bieten, aber aufgrund atmosphärischer Absorption auf wenige Dutzend Meter Reichweite im Freien begrenzt sein, gemäß der Forschung der IEEE THz Interest Group.

Wichtige Schlüsseltechnologien

KI-natives Funkzugangsnetz (RAN)

In 5G und 6G wird KI auf traditionelle Funkprotokolle aufgesetzt — verwendet für Optimierung, Anomalieerkennung und Verkehrsvorhersage. Bei 7G wird erwartet, dass KI in der Funkschnittstelle selbst nativ wird. Kanalschätzung, Strahlformung, Ressourcenzuweisung und Interferenzmanagement würden alle von neuronalen Netzen in Echtzeit auf der Funkhardware ausgeführt, die sich an Bedingungen anpassen, für die kein klassischer Algorithmus konzipiert wurde.

Dies erfordert sowohl spezialisierte KI-Inferenzchips in der Basisstation (und möglicherweise im Gerät) als auch neue Trainingsparadigmen, die mit den Sub-Millisekunden-Reaktionszeiten arbeiten können, die der Funk erfordert.

Holografisches MIMO

Massive MIMO in 5G verwendet Arrays von 64 bis 256 Antennen, um Signale räumlich zwischen Nutzern zu multiplexen. 7G sieht holografisches MIMO vor — kontinuierliche Antennen-Aperturen, die potenziell ganze Gebäude- oder Fahrzeugoberflächen bedecken und Strahlen mit Sub-Wellenlängen-Präzision lenken und die dreidimensionale räumliche Struktur der Funkumgebung auflösen können. Dies wird manchmal als Reconfigurable Holographic Surface (RHS) bezeichnet und unterscheidet sich von Reconfigurable Intelligent Surfaces (RIS, erwartet bei 6G) dadurch, dass es ein aktives Sende-/Empfangselement ist und kein passiver Reflektor.

Integration der Quantenkommunikation

Quantenschlüsselverteilung (QKD) und quantengesicherte Kanäle sollen Teil der Sicherheitsarchitektur von 7G werden. Quantennetzwerke können nicht abgehört werden, ohne entdeckt zu werden — eine entscheidende Eigenschaft, da Angreifer Zugang zu Quantencomputern erhalten, die die aktuelle Verschlüsselung brechen können. Die Integration ist kein vollständiges Quantennetzwerk (das noch sehr weit entfernt ist), sondern vielmehr eine hybride Architektur, bei der Quantenverbindungen Schlüsselmaterial und Verifikation für klassische Funkkanäle liefern.

Semantische und zielgerichtete Kommunikation

Eine der radikalsten Ideen der 7G-Forschung ist die semantische Kommunikation: Anstatt rohe Bits zu übertragen, überträgt das Netzwerk Bedeutung. Statt jedes Pixel eines Videobildes zu senden, sendet der Sender eine komprimierte semantische Darstellung — „eine Person geht mit 1,2 m/s auf die Tür zu“ — und der Empfänger rekonstruiert sie. Dies erfordert gemeinsame KI-Modelle an beiden Enden und reduziert die benötigten Bits pro Sekunde für viele Anwendungen erheblich.

Satelliten-terrestrische Integration

Nicht-terrestrische Netze (NTN) — LEO-, MEO- und GEO-Satelliten sowie HAPS (Höhenplattformstationen) — werden bereits in die 5G-Standards integriert. Für 7G wird erwartet, dass die Grenze zwischen terrestrisch und nicht-terrestrisch für den Nutzer unsichtbar ist. Ein Gerät wechselt nahtlos von einer THz-Innenzelle zu einer 6G-Makrobasisstation und dann zu einem LEO-Satellitenrelais ohne jegliche Unterbrechung auf Anwendungsebene, gemäß den NTN-Spezifikationen des 3GPP Release 17.

Zu den Schlüsseltechnologien von 7G gehören KI-natives RAN, holografisches MIMO mit kontinuierlichen Antennen-Aperturen, Quantenschlüsselverteilung für die Sicherheit, semantische Kommunikation und nahtlose Satelliten-terrestrische Integration basierend auf der NTN-Arbeit des 3GPP Release 17.

Wie sich 7G von 6G unterscheidet

6G und 7G sind nicht einfach mehr vom Gleichen. Die Unterschiede sind architektonischer Natur:

• 6G fügt KI als Werkzeug auf bekannten Protokollen hinzu. 7G macht KI zum Protokoll selbst.
• 6G erweitert sich in den Sub-THz-Bereich (100–300 GHz). 7G operiert im echten THz-Bereich (0,3–10 THz).
• 6G verbessert klassische Sicherheit. 7G integriert quantengesicherte Kanäle.
• 6G überträgt Bits effizient. 7G überträgt Bedeutung.
• 6G zielt auf 1 Tbps Spitze. 7G zielt auf 10+ Tbps Spitze.

Für eine vollständige Seite-an-Seite-Analyse lesen Sie unseren umfassenden Vergleich 6G vs. 7G.

Die wichtigsten architektonischen Unterschiede zwischen 6G und 7G: 6G nutzt KI als Werkzeug auf bekannten Protokollen, während 7G KI zum Protokoll macht; 6G operiert im Sub-THz-Bereich, während 7G das echte THz-Spektrum nutzt; und 7G fügt quantengesicherte Kanäle und semantische Kommunikation hinzu.

Zeitplan: Wann ist mit 7G zu rechnen?

Die ITU-R benötigt typischerweise 10 bis 12 Jahre von der anfänglichen Forschung bis zu einem ratifizierten Standard. 4G wurde 2010 standardisiert und 2013–2015 breit ausgerollt. Die 5G-Standards wurden 2019 finalisiert, mit signifikanter Abdeckung bis 2021–2023. Die 6G-Standardisierung läuft mit IMT-2030 und zielt auf eine kommerzielle Einführung um 2030 ab.

Im gleichen Rhythmus würde die 7G-Standardisierungsarbeit ernsthaft um 2035 beginnen, mit ersten Einführungen 2038–2042. Mehrere Länder — Südkorea, Japan, China — haben bereits nationale Fahrpläne veröffentlicht, die 7G als Horizont 2040 erwähnen, laut dem MSIT Südkoreas und dem Beyond 5G Promotion Consortium Japans (2023).

Allerdings gibt es eine wichtige Einschränkung: Die Industrie wird möglicherweise nicht die Bezeichnung „7G“ verwenden. Da jede Generation ihr Einführungsfenster erweitert, verwischen Zwischenversionen (5G Advanced, 6G Advanced) die Grenzen. Was letztlich als „die Generation nach 6G“ eingeführt wird, könnte einen ganz anderen Namen tragen, selbst wenn es alle hier beschriebenen Elemente enthält.

Aktuelle Forschungslandschaft

Aktive 7G-Forschung findet am Samsung Advanced Institute of Technology, in den Forschungslabors von NTT Docomo, im Ericsson-Forschungszentrum im Silicon Valley und an mehreren europäischen Universitäten mit Horizon-Europe-Förderung statt. Das EU-Projekt Hexa-X II (2023–2025) verknüpft explizit 6G- und 7G-Konzepte. Das südkoreanische IITP finanziert seit 2022 Forschung zu THz-Transceivern für 7G-Anwendungsfälle.

Kein formales Standardisierungsgremium hat eine 7G-Arbeitsgruppe eingerichtet — dies wird nicht vor 2031–2033 erwartet, nach Abschluss der 6G-Standardisierung. Aber die aktuelle Forschungsinvestition wird bestimmen, was technisch machbar ist, wenn diese Diskussionen beginnen.

Die 7G-Standardisierung dürfte um 2033–2035 beginnen, mit kommerzieller Einführung 2038–2042, gemäß dem historischen 10–12-Jahres-Generationszyklus der ITU. Südkorea, Japan und China haben nationale Fahrpläne veröffentlicht, die 7G für 2040 anvisieren.

Was das für die Industrie bedeutet

Für Telekommunikationsbetreiber ist 7G ein Planungshorizont, keine Investitionsentscheidung. Das heutige Verständnis seiner Architektur informiert die Spektrumstrategie (THz-Zuweisungen sichern, bevor sie umkämpft werden), Infrastrukturinvestitionen (eine ausreichend dichte Glasfaser verlegen, um THz-Kleinzellen zu unterstützen) und die Partnerwahl (mit welchen Halbleiter- und KI-Unternehmen Beziehungen aufbauen).

Für Investoren ist das relevante Zeitfenster 2028–2035 — der Zeitraum, in dem die Schlüsseltechnologien von 7G Großfinanzierung benötigen werden. THz-Halbleiter-Startups, KI-native RAN-Softwareunternehmen und Anbieter von Quantennetzwerk-Ausrüstung sind die zu beobachtenden Segmente.

Quellen

1. Samsung Advanced Institute of Technology — 6G/7G-Visionsdokumente und THz-Transceiver-Forschung
2. ITU-R IMT-2030-Rahmenwerk — grundlegende Leistungsziele, die 7G-Extrapolationen informieren
3. 3GPP-Standards-Fahrplan — Standardisierungszeitplan für Mobilfunkgenerationen und NTN-Spezifikationen
4. Hexa-X II (Horizon Europe) — EU-Forschung, die 6G- und 7G-Konzepte verbindet
5. Japan Beyond 5G Promotion Consortium — Japans nationaler Fahrplan für Beyond-5G- und 7G-Technologien
6. IEEE Terahertz Interest Group — THz-Spektrumforschung und Ausbreitungsstudien
7. NIST Post-Quantum-Kryptografie — quantensichere Standards, relevant für die 7G-Sicherheitsarchitektur

Fazit

7G ist kein Produkt, das Sie im nächsten Jahrzehnt kaufen werden. Es ist eine Ingenieursvision — ein Bündel koordinierter technischer Wetten darauf, was drahtlose Konnektivität werden muss, um die Anwendungen der 2040er Jahre zu unterstützen. Die Hauptwetten sind: THz-Spektrum wird in großem Maßstab nutzbar, KI wird vom Werkzeug zum Substrat, Quantensicherheit wird praktikabel, und das Netzwerk wird Bedeutung statt nur Bits übertragen.

Ob sich diese Wetten auszahlen, hängt von der Halbleiterphysik, der Normungspolitik, der Spektrumregulierung und der Wirtschaftlichkeit des 6G-Ausbaus ab. Aber die Forschung ist seriös, die Finanzierung real und die Trajektorie konsistent mit jedem vorherigen Generationswechsel. 7G wird kommen — wahrscheinlich pünktlich, wahrscheinlich unter einem leicht anderen Namen, und sicherlich teurer zu bauen, als irgendjemand derzeit schätzt.