Sichere, genaue und zuverlässige Zeitsynchronisation für 5G- und 6G-Netzwerke
Das Mobilfunknetz zählt aufgrund seiner ökonomischen Bedeutung und seiner Relevanz als Kommunikationsmedium im Krisenfall zur kritischen Infrastruktur. Dieses Netz basiert heute vor allem auf 5G- und perspektivisch auf 6G-Technologie. Für die Funktionsfähigkeit des Mobilfunknetzes ist Zeitsynchronisation von zentraler Bedeutung. Im Prinzip stellt sie sicher, dass alle Geräte und Funkmasten im Netzwerk exakt die gleiche Uhrzeit verwenden, was für eine reibungslose Kommunikation notwendig ist. Ist die Zeitsynchronisation fehlerhaft, entstehen Störungen zwischen Kommunikationsteilnehmenden und können Nachrichten nicht fehlerfrei empfangen werden. Eine unsichere Implementierung der Synchronisation erlaubt es potenziellen Angreifern, mit vergleichsweise geringem Aufwand das System bis hin zum Ausfall zu stören. Das Mobilfunksystem als kritische Infrastruktur muss deshalb durch moderne, sichere Synchronisationslösungen gegen Angriffe geschützt werden.
Im Projekt „Zeitsynchronisation für 5G- und 6G- Netzwerke: sicher, präzise, zuverlässig“ (5GSync) werden aktuelle Forschungsergebnisse in eine neuartige Synchronisationslösung übersetzt. Dabei setzt das Projektteam auf einen grundlegend neuen Ansatz zur Synchronisation in 5G- und 6G- Mobilfunknetzen, bei dem nicht das Gesamtnetz, sondern die drahtlose Kommunikation zwischen einzelnen Basisstationen in den Fokus rückt. Im Vergleich zu den sonst üblichen Maßnahmen, die auf die flächendeckende Verfügbarkeit von Satellitennavigationssystemen und Kabelnetzen setzen, besteht der Vorteil des im Projekt verfolgten Ansatzes darin, dass er über einfache drahtlose Kommunikation funktioniert. Die Forschenden wollen dadurch Synchronisationsfehler gegenüber bisherigen Methoden reduzieren. Zudem bleibt die Synchronisation auch bei dynamischen Änderungen, wie sie zum Beispiel durch den Einsatz mobiler Basisstationen auftreten, stabil. Schließlich ermöglichen die kürzeren Kommunikationsdistanzen ein stärkeres und damit störungssichereres Signal.
Als Ergebnis des Projekts können existierende Sicherheitslücken in der Kommunikation zwischen Endgeräten und Basisstationen geschlossen werden. Darüber hinaus werden zukünftige Sicherheitslücken in 5G- und 6G-Netzen vermieden. Dies stärkt die Kommunikationssicherheit in der Wirtschaft sowie im öffentlichen und privaten Raum und steigert damit das Vertrauen von Bürgerinnen und Bürgern. Durch den innovativen Ansatz leisten die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zudem einen Beitrag zur technologischen Souveränität Deutschlands und des europäischen Wirtschaftsraums.