„Unsere Kommunikationssysteme sind auf Gefahren wie Naturkatastrophen, Angriffe oder Stromausfälle nicht gut vorbereitet“

Prof. Dr.-Ing. Ralf Steinmetz bekommt die Ehrendoktorwürde der RWTH Aachen verliehen. Im Interview erklärt der Professor der TU Darmstadt, wie seine Forschung dazu beiträgt, unsere Kommunikationssysteme auf künftige Herausforderungen vorzubereiten.

Herr Prof. Steinmetz, an der RWTH Aachen bekommen Sie heute Abend die Ehrendoktorwürde verliehen. Schon seit langem warnen Sie vor den Gefahren eines Ausfalls der Kommunikationssysteme. Mit Ihrer Forschung – für die Sie nun ausgezeichnet werden – treiben Sie technische Methoden voran, die unsere Gesellschaft für einen solchen Ausfall wappnen könnten. Was hat es damit auf sich?

Prof. Ralf Steinmetz: Den Ehrendoktortitel bekomme ich für meine wissenschaftliche Leistung im Bereich leistungsfähiger, skalierbarer und adaptiver Kommunikationssysteme und Multimedia-Technologien verliehen. Zusammen mit der Informatik-Professorin Klara Nahrstedt habe ich einige der essentiellen Ideen für den DFG-Sonderforschungsbereich „MAKI – Multi-Mechanismen-Adaption für das künftige Internet“ initial auf den Punkt gebracht. Sie hat uns überzeugt, dass diese Idee der extremen Adaptivität langfristig und praxisnah ist.

Was steckt dahinter?

Prof. Steinmetz: Wir dachten, es wäre sinnvoll, Bestehendes zu nehmen und anzupassen, anstatt Neues zu entwickeln. Aktuell sind unsere Kommunikationssysteme auf Gefahren wie Naturkatastrophen, Angriffe oder Stromausfälle nicht gut vorbereitet. Nun könnte man alle Komponenten und Systeme mehrfach parallel laufen lassen wie in der Raumfahrttechnik. Unser Ansatz ist es aber, die Systeme hochadaptiv zu entwickeln und je nach Situation die unterschiedlichen Möglichkeiten zu nutzen, die wir bereits haben. Diese Idee der Adaptivität, also dem automatischen Umschalten zwischen verschiedenen Mechanismen, finden wir schon heute, wenn wir beispielsweise das Smartphone mit uns herumtragen. Es schaltet automatisch zwischen mobiler 5G- oder LTE-Datenübertragung und Wifi hin und her.

Das Smartphone bevorzugt dabei WiFi, weil man davon ausgeht, dass dies für den Nutzer am kostengünstigsten ist. Anders sieht es aus, wenn man etwa an autonom fahrende Autos denkt. Hier ist Zuverlässigkeit der Kommunikationstechnik das wichtigste Kriterium. Bei Schwärmen von kleinen Satelliten geht es um Effizienz, beim Filmschauen um eine möglichst hohe Datenrate. Wie kommt hier Ihre Idee der Adaptivität zum Einsatz?

Prof. Steinmetz: Genau, die Randbedingungen liegen in unterschiedlichster Form vor. Unter diesen Kriterien versuchen wir dann, das Beste daraus zu machen und nehmen unterschiedlichste Systeme, unterschiedlichste Möglichkeiten, um Daten zu übertragen. Das System entscheidet am Ende automatisch über die Idealform. Wenn ich mich heutzutage zum Beispiel mit einem Freund verabreden möchte, muss ich entscheiden: Nutze ich WhatsApp, Signal, die E-Mail, das Telefon? Es wäre viel einfacher, wenn ich meine Nachricht in der von mir gewünschten Form losschicke und das System sich dann selbst den besten Weg aussucht, wie die Daten oder Informationen weitergereicht werden. Das adaptiert sich einfach, das wäre viel nutzerfreundlicher.

Und wie gut funktioniert das schon?

Prof. Steinmetz: Das funktioniert teilweise sehr gut. Wie im Fall der Smartphones, die zwischen 5G- oder LTE-Datenübertragung und Wifi wechseln, ist eine Umschaltung auf der physikalischen untersten Ebene im Schichtmodell des Internets schon in Produkten integriert – auch ohne unser Zutun. Das Gleiche kann ich jedoch auch auf der Anwendungsebene oder für jede Art von Datenübertragung anpassbar machen. Mit dem Sonderforschungsbereich MAKI haben wir gezeigt, dass dies an vielen Stellen möglich ist. In der Praxis muss sich die Idee der Adaptivität allerdings noch bewähren und durchsetzen. Leider ist das schwierig, weil es die Geschäftsmodelle einzelner Firmen untergraben würde. Die Unternehmen, die hinter den Messaging-Diensten WhatsApp, Telegram und Signal stecken, haben beispielsweise wenig Interesse an einer adaptiven Lösung, welche Kommunikation über alle Messenger hinweg ermöglichen würde. Die Firmen müssen die Nutzer aus ökonomischen Gründen an die eigene Plattform binden.

Was schwebt Ihnen demgegenüber vor? Wie wünschen Sie sich das Internet?

Prof. Steinmetz: Ich wünsche mir, dass die Leute Adaptivität als eine große Chance verstehen, gerade in Bezug auf Resilienz. Der Mensch soll auf einfache Art Technik nutzen können, und die Technik soll sich verlässlich in Krisensituationen verhalten. Wir sehen das mit dem Gas heute, wir sehen das mit dem Strom: Wir brauchen eine gewisse Autarkie, und Kommunikationsnetze sind absolut essentiell. Ohne sie sähe unsere Welt ganz anders aus. Sie müssen auch dann funktionieren, wenn das Netz ausfällt. In einem solchen Fall könnte ich eine Zeit lang mobile Daten nutzen, mir ein eigenes Netz mit anderen bauen oder über Satelliten gehen. Also alle Varianten in irgendeiner Form versuchen zu nutzen. Da muss ich dann irgendwann entscheiden: Welche Daten sind wichtig, was ist unwichtig, was ist kritisch?

Also Kommunikation über alle Anwendungen, Technologien und Geräte hinweg.

Prof. Steinmetz: Ja warum nicht? Angenommen, die Webkamera des Laptops fällt aus. Warum kann ich stattdessen nicht einfach das Smartphone oder meine Spiegelreflexkamera nutzen? Bis ich die mit dem Laptop verbunden habe, breche ich mir einen ab. Aber eigentlich könnte es so einfach sein. Es ist alles da, die Geräte müssten nur miteinander reden können. Innerhalb eines Ökosystems, zum Beispiel von Apple, funktioniert einiges gut. Aber warum kann ich nicht einen Sensor eines Apple-Gerätes ganz einfach mit einem Android-Smartphone verbinden?

Für welche Firmen wäre es interessant, auf euch zuzugehen und die Forschung in die Praxis umzusetzen?

Prof. Steinmetz: Leute von uns sind bereits bei Google gelandet, bei Apple, Spotify, Deutscher Telekom, Netflix, Intel oder Siemens, bei allen möglichen Systemherstellern. Dort gibt es ein Interesse an diesen Kenntnissen und Technologien. Bei kleineren Firmen ist es etwas schwieriger. Die haben ja nicht den Durchgriff auf ganze Systeme, die sie mit ihren Kunden ausprobieren könnten.

Wie lange ist der Weg, der noch vor uns liegt?

Ralf Steinmetz: Da kann man sich noch viele Jahre mit beschäftigen. Und durch diese bescheuerte Weltlage, die wir heute haben, wird es viel schwieriger. Es gibt immer mehr Abgrenzungen. Es ist nicht mehr wie vor vielleicht fünf oder zehn Jahren, als alles offen war und man sagen konnte, das wird schon funktionieren. Resilienz ist ein Thema, das uns erst noch richtig auf die Füße fällt in den nächsten Jahren. Wir müssen Vieles dafür tun und es wird teuer und unangenehm werden. Verlässlichkeit kostet, und man sieht den Nutzen nicht sofort. Das wird ein steiniger Weg.

Vielen Dank für das Interview!

Zur Person: Prof. Ralf Steinmetz

Prof. Dr.-Ing. Ralf Steinmetz leitet an der TU Darmstadt das Fachgebiet Multimedia Kommunikation an der Schnittstelle von Elektrotechnik und Informatik. Er ist 1956 in Santiago de Chile geboren. Internationale Anerkennung erlangte er durch wegweisende wissenschaftliche Arbeiten zur Synchronisation multimedialer Datenströme, durch Beiträge zur Peer-to-Peer-Technologie, auf welchen heutige Streaming-Dienste und Mediatheken basieren, sowie durch seine Idee einer systemweiten Adaptivität durch Übergänge von Kommunikationsmechanismen. Hierzu hat er weltweit den Begriff der „Transition“ für verteilte und kommunizierende Systeme geprägt.

1999 wurde Ralf Steinmetz zum IEEE Fellow ernannt, 2001 zum ACM Fellow, 2017 zum ITG-Fellow der Informationstechnischen Gesellschaft im VDE, 2018 zum GI-Fellow der Gesellschaft für Informatik und 2019 zum Mitglied der Academia Europaea. Am 9. September 2022 erhält er für seine wissenschaftliche Leistung die Ehrendoktorwürde der Informatik an der RWTH Aachen. Einen engen und langjährigen Bezug zu Aachen hat Ralf Steinmetz unter anderem durch seine Berufung ins Kuratorium des Fraunhofer Instituts für Angewandte Informationstechnik (FIT). Mit Wissenschaftler*innen der RWTH Aachen verbindet ihn die gemeinsame Forschungstätigkeit in mehreren großen DFG-finanzierten Verbundvorhaben.