Kurze Latenz für eine realistische VR-Erfahrung

Latenz – eine Definition

Im Grunde genommen bedeutet Latenz – oder auch auf Englisch: latency – nichts anderes als Reaktionszeit und damit die Zeitspanne zwischen einer Aktion und dem messbaren Eintritt der Resonanz. Dabei gilt grundsätzlich: je kürzer die Latenz, desto eher kann in Echtzeit kommuniziert werden. Die Bedeutung einer kurzen Signallaufzeit betrifft unzählige Lebensbereiche: von der Medizin mit künftig ansteigenden Behandlungen via Internet über Robotik und Industrie 4.0 bis hin zu Gaming und Anwendungen mit Virtual Reality.

Ein weiteres Synonym für Latenz ist der Militärtechnik entlehnt. Unter dem Fachbegriff „Ping“ verstehen Experten die Zeit zwischen der Ausstrahlung und dem Echo von Schallwellen. Bei dieser Art der U-Boot-Ortung wird am Ende ein Ton ähnlichen Klanges ausgeworfen.

Welche Latenz ist möglich?

Wie lange Daten für das Zurücklegen bestimmter Wege benötigen, wird von physikalischen Größen begrenzt. Derzeit wird die Reaktionszeit bei LTE-Mobilfunknetzen mit bis zu maximal 40 Millisekunden angegeben. Zum Vergleich: Ein Wimpernschlag dauert länger, die Reaktionszeit einer menschlichen Handlung kann mit etwas Übung und Talent allerdings auf bis zu sieben Millisekunden sinken.

Moderne Glasfaserkabel ermöglichen mittlerweile bereits eine Latenzzeit einer Datenübertragung von 200 Kilometern pro Millisekunde, was rund zwei Dritteln der Lichtgeschwindigkeit entspricht. Bereits vor einigen Jahren wurde bei einem Pilotprojekt der Deutschen Telekom im Rahmen der Entwicklung autonomen Fahrens eine Signallaufzeit von weniger als 20 Millisekunden erreicht – doch dieser Weltrekord ist noch lange nicht die Norm.

Die Lösung: Nähe

Ein Schritt auf dem Weg zu „Low Latency“ wird durch das Kommunikationsnetz der Zukunft gewährleistet: 5G verspricht eine hohe Zuverlässigkeit und einen besonders schnellen Fluss großer Datenmengen durch die bereitgestellten Leistungen. Doch das alleine ist nicht ausreichend, soll das Auto rechtzeitig halten oder der VR-Nutzer seine Umgebung in Echtzeit erleben. Eine zweite Säule muss etabliert werden: Die räumliche Nähe zum nächsten Rechenzentrum. Statt zentraler Server in Entfernungen von Hunderten von Kilometern können lokal vorgehaltene Services Kapazitäten direkt an den Basisstationen freisetzen. Und durch die geringe räumliche Distanz eine weitaus geringere Reaktionszeit garantieren.

Echtzeitkommunikation als Technik der Zukunft

Je schneller also Daten zum Empfänger und von diesem wieder zurückgesendet werden können, desto realistischer wirken sich die Erlebnisse auf den Anwender aus.

Bei Virtual Reality sind die Auswirkungen klar vorstellbar: Werden Interaktionen in der digitalen Welt verzögert abgebildet, sinkt das Gefühl der realistischen Erfahrung. Reagiert das System nicht umgehend, ist das Gefühl des direkten Mittendrin nicht mehr gegeben. Eine hohe Latenz zwischen einer Kopfbewegung und der entsprechenden technischen Umsetzung auf dem Display weisen vor allem VR-Brillen der alten Generation oder Smartphone-basierte Headsets auf. Innovative Modelle mit modernen Bewegungssensoren sorgen inzwischen nicht nur für eine kürzere Latenzzeit, sondern beugen gleichzeitig einem oftmals bei VR auftretenden Schwindelgefühl, der sogenannten Motion Sickness vor.

Auch für maximalen Spielspaß beim Online-Gaming oder künftigen Anwendungen in der Industrie 4.0 erweist sich eine kurze Signallaufzeit von entscheidender Bedeutung. Muss der aus der Ferne gesteuerte Roboter sensible Tätigkeiten innerhalb der Produktionskette ausüben oder Bauteile durch Fabrikhallen transportieren, ist die Latenz für die Verantwortlichen eine ebenso bedeutende Größe wie für all diejenigen Gaming-Fans, die ihre Aktionen als Bilder in Echtzeit erkennen und so den nächsten Spielzug besser planen und ausüben können.