縮小版的5G可能會引發可穿戴設備、工業物聯網、監控和安全領域的激增。

5G蜂窩技術的到來本應會點燃物聯網世界，但事實并非如此。這并不是說火焰已經被澆滅，而是物聯網的增長已經悶燒，而不是熊熊燃燒。

5G本身已廣泛部署在各種用例中，但對于以物聯網為中心的企業應用，如醫療相關的可穿戴設備、工業物聯網網絡、監控和安全、資產跟蹤和車隊管理，采用速度緩慢。

IDC 5G和移動性研究部研究經理Jason Leigh表示：“就延遲和帶寬而言，絕大多數物聯網設備不需要5G。5G就像法拉利引擎，但大多數汽車不需要法拉利引擎。”5G的先進功能也需要付出高昂的代價，許多物聯網用例無法支持額外的成本。

然而，這種情況可能會隨著即將推出的5G規范而改變，該規范被稱為RedCap，專門為物聯網設備設計。RedCap可能會成為點燃物聯網世界的火花。

什么是RedCap?

下一代蜂窩技術是5G Advanced或5.5G。該規范預計將在一年內獲得批準。5G Advanced中將包含的一個關鍵功能，是一個名為“新型無線電降低能力(RedCap)設備”的設備類別。

RedCap包含多種功能，可以平衡覆蓋和吞吐量等因素與限制，如有限的電池壽命和缺乏天線。這種組合支持的用例并不總是需要當前5G技術的高性能，但可以通過先進的蜂窩網絡更快地擴展。

Leigh表示：“物聯網領域5G的采用速度緩慢的一個主要原因是，傳統技術在許多用例中都能很好地發揮作用。”如果WiFi和傳統3G LTE等連接選項有效，就沒有真正的動力去改變，雖然3G已在美國被淘汰，但在世界大部分地區其仍然占據主導地位。

RedCap希望物聯網網絡能夠從5G部署規模的不斷擴大中受益，這將使物聯網在更多的地點和更多的設備上變得可行。由于許多受限的物聯網設備的設備功能較少，RedCap將使設備制造商更容易優先考慮低功耗和堅固耐用等問題。

RedCap面臨哪些障礙?

隨著運營商和電信企業爭相建設第一波5G網絡，其將5G部署分為兩類：獨立組網(SA)和非獨立組網(NSA)。如今，大多數5G網絡都是NSA 5G，通常是5G無線接入設備和4G基礎設施的組合。

然而，從目前的規范來看，RedCap似乎將要求運營商部署5G SA，這仍然是5G部署的一小部分。根據全球移動供應商協會(GSA)的數據，102個國家的259家運營商已推出商用5G服務，但只有41家運營商推出或部署公共5G SA網絡，而115家運營商屬于更廣泛的類別，包括評估、測試、試點和規劃SA網絡。

隨著5G SA擴展的穩步增長，RedCap有望成為從傳統連接到標準化全5G生態系統的重要橋梁。

RedCap測試已經開始

盡管5.5G距離成為正式規范至少還需要幾個月的時間，但移動供應商和運營商并沒有等待。他們已經在測試5.5G之前的設備、基礎設施和網絡。

AT&T、Ericsson、Nokia和MediaTek都在測試高級5G。7月，AT&T使用新部署的5G SA網絡在實驗室和現場測試了5G RedCap數據呼叫。該測試采用MediaTek的RedCap平臺連接Nokia的AirScale無線電接入設備，然后連接AT&T的5G SA網絡核心。

“5G RedCap專為當前由LTE CAT-4提供服務的設備而設計，但性能相當或更好，理論最大下行鏈路吞吐量高達150Mbps。其有助于降低5G設備的復雜性、成本和尺寸，還引入了允許設備在較低功率水平下運行的選項，”AT&T的Jason Sikes在一篇有關RedCap測試的企業博客文章中寫道：“這些升級將為產品和應用帶來5G，全功能5G技術無法像智能手表和AR眼鏡等可穿戴設備，以及用于醫療保健、資產跟蹤、智能家居系統、車隊管理等的物聯網設備一樣提供服務。”

5G RedCap的另一個優勢是，能夠為成本敏感且空間有限的消費者可穿戴設備提供連接。Sikes指出：“5G RedCap核心設計的單載波最大帶寬為20MHz，無需將多個載波聚合在一起。與智能手機等全功能5G NR設備所需的更復雜的MIMO天線設計不同，這允許使用一個發射器(1TX)和一個或兩個接收器(1RX或2RX)進行更簡單、更小的天線設計。”

MediaTek還與Ericsson合作，在瑞典的Ericsson實驗室測試TDD和FDD頻段上的數據和新無線電語音(VoNR)通話。TDD使用一個頻帶作為上行鏈路和下行鏈路，在兩者之間進行切換。FDD上行和下行使用不同的頻段。該測試旨在展示Ericsson RedCap作為可行的無線接入網絡(RAN)軟件的能力，該軟件將支持5.5G用例，如可穿戴設備、傳感器和工業監控攝像頭，這些設備需要一致的連接，而不會迅速耗盡設備的電池。

Ericsson 5G RAN產品線負責人Sibel Tombaz表示：“Ericsson精簡功能軟件將為不需要全方位5G性能的新型設備開辟一個全新的可能性世界，這些FDD和TDD呼叫是這一旅程中至關重要的第一個里程碑。通過在FDD和TDD頻段上實現數據和新無線電語音(VoNR)，Ericsson RedCap正在以經濟高效的方式為消費者和行業開創一系列全新的用例。”

測試采用預商用的Ericsson RedCap軟件和MediaTek RedCap測試平臺，進行FDD數據呼叫，實現下行220Mbps、上行74Mbps的吞吐速度。移動合作伙伴還進行了TDD數據呼叫，下行速度達到153 Mbps，上行速度達到13.5 Mbps。這些速度足以支持一系列物聯網用例，包括消費類可穿戴設備和工業傳感器。Ericsson計劃在11月之前將預先規范的RedCap生態系統投入商業使用，并將其作為現有5G SA網絡的軟件補充。

RedCap是邁向6G的必要一步嗎?

5.5G的一大優勢是其可以作為軟件升級進行部署。Leigh表示：“業界在早期5G部署中真正做對的一件事是，將其設計為通過軟件補丁進行升級。”從理論上講，這意味著5.5G可以適應傳統的LTE基礎設施，并且可以包含一些向后兼容性措施來適應傳統設備。

大多數人想到的可穿戴設備往往是已經在使用的設備，例如智能手表。然而，隨著低成本設備的連接性更好，RedCap將支持嵌入ID標簽中的傳感器，甚至用于地理圍欄的安全帽等用例。與RFID和WiFi相比，RedCap的優勢在于，設備在離開設施時不會失去連接。但在當今大多數情況下，添加蜂窩網絡的成本過高。此外，添加蜂窩網絡意味著添加額外的天線和升級的電池。

專家們認為，引入受限設備的能力是邁向全5G生態系統的必要一步，但更現實的情況是，這種程度的普及將伴隨6G而來。

頻譜是行業的命脈，如果開始談論6G，那么頻譜從何而來?6G頻譜很可能來自關閉傳統的蜂窩連接。如今，LTE在全球范圍內衰落，但在美國，關閉3G是一件痛苦的事情。RedCap是向通用移動生態系統長期遷移的必要組成部分。

如今，物聯網設備有多種連接方式：WiFi、LPWAN、藍牙、LTE和5G。這可能看起來很豐富，并且為制造商和客戶提供了豐富的選擇，但現實是，一個四分五裂的市場，互操作性差，導致增長慢于預期。

RedCap可能會開始改變這一現狀，促使運營商加快升級到5G SA，然后是5.5G，這樣就可以為需要更實惠的5G版本的客戶提供服務，使其物聯網用例大規模可行。