作者

SabrinaBochen

u-blox產品規劃與營銷總監

五年前，當首個商用5G網絡推出時，全球都為之興奮不已。設計人員和運營商都想知道這項新技術將為物聯網世界帶來怎樣的可能性，也許他們還記得十多年前物聯網市場開始從2G/3G向4G網絡的重大轉變。

在技術領域，預測技術進步的發展并不容易。造成這種不確定性的部分原因是參與者眾多。就物聯網應用中的5G而言，現實情況與之前的發展預期有所不同。主要區別在于，面向物聯網應用的5G起步較慢。

為了幫助更多應用加速從4G遷移到5G，我們創建了一個附加規范。5G RedCap（“reduced capability”的縮寫）旨在為物聯網生態系統提供合適的功能和性價比，以促進5G技術廣泛使用。目前，在技術遷移早期階段，該規范的潛力已開始顯現。

本文將探討有關5G RedCap及其生態系統的十大要點，討論環境現狀、4G LTE規范如何滿足當今物聯網的要求，以及5G RedCap在彌合4G和5G之間差距方面的作用。

1. 5G處于Gartner炒作周期中的靜默演進階段

幾十年的發展表明，技術演進分為不同階段。咨詢公司Gartner通過其炒作周期框架，將成熟、采用和社會應用確定為技術發展的關鍵階段。在這個周期中，有一個階段被稱為“啟蒙斜坡”，即技術已經超越了最初的動蕩階段（包括覺醒），準備起飛的靜默演進階段。這正是5G目前所處的階段。

2. 需要對5G技術進行更多投資

5G在物聯網方面的能力是巨大的。雖然5G以更高速度傳輸數據的能力是其最廣為人知的優勢，但其優勢遠不止于此。網絡即服務（network-as-service）和網絡切片（network slicing）等服務至今尚未完全開發出來，仍有待5G網絡充分發揮其潛力。

然而，要實現這一目標，投資獨立網絡（SA）等先進的5G技術是必要的。RedCap標準只與5G SA網絡兼容，要想取得成功，這些網絡必須比現在更加普及。

3. 5G物聯網通信及其增長緩慢

這可能是影響5G推廣的最關鍵因素。到目前為止，5G 部署主要集中在為消費類智能手機提供更高的數據速率，而物聯網應用對這一特性的需求有限。大多數物聯網通信涉及需要超低至中等數據速率的用例。因此，4G 物聯網應用還沒有過渡到5G技術的相關升級途徑。

4. LTE規范目前已涵蓋物聯網設計要求

LTE Cat 4、LTE Cat 1、LTE Cat 1bis、LTE-M和NB-IoT標準等LTE規范仍能完全滿足大多數物聯網設計的需求。LTE Cat1和Cat 1bis適用于許多物聯網應用，包括智能計量、資產跟蹤、車隊管理、移動支付系統和工業物聯網。這些應用可在中等數據傳輸速率和適度延遲的條件下有效運行。

對于需要較高數據傳輸速率的應用，LTE Cat 4更為適合。其應用環境包括移動寬帶、工業物聯網、醫療保健等。典型應用包括便攜式路由器、遠程信息處理、遠程安全攝像頭和遠程工業設備。

LTE-M和NB-IoT是蜂窩物聯網標準，專為需要較長電池壽命且對數據速度要求不高的應用而設計。例如，資產跟蹤、智能城市基礎設施、智能計量、環境監測和工業監測。

5. 5G可升級性的“神話”

盡管有可能在5G核心網絡上實施LTE-M和NB-IoT標準，但目前還沒有實際的例子，因為運營商還沒有宣布任何網絡更新，以實現未來與這些LPWA技術的兼容性。這兩種標準在其剩余的生命周期內似乎將繼續在4G RAN和4G EPC網絡上運行，而不會遷移到5G核心網。

人們對升級缺乏興趣，或許是因為4G解決方案與5G相比更具成本效益。又或者，這些技術具有相當高的頻譜效率，可以與單獨的5G RAN和核心網絡一起維持。

6. 通往5G網絡的遷移路徑

對于中等數據速率的物聯網應用而言，特定的速度或延遲并不是優先考慮的因素，隨著2022年3GPP第17版RedCap規范的推出，建立了向5G網絡遷移的途徑。不過，RedCap的初始配置超過了LTE Cat 4的能力，物聯網應用將在多大范圍內采用第一代RedCap還有待觀察。

7. 5G RedCap是實現平穩過渡的關鍵一環嗎

LTE-M和NB-IoT等技術在設計時明確考慮了物聯網應用所需的功能，包括延長電池壽命、同時連接多個設備的能力、低速到超低速數據傳輸速率以及增強的樓宇內覆蓋范圍。然而，這些功能并不是RedCap規范的重點。

8. 5G eRedCap

與全規格5G eMBB（增強型移動寬帶）實施相比，3GPP第17版RedCap提出了降低復雜性和成本的可能性。在此基礎上，第18版3GPP通過eRedCap（擴展RedCap）進一步推進這些輕量化規范。

RedCap和eRedCap的主要區別在于最大數據信道帶寬和峰值下行鏈路數據速率。RedCap支持20 MHz的最大帶寬和220 Mbps的峰值下行鏈路速率，而eRedCap支持5 MHz的最大帶寬和10 Mbps的峰值下行鏈路速率。這些變化將使eRedCap能夠滿足目前4G LPWA解決方案所能提供的物聯網應用需求，在這些應用中，降低成本和延長設備電池壽命至關重要。

9.RedCap，未來領先的蜂窩物聯網平臺

RedCap技術有望在未來十年內成為領先的蜂窩物聯網技術。u-blox預計，到2030年，RedCap和eRedCap將為15%以上的蜂窩物聯網設備提供服務。

10. 面向未來的解決方案和RedCap

2024年，5G RedCap出現在消費類可穿戴設備和某些長壽命工業物聯網應用等應用中。尋求面向未來的解決方案將成為某些行業早期采用5G RedCap的主要驅動力，因為它提供了連接的連續性并延長了特定設備的生命周期。

隨著復雜性的不斷降低，我們應該會在幾年內看到5G物聯網設備的更廣泛部署。5G RedCap預計將成為許多物聯網應用從4G向5G技術過渡的關鍵驅動力。