五年前，當首個商用5G網(wǎng)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(lián)網(wǎng)世界帶來怎樣的可能性，也許他們還記得十多年前物聯(lián)網(wǎng)市場開始從2G/3G向4G網(wǎng)絡的重大轉(zhuǎn)變。

在技術領域，預測技術進步的發(fā)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(lián)網(wǎng)應用中的5G而言，現(xiàn)實情況與之前的發(fā)展預期有所不同。主要區(qū)別在于，面向物聯(lián)網(wǎng)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(chuàng)建了一個附加規(guī)范。5G RedCap（“reduced capability”的縮寫）旨在為物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)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(guī)范的潛力已開始顯現(xiàn)。

本文將探討有關5G RedCap及其生態(tài)系統(tǒng)的十大要點，討論環(huán)境現(xiàn)狀、4G LTE規(guī)范如何滿足當今物聯(lián)網(wǎng)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(fā)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(fā)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(jīng)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(lián)網(wǎng)方面的能力是巨大的。雖然5G以更高速度傳輸數(shù)據(jù)的能力是其最廣為人知的優(yōu)勢，但其優(yōu)勢遠不止于此。網(wǎng)絡即服務（network-as-service）和網(wǎng)絡切片（network slicing）等服務至今尚未完全開發(fā)出來，仍有待5G網(wǎng)絡充分發(fā)揮其潛力。

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

3. 5G物聯(lián)網(wǎng)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(shù)據(jù)速率，而物聯(lián)網(wǎng)應用對這一特性的需求有限。大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)通信涉及需要超低至中等數(shù)據(jù)速率的用例。因此，4G 物聯(lián)網(wǎng)應用還沒有過渡到5G技術的相關升級途徑。

4. LTE規(guī)范目前已涵蓋物聯(lián)網(wǎng)設計要求

LTE Cat 4、LTE Cat 1、LTE Cat 1bis、LTE-M和NB-IoT標準等LTE規(guī)范仍能完全滿足大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)設計的需求。LTE Cat1和Cat 1bis適用于許多物聯(lián)網(wǎng)應用，包括智能計量、資產(chǎn)跟蹤、車隊管理、移動支付系統(tǒng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。這些應用可在中等數(shù)據(jù)傳輸速率和適度延遲的條件下有效運行。

對于需要較高數(shù)據(jù)傳輸速率的應用，LTE Cat 4更為適合。其應用環(huán)境包括移動寬帶、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)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(yè)設備。

LTE-M和NB-IoT是蜂窩物聯(lián)網(wǎng)標準，專為需要較長電池壽命且對數(shù)據(jù)速度要求不高的應用而設計。例如，資產(chǎn)跟蹤、智能城市基礎設施、智能計量、環(huán)境監(jiān)測和工業(yè)監(jiān)測。

5. 5G可升級性的“神話”

盡管有可能在5G核心網(wǎng)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(wǎng)絡更新，以實現(xiàn)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(nèi)似乎將繼續(xù)在4G RAN和4G EPC網(wǎng)絡上運行，而不會遷移到5G核心網(wǎng)。

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(wǎng)絡一起維持。

6. 通往5G網(wǎng)絡的遷移路徑

對于中等數(shù)據(jù)速率的物聯(lián)網(wǎng)應用而言，特定的速度或延遲并不是優(yōu)先考慮的因素，隨著2022年3GPP第17版RedCap規(guī)范的推出，建立了向5G網(wǎng)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(lián)網(wǎng)應用將在多大范圍內(nèi)采用第一代RedCap還有待觀察。

7. 5G RedCap是實現(xiàn)平穩(wěn)過渡的關鍵一環(huán)嗎

LTE-M和NB-IoT等技術在設計時明確考慮了物聯(lián)網(wǎng)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(shù)據(jù)傳輸速率以及增強的樓宇內(nèi)覆蓋范圍。然而，這些功能并不是RedCap規(guī)范的重點。

8. 5G eRedCap

與全規(guī)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(guī)范。

RedCap和eRedCap的主要區(qū)別在于最大數(shù)據(jù)信道帶寬和峰值下行鏈路數(shù)據(jù)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(lián)網(wǎng)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(lián)網(wǎng)平臺

RedCap技術有望在未來十年內(nèi)成為領先的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術。u-blox預計，到2030年，RedCap和eRedCap將為15%以上的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)設備提供服務。

10. 面向未來的解決方案和RedCap

2024年，5G RedCap出現(xiàn)在消費類可穿戴設備和某些長壽命工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用等應用中。尋求面向未來的解決方案將成為某些行業(yè)早期采用5G RedCap的主要驅(qū)動力，因為它提供了連接的連續(xù)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(nèi)看到5G物聯(lián)網(wǎng)設備的更廣泛部署。5G RedCap預計將成為許多物聯(lián)網(wǎng)應用從4G向5G技術過渡的關鍵驅(qū)動力。