5G RedCap商用“鸡肋”,如何让其不再“食之无味”?

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导读

RedCap目前受到热捧,业界对其寄予提升5G物联网终端规模应用的厚望,不过短期内RedCap并不能替代4G成为中高速率物联网的主流,我们需要从差异化入手,寻找RedCap原生的应用,通过做大原生应用场景来逐渐驱动生态成熟。 

在上周结束的第31届中国国际信息通信展览会上,正值5G商用牌照发放4周年,5G的各类进展成为本次展会最大的热点。其中,面向物联网创新的5G技术RedCap也同样受到了热捧,产业链大量企业支持,且预计今年年底或明年年初能够实现商用。

不过,在笔者看来,吸取此前不同蜂窝物联网技术商用的经验教训,对RedCap的商用不宜过于乐观,商用初期,或许需要通过一些“非用RedCap不可”的场景来切入,逐渐带动其他场景的应用和产业生态的成熟。对这一问题,笔者有几点思考,希望能给业界提供参考。

明确对标对象,“精简版”5G并不是为了替代“豪华版”5G而生

在大量介绍RedCap的资料和推文中,所提到的都是如何对现有5G芯片和终端的精简,主要包括减少了频谱带宽至20MHz,减少MIMO层数以及放宽下行链路调制阶数,从而降低基带复杂性,减少所需接收分支的最小数量并允许在所有频段中进行半双工操作,从而实现降低天线和射频组件的材料成本,使5G终端复杂度和成本下降50%以上。

不过,我们应该明确,既然是“精简版”5G芯片,那它的功能和场景就必然不是要与“豪华版”5G去对标的,也不可能是为了替代“豪华版”5G而生,即RedCap并不是为了替代5G eMBB、uRLLC而生的,因此过多的与现有5G终端和场景相比并没有太大意义。

3GPP在对RedCap立项的时候,就明确了其场景和替代性技术,目前已在业界形成共识。在场景方面,3GPP开始定义了3类场景,即可穿戴设备、工业传感器和视频传输,在实践中,由于RedCap对于中高速率物联网的支持,也用于无人机、车联网、智慧电力等场景。对于替代性技术来说,3GPP明确R17版本RedCap的性能应该低于eMBB和uRLLC,但高于Cat.1和Cat.1 bis,可以说是对现有LTE Cat.4形成替代;在R18版本标准中,3GPP提出增强版的eRedCap应该覆盖LTE Cat.1和Cat.1 bis,但不应该与NB-IoT、Cat.M等低功耗广域网形成重叠,这一提议最终形成共识,可以说未来R18版本的RedCap将会对4G LTE形成全面替代。

因此,发展RedCap的产业生态,需要聚焦于Cat.4、Cat.1这些4G物联网的场景,并对4G物联网技术形成明显优势,才能实现规模化的应用。

RedCap相对于替代对象的优势有哪些?

既然要形成替代,那必然要拿出能够替代的“本事”来。作为5G系列技术,RedCap具备了5G原生技术的大量特点,体现出移动通信代际演进中的技术进步。

相对于依托4G LTE的物联网技术,RedCap融合了网络切片、定位、低时延、大容量等5G新的能力,而且网络效率和安全性更好,具有明显的代际升级特点,而且能够实现5G统一空口的接入,在丰富物联网的应用场景方面有其存在的意义。

例如,RedCap引入5G原生的BWP功能,灵活使用和配置频谱,并与5G eMBB共存,实现大容量和高带宽共存的优势;又如,RedCap支持5G LAN,对终端进行不同分组,打破物理距离限制,形成更安全的局域网络,并对不同分组定义不同的网络性能,实现简化网络组织和终端之间灵活访问。

从去年后半年开始,产业界紧锣密鼓地进行大量RedCap的端到端测试和预商用验证,在这些测试和验证过程中,由于具备5G原生能力,RedCap在一些方面表现出明显高于4G的性能。例如,去年9月份上海电信完成的RedCap在车联网应用的业务场景测试显示,相比4G,相同条件下RedCap的广度和深度覆盖能力可以提升7dB,上行容量提升8倍;上海联通在嘉定场外测试结果显示,RedCap毫米级时延明显优于4G网络。

可见,相对于4G,RedCap在5G代际升级中的优势还是非常明显,形成了对4G物联网的潜在替代。

5G赋予的代际升级的技术优势能否转化成商用的优势?

RedCap商用是一个系统性的工程,商用化的显著优势是在大量相关条件具备的情况下才能形成。RedCap依托5G原生能力,相对于4G形成的技术优势,能为商用甚至替代4G物联网提供多大的贡献?目前来看,短期内似乎并不明显,因为规模化商用还需跨越多座“大山”,这些技术优势并不足以让产业界义无反顾的拥抱RedCap。

笔者在此前多篇文章中指出,应该充分认识到RedCap商用过程的长期性特点,做好自身产品路线图和节奏的规划。其中相关因素包括:一是充分认识到5G网络基础设施建设升级节奏的长期性。因为目前4G基础设施完善,4G基站数量超过600万,对4G物联网支持力度是空前的;另外,5G基站数量虽然超过270万,但5G网络建设速度开始放缓,RedCap应用规模和场景范围受到了很大限制,尤其是基于公网的场景。二是充分认识到RedCap终端成本下降的长期性。终端硬件发展规律决定短期内成本下降有限,从之前的NB-IoT、Cat.1模组的发展历史足以证明。

从终端侧来看,今年年初高通推出X35的芯片,国内多家模组厂商也宣布推出RedCap模组,各主流的物联网芯片厂商预计在1-2年内会纷纷推出RedCap芯片,届时终端侧会逐渐丰富起来。但是,目前已宣布推出的RedCap模组,大部分都是支持5G和4G的双模模组,成本必然在4G模组之上;未来RedCap单模模组成为主流,可能形成对4G模组的成本优势,但首先需要5G网络基础设施成为主流。

从网络侧来看,初期商用时,现有的5G基站需要进一步升级以支持RedCap应用。虽然无需更换基站,仅需软件升级即可实现对RedCap的支持,但由于初期应用场景和规模有限,带来收入有限,这一升级的成本也是对运营商的一笔不小的投入,在当前基础设施投资放缓的情况下是一个挑战。

RedCap虽然相对4G有明显的技术优势,但很显然这些技术优势在物联网应用中只是轻量级的优化,并没有带来巨大的革命性变革,所以不足以让用户放弃对其他方面的要求而替代4G物联网,因而短期内对商业化贡献有限。如果强行推动RedCap替代4G物联网的成熟场景,会让人觉得RedCap有些“鸡肋”,因而需要找到合适的破局点。

寻找破局方向,聚焦RedCap原生场景来推动初期落地

回顾物联网发展历史,此前的NB-IoT、Cat.1对2G/3G物联网也形成了技术优势,但短期内并不能转化为商业化优势,在2G/3G大规模退网的情况下,NB-IoT和Cat.1才实现了规模化的商用。换言之,相比NB-IoT、Cat.1的技术优势,2G/3G的退网才是促成NB-IoT和Cat.1大规模商用更重要的因素,用户没有了选择,才会加速NB-IoT和Cat.1的采用。

那么,面对中速率物联网场景,RedCap初期商用中如何破局?如果向4G物联网成熟的场景“开战”,4G物联网相对低廉的成本和4G网络长久的服役周期,预计会让RedCap很难获得突破。因此,RedCap需要探索让用户没有其他选择的场景,从一些“非用RedCap不可”的场景切入,即RedCap原生场景,来逐渐促进产业生态的成熟。笔者看来,可以从以下几个方面来探索:

1、必须使用5G原生能力的场景

正如笔者在前文中所提及的,RedCap融合了网络切片、定位、低时延、大容量等5G新的能力。在一些中高速物联网的场景中,有部分场景对5G原生能力有显著的需求,在这种情况下,不论是Cat.4还是Cat.1,均无法与RedCap比拟,这种5G原生能力优势就能转化为商用的优势。

以定位为例,5G R16提出了定位功能,其利用5G MIMO多波束特性,定义了多种定位技术;R17定位的能力进一步升级,定位精度提升至厘米级,降低定位时延,满足了很多工业物联网的严苛需求。RedCap融合定位技术,通过5G中高速终端即可实现园区、仓库、工厂资产和人员定位,覆盖室内室外场景,这是4G物联网无法做到的。今年4月份,智联安发布了RedCap高精度低功耗定位芯片,能够支持在工业互联网场景下的亚米级定位,可以说是为相应场景提供5G原生能力。同时,RedCap融合定位技术相对于卫星定位、UWB定位等均具有一定的优势,可以根据场景需求,与其他定位方式实现融合。

在产业数字化发展的大背景下,工业、物流、能源等各行业一定会涌现出大量的场景,对于网络切片、定位、低时延、大容量等5G原生能力提出需求,业界应该对此进行深入挖掘,通过RedCap提供与4G物联网差异化的服务。

2、5G网络应用为主的场景:5G专网

正如2G/3G退网让用户选择减少,只能更多采用NB-IoT、Cat.1一样,是否存在5G网络应用为主的场景,用户对于4G的选择有限,更多会选择5G?或许目前在各行业大力部署的5G专网能为Redcap的应用提供友好的环境。

若采用5G公网推动RedCap的应用,面临的是5G网络覆盖不足的天然条件,只能采用双模终端,在没有5G信号情况下回落到4G网络,例如车联网、智慧电力等需要大范围移动的终端。在这种情况下,4G网络深度和广度覆盖,以及成本优势,使RedCap相形见绌。

然而,在专网环境下却是另一种情形。5G专网目前已成为很多行业的选择,不论是虚拟专网、混合专网,还是独立专网,对于用户的覆盖已不是问题。更为重要的是,5G专网提供给行业客户一个安全、隔离的专用网络环境,这个环境下采用统一的5G空口接入,涵盖行业客户各类场景。以工业场景为例,各类工业传感器、物流仓储等数据通过5G专网实现上下行交互。在这一环境下RedCap大有用武之地,实现工业场景中各类中高速物联设备的连接,而4G物联网技术此时无法发挥作用。

国内各家运营商积极推动5G专网的建设,其中虚拟专网最为典型。工信部数据显示,截至目前,我国已累计建成5G行业虚拟专网超1.6万个,覆盖工业、港口、能源、医疗等多个领域,业界也在积极推动轻量化5G核心网、基站,推动5G行业虚拟专网数量持续增长,加上RedCap这一轻量级终端技术,相信未来5G专网将成为信息化转型的重要数字底座。

去年8月,工信部印发了《5G全连接工厂建设指南》,提出推动万家企业开展5G全连接工厂建设,建成1000个分类分级、特色鲜明的工厂,打造100个标杆工厂,推动5G融合应用纵深发展。5G全连接工厂的建设,就是一个RedCap广泛应用的场所。今年5月,中国电信和华为在深圳完成了RedCap+工业5G定制网全国首商用验证,成功实现了5G AGV、数据采集等场景RedCap的应用,可以说是RedCap原生场景的典型实践。

3、面向超长周期的场景,提前规避4G退网的影响

当前4G是移动通信最主流的制式,网络基础设施最为完善,对于4G退网这一话题似乎还遥遥无期,因此当前应用Cat.1、Cat.4的物联网场景还远远不用考虑4G退网带来的影响。不过,也有部分物联网场景需要超长周期、持续稳定的网络服务支持,尤其是针对一些环境恶劣、长期免维护的终端,其生命周期超过10年甚至近20年,这种场景在当前开始部署时,就需要充分考虑未来移动通信网络代际升级带来的影响,选择5G技术能够为其生命周期服务提供保障,因此RedCap是优先选择。不过,从目前来看,这一类场景相对较少。

结语

RedCap目前受到热捧,业界对其寄予提升5G物联网终端规模应用的厚望,并认为RedCap能够有效降低5G应用的门槛,不过RedCap“精简版”的5G,并不能降低“豪华版”5G的门槛,而是需要将大部分4G物联网的场景迁移到5G平台上。从商用角度来看,短期内RedCap并不能替代4G成为中高速率物联网的主流,而且似乎形成一种“鸡肋”式的尴尬境遇。这个问题不可回避,短期内的替代难度太大,我们首先需要从差异化角度入手,寻找RedCap原生的应用,通过做大原生应用场景来逐渐驱动生态成熟。

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