進入2023年後,我們明顯可以感受到,RedCap的熱度在持續增加。
媒體上關於RedCap的報道越來越多,而RedCap的商業化產品,也不斷出現在我們的視野中。
這一切都表明,作為3GPP R17版本推出的新型5G物聯網技術,RedCap的商用步伐越來越近了。

█
行業寄予厚望,填補標準空缺
整個行業之所以對RedCap如此重視,是有其深層次原因的。
大家都知道,我們擁有很多物聯網技術。這些技術既有遠距離的,也有近距離的,既有大頻寬的,也有低能耗的。因為物聯網需求場景實在太複雜,所以,導致了技術標準較為混亂的局面。
在蜂窩物聯網領域,這個問題更為明顯。以前,我們使用2G/3G/4G等網路技術標準發展物聯網市場,也積累了不少的使用者。現在,進入5G時代,為了頻譜資源的合理利用,也為了降低網路運維的難度,要逐步將舊的網路淘汰,把使用者遷移到5G上。
5G從2019年正式開始商用,這幾年重點發展的是eMBB(增強移動寬頻)和uRLLC(低時延高可靠性)場景。
三大應用場景中,還剩mMTC(大規模機器類型通訊)場景。這個場景,正是中速率、低速率物聯網終端的範疇,也是終端數量規模最大、應用最廣泛的場景。目前,這些場景都是基於4G發展起來的NB-IoT、Cat.1等技術在支撐。
針對三大場景,已有的5G NR是存在能力空缺的。我們需要一個能力更均衡的技術,填補這個空缺。於是,就有了RedCap,也就是輕量化的5G。

█
成本性能兼具,應用潛力巨大
相比於傳統5G eMBB,RedCap在技術協議上進行了精簡。例如,採用了低階調製方式、更小的頻寬,減少了天線數量,降低了MIMO層數,放棄了載波聚合。
精簡雖然犧牲了部分性能(速率等),但也大幅削減了成本。RedCap的晶片和模組價格,不到5G eMBB的一半。
在具體的RedCap業務應用場景上,3GPP給出了三個推薦,分別是可穿戴設備、工業傳感器和視訊監控。這些場景對網路速率的要求不高,但對尺寸、成本和功耗等非常敏感。
站在使用者的角度來看,RedCap的速率基本和LTE Cat.4/Cat.6持平,但能效更高,又支持包括網路切片、5G LAN等諸多5G特性,是非常不錯的選擇。

█
新應用,新場景,新機會
除了上面提到的應用場景之外,RedCap還有一個潛在市場正在崛起。
在剛剛開幕的MWCS 2023上,全球無線通訊模組一線廠商廣和通,再次強勢發佈尺寸更精簡、地區版本和封裝方式更齊全的5G RedCap模組FG131&FG132系列。

在技術標準上,FG131&FG132系列完全符合3GPP R17演進標準,全面最佳化了產品尺寸、功耗以及成本,重點面向IPC攝像頭、電力設備、可穿戴XR等終端的規模化商用。
除了上述應用方向之外,FG131&FG132系列還專門提出了RedCap的一個新場景,那就是——FWA,固定無線接入(Fixed Wireless Access)。
FWA也是通訊行業今年的熱門話題。它是一個無線蜂窩通訊與固網通訊相結合的技術,用於為客戶提供寬頻接入服務。

FWA的工作方式
FWA的原理和架構並不複雜,就是通過CPE這樣的設備,接收基站的4G/5G信號,然後轉換成Wi-Fi或有線信號,讓區域內的設備可以接入網路。
以往我們聊到FWA,都會強調它對頻寬的要求。採用Sub-6頻段甚至毫米波頻段,獲得更高的速率,才可以讓更多區域內設備上網。
那麼,為什麼現在會提出將RedCap模組應用於FWA呢?
其實,之所以這麼做,還是和場景需求有密切關係。
基於FG131&FG132系列模組開發的FWA(如CPE、MiFi、ODU),不單可廣泛應用於工業互聯等行業場景,還適用於家庭、辦公等室內連接。
這些行業場景對速度並沒有那麼高的要求,但是需要5G特性的加持,例如前面提到的5G網路切片,還有5G LAN等。
FG131&FG132系列模組,能夠支持工業領域非常重視的uRLLC場景。它的時延可以控制在5-10ms,雖然低於傳統的1ms,但也比4G LTE強了好幾倍。
基於RedCap的CPE,使得區域內採用傳統有線或Wi-Fi等的設備,也可以實現無線寬頻接入。這進一步簡化了組網難度,降低了成本投入。

廣和通RedCap模組的參數對比
FG131&FG132系列模組可以用於FWA,和它自己的獨特設計也有密切的關係。
這個模組在軟體上支持OpenWRT作業系統。這個系統很多玩家可能比較熟悉,它是一種更加開放的第三方系統,具有更強的定製能力,非常適合二次開發,增加韌體功能。
在硬體上,FG131&FG132系列模組支持PCIe接口,可藉此拓展Wi-Fi晶片,從而延展出Wi-Fi能力最高達AX3600的CPE/MiFi方案。模組支持Wi-Fi 2.4GHz/5GHz/6GHz頻段間的雙頻併發,性能有保障。
FG131&FG132系列模組還自帶了SGMII接口(Serial Gigabit Media Independent Interface,序列吉比特媒體獨立接口)。有了它,客戶可以通過擴展PHY晶片實現有線網口,滿足CPE/ODU的有線接入需求。

針對入門級CPE、通用MiFi和ODU,FG131&FG132系列模組可以讓客戶廠商通過Open CPU方式,進行產品開發。

Open CPU方式,不需要AP(應用處理器)
Open CPU,簡單來說,就是一種以模組作為處理器的應用方式。它可以簡化廠商對網關類產品的開發流程,精簡硬體結構,實現更高的集成度,以及更低的能耗。
通過上述功能設計,我們可以看出,基於FG131&FG132的FWA解決方案,是非常完善且成熟的。除了應用於FWA之外,客戶還可以在這個方案的基礎上,快速設計和開發出數傳類工業產品(工業網關、DTU等),推動5G物聯網的規模化應用。
█
結語
根據愛立信最新發布的《移動市場報告》顯示,全球FWA連接的增長速度遠超預期。預計到2028年,FWA連接數將從2022年底的1億增長至3億。在這3億多的連接中,預計近80%是5G FWA連接。
RedCap啟航在即,把握住FWA市場的上升機遇,對於自身的成功,是有極大幫助的。
隨著3GPP R18版本的即將凍結,RedCap的第二個版本也將出現。它將帶來更深層次的簡化,以及更低的成本,進一步推動普及。
在全球數字化的浪潮中,RedCap將扮演重要的角色!