作者：赵小飞
物联网智库 原创
导读
(相关资料图)
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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