进入2023年后,我们明显可以感受到,RedCap的热度在持续增加。


媒体上关于RedCap的报道越来越多,而RedCap的商业化产品,也不断出现在我们的视野中。


这一切都表明,作为3GPP R17版本推出的新型5G物联网技术,RedCap的商用步伐越来越近了。




 行业寄予厚望,填补标准空缺

整个行业之所以对RedCap如此重视,是有其深层次原因的。

大家都知道,我们拥有很多物联网技术。这些技术既有远距离的,也有近距离的,既有大带宽的,也有低能耗的。因为物联网需求场景实在太复杂,所以,导致了技术标准较为混乱的局面。

在蜂窝物联网领域,这个问题更为明显。以前,我们使用2G/3G/4G等网络技术标准发展物联网市场,也积累了不少的用户。现在,进入5G时代,为了频谱资源的合理利用,也为了降低网络运维的难度,要逐步将旧的网络淘汰,把用户迁移到5G上。

5G从2019年正式开始商用,这几年重点发展的是eMBB(增强移动宽带)和uRLLC(低时延高可靠性)场景。

三大应用场景中,还剩mMTC(大规模机器类型通信)场景。这个场景,正是中速率、低速率物联网终端的范畴,也是终端数量规模最大、应用最广泛的场景。目前,这些场景都是基于4G发展起来的NB-IoT、Cat.1等技术在支撑。

针对三大场景,已有的5G NR是存在能力空缺的。我们需要一个能力更均衡的技术,填补这个空缺。于是,就有了RedCap,也就是轻量化的5G。



 成本性能兼具,应用潜力巨大

相比于传统5G eMBB,RedCap在技术协议上进行了精简。例如,采用了低阶调制方式、更小的频宽,减少了天线数量,降低了MIMO层数,放弃了载波聚合。

精简虽然牺牲了部分性能(速率等),但也大幅削减了成本。RedCap的芯片和模组价格,不到5G eMBB的一半。

在具体的RedCap业务应用场景上,3GPP给出了三个推荐,分别是可穿戴设备、工业传感器和视频监控。这些场景对网络速率的要求不高,但对尺寸、成本和功耗等非常敏感。

站在用户的角度来看,RedCap的速率基本和LTE Cat.4/Cat.6持平,但能效更高,又支持包括网络切片、5G LAN等诸多5G特性,是非常不错的选择。



 新应用,新场景,新机会

除了上面提到的应用场景之外,RedCap还有一个潜在市场正在崛起。

在刚刚开幕的MWCS 2023上,全球无线通信模组一线厂商广和通,再次强势发布尺寸更精简、地区版本和封装方式更齐全的5G RedCap模组FG131&FG132系列。


在技术标准上,FG131&FG132系列完全符合3GPP R17演进标准,全面优化了产品尺寸、功耗以及成本,重点面向IPC摄像头、电力设备、可穿戴XR等终端的规模化商用。

除了上述应用方向之外,FG131&FG132系列还专门提出了RedCap的一个新场景,那就是——FWA,固定无线接入(Fixed Wireless Access)

FWA也是通信行业今年的热门话题。它是一个无线蜂窝通信与固网通信相结合的技术,用于为客户提供宽带接入服务。
FWA的工作方式

FWA的原理和架构并不复杂,就是通过CPE这样的设备,接收基站的4G/5G信号,然后转换成Wi-Fi或有线信号,让区域内的设备可以接入网络。

以往我们聊到FWA,都会强调它对带宽的要求。采用Sub-6频段甚至毫米波频段,获得更高的速率,才可以让更多区域内设备上网。

那么,为什么现在会提出将RedCap模组应用于FWA呢?

其实,之所以这么做,还是和场景需求有密切关系。

基于FG131&FG132系列模组开发的FWA(如CPE、MiFi、ODU),不单可广泛应用于工业互联等行业场景,还适用于家庭、办公等室内连接。

这些行业场景对速度并没有那么高的要求,但是需要5G特性的加持,例如前面提到的5G网络切片,还有5G LAN等。

FG131&FG132系列模组,能够支持工业领域非常重视的uRLLC场景。它的时延可以控制在5-10ms,虽然低于传统的1ms,但也比4G LTE强了好几倍。

基于RedCap的CPE,使得区域内采用传统有线或Wi-Fi等的设备,也可以实现无线宽带接入。这进一步简化了组网难度,降低了成本投入。

广和通RedCap模组的参数对比

FG131&FG132系列模组可以用于FWA,和它自己的独特设计也有密切的关系。

这个模组在软件上支持OpenWRT操作系统。这个系统很多玩家可能比较熟悉,它是一种更加开放的第三方系统,具有更强的定制能力,非常适合二次开发,增加固件功能。

在硬件上,FG131&FG132系列模组支持PCIe接口,可借此拓展Wi-Fi芯片,从而延展出Wi-Fi能力最高达AX3600的CPE/MiFi方案。模组支持Wi-Fi 2.4GHz/5GHz/6GHz频段间的双频并发,性能有保障。

FG131&FG132系列模组还自带了SGMII接口(Serial Gigabit Media Independent Interface,串行吉比特媒体独立接口)。有了它,客户可以通过扩展PHY芯片实现有线网口,满足CPE/ODU的有线接入需求。


针对入门级CPE、通用MiFi和ODU,FG131&FG132系列模组可以让客户厂商通过Open CPU方式,进行产品开发。

Open CPU方式,不需要AP(应用处理器)

Open CPU,简单来说,就是一种以模组作为处理器的应用方式。它可以简化厂商对网关类产品的开发流程,精简硬件结构,实现更高的集成度,以及更低的能耗。

通过上述功能设计,我们可以看出,基于FG131&FG132的FWA解决方案,是非常完善且成熟的。除了应用于FWA之外,客户还可以在这个方案的基础上,快速设计和开发出数传类工业产品(工业网关、DTU等),推动5G物联网的规模化应用。


 结语

根据爱立信最新发布的《移动市场报告》显示,全球FWA连接的增长速度远超预期。预计到2028年,FWA连接数将从2022年底的1亿增长至3亿。在这3亿多的连接中,预计近80%是5G FWA连接。

RedCap启航在即,把握住FWA市场的上升机遇,对于自身的成功,是有极大帮助的。

随着3GPP R18版本的即将冻结,RedCap的第二个版本也将出现。它将带来更深层次的简化,以及更低的成本,进一步推动普及。

在全球数字化的浪潮中,RedCap将扮演重要的角色!


作者 鲜枣课堂

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