缩小版的5G可能会引发可穿戴设备、工业物联网、监控和安全领域的激增。
5G蜂窝技术的到来本应会点燃物联网世界，但事实并非如此。这并不是说火焰已经被浇灭，而是物联网的增长已经闷烧，而不是熊熊燃烧。
5G本身已广泛部署在各种用例中，但对于以物联网为中心的企业应用，如医疗相关的可穿戴设备、工业物联网网络、监控和安全、资产跟踪和车队管理，采用速度缓慢。
IDC 5G和移动性研究部研究经理Jason Leigh表示：“就延迟和带宽而言，绝大多数物联网设备不需要5G。5G就像法拉利引擎，但大多数汽车不需要法拉利引擎。”5G的先进功能也需要付出高昂的代价，许多物联网用例无法支持额外的成本。
然而，这种情况可能会随着即将推出的5G规范而改变，该规范被称为RedCap，专门为物联网设备设计。RedCap可能会成为点燃物联网世界的火花。
什么是RedCap?
下一代蜂窝技术是5G Advanced或5.5G。该规范预计将在一年内获得批准。5G Advanced中将包含的一个关键功能，是一个名为“新型无线电降低能力(RedCap)设备”的设备类别。
RedCap包含多种功能，可以平衡覆盖和吞吐量等因素与限制，如有限的电池寿命和缺乏天线。这种组合支持的用例并不总是需要当前5G技术的高性能，但可以通过先进的蜂窝网络更快地扩展。
Leigh表示：“物联网领域5G的采用速度缓慢的一个主要原因是，传统技术在许多用例中都能很好地发挥作用。”如果WiFi和传统3G LTE等连接选项有效，就没有真正的动力去改变，虽然3G已在美国被淘汰，但在世界大部分地区其仍然占据主导地位。
RedCap希望物联网网络能够从5G部署规模的不断扩大中受益，这将使物联网在更多的地点和更多的设备上变得可行。由于许多受限的物联网设备的设备功能较少，RedCap将使设备制造商更容易优先考虑低功耗和坚固耐用等问题。
RedCap面临哪些障碍？
随着运营商和电信企业争相建设第一波5G网络，其将5G部署分为两类：独立组网(SA)和非独立组网(NSA)。如今，大多数5G网络都是NSA 5G，通常是5G无线接入设备和4G基础设施的组合。
然而，从目前的规范来看，RedCap似乎将要求运营商部署5G SA，这仍然是5G部署的一小部分。根据全球移动供应商协会(GSA)的数据，102个国家的259家运营商已推出商用5G服务，但只有41家运营商推出或部署公共5G SA网络，而115家运营商属于更广泛的类别，包括评估、测试、试点和规划SA网络。
随着5G SA扩展的稳步增长，RedCap有望成为从传统连接到标准化全5G生态系统的重要桥梁。
RedCap测试已经开始
尽管5.5G距离成为正式规范至少还需要几个月的时间，但移动供应商和运营商并没有等待。他们已经在测试5.5G之前的设备、基础设施和网络。
AT&T、Ericsson、Nokia和MediaTek都在测试高级5G。7月，AT&T使用新部署的5G SA网络在实验室和现场测试了5G RedCap数据呼叫。该测试采用MediaTek的RedCap平台连接Nokia的AirScale无线电接入设备，然后连接AT&T的5G SA网络核心。
“5G RedCap专为当前由LTE CAT-4提供服务的设备而设计，但性能相当或更好，理论最大下行链路吞吐量高达150Mbps。其有助于降低5G设备的复杂性、成本和尺寸，还引入了允许设备在较低功率水平下运行的选项，”AT&T的Jason Sikes在一篇有关RedCap测试的企业博客文章中写道：“这些升级将为产品和应用带来5G，全功能5G技术无法像智能手表和AR眼镜等可穿戴设备，以及用于医疗保健、资产跟踪、智能家居系统、车队管理等的物联网设备一样提供服务。”
5G RedCap的另一个优势是，能够为成本敏感且空间有限的消费者可穿戴设备提供连接。Sikes指出：“5G RedCap核心设计的单载波最大带宽为20MHz，无需将多个载波聚合在一起。与智能手机等全功能5G NR设备所需的更复杂的MIMO天线设计不同，这允许使用一个发射器(1TX)和一个或两个接收器(1RX或2RX)进行更简单、更小的天线设计。”
MediaTek还与Ericsson合作，在瑞典的Ericsson实验室测试TDD和FDD频段上的数据和新无线电语音(VoNR)通话。TDD使用一个频带作为上行链路和下行链路，在两者之间进行切换。FDD上行和下行使用不同的频段。该测试旨在展示Ericsson RedCap作为可行的无线接入网络(RAN)软件的能力，该软件将支持5.5G用例，如可穿戴设备、传感器和工业监控摄像头，这些设备需要一致的连接，而不会迅速耗尽设备的电池。
Ericsson 5G RAN产品线负责人Sibel Tombaz表示：“Ericsson精简功能软件将为不需要全方位5G性能的新型设备开辟一个全新的可能性世界，这些FDD和TDD呼叫是这一旅程中至关重要的第一个里程碑。通过在FDD和TDD频段上实现数据和新无线电语音(VoNR)，Ericsson RedCap正在以经济高效的方式为消费者和行业开创一系列全新的用例。”
测试采用预商用的Ericsson RedCap软件和MediaTek RedCap测试平台，进行FDD数据呼叫，实现下行220Mbps、上行74Mbps的吞吐速度。移动合作伙伴还进行了TDD数据呼叫，下行速度达到153 Mbps，上行速度达到13.5 Mbps。这些速度足以支持一系列物联网用例，包括消费类可穿戴设备和工业传感器。Ericsson计划在11月之前将预先规范的RedCap生态系统投入商业使用，并将其作为现有5G SA网络的软件补充。
RedCap是迈向6G的必要一步吗？
5.5G的一大优势是其可以作为软件升级进行部署。Leigh表示：“业界在早期5G部署中真正做对的一件事是，将其设计为通过软件补丁进行升级。”从理论上讲，这意味着5.5G可以适应传统的LTE基础设施，并且可以包含一些向后兼容性措施来适应传统设备。
大多数人想到的可穿戴设备往往是已经在使用的设备，例如智能手表。然而，随着低成本设备的连接性更好，RedCap将支持嵌入ID标签中的传感器，甚至用于地理围栏的安全帽等用例。与RFID和WiFi相比，RedCap的优势在于，设备在离开设施时不会失去连接。但在当今大多数情况下，添加蜂窝网络的成本过高。此外，添加蜂窝网络意味着添加额外的天线和升级的电池。
专家们认为，引入受限设备的能力是迈向全5G生态系统的必要一步，但更现实的情况是，这种程度的普及将伴随6G而来。
频谱是行业的命脉，如果开始谈论6G，那么频谱从何而来？6G频谱很可能来自关闭传统的蜂窝连接。如今，LTE在全球范围内衰落，但在美国，关闭3G是一件痛苦的事情。RedCap是向通用移动生态系统长期迁移的必要组成部分。
如今，物联网设备有多种连接方式：WiFi、LPWAN、蓝牙、LTE和5G。这可能看起来很丰富，并且为制造商和客户提供了丰富的选择，但现实是，一个四分五裂的市场，互操作性差，导致增长慢于预期。
RedCap可能会开始改变这一现状，促使运营商加快升级到5G SA，然后是5.5G，这样就可以为需要更实惠的5G版本的客户提供服务，使其物联网用例大规模可行。