À l’aube de 2023, pourquoi tout le monde commence-t-il à prêter attention à RedCap ?

En juin de l'année dernière, la version 3GPP R17 a été annoncée gelée, ce qui a attiré l'attention de l'ensemble de l'industrie des communications.

Comme nous le savons tous, en tant qu'organisation faisant autorité en matière de normes mondiales de communication mobile, chaque version publiée par 3GPP souligne la direction de l'évolution de la technologie de communication mobile et éclaire la voie à suivre pour le développement de l'ensemble du secteur.

Dans la version R17, en tant que nouvelle technologie clé 5G spécialement étudiée, RedCap a attiré une attention particulière et a été rapporté à plusieurs reprises par les médias.

█ RedCap, qu'est-ce que c'est exactement ?

RedCap, signifie littéralement "Le Petit Chaperon Rouge". Mais en fait, il s’agit de l’abréviation de Reduction Capability, qui signifie en réalité « capacité réduite ».

La soi-disant « capacité réductrice » est un concept relatif. Son objet de comparaison est la 5G.

En d'autres termes, RedCap est une version simplifiée de la 5G. Il s'agit d'un nouveau standard technologique formé en « supprimant » certaines fonctions sur la base de la 5G.

Auparavant, RedCap ne s'appelait pas son nom actuel, mais NR light (NR lite). Comme son nom l’indique, il s’agit d’une version allégée de la 5G NR (New Radio). C'est pourquoi l'industrie appelle désormais également RedCap « 5G légère ».

█Pourquoi construire une « 5G légère » ?

Après avoir clarifié la définition de RedCap, vous vous demanderez peut-être : « Plus les performances de la 5G sont fortes, mieux c'est ? Pourquoi avons-nous besoin de créer une version simplifiée et de rétrograder la performance ? »

En parlant de cela, nous devons d’abord expliquer le système technique de l’Internet des objets.

Le concept de l'Internet des objets a été officiellement proposé en 1999.

Les premières technologies IoT étaient principalement basées sur des technologies de communication à courte distance telles que le Wi-Fi, le Bluetooth et le NFC. À cette époque, bien que les experts aient également tenté d’appliquer la technologie 2G aux scénarios IoT, aucun progrès n’a été enregistré car les performances de la 2G étaient trop en retard.

À l'ère de la 3G/4G, la technologie de communication cellulaire a évolué rapidement et ses performances ont été considérablement améliorées. En conséquence, les communications IoT longue distance basées sur ces technologies ont commencé à se développer.

En 2016, 3GPP a lancé deux normes technologiques IoT importantes, à savoir NB-IoT (Narrowband IoT) et eMTC (Enhanced Machine Type Communications).

Ces deux normes techniques sont en réalité basées sur des versions simplifiées du LTE. La vitesse est inférieure et le coût est inférieur, mais plusieurs terminaux peuvent être connectés en même temps. Il est spécialement utilisé dans les scénarios IoT. Ils portent un nom collectif appelé technologie LPWAN (Low Power Wide Area, Low Power Wide Area Network).

En plus du NB-IoT et de l'eMTC, le LTE lui-même dispose également de plusieurs catégories de terminaux utilisateur (LTE UE-Category). Différentes catégories ont des tarifs différents. LTE Cat 1 est l’une de ces catégories. Son débit de liaison montante maximal n'est que de 5 Mbit/s et il est également conçu pour l'Internet des objets.

À l'ère de la 5G, les concepteurs sont allés encore plus loin, en prenant l'Internet des objets comme principal scénario de développement de la 5G et en proposant le grand objectif de « l'Internet des objets ».

Les trois principaux scénarios d'application de la 5G sont l'eMBB (haut débit mobile amélioré), l'uRLLC (faible latence et communication hautement fiable) et mMTC (communication IoT massive). Ils mettent l'accent sur la vitesse du réseau, la capacité de bande passante, la distance de couverture, l'efficacité du spectre, etc., et servent respectivement des scénarios segmentés dans des domaines industriels verticaux tels que la fabrication industrielle, le transport et la logistique, l'enseignement médical et les villes intelligentes.

Dans le processus de développement de l'Internet des objets, les experts ont découvert que les scénarios d'application de l'Internet des objets sont extrêmement complexes. Différents scénarios ont des exigences différentes pour les indicateurs de réseau.

En conséquence, l'industrie a progressivement subdivisé les scénarios IoT en trois catégories : haut débit, moyen débit et faible débit :

La 5G haut débit traditionnelle ne peut pas répondre à tous les besoins de l'IoT. Par conséquent, tout comme le LTE lancera le NB-IoT et l’eMTC, la 5G doit également publier une version simplifiée. Il y a donc RedCap.

Selon le plan, avec le retrait de la 2G et de la 3G, la plupart des services IoT 2G et 3G seront migrés vers LTE Cat 1, LTE Cat 4 et NB-IoT (eMTC ne doit pas être utilisé en Chine). À l'avenir, les exigences LTE Cat 1 et Cat 4 (c'est-à-dire les exigences de vitesse moyenne et moyenne-élevée) migreront progressivement vers RedCap. RedCap travaillera avec la 5G haut débit pour soutenir le développement futur de l'ensemble de l'Internet des objets.

█ Quelles sont les caractéristiques techniques de RedCap ?

RedCap est une technologie qui recherche un équilibre entre performances, consommation d'énergie et coût.

Ses performances se situent entre eMBB et NB-IoT ;

Son taux de bande passante est inférieur à celui de l'eMBB, mais bien supérieur à celui du LPWA

Sa consommation électrique et son coût sont supérieurs à ceux du LPWA, mais bien inférieurs à ceux de l'eMBB ;

Cet état d’équilibre entre vitesse, consommation d’énergie et coût convient à de nombreux scénarios IoT particuliers.

Les capacités de RedCap sont très « équilibrées » (la ligne jaune est RedCap)

Nous pouvons analyser en détail comment RedCap est rationalisé.

Tout d’abord, la bande passante spectrale de RedCap est plus petite. Dans la bande de fréquences inférieure à 6 GHz, la bande passante de RedCap est de 20 MHz, ce qui est inférieur aux 100 MHz de la 5G traditionnelle. La version 18 de 3GPP prévoit également un Redcap plus léger avec une bande passante de 5 MHz.

Deuxièmement, RedCap réduit le nombre d'antennes d'émission et de réception et réduit le nombre de couches MIMO. Pour la bande de fréquences inférieure à 6 GHz, la liaison de réception du terminal RedCap peut être réduite à 1 ou 2, et le MIMO de liaison descendante correspondant est réduit à la réception de couche 1 ou de couche 2. De cette manière, les exigences de capacité pour l'émetteur-récepteur RF du terminal et le module de traitement en bande de base sont réduites.

Troisièmement, RedCap adopte 64QAM, une méthode de modulation plus simple, ce qui signifie également que les exigences en matière de fréquence radio et de bande de base sont considérablement réduites.

Quatrièmement, RedCap a introduit certaines méthodes d'économie d'énergie, telles que des fonctionnalités de réception discontinue améliorées (eDRX) et un mode veille plus long, permettant aux terminaux de réduire la consommation d'énergie et d'obtenir une durée de vie plus longue de la batterie.

Sur la base des changements ci-dessus, il est prévu que la complexité de RedCap sera considérablement réduite par rapport aux terminaux du réseau public 5G. Les coûts liés à la bande de base et aux fréquences radio ont également été considérablement réduits.

Il convient particulièrement de mentionner que RedCap peut être mis à niveau et introduit en douceur sur la base du réseau 5G existant, et ne nécessite pas de transformation majeure du réseau existant. Basé sur le système 5G, RedCap peut toujours mettre en œuvre des fonctions améliorées telles que le découpage 5G, le réseau local 5G, la synchronisation de haute précision et l'uRLLC à la demande pour répondre aux besoins des applications industrielles dans différents domaines.

█ Dans quels scénarios RedCap peut-il être utilisé ?

3GPP donne officiellement trois types de scénarios d'application pour RedCap, à savoir : les appareils portables, les capteurs industriels et la transmission vidéo.

Les terminaux de montre intelligente sont des appareils portables typiques. Ce type de terminal n'a pas d'exigences de vitesse élevée, mais est très sensible à la consommation d'énergie, il convient donc d'utiliser RedCap.

Les capteurs industriels appartiennent au domaine industriel. Les types couramment utilisés comprennent les capteurs de température et d'humidité, les capteurs de pression, les capteurs de mouvement, les accéléromètres, les entraînements, etc. L'échelle d'application de ces terminaux de capteurs est très large et n'a pas d'exigences élevées en matière de vitesse et de retard, mais est sensible à la consommation d'énergie et au coût.

La transmission vidéo est familière à tout le monde. Il est divisé en différentes catégories. Certains sont des modèles haut de gamme (7,5-25 Mbps), ultra haute définition 4K/8K, et d'autres sont en haute définition ou définition standard, qui sont une surveillance économique (2-4 Mbps). Dans les applications pratiques, il existe de nombreuses applications de surveillance économiques, RedCap convient donc.

En plus des scénarios ci-dessus, RedCap a également de très larges perspectives de développement dans les domaines du contrôle industriel (automatisation industrielle, intelligence), de l'énergie et de l'électricité, et de l'Internet des véhicules.

Ces scénarios ne nécessitent que des taux de transmission moyens ou faibles, mais il existe une plus grande demande pour la 5G à faible latence et haute fiabilité, le découpage du réseau, le LAN 5G et d'autres fonctions.

█ Comment avance l'industrialisation de RedCap ?

RedCap est figé dans la version 3GPP R17, ce qui signifie que la standardisation de RedCap est terminée.

Cependant, il faudra environ 1 à 2 ans entre le gel des normes et l’industrialisation initiale. Par conséquent, au cours du second semestre de l’année dernière, nous n’avons pas vu de produits liés à RedCap.

Maintenant, à l’aube de 2023, l’industrialisation de RedCap a commencé à s’accélérer.

Le 27 février, Quectel, un fournisseur mondial de solutions globales IoT, a officiellement lancé la série de modules 5G RedCap-Rx255C, comprenant deux versions : RG255C et RM255C.

Cette série de modules est basée sur Qualcomm Snapdragon®

La série Rx255C prend en charge le mode 5G autonome (SA) avec une bande passante maximale de 20 MHz et une bande passante de fréquence ciblant tous les marchés mondiaux. Le module est également compatible avec les réseaux LTE, couvrant presque tous les principaux opérateurs du monde.

En termes de vitesse, cette série de modules peut atteindre un débit de données théorique de pointe en liaison descendante d'environ 220 Mbps et un débit de données en liaison montante d'environ 100 Mbps, ce qui est suffisant pour répondre aux besoins des applications IoT, telles que les robots, les DTU, drones et ports intelligents, réseaux intelligents, appareils portables AR/VR, ordinateurs portables éducatifs et autres appareils mobiles à large bande à vitesse moyenne.

Basé sur la norme RedCap, le Rx255C optimise le nombre d'antennes et la bande passante d'émission et de réception, et fournit une modulation 64QAM/256QAM (en option), optimisant considérablement le coût et la taille. De plus, le niveau d'intégration élevé et l'architecture unique du Snapdragon X35 permettent d'atteindre une faible consommation d'énergie pour les produits modulaires et peuvent également aider la plupart des nouvelles catégories de terminaux à obtenir des fonctions 5G.

En termes de fonctionnalités, la série Rx255C prend en charge le GNSS double fréquence L1+L5, qui peut fournir des services de positionnement précis pour les terminaux intelligents. Dans le même temps, afin de faciliter le développement des clients, le module fournit des interfaces PCIe 2.0, USB 2.0 et autres, ainsi que des fonctions supplémentaires, notamment VoLTE et DFOTA.

Afin d'aider les clients à mieux concevoir leurs produits, Quectel propose également une variété d'antennes 5G hautes performances, ce qui améliore considérablement les performances de connexion sans fil. Les fabricants de terminaux peuvent regrouper le module Rx255C avec l’antenne et les services de précertification de Quectel, réduisant ainsi considérablement le coût global de leurs produits et raccourcissant les délais de mise sur le marché.

Selon les informations divulguées par Quectel, ils fourniront des échantillons techniques des modules des séries RG255C et RM2550C au cours du premier semestre 2023 pour que les clients puissent les évaluer et les tester.

La sortie du module RedCap est une étape clé vers la réalisation de l'interconnexion de tout à l'ère de la 5G. Comme l'a déclaré Qian Penghe, PDG de Quectel : « De nombreux scénarios IoT ont de faibles exigences en matière de bande passante mais sont sensibles au coût et à la consommation d'énergie. La série Rx255C atteint un bon équilibre entre coût et performances et peut cibler Résoudre les problèmes rencontrés par ces industries dans des mises à niveau intelligentes et prennent en charge le déploiement à grande échelle de la technologie 5G dans davantage de domaines d'application.

█ Conclusion

À l'aube de 2023, la transformation numérique mondiale déclenchera une nouvelle vague. Tous les horizons continueront de renforcer l'intégration de la technologie des TIC et de leurs propres industries, et d'explorer l'autonomisation de leurs propres industries traditionnelles grâce à la technologie numérique.

La technologie de connexion réseau représentée par RedCap accélérera ce processus permettant.

Nous attendons avec impatience la maturité rapide de l'écosystème de RedCap et espérons que l'industrie lancera davantage de produits et de solutions RedCap dès que possible pour aider l'ère du « tout connecté » à arriver le plus tôt possible !

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