Was ist 5G RedCap oder NR Light?
5G RedCap ist eine Technologie, die in 3GPP Release 17 mit dem Hauptziel eingeführt wurde, eine vereinfachte Version von 5G für Geräte bereitzustellen, die nicht die volle 5G-Funktionalität, aber dennoch eine starke Konnektivität benötigen. Herkömmliche 5G-Geräte (z. B. eMBB) unterstützen zwar sehr hohe Datenraten, aber ihre Designkomplexität, ihr Energieverbrauch und ihre Kosten sind für einige Anwendungen zu hoch. RedCap hingegen vereinfacht das Design des Geräts und reduziert die Datenübertragungskapazität und den Platzbedarf für Netzwerkressourcen, wodurch Energieverbrauch und Kosten gesenkt werden.
RedCap ist bekannt als Reduced Capability NR Devices, auch bekannt als NR-Light, und zielt auf Szenarien mit mittleren Datenratenanforderungen, wie z. B. Smart Wearables, industrielles IoT, IoT in Fahrzeugen und bestimmte medizinische Geräte.
Die 5G-Spezifikation sieht drei erste Anwendungsfälle vor: eMBB (Enhanced Mobile Broadband), uRLLC (Ultra-Reliable Low-Latency Communications) und mMTC (Massive Machine Type Communications). eMBB bietet höhere Datenraten und eine verbesserte Latenzzeit. uRLLC bietet die geringstmögliche Latenzzeit, die höchste Netzzuverlässigkeit und ein robustes Sicherheitsniveau, während mMTC einen extrem niedrigen Stromverbrauch und eine verbesserte Abdeckung in Gebäuden bietet.
Was macht 5G RedCap einzigartig?
Niedrige Latenzzeit: RedCap-Geräte zeichnen sich durch Anwendungsszenarien mit niedrigen Latenzanforderungen aus und eignen sich daher für IoT-Anwendungen, die eine schnelle Reaktion erfordern, wie z. B. industrielle Steuerungs- und Automatisierungsgeräte.
Verlässlichkeit: Die hohe Zuverlässigkeit von RedCap gewährleistet eine stabile Kommunikation in unternehmenskritischen Szenarien und eignet sich daher für Anwendungen, die eine hohe Stabilität erfordern, wie z. B. die Sicherheitsüberwachung und Telemedizin.
Datenrate in der Spitze: Aufgrund der im Vergleich zu anderen 5G-Geräten niedrigeren Spitzendatenrate eignet sich RedCap für IoT-Anwendungen, die keine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung erfordern, wie z. B. Sensoren und Geräte zur Umweltüberwachung.
Breiter Geltungsbereich: Auch wenn die Reichweite von RedCap nicht so gut ist wie die von herkömmlichem 5G, ist sie doch groß genug für Geräte in unterschiedlichen Umgebungen, etwa in städtischen und ländlichen Gebieten.
Lebensdauer der Batterie: RedCap unterstützt einen niedrigen Stromverbrauch und eignet sich daher für Geräte, die eine lange Batterielebensdauer benötigen, wie z. B. IoT-Terminals. Dies ist besonders wichtig in Szenarien, in denen es schwierig ist, Batterien häufig zu ersetzen.
Geringe Kosten: Die kostengünstigen Eigenschaften von RedCap reduzieren die Herstellungs- und Betriebskosten von Geräten und machen sie ideal für groß angelegte IoT-Implementierungen und Edge-Computing-Geräte.
Jede Technologie ist auf ein bestimmtes Marktsegment ausgerichtet und bietet ihren Nutzern eine breite Palette von Möglichkeiten. Dennoch gibt es noch Lücken bei einigen IoT- und Verbraucheranwendungen in Bereichen wie industrielle Überwachung und Steuerung, Telematik, Videoüberwachung, Sensornetzwerke und Wearables.
Vergleich der Funktionalitäten
R18, R17, R16, R15, NB-IoT und LTE-M sind verschiedene Kommunikationstechnologien für 5G-Netze und IoT-Anwendungen mit eigenen Merkmalen und Anwendungsszenarien, die von 5G NR mit hohen Datenraten und geringer Latenz bis zu NB-IoT und LTE-M mit geringem Stromverbrauch und massiver Konnektivität reichen.
| Merkmal | LTE-M (Kat. M1) | NB-IoT (Kat. NB1) | R15/16 NR eMBB | R17 NR RedCap | R18 NR RedCap (Erwartet) |
| Bandbreite | 1,4 MHz | 180 kHz | 100 MHz (FR1) / 200 MHz (FR2) | 20 MHz (FR1) / 100 MHz (FR2) | 20 MHz oder 5 MHz (FR1) |
| Duplexing-Modus | FD/HD-FDD, TDD | HD-FDD, TDD | FD-FDD, TDD | FD/HD-FDD, TDD | FD/HD-FDD, TDD |
| Benutzer-Antenne | 1T1R | 1T1R | 1T2R (FDD)/1T4R (TDD) | 1T1R/1T2R | 1T1R/1T2R |
| Maximale Modulationsfolge | 16QAM | QPSK | 256QAM (DL), 64QAM (UL) | 64QAM (256QAM optional) | 64QAM (256QAM optional) |
| Spitzen-Datenrate - DL | 588 kbps | 26 kbps | 2,3 Gbit/s | 220 Mbit/s | 10 Mbit/s |
| Spitzen-Datenrate - UL | 1119 kbps | 66 kbps | 468 Mbit/s | 120 Mbit/s | 10 Mbit/s |
Schlussfolgerung
NR-RedCap steigert die Entwicklung und Bedeutung der 5G-Konnektivität für IoT-Anwendungen im mittleren Bereich. NR-RedCap adressiert den Bedarf an einer Konnektivitätslösung, die als kritische Brücke im 5G-Raum zwischen LTE-M/NB-IoT und eMBB/URLLC-Funktionalität dient und auf IoT-Anwendungen zugeschnitten ist, die von den Fortschritten von 5G profitieren, ohne dass eine vollständige eMBB- oder URLLC-Funktionalität erforderlich ist. Die Verbesserungen in R18 sollen die Gerätearchitekturen vereinfachen, die Netzwerkintegration verbessern, energieeffiziente Funktionen einführen und flexible Bereitstellungsoptionen bieten, um die sich entwickelnden IoT-Anforderungen zu erfüllen.
