RUTRONIK GmbH
Avtorica: Luisa Letzgus, vodja oddelka za brezžične izdelke v podjetju Rutronik
Tehnologija 5G RedCap je zasnovana za premostitev vrzeli med energetsko varčnimi in ultra hitrimi omrežji, s čimer odpira vrata novi generaciji IoT naprav. Odkrijte, kako bo ta tehnologija revolucionarno spremenila ekosistem 5G in aplikacije IoT dvignila na povsem novo raven.
Več kot le nadomestek za 4G LTE
LTE (long term evolution) je uveljavljen standard brezžične komunikacije, ki zanesljivo podpira široko paleto vsakodnevnih aplikacij, ki zahtevajo srednje hitrosti prenosa podatkov. Vendar pa je za aplikacije, ki zahtevajo visoke hitrosti ali imajo posebne zahteve, 5G lahko bolj primerna izbira. Na primer, 5G zagotavlja bistveno večjo pasovno širino in manjšo zakasnitev, kar omogoča hitrejši prenos podatkov in komunikacijo v skoraj realnem času. To je ključnega pomena za podporo različnih aplikacij, vključno z razširjeno resničnostjo (AR), virtualno resničnostjo (VR), avtonomno vožnjo in internetom stvari (IoT). 5G ponuja številne prednosti v smislu hitrosti, zmogljivosti in zakasnitve, vendar uvaja tudi znatno raven zapletenosti.
5G RedCap, imenovan tudi 5G NR-Light, je zasnovan posebej za širokopasovne naprave IoT, kot so nosljive naprave, sistemi za video nadzor in industrijski senzorji, ki potrebujejo višjo prepustnost podatkov in hitrost prenosa ter nižjo zakasnitev. Glede na svojo zmogljivost se 5G RedCap uvršča med visoko razvite profile aplikacij 5G (eMBB in uRLLC) in energetsko učinkovite tehnologije IoT (LTE-M in NB-IoT). 5G RedCap je idealen za aplikacije, ki trenutno temeljijo na LTE Cat 1 ali Cat 4.
Po podatkih Omdia bodo moduli 5G RedCap do leta 2030 predstavljali 18 odstotkov vseh pošiljk mobilnih modulov. To je idealno za aplikacije IoT, ki ne zahtevajo izjemno nizke zakasnitve, vendar še vedno potrebujejo zadostno prepustnost podatkov, saj ta tehnologija zagotavlja optimalno kombinacijo stroškovne učinkovitosti, zmogljivosti in energetske učinkovitosti. Poleg tega je 5G RedCap prva 5G tehnologija, ki ponuja funkcije za varčevanje z energijo (RRM relaxation, DRX). Tabela 1 prikazuje specifikacije in razlike med LTE, 5G in 5G RedCap.
Prednosti tehnologij, ki temeljijo na 5G
Število omrežnih naprav in količina podatkov v našem digitalnem svetu nenehno naraščata. Zato postaja zmogljivost omrežja vse pomembnejša. Zahvaljujoč povečani zmogljivosti omrežja 5G in 5G RedCap je mogoče hkrati povezati več naprav brez izgube zmogljivosti. To omogoča neprekinjeno povezljivost v okoljih z visoko gostoto omrežnih naprav, na primer v pametnih mestih, aplikacijah Industry 4.0 ali na večjih dogodkih.
Hitrejše hitrosti prenosa podatkov in bistveno povečana pasovna širina 5G in 5G RedCap prinašajo številne dodatne prednosti tako za podjetja kot za končne uporabnike. Na primer, velike datoteke je mogoče prenesti v nekaj sekundah ali pa je mogoče brez zamude pretakati videoposnetke z visoko ločljivostjo. To omogoča nemoteno delovanje aplikacij, kot so AR, VR in igranje v oblaku.
Zmanjšana zakasnitev omogoča učinkovitejšo uporabo pasovne širine in zmanjšuje preobremenjenost omrežja. To na splošno zagotavlja stabilnejši in zanesljivejši prenos podatkov. Omogočen bo tudi prenos informacij v realnem času, kar je ključnega pomena za aplikacije na področjih avtonomne vožnje, telemedicine in industrijske avtomatizacije.
5G RedCap ponuja dodatne funkcije, ki so bile posebej razvite za industrijske aplikacije. To vključuje mrežno rezanje, funkcionalnost, ki omogoča razdelitev enega omrežja na več virtualnih omrežij za podporo različnim aplikacijam s specifičnimi zahtevami. Poleg tega 5G RedCap ponuja izboljšane varnostne funkcije in boljšo integracijo IoT naprav v omrežje. V primerjavi s sedanjimi standardi LTE bo RedCap izboljšal zmogljivost, zlasti v uplinku, ki je ključnega pomena za aplikacije usmerjevalnikov-vrat, hkrati pa povečal učinkovitost, ki je bistvena za naprave na baterijski pogon, kot so kamere in telematske enote. Naprave RedCap izkoriščajo zmogljivosti implementacij 5G, hkrati pa uporabljajo le del njegovih funkcij, da dosežejo popolno ravnovesje med funkcionalnostjo, stroški in porabo energije. Tipične naprave RedCap so nosljive naprave, senzorji, sistemi za spremljanje in druge naprave IoT.
Raznolike aplikacije, od nosljivih naprav do umetne inteligence
IoT se nanaša na povezovanje fizičnih naprav in predmetov, ki lahko med seboj komunicirajo prek interneta. 5G omogoča povezovanje in nadzor velikega števila naprav IoT v realnem času. To omogoča enostavno vključevanje pametnih naprav, kot so nosljive naprave in povezana vozila, v naše vsakdanje življenje. Sistem 5G RedCap je ključni modul v tem procesu. Ponuja platformo za učinkovito upravljanje virov in energije v omrežjih IoT. Naprave IoT je mogoče upravljati na bolj inteligenten način, da se izboljša energetska učinkovitost in podaljša življenjska doba baterije.
Uvedba omrežij 5G bo izboljšala učinkovitost in trajnost ne le pametnih domov, ampak celotnih mest. Senzorji in naprave IoT spremljajo in optimizirajo različne vidike mestnega življenja, vključno s prometom, porabo energije, ravnanjem z odpadki in javno varnostjo. Sistem 5G RedCap olajšuje integracijo in upravljanje različnih storitev in aplikacij na skupni platformi. To mestom omogoča učinkovitejšo rabo virov in izboljšanje kakovosti življenja prebivalcev z informiranimi odločitvami.
Industrijska avtomatizacija vključuje uporabo tehnologij, kot so senzorji, aktuatorji in krmilni sistemi, za avtomatizacijo industrijskih procesov in sistemov. Z 5G lahko ti procesi postanejo še učinkovitejši in prožnejši. Hiter in zanesljiv prenos podatkov omogoča prenos velikih količin podatkov v realnem času, kar omogoča natančnejše krmiljenje in spremljanje strojev in sistemov. Z uporabo RedCap lahko podjetja dodatno optimizirajo svoje proizvodne procese, zmanjšajo porabo energije in znižajo obratovalne stroške.
Sistem RedCap je tudi ključni sestavni del infrastrukture 5G na vse pomembnejših področjih umetne inteligence (AI) in robotike. Tu sistem zagotavlja platformo za učinkovito upravljanje virov in energije. Zanesljiv prenos velikih količin podatkov v realnem času namreč izboljša odzivne čase sistemov AI, kar poveča učinkovitost interakcij z roboti.
Povzetek
S kombinacijo 5G in 5G RedCap lahko podjetja ustvarijo inovativne rešitve za aplikacije Industrije 4.0, ki zahtevajo robustno in zanesljivo brezžično povezljivost. Te tehnologije jim omogočajo tudi izboljšanje proizvodnih procesov, povečanje učinkovitosti in odprtje novih poslovnih priložnosti.
In to še ni vse: trenutno se razvija še ena različica 5G RedCap, eRedCap (izboljšani RedCap), ki bo predstavljena v 3GPP Release 18. S hitrostjo prenosa podatkov 10 Mbps/5 Mbps (DL/UL) ponuja dodatne možnosti za varčevanje z energijo. HF pasovna širina bo ostala 20 MHz. Komercialna razpoložljivost se pričakuje v letu 2026. Zahvaljujoč inovacijam v segmentu IoT se pričakuje, da bodo moduli 5G eRedCap do leta 2030 predstavljali 18 odstotkov vseh pošiljk mobilnih modulov.
