5G RedCap-teknologien er designet til at slå bro mellem de energibesparende og ultrahurtige netværk, og det åbner døren til en helt ny generation af IoT-produkter. I det følgende skal vi se, hvordan teknologien revolutionerer hele 5G-økosystemet og løfter IoT-applikationer til et helt nyt niveau
Artiklen har været bragt i Aktuel Elektronik nr. 7 – 2025 og kan læses herunder uden illustrationer
(læs originaludgaven her)
Af Luisa Letzgus, corporate product manager Wireless, Rutronik
LTE (Long Term Evolution) er en etableret trådløs kommunikationsstander, der pålideligt supporterer en lang række hverdagsapplikationer, som kræver mellemhøje datarater. Applikationer, som kræver høje hastigheder eller stiller mere specifikke krav, vil dog nok have mere brug for 5G som en mere egnet mulighed. 5G giver en betydeligt højere båndbredde og lavere latency, så man opnår hurtigere datatransmission og kommunikation tæt på real-time. Det er afgørende til support af flere applikationer som AR (Augmented Reality), VR (Virtual Reality), autonom kørsel og flere slags Internet of Things (IoT) formål. 5G giver en række fordele med hensyn til hastighed, kapaciteter og latency, men medfører selvfølgelig også et ganske højt kompleksitetsniveau.
5G RedCap, også kaldet 5G NR-Light, er designet specifikt til IoT-bredbåndsapparater som wearables, videoovervågningssystemer og industrielle sensorer, som kræver et højere data-throughput og transmissionsrater sammen med en lavere latency. Med hensyn til ydelse placerer det 5G RedCap mellem de højt udviklede 5G-applikationsprofiler (eMBB og uRLLC) og de energieffektive IoT-teknologier (LTE-M og NB-IoT). 5G RedCap er derfor ideel til applikationer, der på nuværende tidspunkt er baseret på LTE Cat 1 eller Cat 4.
Ifølge analyseinstituttet Omdia vil 5G eRedCap-moduler udgøre rundt regnet 18 procent af det totale mobile modulmarked omkring år 2030. Det er perfekt til IoT-applikationer, som ikke kræver en ultralav latency, men som alligevel har brug for et tilstrækkeligt højt data-throughput, og teknologien giver da også en optimal blanding af priseffektivitet, ydelse og energieffektivitet. Desuden er 5G RedCap den første 5G-teknologi, der tilbyder energibesparende funktioner (RRM relaxation, DRX). Tabellen viser specifikationer og forskellene mellem LTE, 5G og 5G RedCap.
Fordele ved 5G-baserede teknologier
Antallet af netværksforbundne produkter og datamængderne i den digitale verden stiger kontinuert. Netværkskapaciteten bliver derfor en tilsvarende mere vigtig faktor. Takket være den øgede netværkskapacitet i 5G og 5G RedCap kan flere apparater være forbundet samtidigt uden tab af ydelse. Det gør en sømløs konnektivitet i miljøer med en stor produkttæthed af netværksapparater – som i smart city-miljøer, industri 4.0 eller ved større events – til en reel mulighed.
De højere datarater og den betydeligt øgede båndbredde i 5G og 5G RedCap giver utallige fordele for såvel udbydere som brugere. Eksempelvis kan store filer downloades på få sekunder, eller højopløste videoer kan streames uden forsinkelse. Det sikrer en jævn og god ydelse i applikationer som AR, VR og cloud gaming.
En reduceret latency giver en bedre udnyttelse af båndbredden og minimerer flaskehalse på nettet. Det medfører en mere stabil og pålidelig generel datatransmission. Real-time informationstransmission vil også være mulig, og dét er afgørende i applikationer som autonome biler, telemedicin og industriel automation.
5G RedCap giver desuden ekstra funktioner, der er specifikt udviklet til industrielle applikationer. Det omfatter såkaldt netværks-slicing – en funktion, hvor et enkelt netværk kan opdeles i multiple virtuelle netværk til support af applikationer med flere specifikke behov. Desuden giver 5G RedCap bedre sikkerhedsfunktioner samt en bedre integration af IoT-produkter på netværket. Sammenlignet med de nuværende LTE-standarder vil RedCap kunne forbedre ydelsen især på uplink-siden, hvilket er vitalt i router gateway-applikationer. Samtidigt løftes effektiviteten, hvilket er kritisk for batteriforsynede produkter som kameraer og telemetriske enheder. RedCap-apparater profiterer desuden af egenskaberne i 5G-implementeringer, og anvender kun en subset af funktioner for at give en perfekt balance mellem funktion, pris og forbrug. Typiske RedCap-apparater er wearables, sensorer, moniteringssystemer og andre IoT-produkter.
Forskelligheder i applikationer fra wearables til AI
IoT refererer til netværket af fysiske apparater og objekter, der er i stand til at kommunikere med hinanden via internettet. 5G etablerer forbindelsen og styrer et stort antal af IoT-produkter i real-time. På den måde kan smarte produkter som wearables og konnekterede biler uden besvær integreres i vores hverdag. 5G RedCap-systemet er et nøglemodul i denne proces. 5G RedCap giver en platform for effektiv brug af ressourcer med energistyring i IoT-netværkerne. IoT-produkter kan dermed også styres mere intelligent for at forbedre energieffektiviteten med en længere batterilevetid til følge.
Rollout af 5G-netværkene vil øge effektiviteten og bæredygtigheden ikke kun i smarte hjem, men i hele byer. Sensorer og IoT-apparater vil monitere og optimere alle forhold i vores urbane liv inklusive trafik, energiforsyning, affaldshåndtering og sikkerhed i det offentlige rum. 5G RedCap-systemet letter integration og styring af en lang række services og applikationer på én fælles platform. På den måde kan byer og virksomheder anvende deres ressourcer mere effektivt og forbedre livskvaliteten for befolkningen med afsæt i kvalificerede beslutninger.
Industriel automation involverer brugen af teknologier som sensorer, aktuatorer og styringer, der automatiserer de industrielle processer og systemer. Med 5G kan disse processer endda gøres endnu mere effektive og fleksible. Hurtig og pålidelig datatransmission letter real-time transmissionen af store datamængder med en mere præcis styring og monitering af maskiner og systemer som en naturlig konsekvens. Med brug af RedCap kan virksomheder optimere deres produktionsprocesser yderligere, reducere energiforbruget og skære af driftsomkostningerne.
RedCap-systemet er også en nøglekomponent i 5G-infrastrukturen i de stadigt mere vigtige industrielle områder som AI og robotter. Det er især hér, at systemet leverer en platform til effektiv ressource- og energihåndtering. Faktisk er den pålidelige transmission af store datamængder i real-time i stand til booste responstiden for AI-systemer betydeligt, så interaktionen med robotter bliver mere effektiv.
Opsummering
Ved at kombinere 5G og 5G RedCap kan virksomheder skabe innovative løsninger til de industri 4.0-applikationer, som kræver robust og pålidelig trådløs konnektivitet. Disse teknologier gør det også muligt at optimere fremstillingsprocesserne med et løft af effektivitet, ligesom det giver adgang til nye forretningsmuligheder. Og mere end dét: En anden version af 5G RedCap, eRedCap (enhanced RedCap), er for tiden under udvikling med forventet lancering som 3GPP Release 18. Med data-throughputs på 10Mbps/5Mbps (DL/UL) giver det yderligere potentiale for energioptimering. HF-båndbredden er sat til at forblive på 20MHz. Kommerciel tilgængelighed forventes omkring 2026. Takket være innovationer inden for IoT-segmentet vil 5G eRedCap-modulet forventet udgøre 18 procent af det totale mobile modulmarked i 2030.
Billedtekster:
1: Tabellen viser en sammenligning af LTE, 5G og 5G RedCap.
2: Første generation af 5G IoT-services har givet et hul i markedet for mellemhøje hastigheder og datarater. NR RedCap udfylder dette hul med en række IoT bruger-cases, som for nuværende er supporteret af LTE Cat 1 og Cat 4. (Kilde: Telit Cinterion).
3: FE910C04 (venstre) og FN920C04 (højre) gør 5G konnektivitet med mellemhøje hastigheder mulig med afsæt i den nyeste 3GPP Release 17 RedCap-teknologi. Det er industrielt specificerede, robuste moduler, der egner sig til global brug, og de har en forbedret uplink-ydelse og energibesparende funktioner samt et LTE Cat 4 fallback for at give den bedste dækning. (Kilde: Telit Cinterion).
4: Disse data-cards (FN990A40/A28, FN990A40-HP/A28-HP, LTE/5G) er udgangspunkt for IoT, forretningsapplikationer og video. De sikrer en øjeblikkelig adgang til fordelene ved 5G og Gigabit LTE. (Kilde: Telit Cinterion).
