◎ 本刊記者 白 靜
我國5G 商用四年以來,5G 應用呈現(xiàn)“百花齊放”的發(fā)展態(tài)勢,應用案例累計超過5 萬個,已融入97 個國民經濟大類中的60 個,覆蓋國內31 個省、直轄市、自治區(qū)和香港、澳門特別行政區(qū)及中國臺灣,我國5G 應用整體進入規(guī)?;l(fā)展的關鍵期。截至2023 年9 月底,累計建成開通5G 基站318.9 萬個,5G 移動電話用戶達7.37億戶,5G 標準必要專利聲明數(shù)量全球占比達42%,5G 應用已廣泛融入67 個國民經濟大類……這是我國5G 建設應用的最新進展。
在5G 應用推廣過程中,終端成為5G 與行業(yè)融合的“錨點”,融合終端的成本高、研發(fā)難等問題成為制約5G應用規(guī)?;闹饕蛩兀酒杀靖?、功能冗余、生態(tài)缺乏又成為其中的關鍵。
為了打破上述產業(yè)瓶頸、大力推動5G 應用規(guī)?;l(fā)展,工信部日前印發(fā)《關于推進5G 輕量化(RedCap)技術演進和應用創(chuàng)新發(fā)展的通知》(以下簡稱《通知》),提出到2025 年,5G 輕量化新產品、新模式不斷涌現(xiàn),融合應用規(guī)模上量,安全能力同步增強,打造完整產業(yè)體系。此舉的重要目的之一在于凝聚“產學研用”共識,匯聚各方力量共同推進5G 輕量化(RedCap,ReducedCapability)芯片技術演進、產品研發(fā)并構建豐富的產業(yè)生態(tài),實現(xiàn)芯片的低價、高質量供給,降低行業(yè)5G 應用成本。
5G 輕量化技術是3GPP 針對中高速連接專門立項研究的一種新技術標準,是簡化版的5G。5G RedCap 在Sub-6GHz 頻段的帶寬只有傳統(tǒng)5G 的1/5,即20MHz;減少了終端接收天線數(shù)量和MIMO 層數(shù),支持“1 收”或“2收”;最大調制階數(shù)從256QAM 降至64QAM,并支持半雙工模式等。通過對硬件及功能的精簡,5G RedCap 模組的成本相比現(xiàn)有5G 模組降低了一半,規(guī)模商用的模組價格可以與Cat.4 相當,并使5G 模組成本在未來三年內下降到100 元以下。
為什么要推出5G 輕量化技術呢?這是因為在5G 應用的前期推廣過程中,行業(yè)應用市場呈現(xiàn)規(guī)模大、碎片化嚴重、行業(yè)終端類型多、價格敏感等特點,且80%以上的應用場景不需要使用5G 的全部功能及性能。
因此,供給側企業(yè)短時間內無法通過規(guī)模出貨來降低成本,需求側企業(yè)又不想為冗余功能及性能買單,這就造成5G 以模組方式與行業(yè)終端融合時,垂直行業(yè)都覺得貴,不愿意使用5G。
據(jù)信通院發(fā)布的行業(yè)終端成本分析,在通信方面,5G 模組成本的70%來自于芯片,芯片的價格直接決定了垂直行業(yè)使用5G 的硬件成本,需要對現(xiàn)有5G 進行精簡。
面對產業(yè)訴求,3GPP 在R17 版本中規(guī)劃了5G RedCap 標準,已于2022 年6 月凍結。該標準規(guī)定了5G RedCap 的技術指標、能力,并明確5GRedCap 主要面向可穿戴設備、工業(yè)傳感器和視頻監(jiān)控三類業(yè)務。
3GPP R17 版本的凍結標志著5G RedCap 正式進入產業(yè)化階段。從往年標準和芯片的發(fā)展情況看,標準凍結到芯片落地的周期是2 年左右,但對于5G RedCap,我國產業(yè)界呈現(xiàn)加速推進的態(tài)勢。
在產品研發(fā)方面,2022 年11 月,我國IMT-2020(5G)推進組完成5G RedCap 各項關鍵技術試驗。華為、中興通訊、中信科移動、愛立信和諾基亞貝爾等5 家網絡設備廠商,完成了網絡側的5G RedCap 關鍵技術功能和外場性能驗證;紫光展銳、翱捷科技、vivo、必博科技等國內芯片及終端廠商,基于5GRedCap 測試終端或原型驗證平臺完成了關鍵技術功能驗證。
在產業(yè)生態(tài)方面,2023 年我國5G RedCap 產業(yè)生態(tài)初見端倪。在芯片方面,高通、聯(lián)發(fā)科技、紫光展銳、翱捷科技等主流芯片企業(yè)積極投入研發(fā);在模組方面,中國電信、中國移動、中國聯(lián)通、移遠通信、美格智能、廣和通、鼎橋等企業(yè)的5G RedCap 模組陸續(xù)問世;在終端方面,大華、南瑞、利爾達、宏電、四信、中微普業(yè)等終端企業(yè)相繼推出5G RedCap 終端20 余款。此外,在產品落地驗證方面,國內四大運營商攜手華為、中興通訊及終端合作伙伴,圍繞電力、工業(yè)、視頻監(jiān)控等重點領域完成10 余次5G RedCap 試商用現(xiàn)場驗證。
雖然5G RedCap在技術和產業(yè)方面的探索實踐不少,但是業(yè)內對其發(fā)展規(guī)模和前景一直存在較多爭議。這是市場碎片化、投資回收長期化及前景不確定性等因素導致的。為此,《通知》從技術產業(yè)、應用規(guī)模、產業(yè)生態(tài)等方面提出了發(fā)展目標,堅定產業(yè)的信心,有利于推動5G RedCap 技術演進和應用創(chuàng)新,使之在新型基礎設施建設、傳統(tǒng)產業(yè)轉型升級、數(shù)字經濟與實體經濟深度融合等方面發(fā)揮積極作用。
《通知》明確了供給側、需求側及產業(yè)生態(tài)培育三方面的發(fā)展目標。
一是技術產業(yè)穩(wěn)步發(fā)展,為5G RedCap 應用提供供給側的產品保障?!锻ㄖ诽岢?,5G RedCap 標準持續(xù)演進,技術能力滿足多樣化場景需求,通過形成統(tǒng)一的標準指導終端研發(fā)和升級換代,提升產品質量,降低產品成本。同時《通知》明確提出,要豐富5G RedCap 終端類型形態(tài),形成100 款以上的商用產品,為5GRedCap 應用發(fā)展提供充足的產品保障。
二是應用規(guī)模持續(xù)增長,為5G RedCap 應用發(fā)展指明行業(yè)方向?!锻ㄖ诽岢?GRedCap 連接數(shù)實現(xiàn)千萬級增長的發(fā)展目標,激發(fā)了終端側廠商產品研發(fā)和生產制造的積極性。通過規(guī)劃工業(yè)、能源、物流、車聯(lián)網、公共安全、智慧城市等重點應用領域,為5G RedCap 應用創(chuàng)新發(fā)展指明行業(yè)方向;通過打造5 個以上實現(xiàn)百萬連接的5G RedCap 應用領域,起到示范標桿作用,引領5G RedCap 應用規(guī)模持續(xù)增長。
三是產業(yè)生態(tài)繁榮壯大,保障5G RedCap 應用持續(xù)快速發(fā)展?!锻ㄖ诽岢觯ㄔO面向5G RedCap 產業(yè)發(fā)展的技術和應用創(chuàng)新平臺、公共服務平臺,以共享的理念打破融合研發(fā)的技術及產業(yè)資源瓶頸。通過構建共享性平臺對外提供供需對接通道、產品研發(fā)指導、儀器儀表共享等服務,減輕企業(yè)參與5G RedCap 產業(yè)發(fā)展的人力、物力成本,加大對創(chuàng)新型中小企業(yè)的培育力度,吸引更多企業(yè)參與5G RedCap 應用發(fā)展,繁榮壯大5G RedCap 產業(yè)生態(tài)。
為了保障三大發(fā)展目標的落地,《通知》從標準制定、產業(yè)體系、網絡能力、應用創(chuàng)新、示范標桿、生態(tài)環(huán)境和安全保障七個方面進行了細致的任務規(guī)劃。
標準是產業(yè)統(tǒng)一的基礎,也是5G RedCap 真正實現(xiàn)落地的技術保障??紤]到5G RedCap 真正走進行業(yè)、走進各個應用場景,還需要各種適配和演進優(yōu)化,《通知》提出,制定基于3GPPR17 版本的5G RedCap 相關行業(yè)標準,加強跨部門、跨行業(yè)、跨領域5G RedCap 融合應用標準制定,保障產業(yè)落地。
2023 年4 月,中國通信標準化協(xié)會正式啟動了基于3GPP R17 版本的RedCap 終端設備及基站設備通信行標制定工作?!遁p量化(RedCap)終端設備技術要求(第一階段)》《6GHz 以下頻段基站設備技術要求(第三階段)》《輕量化(RedCap)終端設備測試方法(第一階段)第1部分:功能和網絡兼容性測試》《輕量化(RedCap)終端設備測試方法(第一階段)第2 部分:一致性測試》和《6GHz以下頻段基站設備測試方法(第三階段)》等標準預計于2023 年及2024 年完成并發(fā)布,初步形成指導RedCap 技術與產品研發(fā)的標準體系。
在行業(yè)標準方面,5G 應用產業(yè)方陣組織國家電網、大華等行業(yè)企業(yè),構建跨界的標準研討及制定機制,針對電力及視頻領域需求,組織開展《精簡化5G 芯片能力和技術要求》等標準的制定工作。
對于未來演進,我國也應依托中國通信標準化協(xié)會、5G 應用產業(yè)方陣等行業(yè)組織加強與垂直行業(yè)標準化組織協(xié)作,以垂直行業(yè)需求為牽引,構建跨界融合技術研究及標準制定的新模式,共同推動3GPP R18 及后續(xù)版本5G RedCap 國際標準的制定。
完備的產業(yè)體系是高質量供給的基礎,網絡是5G RedCap 應用的基礎?!锻ㄖ窂慕K端、網絡及行業(yè)融合三個層面布局,提升5G RedCap 產品供給能力和應用基礎,旨在構建5G RedCap 應用基礎保障體系。
在終端方面,鼓勵產業(yè)鏈上下游協(xié)同聯(lián)動,推進5G RedCap 產品研發(fā)和產業(yè)化應用,加快RedCap 與網絡切片、高精度定位、5G LAN(局域網)等5G 原生應用結合,豐富終端類型和產品形態(tài),降低芯片、模組成本。在網絡層面,雖然我國已建成全球技術最先進、規(guī)模最大的5G 網絡,實現(xiàn)“縣縣通5G”,但是5G 網絡尚未開展RedCap 能力升級,致使5G RedCap 應用難以商用;下一階段應鼓勵運營商按照適度超前的原則,分階段分區(qū)域開通5GRedCap 商用能力,推動主要城市實現(xiàn)5G RedCap 連續(xù)覆蓋,提升廣域物聯(lián)業(yè)務的連續(xù)性和可靠性。
在生態(tài)融合方面,開展跨界的5G Inside 等生態(tài)活動,以及供需對接、產品入庫等活動。目前5G 應用產業(yè)方陣已經聯(lián)合產業(yè)各方開展5G Inside 系列活動,在電力、視頻等領域開展了供需對接活動,三大運營商也已經開展5G Inside 產品推薦等活動。應用是5G RedCap 規(guī)?;慨a的產業(yè)牽引力,示范標桿是5G RedCap 應用的直接引導。
《通知》從行業(yè)應用、個人應用和標桿先行三個方面,積極拓展市場空間,樹立應用示范標桿,形成可復制推廣的解決方案,實現(xiàn)5G RedCap 規(guī)?;瘧?。在行業(yè)應用方面,通過征集5G RedCap 解決方案,打造場景化解決方案,賦能行業(yè)數(shù)字化轉型,推動工業(yè)、能源、物流、港口、車聯(lián)網、公共安全、智慧城市等領域的5G RedCap 應用拓展。在個人應用方面,推動可穿戴、智能家居等新型終端向5G RedCap 演進升級,探索5G 個人應用創(chuàng)新。在標桿先行方面,一是推動行業(yè)領軍企業(yè)打造模式創(chuàng)新、成效顯著、易復制推廣的5G RedCap 應用示范標桿,通過“頭部效應”,形成規(guī)?;瘧?。二是通過“綻放杯”5G 應用征集大賽、案例征集等活動,聚集優(yōu)秀案例和資源,樹立先進典型,引導各行業(yè)應用創(chuàng)新發(fā)展,加快形成一批實現(xiàn)百萬連接的5G RedCap 應用示范標桿。
目前5G 應用產業(yè)方陣正在進行5G RedCap 場景化需求及解決方案的研究和標準化工作,發(fā)布《精簡化5G芯片視頻及電力應用白皮書》等,并在第六屆“綻放杯”5G應用征集大賽中設置“5G 應用融合產品專題賽”,培育并篩選5G RedCap 相關產品及解決方案。
生態(tài)是產業(yè)發(fā)展的基礎,是產業(yè)繁榮的保障?!锻ㄖ诽岢?,構建融通發(fā)展的5G RedCap 生態(tài)環(huán)境,形成多種公共服務創(chuàng)新平臺,鼓勵行業(yè)領軍企業(yè)發(fā)揮產業(yè)優(yōu)勢,構建資源共享型公共服務平臺,培育5G RedCap 創(chuàng)新型中小企業(yè),形成大中小企業(yè)融通發(fā)展格局;鼓勵基礎電信企業(yè)、科研機構建設產業(yè)生態(tài)公共服務平臺,發(fā)揮IMT-2020(5G)推進組引導作用,持續(xù)推進規(guī)范制定、技術試驗等相關工作,加速5G RedCap 從標準向商用邁進;依托5G 應用產業(yè)方陣,推動各5G 創(chuàng)新中心搭建5G RedCap 應用測試床,提供技術咨詢、測試認證、供需對接等公共服務,定期發(fā)布5G RedCap 解決方案商名錄與典型應用解決方案,發(fā)布5G RedCap 產品目錄,提升5G 行業(yè)終端的行業(yè)辨識度與市場認可度。
IMT-2020(5G)推進組明確了我國5G RedCap 技術試驗規(guī)劃包括制定試驗規(guī)范和構建測試環(huán)境兩部分,并分兩個階段組織5G RedCap 技術與產品測試。2022 年面向典型應用場景,IMT-2020(5G)推進組制定關鍵技術測試規(guī)范,開展芯片終端和終端原型樣機測試;2023 年面向商用需求,重點驗證5GRedCap 商用和預商用設備的端到端功能,以及芯片終端和系統(tǒng)間的互操作能力。
5G 應用產業(yè)方陣成員單位中國信通院與鼎橋、華為、浙江移動等企業(yè)構建了成都及杭州聯(lián)合實驗室,向業(yè)界提供5G RedCap 模組、終端與解決方案的研發(fā)、調測等服務。
安全是5G 進入行業(yè)的前提?!锻ㄖ诽岢觯嵘?G RedCap 安全保障能力,鼓勵產業(yè)各界圍繞5G RedCap產品新特性,開展終端、網絡、平臺相關安全標準研制,加強5G RedCap 上線和試商用前的安全風險評估,提升5G RedCap 安全保障能力。
5G RedCap 技術演進和應用創(chuàng)新發(fā)展離不開良好的發(fā)展環(huán)境?!锻ㄖ窂恼?、監(jiān)測、人才、推廣等維度,為5G RedCap 提供了良好環(huán)境,明確提出鼓勵地方政府出臺配套政策,支持5G RedCap 網絡建設、產業(yè)培育、應用創(chuàng)新、安全保障和生態(tài)構建。
解決5G RedCap 融合難、市場難、選品難、成本高的“三難一高”潛在發(fā)展瓶頸,須全方位推動5G RedCap 技術與優(yōu)勢行業(yè)融合發(fā)展。同步開展5G RedCap 發(fā)展監(jiān)測評估,通過常態(tài)化跟蹤監(jiān)測產業(yè)、網絡質量和應用進展,支撐相關政策制定和產業(yè)活動,促進5G 應用規(guī)?;l(fā)展。此外,應加強5G 跨行業(yè)、跨領域的復合人才培養(yǎng),建立應用推廣機制,推動產業(yè)各方加強跨行業(yè)對接,通過供需對接、測試床、訓練營、宣講會等多種形式,推廣各行業(yè)5G RedCap 應用的成功經驗,全面優(yōu)化5G RedCap 應用創(chuàng)新環(huán)境和能力。
隨著全球5G 的大規(guī)模商用,5G 發(fā)展進入應用規(guī)?;摹跋掳雸觥保哔|量、低成本的融合終端成為5G 應用規(guī)?;那疤?,產業(yè)界對5G RedCap 賦能千行百業(yè)寄予厚望,工業(yè)和信息化部組織起草的《通知》將為5G RedCap 帶來廣闊的發(fā)展前景。期待在產業(yè)各方的共同努力下,5G RedCap 能夠在5G 物聯(lián)網領域實現(xiàn)“新爆發(fā)”,助力5G 應用規(guī)模化發(fā)展。