中興通訊多媒體視訊產(chǎn)品



技術(shù)與實(shí)踐

白皮書

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目錄

CONTENTS

前言02

01PART

RedCap的產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展03

02PART

2.1技術(shù)特點(diǎn)、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展及規(guī)劃02

2.2產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況04

行業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)05

03PART

RedCap產(chǎn)業(yè)實(shí)踐09

04PART

4.1廣域網(wǎng)實(shí)踐09

4.2局域網(wǎng)實(shí)踐10

構(gòu)建RedCap能力和生態(tài)12

05

PART5.1網(wǎng)絡(luò)能力12

5.2終端能力13

5.3IoT生態(tài)驗(yàn)證18

發(fā)展路徑建議19

06PART

總結(jié)與展望20

07PART

縮略語21

08PART

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技術(shù)與實(shí)踐白皮書

1前言

2022年8月，工業(yè)和信息化部印發(fā)了《5G全連接工廠建設(shè)指南》，旨在推動(dòng)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”

深度融合，推動(dòng)新技術(shù)新場景新模式向工業(yè)生產(chǎn)各領(lǐng)域各環(huán)節(jié)深度拓展。2023年10月，工業(yè)和信息化

部正式發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)5G輕量化（RedCap）技術(shù)演進(jìn)和應(yīng)用創(chuàng)新發(fā)展的通知》，從國家政策層面為

RedCap發(fā)展注入強(qiáng)心劑，通知中提到，至2025年，RedCap應(yīng)用規(guī)模持續(xù)增長，全國縣級(jí)以上城市

實(shí)現(xiàn)RedCap規(guī)模覆蓋，RedCap連接數(shù)達(dá)到千萬級(jí)。在政策牽引和需求推動(dòng)的雙側(cè)驅(qū)動(dòng)下，

RedCap有望在今年迎來商用規(guī)模的大幅增長。

RedCap作為5G時(shí)代面向中高速率連接場景定義的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，是2023年6月全部凍結(jié)的3GPP

R17標(biāo)準(zhǔn)中業(yè)界最為關(guān)注的功能之一，通過裁剪終端收發(fā)帶寬、天線數(shù)等手段有效降低5G終端復(fù)雜度

和成本，同時(shí)兼顧大容量、低時(shí)延、網(wǎng)絡(luò)切片等5G原生能力，實(shí)現(xiàn)5G應(yīng)用成本和性能的最佳平衡。

其誕生之初就受到運(yùn)營商以及電力、工業(yè)等行業(yè)伙伴的關(guān)注，2023年以來產(chǎn)業(yè)界在5GRedCap的技

術(shù)、功能和外場性能測試等方面進(jìn)行了一系列的工作，為RedCap產(chǎn)業(yè)鏈的成熟以及未來規(guī)模商用奠

定了較好的基礎(chǔ)。

本白皮書論述RedCap產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及中興通訊在RedCap端到端產(chǎn)業(yè)鏈方面的實(shí)踐與創(chuàng)新，希望

為業(yè)界RedCap的應(yīng)用與推廣提供有益的參考與幫助。

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技術(shù)與實(shí)踐白皮書

2RedCap的產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展

2.1技術(shù)特點(diǎn)、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展及規(guī)劃

RedCap(ReducedCapability)，又稱“輕量化5G”，5G時(shí)代面向中高速率連接場景定義，其

能力定位介于5GNR（含eMBB和uRLLC）和LPWA（如LTE-M和NB-IoT）之間，是5G-A千億

物聯(lián)的關(guān)鍵技術(shù)之一。RedCap對(duì)終端硬件能力進(jìn)行裁剪，通過縮減最大傳輸帶寬至20MHz，降低收

發(fā)天線數(shù)目及最大調(diào)制階數(shù)，可以將終端復(fù)雜度降低60%，從而獲得成本降低、功耗減少、尺寸極致

等優(yōu)勢，同時(shí)繼承大帶寬、低時(shí)延、切片等5G代際能力，使其在滿足應(yīng)用場景需求的前提下，發(fā)揮成

本功耗優(yōu)勢，充分使能中高速物聯(lián)場景，助力5G應(yīng)用復(fù)制加速，推動(dòng)更大規(guī)模5G應(yīng)用部署。

3GPPR18對(duì)RedCap標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了增強(qiáng)，終端復(fù)雜度和成本相比R17進(jìn)一步降低。當(dāng)前，R18

eRedCap技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化討論已經(jīng)基本完成，進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)維護(hù)階段。相比R17RedCap，R18eRedCap主

要在兩方面做了進(jìn)一步的降成本和降復(fù)雜度設(shè)計(jì)：

1、終端基帶帶寬降低，R18的上下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)帶寬將降為5M，可以節(jié)約終端的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量，降低

內(nèi)存成本；

2、終端峰值速率降低，R18RedCap單用戶最大峰值速率從R17的百兆以上降為10Mbps，從最

大MIMO層數(shù)、調(diào)制階數(shù)和縮放因子等方面降低終端編譯碼的復(fù)雜度。

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5GR17RedCap作為面向中高速物聯(lián)網(wǎng)及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)場景的關(guān)鍵技術(shù)和解決方案，可以大幅降

低終端射頻和基帶的復(fù)雜度，降低終端功耗，從而獲得更高的續(xù)航能力。同時(shí)，5GR17RedCap結(jié)

合5G網(wǎng)絡(luò)切片、5GLAN、高精度授時(shí)、高可靠低延遲等優(yōu)勢技術(shù)，相對(duì)4G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有代際優(yōu)

勢、在具備更強(qiáng)性能和更豐富功能的同時(shí)，又大大降低了成本，有利于推動(dòng)模組、終端設(shè)備在垂直行

業(yè)更廣泛應(yīng)用。

2.2產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

RedCap在3GPPR17引入之后，在中國發(fā)展迅速，產(chǎn)業(yè)進(jìn)展全球領(lǐng)先，RedCap系統(tǒng)、終端、

模組、芯片等產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)不斷成熟，成本持續(xù)下降。中國電信、中國移動(dòng)、中國聯(lián)通、中廣電等各

運(yùn)營商也積極布局RedCap的技術(shù)驗(yàn)證，完成端到端的能力測試，并發(fā)布白皮書，推動(dòng)技術(shù)發(fā)展和成

熟。

早在2022年協(xié)議凍結(jié)之初，IMT-2020(5G)推進(jìn)組已組織各設(shè)備廠商進(jìn)行基于原型芯片的

RedCap技術(shù)驗(yàn)證。2023年，運(yùn)營商聯(lián)合設(shè)備廠商進(jìn)行RedCap關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證與5G商用網(wǎng)絡(luò)下端到

端外場驗(yàn)證，已取得階段性成果；同時(shí)，面向工業(yè)、能源、安防等垂直行業(yè)，各運(yùn)營商均布局

RedCap應(yīng)用試點(diǎn)，進(jìn)一步推動(dòng)RedCap商用落地。

2023年底，中國移動(dòng)率先吹響RedCap商用部署號(hào)角，當(dāng)前在全國范圍內(nèi)已商用部署超十萬站。

國際市場上，已有來自多個(gè)國家的多家運(yùn)營商完成RedCap關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證，為之后的商用部署奠定基

礎(chǔ)，2024年將成為國際RedCap商用元年。當(dāng)前，泰國AIS、馬來西亞DNB、新加坡Singtel、韓國

SK電信、英國BT、西班牙VDF、美國Verizon、美國AT&T、澳大利亞Telstra、澳大利亞Optus、

阿聯(lián)酋Etisalat、沙特STC、沙特Zain、科威特STC、科威特Zain、巴林STC等領(lǐng)先運(yùn)營商已完成

RedCap技術(shù)驗(yàn)證或商用試點(diǎn)。

在RedCap終端芯片方面目前各平臺(tái)也陸續(xù)跟進(jìn)，高通和海思率先在2023年完成商用芯片的發(fā)

布，ASR、展銳、MTK也計(jì)劃在2024年內(nèi)實(shí)現(xiàn)商用發(fā)布。目前市場上測試用的RedCap模組產(chǎn)品主

要基于高通和海思平臺(tái)，包括LGA、LCC、M.2、Mini-PCIe多種封裝形式，和現(xiàn)有4G或5G產(chǎn)品兼

容，方便替代。RedCap模組產(chǎn)品尚處于市場初期，目前價(jià)格相比4GCat4/Cat1模組仍然有很大差

距，因此在上述應(yīng)用領(lǐng)域如視頻監(jiān)控、工業(yè)傳感、電力抄表等目前仍以4GCat4、Cat1和Wi-Fi為

主，模組的成本因素對(duì)其規(guī)模應(yīng)用有直接的影響。

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3行業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

5G網(wǎng)絡(luò)從建設(shè)之初就承擔(dān)著為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展筑路的重任，5GToB的應(yīng)用實(shí)踐開展非常廣泛，有

了5G關(guān)健技術(shù)如切片資源隔離、低時(shí)延、高可靠性、5GLAN、5G定位、節(jié)能、電力授時(shí)等特性加

持，能夠更好地滿足不同行業(yè)的定制性需求，已經(jīng)在千行百業(yè)中樹立示范應(yīng)用。但5G應(yīng)用的規(guī)?；l(fā)

展進(jìn)程低于預(yù)期，其中一個(gè)重要的阻力就是5G通用模組的成本和功耗，從而滯緩5G的行業(yè)應(yīng)用發(fā)展

的速度。

目前RedCap應(yīng)用場景主要是協(xié)議定義的三大場景，視頻監(jiān)控、工業(yè)傳感器和可穿戴設(shè)備，發(fā)展

最快的行業(yè)是電力行業(yè)、其次是智慧工廠對(duì)于ToB的電力和工廠場景。

■電網(wǎng)領(lǐng)域

電力配電網(wǎng)覆蓋廣，終端規(guī)模大，依托運(yùn)營商蜂窩網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)覆蓋，有效降低建網(wǎng)成本。電

網(wǎng)領(lǐng)域存在著廣泛的數(shù)采、視頻類的需求場景，常見的包括智能臺(tái)區(qū)、配網(wǎng)PMU、線路故障監(jiān)測、電

力巡檢、作業(yè)安全監(jiān)控、配電自動(dòng)化三遙和配網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)等。在電力網(wǎng)絡(luò)中，還存在著部分場景需要

授時(shí)的特殊要求。部分具體場景的技術(shù)要求指標(biāo)可參見下表所列：

通信需求

業(yè)務(wù)名稱

時(shí)延速率可靠性授時(shí)安全隔離連接數(shù)

2

智能臺(tái)區(qū)≤1s10kbps~10Mbps99.9%N/A生產(chǎn)控制大區(qū)1~10個(gè)/km

配網(wǎng)PMU≤50ms≥2Mbps99.99%1μs生產(chǎn)控制大區(qū)X*10個(gè)/km2

2

線路故障監(jiān)測≤50ms≥2Mbps99.99%N/A生產(chǎn)控制大區(qū)1~2個(gè)/km

電力巡檢機(jī)器人≤1s≥4Mbps99.9%N/A生產(chǎn)管理大區(qū)≤10個(gè)/km2

輸電線無人機(jī)控制≤100ms≥2Mbps控制≥99.99%N/A生產(chǎn)管理大區(qū)≤10個(gè)/km2

巡檢采集≤1s媒體≥99.9%

2

輸電線路狀態(tài)監(jiān)測≤1s100kbps~35Mbps99%N/A生產(chǎn)管理大區(qū)≤10個(gè)/km

作業(yè)現(xiàn)場語音通信≤600ms≥256kbps99%N/A管理信息大區(qū)按需部署

作業(yè)現(xiàn)場視頻≤600ms≥4Mbps99%N/A管理信息大區(qū)按需部署

2

配網(wǎng)自動(dòng)化三遙≤1s≥20kbps99.9%N/A生產(chǎn)控制大區(qū)X*10個(gè)/km

2

秒級(jí)負(fù)荷控制≤1s20kbps99.9%N/A生產(chǎn)控制大區(qū)X*10個(gè)/km

2

配網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)≤80ms≥2.5Mbps99.99%3μs生產(chǎn)控制大區(qū)X*10個(gè)/km

2

配網(wǎng)自愈≤200ms0.5Mbps99.99%10μs生產(chǎn)控制大區(qū)X*10個(gè)/km

從上述電網(wǎng)各場景的通信需求來看，大部分場景應(yīng)用對(duì)速率要求并不太高，對(duì)時(shí)延要求也不是非

?？量蹋枰容^強(qiáng)的安全隔離性和可靠性要求，對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的切片資源隔離、5GLAN、精準(zhǔn)授時(shí)

有強(qiáng)烈的需求。電網(wǎng)的應(yīng)用場景分布在電力的發(fā)、輸、配、用各個(gè)環(huán)節(jié)，涉及定制終端種類比較多，

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需要將5G模組融入到能源控制器、融合智能終端、饋線終端、繼保裝置、負(fù)控終端、用電互動(dòng)終端

等各類專用電力終端中；電網(wǎng)各場景中終端規(guī)模非常大，中高速率業(yè)務(wù)場景，對(duì)模組的成本比較敏

感，因此電網(wǎng)領(lǐng)域是對(duì)5GRedCap需求最強(qiáng)烈的領(lǐng)域。

■工業(yè)領(lǐng)域

工業(yè)領(lǐng)域覆蓋范圍廣，包括電子制造、家電制造、汽車制造、鋼鐵冶金、裝備制造、化工、礦

山、港口等多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用場景多，典型場景如工業(yè)數(shù)采、工業(yè)視覺檢測、儀表數(shù)據(jù)

讀取、生產(chǎn)園區(qū)監(jiān)測、危險(xiǎn)區(qū)域巡檢、智能物流調(diào)度、設(shè)備遠(yuǎn)程控制、港口智能理貨、港口岸橋遠(yuǎn)控

等，部分具體場景的技術(shù)要求指標(biāo)可參見下表所列：

通信需求

業(yè)務(wù)名稱

時(shí)延速率可靠性安全隔離連接數(shù)

MES數(shù)據(jù)采集≤200ms1Mbps（數(shù)采）99.99%業(yè)務(wù)隔離X*100個(gè)/5000m2

≥9Mbps(文件傳輸)

SCADA≤200ms1Mbps（數(shù)采）99.99%業(yè)務(wù)隔離X*10個(gè)/5000m2

設(shè)備數(shù)采實(shí)時(shí)采集≤100ms≥9Mbps(文件傳輸)

控制≤50ms

AIDC數(shù)據(jù)采集≤200ms1Mbps99.99%業(yè)務(wù)隔離X*100個(gè)/5000m2

工業(yè)視覺檢測100ms~1000ms≥4Mbps(單連接)99.99%業(yè)務(wù)隔離X*10個(gè)/5000m2

儀表數(shù)據(jù)讀取100ms~1000ms≥4Mbps99.9%無X*100個(gè)/5000m2

生產(chǎn)園區(qū)監(jiān)測≤50ms≥4Mbps(單連接)99.9%無X*100個(gè)/5000m2

危險(xiǎn)區(qū)域巡檢≤50ms≥4Mbps99.9%無X*100個(gè)/5000m2

智能物流調(diào)度50ms≥2Mbps99.99%無X*10個(gè)/5000m2

設(shè)備遠(yuǎn)程控制≤100ms≥200kbps(下行控制）99.99%業(yè)務(wù)隔離X個(gè)/10000m2

≥4Mbps(上行視頻，單路)

港口智能理貨≤200ms≥4Mbps（單路）99.9%業(yè)務(wù)隔離X個(gè)/10000m2

港口岸橋遠(yuǎn)控≤40ms≥200kbps(下行控制）99.99%業(yè)務(wù)隔離X個(gè)/10000m2

≥4Mbps(上行視頻，單路)

每個(gè)行業(yè)的業(yè)務(wù)場景需求差異性較大，數(shù)據(jù)采集應(yīng)用廣部署密度大、視覺質(zhì)檢對(duì)帶寬要求高、遠(yuǎn)

程控制/工業(yè)控制對(duì)網(wǎng)絡(luò)確定性要求高；不同業(yè)務(wù)場景需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源隔離、SLA保障，5G網(wǎng)絡(luò)能夠

更好地匹配工業(yè)領(lǐng)域的定制化需求。除了運(yùn)動(dòng)控制的超低時(shí)延超高可靠性的需求之外，5GRedCap可

以滿足工業(yè)領(lǐng)域大部分場景需求，5GRedCap的低成本更有利于5G在工業(yè)生產(chǎn)域的廣泛使用。

■視頻監(jiān)控

視頻監(jiān)控在ToG、ToB中都較為普遍存在的場景，比如智慧城市的安防監(jiān)控、城市治理和車輛管

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理，以及化工、礦山等特殊行業(yè)的強(qiáng)制安防監(jiān)控等。其中一些特殊場景對(duì)無線化的視頻安防比較強(qiáng)

烈，例如G端的水務(wù)巡查、水庫監(jiān)控、河道監(jiān)控、高速公路、防溺水、森林防火等特定場景、B端的

漁業(yè)、礦區(qū)、牧場、工地、茶園、養(yǎng)殖基地等相對(duì)偏遠(yuǎn)環(huán)境安防需求。部分具體場景的技術(shù)要求指標(biāo)

可參見下表所列：

通信需求

業(yè)務(wù)名稱

時(shí)延速率可靠性安全隔離連接數(shù)

安防監(jiān)控≤1s4Mbps~10Mbps99%公安交管單獨(dú)大于100個(gè)/km2

隔離

社區(qū)治理≤1s4Mbps~10Mbps99%無30~50個(gè)/km2

工地管理≤500ms4Mbps~10Mbps99%無20~30個(gè)/km2

移動(dòng)執(zhí)法儀≤1s4Mbps~10Mbps99%公安交管單獨(dú)10~20個(gè)/km2

隔離

應(yīng)急管理≤500ms4Mbps~10Mbps99%無5個(gè)/km2

2

公交車/班線車≤1s≥4Mbps99%無30~50個(gè)/km

急救車≤1s≥4Mbps99%無10個(gè)/km2

渣土車≤1s≥4Mbps99%無10個(gè)/km2

行業(yè)高碼率視頻≤500ms7.5Mbps~25Mbps99.9%無X*100個(gè)/km2

視頻監(jiān)控領(lǐng)域?qū)W(wǎng)絡(luò)連接的性能要求普遍不高，視頻分辨率普遍在720P、1080P、2K，帶寬要

求在10Mbps以內(nèi)，4