5G ist die Technologie der Zukunft, wir alle wissen das! Aber der Weg zur Nutzung ihres vollen Potenzials in bestimmten Branchen ist noch etwas unklar. Darüber hinaus zögern viele Nutzer, ihre bestehende Infrastruktur aufzurüsten, ohne klare Beweise dafür, dass die Vorteile von 5G die damit verbundenen Kosten aufwiegen werden. Was wäre jedoch, wenn es eine Möglichkeit gäbe, die Vorteile von 5G wirtschaftlich zu nutzen, ohne für unnötige Extras zu bezahlen? RedCap (Reduced capability) ist eine bahnbrechende Innovation, die genau das bieten soll. Bevor wir uns damit befassen, was RedCap zu einem entscheidenden Faktor macht, sollten wir uns ansehen, warum es ein notwendiger Fortschritt in der Welt von 5G geworden ist.

Warum brauchen wir RedCap?

Die 5G-Technologie, die gemeinhin als ein einziger Standard wahrgenommen wird, ist in Wirklichkeit ein breites Spektrum von Technologien, die jeweils auf unterschiedliche Anwendungen zugeschnitten sind.

Die erste Welle dieser Technologie, bekannt als 5G New Radio (5G NR), umfasst drei primäre Typen: Low-Band, Mid-Band und High-Band. Jedes Band dient einzigartigen Zwecken:

• Low-Band 5G arbeitet unter 1 GHz und bietet eine breite Abdeckung und eine bessere Durchdringung von Gebäuden, wenn auch mit niedrigeren Geschwindigkeiten.

• Das am weitesten verbreitete 5G-Mittelband funktioniert zwischen 1 GHz und 6 GHz und bietet eine ausgewogene Mischung aus Abdeckung und Geschwindigkeit.

• 5G-Hochband funktioniert oberhalb von 24 GHz und bietet hohe Geschwindigkeiten und Kapazitäten, jedoch mit begrenzter Reichweite und Gebäudedurchdringung.

Diese Kategorien entsprechen den standardisierten Anwendungsbereichen:

• Massive Machine Type Communication (mMTC).

• Eenhanced Mobile Broadband (eMBB).

• Ultrazuverlässige Kommunikation mit geringer Latenzzeit (uRLLC).

  Normalerweise eignet sich mMTC am besten für Low-Band, eMBB für Mid-Band und uRLLC für High-Band. Die Einteilung in diese Kategorien stimmt jedoch nicht immer mit den vielfältigen Anforderungen von IoT-Anwendungen überein, die Funktionen aus mehreren Kategorien erfordern können und daher nicht in ein einziges bestehendes 5G-Band passen. Darüber hinaus können die Komplexität und die Kosten für die Unterstützung aller drei Arten von 5G NR unerschwinglich sein, insbesondere wenn die genauen Anforderungen einer IoT-Lösung nicht perfekt mit den Fähigkeiten eines bestimmten 5G-Bands übereinstimmen. Hier kommt RedCap ins Spiel und bietet eine maßgeschneiderte und kostengünstige Lösung.

RedCap 5G: Alle Vorteile von 5G zu niedrigeren Kosten

• RedCap ist auch bekannt als NR-Light und dient als eine anpassungsfähigere Option innerhalb der verschiedenen Kategorien von 5G NR.

  RedCap 5G vereinfacht seine Struktur, was es besonders effektiv für IoT-Anwendungen macht, während es gleichzeitig die mit 5G NR verbundene große Flexibilität beibehält. Es ist jedoch wichtig zu verstehen, dass es nur die Standalone (SA) 5G-Architektur unterstützt und nicht mit der Non-Standalone (NSA) Konfiguration kompatibel ist. In der Praxis bietet RedCap 5G die von der 5G-Technologie erwarteten schnellen Reaktionszeiten und schafft es gleichzeitig, die Kapazität hoch und die Komplexität niedrig zu halten. Darüber hinaus sind die Kosten für RedCap 5G aufgrund der geringeren Komplexität ebenfalls niedriger.

Gemeinsame RedCap 5G-Anwendungsfälle

• 5G RedCap ist auf Szenarien zugeschnitten, in denen eine extrem niedrige Latenzzeit keine Priorität hat, aber ein angemessener Durchsatz entscheidend ist. 5G NR-Light ist ideal für eine Vielzahl von IoT-Anwendungen geeignet, darunter:

  • Drahtlose industrielle Sensoren: 5G RedCap ermöglicht die Verbindung von drahtlosen Sensoren in industriellen Umgebungen und erleichtert die Überwachung und Steuerung von Maschinen und Anlagen. Dies erhöht sowohl die Effizienz als auch die Sicherheit in industriellen Umgebungen.

  • Video-Überwachung: 5G NR-Light unterstützt die Echtzeitübertragung von Videos von Sicherheitskameras.

  • Intelligente Stromnetze: 5G RedCap spielt eine wichtige Rolle bei der Überwachung und Verwaltung von Stromnetzen und trägt zu einer höheren Effizienz und Zuverlässigkeit des Netzes bei.

  • Intelligente Wearables: 5G RedCap verbindet intelligente Wearables wie Fitness-Tracker und Smartwatches und unterstützt die Nutzer bei der Überwachung ihrer Gesundheit und Fitness.

  Jeder RedCap-Anwendungsfall hat spezifische Anforderungen, die im Vergleich zu regulären 5G NR-Geräten weniger anspruchsvoll in Bezug auf Datenraten und Latenz sind. Sie stellen jedoch strengere Anforderungen an die Kosten/Komplexität der Geräte und den Stromverbrauch. Interessanterweise sind die Anforderungen an die Batterielebensdauer für RedCap-Anwendungsfälle geringer als für mMTC-Anwendungsfälle. Wie in der Abbildung unten zu sehen ist, wurde RedCap speziell für Anwendungsfälle entwickelt, deren Anforderungen zwischen den Extremen von mMTC, ultrazuverlässiger Kommunikation mit geringer Latenz (URLLC) und erweitertem mobilen Breitband (eMBB) liegen. Darüber hinaus können RedCap-Geräte auch für moderate mMTC/URLLC/eMBB-Anwendungsfälle geeignet sein. Vergleicht man beispielsweise die RedCap-Anforderungen mit denen von eMBB, URLLC und mMTC, kann man Folgendes feststellen:

  • Latenzzeit: Das Ziel für URLLC liegt bei etwa 1 ms, während es für RedCap-Szenarien unter 100 ms für industrielle Sensoren und unter 500 ms für die Videoüberwachung liegt. Es ist wichtig zu betonen, dass es sich hierbei um Basisanforderungen handelt und RedCap-Geräte potenziell sogar noch niedrigere Latenzzeiten erreichen können.

  • Datenraten: Die angestrebte Spitzenrate für eMBB beträgt bis zu 20 Gbit/s für den Downlink und 10 Gbit/s für den Uplink. Für die anspruchsvollsten RedCap-Szenarien, wie z. B. Wearables, liegt das Ziel bei bis zu 150 Mbit/s für den Downlink und 50 Mbit/s für den Uplink.

  • Batterielebensdauer: Für mMTC wird eine Batterielebensdauer von 10 bis 15 Jahren angestrebt, für RedCap-Szenarien sind es einige Jahre für industrielle Sensoren und ein bis zwei Wochen für Wearables. Dies sind Mindestanforderungen, und RedCap-Geräte könnten eine längere Batterielebensdauer erreichen.

Mit der Entwicklung von RedCap kann 5G neben den drei Hauptnutzungsszenarien (eMBB, URLLC, mMTC) auch mittlere Breitband-IoT-Anwendungsfälle effizient adressieren und dabei jedes verfügbare 5G-Spektrum nutzen. Damit wird die Lücke zwischen Hochleistungskonnektivität und kostengünstigen Lösungen für IoT- und Industrieanwendungen geschlossen. Durch das Angebot einer vereinfachten Version der 5G-Technologie ermöglicht RedCap einem breiteren Spektrum von Geräten, von der verbesserten Konnektivität zu profitieren, ohne dass die vollen Fähigkeiten des herkömmlichen 5G erforderlich sind. Diese Innovation verspricht nicht nur die Einführung von IoT-Geräten in verschiedenen Sektoren zu beschleunigen, sondern unterstützt auch die Entwicklung von Smart Cities, autonomen Fahrzeugen und fortschrittlichen Gesundheitslösungen. Während die Technologie weiter ausreift, wird RedCap 5G eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung der Zukunft von vernetzten Geräten und der Erweiterung der Reichweite von Mobilfunknetzen der nächsten Generation spielen. Für Unternehmen und Entwickler, die in einer sich schnell entwickelnden digitalen Landschaft die Nase vorn haben wollen, ist die Nutzung dieser Technologie von entscheidender Bedeutung.