物聯網市場逐年成長，尤其穿戴式裝置應用多元，無論在消費性或工業領域都受到業者關注。RedCap為了補足NR和LTE-M/NB-IoT之間的性能差距而誕生，於R17和R18標準分別針對不同應用制定性能，未來可望成為眾多裝置聯網新選項。
物聯網(IoT)市場強勁成長，產研機構IoT Analytics近期報告顯示，儘管2022年全球經濟成長不如預期，物聯網仍穩步成長，聯網裝置數量來到144億左右。5G mMTC大連結同樣描繪了萬物聯網的願景，承襲4G時代的LTE-M和NB-IoT進行連接。然而，某些應用需要的性能無法以LTE既有的mMTC技術滿足，而對資料速率的要求又不需要像5G NR eMBB技術那麼高，也不像關鍵任務型應用要求URLLC超低延遲(圖1)。針對這些需求介於LTE-M/NB-IoT和5G NR eMBB/URLLC中間的應用，3GPP於R17推出新世代物聯網標準：RedCap。
圖1 RedCap補足中階物聯網缺口 (圖片來源：Keysight)
RedCap性能與LTE Cat 1 bis及Cat 4相近，預計將成為物聯網裝置從LTE邁向5G的新選擇。3GPP在R17所定義的初版RedCap中，列出以下三大應用領域：穿戴式裝置(Wearables)、工業無線感測器(Industrial Wireless Sensors)、影像監視器(Video Surveillance)，並將在R18版本繼續探索其他應用場域，包括定位(Positioning)及側鏈(Sidelink)。
R17初步瞄準三大應用 穿戴式裝置潛力無窮
3GPP在R17訂定RedCap標準時，主要瞄準三項應用：穿戴式裝置、工業無線感測器、影像監視器(表1)。其中，應用多元的穿戴式裝置有潛力成為RedCap重點市場。根據R17所列的用例要求，穿戴式裝置上傳速率為2~5Mbps，下載速率則為5~50Mbps。愛立信技術長姚旦強調，穿戴式裝置早已不限於直覺聯想到的智慧手表，諸多應用如要求高資料速率以進行影像傳輸的AR智慧眼鏡也包括在內，從下載時5~50Mbps資料速率的彈性空間便可看出其應用十分廣泛。
表1 RedCap三大應用 (資料來源：Toward Smaller and Lower-Cost 5G Devices with Longer Battery Life: An Overview of 3GPP release 17 RedCap；圖片來源：Keysight)
姚旦認為，隨著R17、R18標準陸續推出，行動通訊邁入5G Advanced階段，穿戴式裝置發展速度將非常快速，而RedCap標準十分適合用於穿戴式裝置。穿戴式裝置對延遲的要求沒那麼嚴格，但在電池壽命上希望能維持數天，同時看重體積大小；RedCap旨在降低功耗並透過簡化元件配置壓低成本、縮小體積，能夠滿足上述需求。
穿戴式裝置種類繁多，遠傳電信企業網路規劃與維運協理汪以仁認為，功能明確的應用可能更適合採用RedCap作為通訊協定。舉例來說，工廠中用於進行瑕疵品檢測的智慧眼鏡，裝置用途及性能要求清楚，因此適合採用RedCap，在標準訂定的性能範圍內針對需求選擇合適的配置；若是功能較不受限的穿戴式應用，比如對傳輸速率要求高低不定的VR頭戴式裝置，一律採用RedCap反倒有限制裝置性能的疑慮。
遠傳電信企業網路規劃與維運協理汪以仁認為，功能和需求性能明確的穿戴式應用，可能更適合採用RedCap。
性能需求之餘，「成本」依舊是市場關注的重點，RedCap晶片若能顯著降低成本，將有望成為穿戴式裝置的熱門聯網選項。姚旦表示，雖然RedCap晶片初期價格可能不如預期便宜，但在網路端不需要新的設備和硬體，可以直接軟體升級支援RedCap，為其中一項優勢。
姚旦進一步針對密度(Density)說明RedCap用於工業等場域的優勢。廣受歡迎的NB-IoT規範中的密度極限值大概是每1平方公尺1個裝置，而RedCap能夠在每0.05~1平方公尺支援1個裝置聯網，對於工廠中密集布置的感測器裝置來說是關鍵優勢。尤其在工廠中可能同時包含需要eMBB性能的關鍵任務型裝置，若整體環境為5G網路，RedCap可以成為裝置聯網新選項融入其中，和其他5G應用並存互不干擾。
R18關注定位/側鏈技術
RedCap在R18除了將針對性能持續精簡，也著手拓展其應用領域。台灣羅德史瓦茲市場開發行銷資深協理盧迦立表示，R18將討論RedCap用於高精度定位及側鏈。R17版本的RedCap裝置可支援NR定位功能，但尚未針對RedCap使用者設備明確定義性能需求，能力精簡化的RedCap對定位精準度的影響也有待評估，因此需要進一步討論並制定相關規範。
台灣羅德史瓦茲市場開發行銷資深協理盧迦立表示，R18將進一步討論RedCap在高精度定位及側鏈的應用。
「側鏈」一直是車聯網(V2X)發展的關鍵技術，盧迦立說明，當今車子需要和越來越多的裝置互聯、交換資訊，如何以RedCap推動車聯網技術演進成為另一熱門議題。
應用成為RedCap關鍵驅動力
回顧RedCap發展，遠傳電信網路技術群副總辦公室副理楊豐銘博士指出，3GPP在SA1便已針對其應用場域進行討論並列出相關要求，從穿戴式裝置、工業無線感測器、影像監視器三大應用切入，制定RedCap性能範圍。此外，3FPP也考量鄉村、都市、室內等不同場景，調整RedCap的設計邏輯。未來R18將擴展RedCap性能選項和應用領域，可望看到RedCap在各類應用大放異彩。
遠傳電信網路技術群副總辦公室副理楊豐銘博士指出，3FPP考量鄉村、都市、室內等不同場景，調整RedCap的設計邏輯。
姚旦認為，RedCap的驅動力不在網路端，而是應用。舉例來說，若穿戴式裝置順應元宇宙浪潮需求激增，價格將成為消費者是否願意購買使用的關鍵。採用5G NR晶片過於昂貴、LTE-M/NB-IoT便宜但性能不足以滿足應用需求，遇到這樣的情況，RedCap作為成本合理、性能居中的物聯網協定，便有機會透過應用端的實際需求帶動RedCap成長。