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5G 轻量化技术（RedCap）行业解决方案白皮书 中国移动通信集团有限公司 2024 年 10 月 物联网（IoT）作为新一代信息技术的重要组成部分，日益成为推动社会进步和经济发展的重要力量，随着 5G 技术的不断演进与成熟，5G-Advanced（5G-A）正引领着物联网技术迈向新的高度。RedCap 作为 5G-A 的关键技术，通过终端剪裁有效降低终端复杂度和成本，同时可继承 5G 切片、uRLLC 等优秀特性，以其低成本、强能力的优势驱动着物联网技术的快速发展和广泛应用，为数字经济发展、产业升级转型及智慧城市建设注入新活力。中国移动积极响应国家政策，网络先行，RedCap 已完成全国县城及以上连续覆盖，重点行业领域按需覆盖。除此之外，中国移动向 RedCap 端到端产业提供自研产品、运营平台和测试认证等服务能力，为 RedCap 规模化发展奠定坚实的基础。本白皮书聚焦 RedCap 在智慧电力、安防监控、智慧工厂、智慧城市、智慧海域、智慧政务、车联网、消费电子八大典型行业的应用，形成 RedCap 典型行业标杆案例，为 RedCap 在各行业发展提供端到端创新解决方案和参考依据。本白皮书的版权归中国移动所有，未经授权，任何单位或个人不得复制或拷贝本建议之部分或全部内容。中国移动 5G 轻量化技术（RedCap）行业解决方案白皮书 目录目录 1.RedCap 概述.1 1.1 政策方向.1 1.2 技术简介.1 1.3 产业现状.3 1.4 技术演进.4 2.中国移动 RedCap 能力及规划.4 2.1 中国移动 RedCap 服务能力.4 2.1.1 网络能力.4 2.1.2 自研产品.5 2.1.3 运营平台.5 2.1.4 测试认证.6 2.2 中国移动 RedCap 发展规划.6 3.RedCap 典型行业解决方案.7 3.1 整体架构.7 3.2 典型行业分析及技术解决方案.8 3.2.1 智慧电力.8 3.2.2 安防监控.15 3.2.3 智慧工厂.18 3.2.4 智慧城市.25 3.2.5 智慧海域.28 3.2.6 智慧政务.33 3.2.7 车联网.38 3.2.8 消费电子.40 4.愿景及展望.42 缩略语列表.43 参考文献.45 参编单位及人员.46 中国移动 5G 轻量化技术（RedCap）行业解决方案白皮书 1 1.1.RedCapRedCap 概述概述 1.1 政策方向政策方向 习近平总书记在党的二十大报告中要求“加快发展物联网”。2023 年 2 月，中共中央、国务院发布的数字中国建设整体布局规划中指出“推进移动物联网全面发展”。2023 年 10 月，工业和信息化部发布 关于推进 5G 轻量化(RedCap)技术演进和应用创新发展的通知，明确提出 RedCap 发展目标：到 2025 年，5G RedCap 产业综合能力显著提升，新产品、新模式不断涌现，融合应用规模上量，安全能力同步增强。2024 年 4 月，工业和信息化部发布 关于开展 2024 年度 5G 轻量化（RedCap）贯通行动的通知中要求，扎实有序推进 5G RedCap 商用进程，打通 5G RedCap标准、网络、芯片、模组、终端、应用等关键环节。此外，2024 年 7 月，第二十届三中全会中明确提出要“加快发展物联网，降低全社会物流成本”。2024 年 9月，工业和信息化部出台关于推进移动物联网“万物智联”发展的通知，明确到 2027 年，RedCap（轻量化）高低搭配、泛在智联、安全可靠的移动物联网综合生态体系进一步完善。5G RedCap 实现全国县级以上城市规模覆盖，并向重点乡镇、农村延伸覆盖。由此可见，国家高度重视移动物联网的发展,正通过一系列政策引导、技术布局和生态构建，加速 5G 全物联网体系的发展和应用，旨在构建一个更加智能、高效、便捷的“万物智联”时代，推动经济高质量发展。1.2 技术简介技术简介 RedCap 是 5G 演进的标志性技术，通过终端轻量化设计大幅降低 5G 终端成本，同时提供高速率大连接能力，RedCap 技术填补了 5G 技术在中高速物联网应用中的空白，使 5G 面向各类物联网应用需求形成了具备低、中、高、超高分档分级能力的完备技术承载体系，如图 1 所示。同时，RedCap 技术适用于可穿戴设备、视频监控、工业能源等对数据传输速率和延迟有一定要求的中高速率连接场景，未来可实现对 LTE Cat4 等技术替代。中国移动 5G 轻量化技术（RedCap）行业解决方案白皮书 2 图 1 5G 物联网技术体系 相比 5G，RedCap 通过缩减最大带宽（100MHz20MHz）、减少收发天线数目（最低 1T1R）、降低调制阶数（上/下行 64QAM），能够有效降低终端成本和功耗，如表 1，根据 3GPP TR 38.875 协议，相比 5G NR 终端，RedCap 终端复杂度降低约 60%。相比 4G，RedCap 除上下行速率优于 Cat 4 终端外，还具备两方面技术优势，一是 RedCap 支持多 BWP 动态配置，可充分发挥 5G 大带宽、高容量的优势，小区上/下行容量约为 4G 的 718 倍；二是 RedCap 可继承 5G 低时延、高可靠性、安全隔离等优势，代际优势显著，满足客户的本地业务分流、切片业务隔离等多样化需求。表 1 5G NR、RedCap 与 4G Cat 4、Cat 1/1bis 的技术指标对比 技术指标技术指标 5G5G NRNR 5G R17 5G R17 RedCapRedCap （1T2R1T2R）5G5G R17 R17 RedCapRedCap（1T1R1T1R）4G4G Cat4Cat4 4G4G Cat1/1bisCat1/1bis 带宽 700M：30MHz 2.6G：100MHz 20MHz 20MHz 20MHz 20MHz 收发天线 TDD：2T4R FDD：1T2R 1T2R 1T1R 1T2R 1T1R 调制 上行/下行 256QAM 上行/下行 64QAM 必选 256QAM 可选 上行/下行 64QAM 必选 256QAM 可选 上行/下行 64QAM 上行 16QAM 下行 64QAM 速率 FDD 上行175Mbps 下行350Mbps 256QAM 上行 120Mbps 下行 226Mbps 64QAM 上行 90Mbps 下行 170Mbps 256QAM 上行120Mbps 下行113Mbps 64QAM 上行 90Mbps 下行 85Mbps 64QAM 上行75Mbps 下行150Mbps 上行 5Mbps 下行10Mbps 中国移动 5G 轻量化技术（RedCap）行业解决方案白皮书 3 TDD 上行250Mbps 下行1.7Gbps注注 1 1 256QAM 上行 22Mbps 下行 162Mbps注注 1 1 64QAM:上行 17Mbps 下行 122Mbps注注 1 1 256QAM 上行 22Mbps 下行 81Mbps注注 1 1 64QAM 上行 17Mbps 下行 61Mbps注注 1 1 64QAM 上行15Mbps 下行110Mbps注注 2 2 上行 1Mbps 下行7.4Mbps注注 2 2 5G NR 优势特性 通过多 BWP、uRLLC、网络切片、5G LAN 等，在带宽、时延、可靠性、安全隔离、容量等具备优势，可靠性最高可达 99.99%，时延最低可达5-10ms，满足更加多样化的业务需求。暂无 注 1：下行与上行配比 7:2，特殊时隙配比 6:4:4 注 2：下行与上行配比 3:1，特殊时隙配比 10:2:2 1.3 产业现状产业现状 华为、中兴、爱立信、诺基亚、中信科华为、中兴、爱立信、诺基亚、中信科 5 5 家主设备均已商用。家主设备均已商用。2022 年，华为、中兴等 5 家主设备厂家完成中国移动组织的 RedCap 技术验证，支持 RedCap终端接入、用户识别、移动性等基本功能。2023 年，华为、中兴等 5 家主设备厂家完成中国移动 RedCap 现网规模试验，端到端功能及性能均符合预期，已具备商用能力。2024 年，中国移动携手华为等合作伙伴，面向 RedCap 重点行业开展网络与业务适配研究，推动 RedCap 行业应用落地。高通、高通、MTKMTK、展锐、翱捷科技等主流芯片厂商和必博、新基讯等新兴芯片厂、展锐、翱捷科技等主流芯片厂商和必博、新基讯等新兴芯片厂商积极研发和推出商积极研发和推出 RedCapRedCap 商用芯片。商用芯片。2022 年，芯片厂商推出原型样机，参加中国移动技术验证；2023 年，MTK、高通等芯片厂商推出 RedCap 先发产品，完成中国移动规模端网试验，具备商用条件；2024 年，翱捷科技、必博、新基讯等更多芯片厂商推出 RedCap 商用芯片。产业积极规划产业积极规划 RedCapRedCap 模组产品，模组产品，RedCapRedCap 模组已达商用状态。模组已达商用状态。2023 年，移远、广和通、鼎桥、芯讯通、美格、中移物联等模组厂家均发布了 RedCap 模组产品，支持行业终端产品研发；2024 年，海信、有方、中兴等更多品牌、更多款型模组商用，具备规模供货能力，当前中国移动已完成首批 9 款 RedCap 模组产品招募。RedCap 模组商用初期售价在 200-300 元，随着后续商用节奏加速、市场规模发展，RedCap 模组价格预计可降至百元。RedCapRedCap 已有商用行业终端产品，可穿戴终端预计已有商用行业终端产品，可穿戴终端预计 20252025 年上市。年上市。5G 行业终端厂家包括浪潮、通则、大塔、四信等，5G 终端产业链正在开发 RedCap 整机产品，鼎桥和通则等厂家已有商用产品，品类主要以 CPE、网关、MIFI、数据上网卡、摄像头为主，预计在 2024 年四季度达到商用状态；在个人消费电子产品领域，RedCap 将率先应用于可穿戴终端，预计在 2025 年将有首款支持 RedCap 可中国移动 5G 轻量化技术（RedCap）行业解决方案白皮书 4 穿戴终端上市。1.4 技术演进技术演进 目前，产业已支持 RedCap 接入、策略控制、计费等，全面保障业务体验。未来 RedCap 技术将面向更低成本、更低功耗方向演进。eRedCapeRedCap：目前 RedCap 技术主要聚焦于视频监控、智能穿戴等带宽需求相对较高的场景，未来随着工业无线传感器、智能电网等成本敏感、数据传输速率要求不高的物联网需求日益增加，3GPP 在 R18 版本中引入了 eRedCap 技术，限制峰值速率 10Mbps，主要对标 LTE Cat1/1 bis，进一步降低终端复杂度和成本。未来网络也可考虑支持 eRedCap 用户识别，支持区别 eRedCap用户、RedCap 用户以及 NR 用户的计费控制、策略控制等，助力 RedCap 及eRedCap 技术向更低成本、更低能耗的应用场景演进。eDRXeDRX 节电技术节电技术：eDRX 是一种用于降低终端功耗的机制，它允许终端在特定的时间间隔内不监听网络寻呼信号，进而进入低功耗模式。具体来说，eDRX技术主要包括一个寻呼时间窗口（PTW）和多个 DRX 周期。在 PTW 内，终端按照 DRX 周期监听寻呼信道；而在 PTW 外，终端则不监听寻呼信道，处于休眠状态，以降低终端功耗。但当前 RedCap 终端应用 eDRX 节电功能的瓶颈在于需求场景不明确，进而导致产业支持意愿不强。随着 RedCap 技术向成本敏感、对数据传输速率要求不高的物联网应用场景的不断延伸，以及 eRedCap技术的引入，未来可聚焦典型业务场景，并选取重点行业推进，通过制定节电参数模板等手段理顺业务运维开通流程，推动 eDRX 技术从理论到商用。2.2.中国移动中国移动 RedCapRedCap 能力及规划能力及规划 2.1 中国移中国移动动 RedCapRedCap 服务能力服务能力 中国移动面向 RedCap 行业及客户，提供优质的网络能力、丰富的终端产品、高效的运营平台、完备的测试认证等能力及服务，助推 RedCap 规模化发展。2.1.1 网络能力网络能力 中国移动积极响应国家加快发展物联网的政策，确保在 2025 年前实现工信部 RedCap 规模覆盖的目标。按照网络适度超前的原则，中国移动 2024 年实现全国所有县城以上区域 700MHz RedCap 连续覆盖，根据大容量视频、电力配网、工业传感等业务需求，按需开通 2.6GHz/4.9GHz RedCap 功能。截至 2024 年 9 月，中国移动 5G 轻量化技术（RedCap）行业解决方案白皮书 5 中国移动 5G 基站已开通 RedCap 功能超过 43 万站。在连片组网性能方面，RedCap 1T2R 终端在 700MHz 网络中上行平均速率可达 86Mbps，下行平均速率可达 105Mbps；在 2.6GHz 网络中上行平均速率可达12Mbps，下行平均速率可达 78Mbps。在时延方面，RedCap 终端在现网中 ping 32 字节和 1500 字节的端到端平均时延在 30ms 内，均能满足业务时延需求。在移动性方面，RedCap 终端在现网连片组网环境下，能够正常实现 5G 系统内互操作，以及 5G 系统与 4G 系统互操作，切换成功率均为 100%；其中 5G 系统内切换时延在 30ms 内，5G 到 4G 切换时延在 70ms 内，基本符合预期。在 VoNR 方面，RedCap 网络能正常支持 VoNR 业务。2.1.2 自研产品自研产品 中国移动面向 RedCap 行业及客户提供自研芯片、轻量化模组、AI 摄像头、电力网关、便携式 CPE、便携式 Dongle 等产品，形成覆盖多种行业场景的生态产品布局，如表 2 所示。表 2 RedCap 自研产品矩阵 RedCapRedCap 产品产品 分类分类 产品型号产品型号 特性特性 芯片 CM9610 支持全球主流 5G 频段，专为低功耗 5G 物联网设备量身打造。模组 MR880A 支持 5G 和 4G 双模，满足工业、视频、智慧电力、智能穿戴、车载通信等多种行业需求。摄像头 S8601 升级版 4T 通用算力，可对监控画面的智能识别和分析，适用于景区直播、工业园区、移动考场、移动布控等场景。电力网关 PG03 具有以太网口、RS485、USB 等接口，可为电力行业应用提供多种安全网络接入能力。CPE EG3121 具备高性价比、小型便携等特点，主要应用于移动办公、车载网络覆盖、工业网络覆盖等应用场景。Dongle RD10 通过 USB 接口将 5G 网络与本地局域网互联，为政务、金融等内外网同时访问场景提供双域专网办公解决方案。2.1.3 运营平台运营平台 中国移动 5G 轻量化技术（RedCap）行业解决方案白皮书 6 OneCyber 5G 专网运营平台面向 5G（含 RedCap）行业及客户提供“管卡”“管网络”“管设备”集中运营能力，帮助客户便捷管网。在“管卡”方面，平台提供 5G 物联卡状态管理、流量分析以及预警等能力，实现对跨区域、跨厂区、跨应用的物联卡统一管理，帮助客户解决 5G 卡数量多、分布广、管理难的问题；在“管网络”方面，平台提供网络监控、故障定界等能力，实现对 5G 终端、无线、传输、核心网等 5G 网络全链路的质量监控管理，帮助客户实时掌握专网运行状态，及时获取告警信息，提升故障处理效率；在“管设备”方面，平台提供在线监测、远程配置等能力，实现对 5G 快线、智能硬件、边缘节点等 5G 设备的远程运维，提高客户生产运维效率，降低运营风险和运维成本。2.1.4 测试认证测试认证 中国移动5G物联网开放实验室（简称“OneLab”）位于重庆市南岸区，具备完善的端到端测试能力和技术研究能力，以重庆总部为核心，构建“1N”实验室架构，在北京、西安、南京、深圳、成都设立分中心,在全国范围形成规模化的测试能力平台，为RedCap生态伙伴提供便捷的测试服务。开放实验室具备RedCap测试能力，端侧包括终端发射功率、信号质量、发射频谱、接收性能等测试能力，能满足RedCap模组和终端研发调试测试；网侧RedCap支持700MHz、2.6GHz、4.9GHz频段。测试实验网已升级至3GPP R17版本，可开展通信功能、业务功能、性能、终端搜网可靠性等基本功能测试，以及5G LAN、高精度授时、切片等新特性测试，以催化RedCap产业链成熟，推动RedCap各行业广泛应用。开放实验室面向合作伙伴开展“RedCap行业硬件网络兼容性认证”，已完成多家合作伙伴RedCap行业产品测试认证。2.2 中国中国移动移动 RedCapRedCap 发展发展规划规划 为了全面推进 RedCap 在技术领域、能力构建、产业生态及应用场景等方面的全面发展，加速 RedCap 大规模商用部署进程，中国移动采取三阶段推进计划，如图 2 所示，旨在分阶段、有计划的稳步推进 RedCap 产业链的成熟与行业的广泛应用，确保 RedCap 在技术层面不断突破，能力建设上持续强化，产业生态中逐步壮大，行业应用中广泛渗透，有效赋能各行各业数字化转型与创新发展。中国移动 5G 轻量化技术（RedCap）行业解决方案白皮书 7 图 2 RedCap 发展规划 开局阶段：巩固技术基础，打造行业标杆。开局阶段：巩固技术基础，打造行业标杆。聚焦 RedCap 关键技术如低功耗、高可靠性、大容量等方面的研究，提升技术成熟度，并对关键技术、网络性能开展全面测试，确保技术性能稳定可靠，力争 RedCap 在智慧城市、智慧电力、智慧工厂、智慧海洋、安防监控、智慧政务、车联网等重点场景打造行业示范标杆项目，形成重点行业解决方案。拓展阶段：构建产业生态，推动规模发展。拓展阶段：构建产业生态，推动规模发展。聚焦资源、协同推进，依托中国移动牵头成立的 RedCap 产业链编队，开展贯通网络、芯片、模组、终端应用等全链条产业攻关，并不断拓展行业合作伙伴，加速 RedCap 端到端产业成熟；打造一批可复制、可推广的应用示范标杆项目，加速 RedCap 行业应用拓展，提升行业应用的广度和深度。飞跃阶段：赋能行业应用，推动产业繁荣。飞跃阶段：赋能行业应用，推动产业繁荣。在重点行业实现 RedCap 技术的规模化部署，提升行业数字化、智能化水平；基于 RedCap 增强技术，提供数据分析、运维管理、安全监控等增值服务，实现从技术研发到市场应用的全面突破，促进整个产业链的繁荣与发展。3.3.RedCapRedCap 典型行典型行业解决方案业解决方案 3.1 整体架构整体架构 RedCap 典型行业解决方案整体架构包括终端层、网络层、平台层、应用层，如图 3 所示。中国移动 5G 轻量化技术（RedCap）行业解决方案白皮书 8 图 3 RedCap 端到端架构图 终端层：终端层：基于 RedCap 芯片、模组为行业提供低成本 5G 终端，包括 RedCap 摄像头、电力终端、AGV 小车、传感器、CPE、DTU 等。网络层：网络层：无线网通过宏站提供室外连续覆盖，室分进行室内补盲，为行业客户提供连续覆盖的 RedCap 网络；通过 700MHz 实现广覆盖，2.6GHz 和 4.9Hz实现热点区域扩容。核心网通过“控制面集中+省级业务疏通+边缘按需下沉”的 5G 专网产品体系，叠加边缘计算能力，满足行业拓展需求。低成本 RedCap通过支持多 BWP 满足大容量需求，支持双域专网、5G LAN 等一系列专网能力满足行业灵活组网需求，支持 uRLLC、双发选收等功能满足网络确定性需求，支持端到端切片、CAG 等原子能力，为行业客户提供高隔离、高安全能力，满足行业客户多样化需求。平台层：平台层：通过平台实现连接管理、应用使能等能力。应用层：应用层：RedCap 应用于智慧电力、安防监控、智慧工厂、智慧城市、智慧海域、智慧政务、车联网、消费电子等领域。3.2 典型行业分析及技术解决方案典型行业分析及技术解决方案 3.2.1 智慧电力智慧电力 1 1、行业场景及需求综述、行业场景及需求综述 （1 1）行业场景）行业场景 中国移动 5G 轻量化技术（RedCap）行业解决方案白皮书 9 电力存在发电、输电、变电、配电和用电五大业务环节，每个电力环节均包含差异化的电力业务场景，配电环节包含自动化三遥、精准负荷控制、配网差动保护、配网 PMU 等多种业务，如图 4 所示。图 4 电力行业场景示意图（2 2）业务需求与痛点分析）业务需求与痛点分析 基于行业客户调研结果，现有电力行业专网存在以下痛点：信息安全隔离度要求极高、需求多。信息安全隔离度要求极高、需求多。为满足能源行业安全生产需求，电力网需要实现生产控制大区和管理信息大区的分区隔离，甚至需要满足各电网企业个性化的按业务种类隔离的需求。网络时延、可靠性要求较高网络时延、可靠性要求较高，如配网差动保护、配网自愈等生产控制类业务对端到端网络时延、可靠性要求较高，有 80ms99.99%的时延可靠性需求。业务种类多、需求差异大，网络授时等需保障。业务种类多、需求差异大，网络授时等需保障。配网差动保护、PMU 等专用设备对时间统一提出了更严格的要求，统一精准的时钟源是处理电网各种故障、异常事件的重要依据。还有一些通讯终端需使用二层通讯协议进行数据交换和访问，故能满足多类型业务高精度授时、灵活组网等需求也成为了电力网刚需。智慧电力业务对时延、可靠性、授时、切片的通信需求指标，如表 3 所示。表 3 电力行业通信需求 应用场景 带宽 时延 可靠性 授时 切片 配电自动化三遥 20Kbps 1s 99.9%无 必须 秒级负荷控制 20Kbps 1s 99.9%无 必须 分布式光伏 20Kbps 1s 99.9%无 必须 配网差动保护 2.5Mbps 80ms 99.99%10us 必须 配网自愈 0.5Mbps 200ms 99.99%10us 必须 配网 PMU 2Mbps 50ms 99.99%1us 必须 电力通信网作为支撑智能电网发展的重要基础设施，承担着各类电力业务的安全性、实时性、准确性和可靠性等要求。按照 4G 网络和电力专网的能力，无法满足业务对网络的高要求。基于上述痛点及业务需求，5G 网络凭借高隔离性、低时延、高可靠、灵活组网、支持行业多终端等特征可为电力行业提供必要的基中国移动 5G 轻量化技术（RedCap）行业解决方案白皮书 10 础网络保障，并结合 RedCap 轻量化终端开展规模部署，将有效降低 5G 电力终端及模组的成本，助力电力行业降本增效。2 2、端到端解决方案、端到端解决方案 智慧电力整体方案架构如图 5 所示，包括电力终端、RedCap 电力网关、5G基站、5G 专网以及主站系统等。图 5 智慧电力整体方案架构（1 1）终端层）终端层 终端层可采用传统电力终端内置 RedCap 模组、或直连 RedCap 电力网关两种方式。面向电力行业的 RedCap 网关产品，如图 6 所示，具备 5G 通信和 SIB 9 高精度授时能力，整机采用高可靠工业级设计，工作温度可达-20+75。支持IPSec、L2TP 等 VPN 功能，具有以太网口、RS485、USB 等接口，可为电力行业应用提供多种安全网络接入能力，可应用于电力行业配电网差动保护、PMU、自动化三遥等业务场景。图 6 RedCap 智慧电力网关（2 2）网络层）网络层 为满足电力网络安全隔离及高效故障处理需求，端到端网络支持切片、高精度授时等。端到端网络切片实现高安全的电力网络通信端到端网络切片实现高安全的电力网络通信 根据电力行业(国能 36 号文)要求，针对电力行业所部署的业务类别规划两类行业专用切片：面向管理信息类业务规划电力通用切片；面向生产控制类业务规划电力专用切片。在此基础之上，针对外网业务和互联网新兴业务构建了互联网大区。根据上述三个大区的安全隔离要求，并综合考虑业务性能、管控需求、经济因素等，电力生产控制大区、电力管理信息大区、电力互联网大区的端到端中国移动 5G 轻量化技术（RedCap）行业解决方案白皮书 11 切片资源配置如表 4 所示。表 4 电力 5G 网络切片总体架构 电力大区名称 切片方案 5G 切片资源隔离及调度方式 空口 承载网 核心网 电力生产控制大区 电力专用切片方案 RB 资源预留 FlexE 切片+VPN 隔离 UPF 独享专用等 电力管理信息大区 电力通用切片方案 5QI 优先级调度 VPN 隔离 共用核心网 电力互联网大区 虚拟专网方式构建 1 个电力互联网大区 5G 切片-VPN 隔离 共用核心网 SIB9SIB9 高精度授时支撑高效实时的电网故障处理高精度授时支撑高效实时的电网故障处理 电力网络配网 PMU、配网差动保护等业务，对电网自动化设备时间统一有严格要求。因此，电力 5G 虚拟专网应支持电力业务高精度授时能力。5G 无线基站通过无线空口对 5G 终端授时，在 SIB9 中携带时间戳下发给终端，实现终端与基站的时间同步。在外场空口测试场景下，通信终端间同步精度400ns，测试结果满足配网 PMU 时标信息精度1s 要求。核心网部署核心网部署 面向生产控制大区，核心网优先复用大网控制面网元，用户面 UPF 使用部署在省会城市或地市机房的电力专用 UPF，实现与管理信息大区业务、其他 ToB 业务及公网业务的物理资源隔离和业务就近转发。面向管理信息大区、互联网大区，核心网优先复用大网控制面网元和用户面UPF，控制面网元采用大区/省会集中部署方式，用户面 UPF 使用部署在省会城市机房或地市机房的地市核心机房，实现管理信息大区、互联网大区的业务疏通。另外，针对电力行业，存在单独建设电力专网的可能性，后期会根据业务场景需要按需建设。（3 3）平台层）平台层 电力终端可通过 5G 网络直接连接客户平台，或通过中国移动 OneLink+OneCyber 平台提供终端管理、数据分析等服务。面向电力行业，支持能碳数据的自动化采集、智能化管理与分析，可实现电力能耗采集、节能管控、碳排管理、储能管理等应用，帮助电力客户实现能耗精细化管理、节能降碳，推动实现双碳目标。3 3、标杆项目试点及应用效果、标杆项目试点及应用效果 （1 1）案例综述）案例综述 国网福建电力在厦门和泉州两个城市建设 5G 虚拟专网，采用端到端硬切片和安全加固技术，实现生产控制等典型业务场景技术验证及深度应用，引入中国移动 5G 轻量化技术（RedCap）行业解决方案白皮书 12 RedCap 技术，打造低成本和低功耗的轻量级安全专网，验证了 5G 技术在满足日益增长的通信需求方面的潜力。（2 2）网络及应用部署情况）网络及应用部署情况 网络采用“基站、承载网共享，核心区用户面专用”方案进行建设，如图 7所示。控制类采用硬切片承载，硬切片由无线侧 RB 预留，承载网 FlexE 通道，核心网侧下沉专用 UPF 等技术实现端到端物理隔离。采集类采用软切片承载，软切片的无线侧采用优享模式。图 7 5G 电力虚拟专网架构（3 3）应用效果）应用效果 针对电力不同场景，采用硬切片、软切片方案的测试结果如下：端到端硬切片方案：采用端到端物理资源隔离方式，2.6GHz 和 700MHz 均采用 3%RB 资源静态预留，为用户预留固定 RB 资源，平均速率测试结果如表 5所示，时延测试结果如表 6 所示。表 5 电力业务硬切片速率测试结果 频段 上/下行业务 占用 RB 数（个）平均速率（Mbps）2.6GHz（3%RB 硬切片）上行 6 2 下行 6 3 700MHz（3%RB 硬切片）上行 4 4 下行 4 6 表 6 电力业务硬切片时延测试结果 频段 包长（Byte）发包次数（次）平均时延（ms）99.9%时延（ms）Ping 成功率 2.6GHz（3%RB 硬切片）255 1800 17 100 100%700MHz 255 1800 18 100 100%中国移动 5G 轻量化技术（RedCap）行业解决方案白皮书 13（3%RB 硬切片）端到端软切片方案：选择空载小区（小区利用率10%），RedCap 采用 5QI 优先保障方式，QCI89 优先调度 RB 资源，QCI 调度权重高于 QCI9，QCI8 上下行速率略优于 QCI9，由于现网 eMBB 背景用户数少，RedCap 灵活调度 RB 数较多，RedCap 采用 QCI8 和 QCI9 保障方式的测试结果分别如表 7 和表 8 所示。表 7 电力业务软切片（QCI8）速率测试结果 频段 上/下行业务 占用 RB 数（个）平均速率（Mbps）2.6GHz（QCI8）上行 31 9 下行 48 32 700MHz（QCI8）上行 82 69 下行 80 69 表 8 电力业务软切片（QCI9）速率测试结果 频段 上/下行业务 占用 RB 数（个）平均速率（Mbps）2.6GHz（QCI9）上行 31 9 下行 48 28 700MHz（QCI9）上行 79 68 下行 79 56 在福建厦门完成 5G+分布式光伏、配电自动化三遥、融合终端 3 个应用场景的终端改造，开展 RedCap 模组替换，经验证，RedCap+切片方案能够满足上述业务 20kbps、1s99.9%的需求。针对分布式光伏业务，光伏逆变器主要接入 RTU 或融合终端，RTU、融合终端支持 IEC101、IEC104 规约，通过 RJ45 以太网接口与纵向加密装置连接，纵向加密装置再通过 RJ45 以太网接口连接到 RedCap CPE 终端，通过 5G 电力虚拟专网与主站进行通信。分布式光伏设备改造如图 8 所示。中国移动 5G 轻量化技术（RedCap）行业解决方案白皮书 14 图 8 分布式光伏设备改造 针对配电自动化三遥，采用环网柜 DTU 设备，外置 RedCap CPE 实现与主站通信。若 DTU 已有加密模块，则利用原有加密模块；若 DTU 无加密模块，则外接加密盒或者将加密芯片集成在 RedCap CPE 中。针对柱上开关 FTU 设备，将原有的 4G 通信模块更换为 RedCap 嵌入式通信模块，即可实现与主站的通信。DTU 设备和 FTU 设备改造如图 9 所示。图 9 DTU 设备和 FTU 设备改造 针对智能融合终端业务，作为低压配电物联网的核心，基于软件 APP 化、硬件平台化的理念，可与低压智能设备、传感器和智能电表就地组网完成台区智能化改造，集成了配电台区供用电信息采集、电能表数据收集、设备状态监测及通讯组网、就地化分析决策、协同计算等功能于一体的智能化融合终端设备。将融合终端（内置安全加密芯片）原有的 4G 模组更换为 RedCap 模组，如图 10 所示，实现与主站的通信。图 10 融合终端改造 RedCap 通信单元 4 4、经验总结及展望经验总结及展望 构建基于 5G-A 技术的电力虚拟专网，不仅能满足新型电力系统对通信模块的性能要求，还能通过 RedCap 技术降低终端成本和功耗，推动 5G-A 技术在电力系统乃至更广泛行业的应用。此外，端到端的安全加固方案将确保电力通信网络的安全性，满足关键基础设施的高安全标准。面向智慧电力方案的竞争优势主要中国移动 5G 轻量化技术（RedCap）行业解决方案白皮书 15 包括采用 RedCap 模组降低成本和功耗；5G 端到端硬切片，保障传输安全；专网可灵活调整，扩展至其它应急调度应用场景。RedCap 在智慧电力场景应用，能够减少电力场景的建设和运营成本，同时也减少了能源消耗和碳足迹，符合当前全球推动的绿色能源和可持续发展的趋势，RedCap 不仅适用于电力系统，还可以推广到石油、燃气、矿产、港口等多个行业，目前已在港务电力实现了复制推广，有望形成规模化产业。3.2.2 安防监控安防监控 1 1、行业场景及需求综述、行业场景及需求综述 （1 1）行业场景）行业场景 安防监控行业作为保障社会安全的重要领域，其应用场景广泛且需求多样。公园、车站、学校等公共场所确保公共秩序和人员安全，监测人员密集区域情况；超市、商场、银行等商业场所监控人流、货物流、现金流等重要区域，防止盗窃、抢劫等事件发生；工厂生产线实时监测生产情况，及时发现异常情况并采取相应措施，提高生产效率和产品质量。（2 2）业务需求与痛点分析）业务需求与痛点分析 流量需求：流量需求：随着安防监控技术的智能化升级，高清视频、AI 分析、远程操控等功能的广泛应用，对流量消耗和带宽的需求急剧增加，尤其是在高安全等级的场景下，如园区监控、关键基础设施监控等，流量消耗可达数十 GB/月，且要求上行带宽能够稳定支持高清视频回传、实时数据分析等任务。成本与性能平衡：成本与性能平衡：5G NR 终端虽然性能卓越，但高昂的成本（通常超过千元）限制了 5G 安防监控的广泛应用。而 RedCap 作为 5G 的轻量化版本，不仅继承了 5G 的大带宽、低时延等核心优势，还通过精简设计大幅降低了终端成本，实现了性能与成本的完美平衡。2024 年安防监控将成为 RedCap 技术可规模拓展与复制的重要应用场景，从而开启 RedCap 的大规模应用时代。随着安防监控行业的智能化、网联化进程不断加速，监控系统对移动网络的需求呈现出显著的增长态势。截至 2023 年，国内联网安防监控设备的规模已突破千万量级，其中加载 5G 通信能力的占比稳步提升至 12%，标志着安防监控行业正步入高速、高效的智联新时代。2 2、端到端解决方案、端到端解决方案 安防监控场景 RedCap 方案架构通常包括终端监控设备（RedCap 模组）、5G无线接入网、5G 核心网以及后端监控管理平台等关键部分。各层设备协同工作，实现高效、可靠的安防监控数据传输与处理，整体架构如图 11 所示。中国移动 5G 轻量化技术（RedCap）行业解决方案白皮书 16 图 11 安防监控 RedCap 整体架构（1 1）终端层）终端层 安防监控终端可采用 RedCap 摄像头或 RedCap AI 摄像头。RedCap 摄像头支持高清视频传输，可以满足 720P、1080P、2K 分辨率的业务需求；RedCap AI 摄像头可以对监控画面的智能识别和分析，支持人脸检测、道路监控、通用行为分析等多种智能功能。（2 2）网络层）网络层 RedCap 摄像头或 RedCap AI 摄像头可接入 5G RedCap 网络，目前中国移动5G 网络已实现乡镇及以上区域的连续覆盖，以及重点行政村的覆盖，并且可基于 5G 网络快速实现 RedCap 网络覆盖，确保安防监控需求点位灵活设置。RedCap 可以根据网络负载和业务需求动态调整 BWP 个数，更加灵活地利用5G 网络的大带宽资源，提高频谱利用效率、大幅提升小区上行容量，满足视频监控场景的上行大流量需求。5G 核心网控制面复用大网 5GC，用户面 UPF 优先复用省中心专线 UPF 或地市共享 UPF，如客户存在数据不出园区的需求，可采用专用 UPF 下沉至客户园区，满足客户隔离需求，打造差异化的 5G 定制网络。（3 3）平台层）平台层 安防监控平台涉及到监控数据的收集、存储、处理、分析及安全等多个方面。安防监控平台的数据来源于终端层监控设备，如摄像头、传感器等，多种类型的数据通过 RedCap 网络回传至管理平台，采用本地或云端的方式存储。数据处理分析通过对原始数据的清洗、转换、特征提取、模型训练等处理，可以将原始数据转化为更有价值的信息。采用 AI 大模型对视频数据进行智能分析，洞察系统的运行状态、识别潜在的安全隐患，从而实现自动预警、联动响应，解决传统的依赖于人工巡视的工作方式，提升管理智能化水平。3 3、标杆项目试点及应用效果、标杆项目试点及应用效果 （1 1）案列综述）案列综述 山东万华化学是综合性化工厂园区，在企业运营中安全重于一切，所有的数字化、智能化改造在满足相关的技术指标要求外，还需要保证石化安全生产不中断、人员安全有保障、安全管理有措