2022年6月，3GPP 5G Rel-17標(biāo)準(zhǔn)正式凍結(jié)。其中，Rel-17引入了RedCap(Reduced Capability，降低能力)終端，它支持更低的發(fā)射功率、更強(qiáng)的節(jié)電模式，以及有限移動(dòng)性和切換。在5G新標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)之后，RedCap加快技術(shù)驗(yàn)證、終端研發(fā)，以及商用預(yù)演。設(shè)備商、運(yùn)營(yíng)商、芯片/模組商、垂直行業(yè)終端，積極推動(dòng)RedCap的商用進(jìn)程。jdaesmc

2023年2月，隨著首顆RedCap芯片和模組上市，緊接著進(jìn)入預(yù)商用驗(yàn)證階段。業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)，今年將是RedCap里程碑的一年，其落地催化物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)程。具體而言，RedCap究竟有哪些應(yīng)用優(yōu)勢(shì)？目前的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)及商用進(jìn)程如何？jdaesmc

為什么是RedCap？

首先要從5G技術(shù)的演進(jìn)說起。實(shí)際上，就算是中國(guó)這樣的網(wǎng)絡(luò)大國(guó)，也暫未在境內(nèi)所有區(qū)域完全覆蓋5G，中國(guó)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)仍以“4G+5G為主，2G+3G為輔”。目前，5G技術(shù)剛剛完成第一演進(jìn)階段，最新Rel-17標(biāo)準(zhǔn)對(duì)RedCap的引入，補(bǔ)齊了5G的中高速率業(yè)務(wù)承載能力。jdaesmc

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圖1：5G技術(shù)演進(jìn)進(jìn)度 來源：國(guó)際電子商情jdaesmc

可能在普通消費(fèi)者的觀念中，一項(xiàng)技術(shù)越發(fā)展其功能越豐富，性能也就越強(qiáng)。但為什么5G技術(shù)演進(jìn)到Rel-17時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)輕量版5G技術(shù)RedCap？這主要可從兩個(gè)方面來觀察：jdaesmc

一方面是5G應(yīng)用復(fù)雜多變。不同設(shè)備對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求各異，倘若每個(gè)應(yīng)用都采用標(biāo)準(zhǔn)的5G芯片/模組，可能會(huì)出現(xiàn)“殺雞用宰牛刀”的情況。在實(shí)際應(yīng)用中，企業(yè)可以針對(duì)不同細(xì)分場(chǎng)景的需求來選用不同的芯片和模組。比如，智能表計(jì)、智能燈桿、智能停車管理等應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)極低功耗、廣連接，但帶寬要求不高，使用低成本的NB-IoT芯片/模組就可滿足需求；可穿戴設(shè)備、POS機(jī)、物流、電梯監(jiān)控等應(yīng)用對(duì)功耗要求不高、只需中低速帶寬，可使用LTE Cat.1、eMTC芯片/模組；視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程醫(yī)療、自動(dòng)駕駛等應(yīng)用對(duì)帶寬要求高，可使用LTE Cat.4、Cat-6、5G芯片/模組。jdaesmc

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圖2：不同帶寬的技術(shù)的主流應(yīng)用場(chǎng)景 來源：國(guó)際電子商情jdaesmc

另一方面是通信技術(shù)的“退網(wǎng)”。為了能更高效地利用頻譜資源，新一代通信技術(shù)成熟應(yīng)用后，前幾代通信技術(shù)會(huì)陸續(xù)被“退網(wǎng)”。例如，2G/3G退網(wǎng)后，其大部分的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)遷移到LTE Cat.1、LTE Cat.4和NB-IoT中。未來4G也會(huì)面臨“退網(wǎng)潮”，為了更長(zhǎng)遠(yuǎn)的考慮，需建立輕量化的5G版本，來覆蓋原本由LTE Cat.1、LTE Cat.4支持的需求。jdaesmc

得益于5G的網(wǎng)絡(luò)切片特性，3GPP根據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用對(duì)用戶數(shù)、QoS(Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量)、帶寬的不同要求，把5G物理網(wǎng)絡(luò)分成了——eMBB(增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶)、mMTC(海量物聯(lián)網(wǎng)通信)、uRLLC(低時(shí)延高可靠通信)三個(gè)切片，每個(gè)切片內(nèi)部可實(shí)現(xiàn)資源共享，同時(shí)還保證每個(gè)切片性能不對(duì)其他切片的性能產(chǎn)生影響。而RedCap(又稱NR-Light或NR lite)主要針對(duì)帶寬、功耗、成本介于eMBB和LPWA(低功耗廣域網(wǎng))之間的應(yīng)用。jdaesmc

為了壓縮5G NR(New Radio，新空口)終端的成本，現(xiàn)在的RedCap只支持FR1頻段20MHz的帶寬和FR2頻段100MHz的帶寬，其接收天線也減少到1或2根，調(diào)制階數(shù)由FR1 256QAM降為FR1 64QAM。通過減少終端的帶寬、接收天線的數(shù)量和層數(shù)，可大幅度降低終端的芯片/模組成本。據(jù)IMT-2020(5G)推進(jìn)組介紹， RedCap模組的成本預(yù)計(jì)會(huì)比eMBB低5倍，前者規(guī)模商用后的價(jià)格與LTE Cat.4相當(dāng)。此外，Redcap終端支持Rel-17的終端節(jié)能技術(shù)和覆蓋增強(qiáng)技術(shù)，還通過引進(jìn)初始BWP(Bandwidth Part，部分帶寬)和非小區(qū)定義的同步信號(hào)，可有效實(shí)現(xiàn)Redcap終端和非Redcap終端的友好共存。jdaesmc

基于以上特點(diǎn)，RedCap適用于智能可穿戴設(shè)備、工業(yè)無線傳感器和視頻監(jiān)控等三大業(yè)務(wù)場(chǎng)景，這些業(yè)務(wù)場(chǎng)景對(duì)數(shù)據(jù)速率的要求遠(yuǎn)低于eMBB，但又高于NB-IoT、LTE-M等低功耗廣域網(wǎng)，RedCap的使用能在網(wǎng)絡(luò)性能和終端成本上實(shí)現(xiàn)均衡。jdaesmc

RedCap正在批量商用前夕

截至2023年Q2，RedCap產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)初步形成。在過去一年里，運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備商、芯片/模組商及終端企業(yè)，為推動(dòng)RedCap的商用做出了很大的努力。比如，中國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商完成了5G RedCap端到端實(shí)驗(yàn)室??測(cè)試???驗(yàn)證工作；華為、中興、中國(guó)信科、愛立信、諾基亞貝爾等設(shè)備商完成了5G基站支持RedCap的關(guān)鍵技術(shù)功能和外場(chǎng)性能測(cè)試；上海聯(lián)通攜手華為、百度Apollo，基于3GPP Rel-17標(biāo)準(zhǔn)完成了對(duì)車聯(lián)網(wǎng)的5G物聯(lián)RedCap連片部署實(shí)驗(yàn)局驗(yàn)證；高通、中國(guó)聯(lián)通、移遠(yuǎn)通信等芯片/模組廠商發(fā)布了RedCap芯片和模組產(chǎn)品；此外，垂直行業(yè)企業(yè)也大力推進(jìn)RedCap在場(chǎng)景、技術(shù)和產(chǎn)品解決方案的定義和適配。jdaesmc

其中，有一些具有里程碑意義的事件需重點(diǎn)關(guān)注。今年2月上旬，高通發(fā)布了全球首款5G NR-Light(即RedCap)調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)——驍龍X35，通過支持LTE與5G NR-Light，驍龍X35具備了向后兼容和支持面向未來特性的能力；隨后2月底至3月初的世界移動(dòng)通信大會(huì)(MWC2023)上，中國(guó)聯(lián)通發(fā)布了全球首款通用型5G RedCap商用模組NX307，同日，移遠(yuǎn)通信也宣布推出輕量化5G RedCap模組Rx255C系列。以上信息釋放出一個(gè)人積極信號(hào)——RedCap已開啟商用的進(jìn)程，未來的批量商用指日可待。jdaesmc

另外，中國(guó)市場(chǎng)的物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)也有了突破性的進(jìn)展。中國(guó)工業(yè)和信息化部數(shù)據(jù)顯示，截至2022年8月末，中國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商的移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)終端用戶達(dá)到16.98億戶，該數(shù)據(jù)比移動(dòng)電話用戶多了2,000萬戶。這意味著，中國(guó)已經(jīng)成為全球率先實(shí)現(xiàn)“物超人”的國(guó)家。jdaesmc

與此同時(shí)，需求端的市場(chǎng)規(guī)模也在日益擴(kuò)大。前文提到RedCap適用于可穿戴設(shè)備、工業(yè)無線傳感器和視頻監(jiān)控三大業(yè)務(wù)場(chǎng)景，其產(chǎn)品涉及到對(duì)體積、功耗要求嚴(yán)格的智能手表/手環(huán)、醫(yī)療監(jiān)控設(shè)備，需實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控的城市管理、工農(nóng)業(yè)設(shè)備，有大規(guī)模數(shù)據(jù)采集需求的工業(yè)用壓力傳感器、溫濕度傳感器等。這些產(chǎn)品在未來也有較好的發(fā)展空間。據(jù)英國(guó)市調(diào)機(jī)構(gòu)IDTechEx的報(bào)告預(yù)測(cè)，2026年全球智能可穿戴設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)1,500億美元；美國(guó)市調(diào)機(jī)構(gòu)MarketsandMarkets的報(bào)告數(shù)據(jù)顯示,到2026年的全球工業(yè)傳感器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)319億美元，到2027年全球視頻監(jiān)控市場(chǎng)預(yù)計(jì)達(dá)764億美元。jdaesmc

除了前面提及的三大應(yīng)用場(chǎng)景之外，未來RedCap的重要應(yīng)用場(chǎng)景還包括：車載T-Box、電力設(shè)備等。在以上細(xì)分市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，RedCap的發(fā)展將欣欣向榮。對(duì)此，業(yè)內(nèi)人士預(yù)估，2023年有望成為5G RedCap的商用元年，其RedCap連接數(shù)或達(dá)百萬級(jí)別，到2024年將進(jìn)入RedCap批量落地階段。jdaesmc

如果把目光從物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域移開，而進(jìn)一步聚焦在AIoT領(lǐng)域，相信大家也會(huì)好奇，2023年AIoT發(fā)展到了什么地步？有哪些值得關(guān)注的應(yīng)用和技術(shù)？2023年6月8日，AspenCore與深圳市新一代信息通信產(chǎn)業(yè)集群將聯(lián)合主辦“2023國(guó)際AIoT生態(tài)發(fā)展大會(huì)”，大會(huì)匯聚國(guó)際、國(guó)內(nèi)AIoT領(lǐng)域的技術(shù)力量與市場(chǎng)渠道資源，共筑創(chuàng)新發(fā)展的AIoT產(chǎn)業(yè)生態(tài)。感興趣的讀者請(qǐng)點(diǎn)擊這里報(bào)名。jdaesmc

還存在哪些待解決的問題？

不過，5G RedCap要想順利批量商用，還需要克服一些阻礙因素。在今年4月中旬的移遠(yuǎn)通信2023年物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)大會(huì)上，來自移遠(yuǎn)通信、紫光展銳、中國(guó)移動(dòng)等企業(yè)的嘉賓，就RedCap商用化過程中仍存在的問題分享了各自的觀點(diǎn)。jdaesmc

移遠(yuǎn)通信副總經(jīng)理孫延明表示，從技術(shù)上來看，5G RedCap本身的設(shè)計(jì)是為了把中低速物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用遷移到5G上，但能否順利遷移過來還受很多因素的限制。理論上，LTE Cat.4的帶寬為20 MHz，RedCap不僅能在功能上替代LTE Cat.4，而且還發(fā)揮了很多新特性。在Rel-18標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)之后，RedCap的帶寬可降至5 MHz，屆時(shí)將能替代LTE Cat.1。但決定這一替代過程有多長(zhǎng)的，并非是簡(jiǎn)單的技術(shù)引進(jìn)，而是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同。jdaesmc

RedCap被看好的主要原因有兩點(diǎn)：一是部署前景，5G R15網(wǎng)絡(luò)已在全中國(guó)廣泛部署，RedCap從Rel-15、Rel-16升級(jí)到Rel-17、Rel-18，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)部署成本和迭代周期之間的平衡；二是應(yīng)用場(chǎng)景，如今許多物聯(lián)網(wǎng)連接基于LTE Cat.1和LTE Cat.4，5G RedCap可從應(yīng)用場(chǎng)景上替代前兩者，在物聯(lián)網(wǎng)碎片化場(chǎng)景中找到非常好的平衡點(diǎn)。jdaesmc

移遠(yuǎn)通信產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)楊開軍補(bǔ)充道，RedCap在應(yīng)用方面至少要面臨兩方面的挑戰(zhàn)。第一，網(wǎng)絡(luò)的準(zhǔn)備度。RedCap建立在SA(Standalone，獨(dú)立組網(wǎng))網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，中國(guó)的SA組網(wǎng)領(lǐng)先于其他國(guó)家。另外，在SA的基礎(chǔ)上升級(jí)到Rel-17，才能享受到全部的5G特性。第二，成本因素。雖然現(xiàn)在RedCap芯片的成本比標(biāo)準(zhǔn)5G芯片低，但與大家預(yù)期的成本相比還存在差距。jdaesmc

在規(guī)格方面，RedCap還可進(jìn)一步精簡(jiǎn)，比如，在Sub-6GHz頻段上，3GPP Rel-17 RedCap的帶寬為20MHz，這小于傳統(tǒng)5G 100MHz的帶寬，而Rel-18 Redcap帶寬進(jìn)一步縮減為5MHz。目前，5G覆蓋尚未達(dá)到4G的水平，加上RedCap所面對(duì)的應(yīng)用場(chǎng)景可能比較復(fù)雜，在沒有5G網(wǎng)絡(luò)的情況下，終端設(shè)備需要平滑切換到4G。因此，現(xiàn)在的RedCap均為雙模產(chǎn)品，待未來SA網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用充分普及，RedCap也可做成單模產(chǎn)品的形式，屆時(shí)產(chǎn)品上量指日可待。jdaesmc

中國(guó)移動(dòng)政企事業(yè)部市場(chǎng)管理部副總經(jīng)理李源指出，5G RedCap本質(zhì)上是對(duì)4G LTE Cat.1及LTE Cat.4的場(chǎng)景和技術(shù)的升級(jí)迭代?，F(xiàn)在的5G RedCap模組、終端仍待成熟，必須要找到一些規(guī)模足夠大的應(yīng)用領(lǐng)域，雖然5G RedCap在礦山、遠(yuǎn)程教育、醫(yī)療等場(chǎng)景已有試點(diǎn)應(yīng)用，但是還未做到足夠大的通用規(guī)模效應(yīng)。jdaesmc

相對(duì)而言，行業(yè)視頻應(yīng)用場(chǎng)景更容易起量，比如智慧鄉(xiāng)村等場(chǎng)景有許多視頻監(jiān)測(cè)需求，又有較高的網(wǎng)絡(luò)流量需求，所以能快速推動(dòng)RedCap模組和終端的成熟。當(dāng)前，RedCap發(fā)展可以以涵蓋機(jī)器視覺在內(nèi)的視頻需求為重點(diǎn)擴(kuò)展，往國(guó)家支持的大方向做規(guī)模推進(jìn)，尤其是在農(nóng)業(yè)、工業(yè)，以及金融等方面。jdaesmc

“4G改變生活，5G改變社會(huì), 4G技術(shù)升級(jí)改變了我們生活方式和消費(fèi)習(xí)慣，包括智能POS、共享單車、充電寶、掃碼支付云喇叭等物聯(lián)網(wǎng)終端形態(tài); 5G技術(shù)升級(jí)會(huì)推進(jìn)社會(huì)智能和數(shù)字化轉(zhuǎn)型，5G不同的技術(shù)產(chǎn)品組合會(huì)帶來不同的行業(yè)機(jī)會(huì)。5G技術(shù)不能單獨(dú)完成這一使命，它需要與AI、機(jī)器視覺/聽覺等技術(shù)融合，多種技術(shù)深度融合之后會(huì)帶來很多場(chǎng)景的新變化。”紫光展銳營(yíng)銷管理部副總裁吳發(fā)強(qiáng)舉例稱，5G RedCap的場(chǎng)景是對(duì)4G的延伸。隨著大數(shù)據(jù)、高清視頻需求迭代至5G，5G+AI+視覺深度融合后，智慧教育、自動(dòng)駕駛、元宇宙會(huì)有廣闊的想象空間?？傮w而言，5G真正要在垂直行業(yè)落地，需要包括芯片廠、模組廠、運(yùn)營(yíng)商在內(nèi)的各個(gè)生態(tài)伙伴的共同努力。jdaesmc

何時(shí)完成對(duì)LTE Cat.4/Cat.1的替代？

根據(jù)3GPP的規(guī)劃，RedCap誕生的目的是為了替代LTE Cat.4和LTE Cat.1，這是否會(huì)加劇不同芯片公司的競(jìng)爭(zhēng)？jdaesmc

紫光展銳廣域物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品經(jīng)營(yíng)部總經(jīng)理鮮苗介紹道，該問題的本質(zhì)是“芯片廠商在通信的交替迭代過程中，怎么選擇自己的技術(shù)和產(chǎn)品規(guī)劃路線”。jdaesmc

由于與行業(yè)應(yīng)用相關(guān)的產(chǎn)品和設(shè)備的生命周期長(zhǎng)達(dá)5-10年，該類設(shè)備一定是在運(yùn)營(yíng)商宣布徹底停運(yùn)時(shí)才被動(dòng)升級(jí)到最新的通信技術(shù)上。例如，當(dāng)前很多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都已經(jīng)升級(jí)到了4G LTE，但是截至2022年年底，在某些工業(yè)領(lǐng)域依舊有上百萬套2G設(shè)備在使用中，這些設(shè)備會(huì)堅(jiān)持到2G徹底退網(wǎng)才會(huì)更新通信制式。 jdaesmc

芯片廠家會(huì)支撐模組廠家以及終端廠家，進(jìn)而服務(wù)各個(gè)行業(yè)，做好相應(yīng)的通信制式升級(jí)換代。Rel-17 RedCap對(duì)標(biāo)LTE Cat.4，Rel-18 RedCap對(duì)標(biāo)LTE Cat.1，雖然前后兩者在技術(shù)上相通或相似，但是在應(yīng)用場(chǎng)景方面并不沖突，甚至是某種程度上互補(bǔ)。芯片的規(guī)劃是遵從技術(shù)的演進(jìn)以及芯片工藝的演進(jìn)，而在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，技術(shù)演進(jìn)是發(fā)展核心。隨著通信技術(shù)的迭代，芯片公司一定會(huì)通過芯片產(chǎn)品的軟硬件升級(jí)迭代來跟進(jìn)，并通過市場(chǎng)與行業(yè)需求調(diào)研最終滿足行業(yè)終端客戶的需求。jdaesmc

孫延明則認(rèn)為，僅從三至五年的時(shí)間維度來看，LTE Cat.1和RedCap是互補(bǔ)關(guān)系，但放到更長(zhǎng)的時(shí)間維度來觀察，兩者的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)其實(shí)是替代關(guān)系。首先，LTE Cat.1具備成本優(yōu)勢(shì)，成本往往代表著行業(yè)終端客戶的訴求，廠商和運(yùn)營(yíng)商仍對(duì)LTE Cat.1保持極大的熱情，其市場(chǎng)也正逐年增長(zhǎng)，每年都有更新的應(yīng)用出現(xiàn)。其次，LTE Cat.1還有一定的存量市場(chǎng)，2G過渡到LTE Cat.1、LTE Cat.4仍有訴求。在中國(guó)，這一過渡將在3-5年內(nèi)完成，在亞太、歐洲和拉美等地區(qū)，這一過程可能還需5-7年。jdaesmc

RedCap在短期來看，特性非常明顯，比如有低延時(shí)、高可靠、大覆蓋、低功耗、低成本等優(yōu)勢(shì)，可覆蓋電力、監(jiān)測(cè)、視頻傳輸?shù)葢?yīng)用的訴求。RedCap能否替代LTE Cat.1或LTE Cat.4，不是技術(shù)命題而是產(chǎn)業(yè)命題。任何新標(biāo)準(zhǔn)、新生態(tài)要推起來，都需要在很多地方做努力，比如國(guó)家引導(dǎo)，就如光伏和新能源汽車行業(yè)一樣，需要政府層面來推動(dòng)。然后，設(shè)備商和運(yùn)營(yíng)商積極布置和優(yōu)化，推動(dòng)一些包括鋼鐵、醫(yī)療、教育在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目落地應(yīng)用，并以點(diǎn)帶面做場(chǎng)景下沉，把5G公網(wǎng)特性帶到私網(wǎng)或某一個(gè)應(yīng)用中。最后，終端、模組、設(shè)備廠家提供多樣化的產(chǎn)品，努力降低產(chǎn)品的成本，提升性價(jià)比。jdaesmc

當(dāng)然，從成本的角度來看，RedCap與LTE Cat.1還存在較大的差距。RedCap目前的版本是Rel-17，Rel-18版本預(yù)計(jì)于2023年底凍結(jié)，屆時(shí)將能真正對(duì)標(biāo)LTE Cat.1。jdaesmc

小結(jié)：運(yùn)營(yíng)商積極推進(jìn)RedCap商用試點(diǎn)

如今，中國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商正在積極推動(dòng)RedCap的商用試點(diǎn)。僅在今年4月份，就有完成了針對(duì)多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的RedCap商用試點(diǎn)。jdaesmc

• 2023年4月18日，中國(guó)聯(lián)通攜手美的集團(tuán)、上海汽車城和華為等合作伙伴，分別在廣東佛山美的廚熱洗碗機(jī)工廠和上海嘉定汽車城，完成了工業(yè)和車聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景的5G RedCap終端全球首商用；
• 2023年4月中旬，杭州移動(dòng)攜手華為、南瑞等合作伙伴，在國(guó)網(wǎng)杭州供電公司完成全球首個(gè)5G+電力場(chǎng)景的RedCap端到端商用試點(diǎn)；
• 2023年4月下旬，中國(guó)聯(lián)通攜手大華、華為在浙江杭州實(shí)現(xiàn)了基于安防監(jiān)控場(chǎng)景的RedCap商用網(wǎng)絡(luò)部署；
• 同樣是2023年4月下旬，中國(guó)電信廈門分公司聯(lián)合華為在廈門完成全國(guó)首例RedCap視聯(lián)網(wǎng)商用驗(yàn)證，本次商用主要應(yīng)用在基于5G視聯(lián)網(wǎng)的AI垃圾分類、城管智能執(zhí)法監(jiān)控等場(chǎng)景。

相信在接下來，針對(duì)不同場(chǎng)景的商用試點(diǎn)還將繼續(xù)，直到RedCap真正迎來規(guī)模商用的時(shí)候。jdaesmc