背景圖片圖/新華社、本報資料照片
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去年(2019年)12月,英國的航太設備/關鍵組件製造大廠Mettis Aerospace(主要客戶包括空中巴士和波音等)與無線寬頻聯盟正式宣布完成工廠內WiFi-6第一階段測試,該測試被喻為全球首次工廠內WiFi-6基礎設施和服務的試驗,同時也是WBA(無線寬頻聯盟)的WiFi-6測試與開發計畫的重要里程碑。

身為未來實際的使用者,Mettis Aerospace認為測試結果相當令人滿意,公司發言人聲稱「WiFi-6超出了我們對工廠連網的期望」。Mettis Aerospace進一步說明,工廠內部環境複雜,舉例而言,大型機台的移動、製造過程產生的熱能以及灰塵/微粒,甚至是機台設備的材質結構,都會干擾無線通訊訊號。儘管如此,在這種高電荷的環境中WiFi 6仍運行良好,使用80MHz的頻寬能達到700Mbps的速度,並且需要低延遲的相關應用也能達到低於6毫秒的延遲,這些數據證明,即使在複雜且充滿挑戰的工廠環境中,WiFi-6的基礎架構仍可以在環境干擾的情況下運行良好,並提供高質量和高可靠度的通訊品質。

由於目前5G的熱度持續升高,特別是德國和日本陸續開放5G企業專頻申請的情況下,國際間已有知名業者計畫利用5G專用網路提升工廠內的效率或是產能,相比之下,WiFi-6看似已被冷凍。然而,Mettis Aerospace WiFi-6工廠案例的出現,無疑為WiFi的擁護者注入強心針,甚至是出現WiFi-6可代替5G的言論,以及諸多的技術比較文章。從智慧生產的需求來看,到底工廠需要的是5G還是WiFi-6?

若單純比較各自技術的指標,5G應該還是略勝一籌,5G理論速度可達到10Gbps,WiFi-6最高理論速度可達到9.6Gbps,5G的延遲率期望可小於1毫秒,而WiFi-6則是10毫秒。但對於最後使用者而言,他們真正在乎的不是這些技術最高指標,而是如何用合理的價格、快速且順暢的連上網路,因此,依據不同的應用情境,5G和WiFi-6各有優劣,但都有望為客戶帶來顯著幫助。

5G訊號因為其物理特性,穿透性較差且易受干擾,使得5G於室內的應用受到限制,若要提供室內完整覆蓋,需要建置大量的室內分散式天線以及小型基地台,成本高昂,然而5G就跟所有的蜂巢式網路一樣,適合覆蓋廣大區域以及高速移動下的訊號切換。WiFi-6則是相反,即使新的標準使其傳輸速度可達到WiFi-5的四倍,並可大幅降低網路塞車和訊號干擾的問題,Mettis Aerospace的案例已經證明其可行性,在抗干擾上WiFi-6也具有優勢,但是,若從網路覆蓋面積的來看,還是5G在室外覆蓋有更為成熟的布建模式。

因此根據上述的論點,衍生出了「5G主外,WiFi-6主內」的結果。在室內,WiFi-6改善裝置連網的速度和延遲率,並提高了密度,除了工廠內部智慧製造等相關應用外,可應用的地點也包括體育場、音樂廳和會議中心等,具有高密度連網裝置需求的室內空間,在室外,5G能推動許多前瞻性的體驗,包括遠距遙控、無人機、自駕車、智慧城市等,台灣亦有晶片業者認為,自駕車將會是未來5G主要的剛性需求之一。

5G和WiFi-6理論上應可互相整合,將無線接入端由5G的核心網路架構中分離出來,並由WiFi-6成為企業的無線電接入端,與5G核心緊密連接,由於WiFi-6具有良好的經濟效益和優異的效能,未來可設想許多服務商將WiFi-6用做其5G網路的接入端,以代替分散式天線和小型基地台系統。

除了技術的整合,在應用情境上5G和WiFi-6應也能互相補足彼此不足的部分,舉例而言,上述「5G主外,WiFi-6主內」的延伸,當工廠內部原本透過WiFi-6連結的感應器移置工廠外部使用時,仍能透過5G網路聯網,達到5G和WiFi-6共同協作的效益,另外,根據諾基亞的調查,在諸多工廠的應用環境中,10毫秒延遲的通訊可滿足約85~90%的應用,顯示假使工廠若使用WiFi-6即可滿足大部分的需求,但仍有約10~15%的應用必須使用更低延遲的通訊方式,而這部分目前可能只有5G能夠滿足。因此,不難想像5G和WiFi-6的混合式解決方案,可能成為未來的智慧工廠連網的趨勢之一。

5G和WiFi-6之間的戰爭其實並不存在,兩種技術分別有各自的特點和優勢,以滿足不同的應用情境,憑著更高的速度和容量,5G帶來的是移動性和廣泛布建,較適合室外,如礦場、港口,或是大面積且不易受干擾的環境,而WiFi-6則是結合了小區域布建的靈活性以及成本的優勢,較適合室內使用,如辦公大樓、會議中心、音樂廳等,而除了室內、室外的因素,不同的應用對於通訊技術的要求,也是重要考量之一。

因此,考量布建靈活度、不同應用場景、成本等重要因素,可想見,未來工廠或是企業將使用5G和WiFi-6共存的混合式解決方案,不論是技術供應者或是使用者皆應跳脫「兩種技術彼此競爭的思維」,依據不同的情境和需求,結合不同技術的優點,讓5G和WiFi-6在工業、物聯網、自駕車等領域皆能蓬勃發展,協助產業更進一步朝向智慧化邁進。

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