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5G 和 WiFi6,谁是智能制造的主角?

2020
07/14
14:27

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去年(2019年)12月,英国的航太设备/关键组件制造大厂Mettis Aerospace(主要客户包括空中巴士和波音等)与无线宽频联盟正式宣布完成工厂内WiFi-6第一阶段测试,该测试被喻为全球首次工厂内WiFi-6基础设施和服务的试验,同时也是WBA(无线宽频联盟)的WiFi-6测试与开发计划的重要里程碑。

 

身为未来实际的使用者,Mettis Aerospace认为测试结果相当令人满意,公司发言人声称「WiFi-6超出了我们对工厂连网的期望」。Mettis Aerospace进一步说明,工厂内部环境复杂,举例而言,大型机台的移动、制造过程产生的热能以及灰尘/微粒,甚至是机台设备的材质结构,都会干扰无线通讯讯号。尽管如此,在这种高电荷的环境中WiFi 6仍运行良好,使用80MHz的频宽能达到700Mbps的速度,并且需要低延迟的相关应用也能达到低于6毫秒的延迟,这些数据证明,即使在复杂且充满挑战的工厂环境中,WiFi-6的基础架构仍可以在环境干扰的情况下运行良好,并提供高质量和高可靠度的通讯品质。
 
由于目前5G的热度持续升高,特别是德国和日本陆续开放5G企业专频申请的情况下,国际间已有知名业者计划利用5G专用网路提升工厂内的效率或是产能,相比之下,WiFi-6看似已被冷冻。然而,Mettis Aerospace WiFi-6工厂案例的出现,无疑为WiFi的拥护者注入强心针,甚至是出现WiFi-6可代替5G的言论,以及诸多的技术比较文章。从智能生产的需求来看,到底工厂需要的是5G还是WiFi-6?
 
若单纯比较各自技术的指标,5G应该还是略胜一筹,5G理论速度可达到10Gbps,WiFi-6最高理论速度可达到9.6Gbps,5G的延迟率期望可小于1毫秒,而WiFi-6则是10毫秒。但对于最后使用者而言,他们真正在乎的不是这些技术最高指标,而是如何用合理的价格、快速且顺畅的连上网路,因此,依据不同的应用情境,5G和WiFi-6各有优劣,但都有望为客户带来显着帮助。
 
5G讯号因为其物理特性,穿透性较差且易受干扰,使得5G于室内的应用受到限制,若要提供室内完整覆盖,需要建置大量的室内分散式天线以及小型基地台,成本高昂,然而5G就跟所有的蜂巢式网路一样,适合覆盖广大区域以及高速移动下的讯号切换。WiFi-6则是相反,即使新的标准使其传输速度可达到WiFi-5的四倍,并可大幅降低网路塞车和讯号干扰的问题,Mettis Aerospace的案例已经证明其可行性,在抗干扰上WiFi-6也具有优势,但是,若从网路覆盖面积的来看,还是5G在室外覆盖有更为成熟的布建模式。
 
因此根据上述的论点,衍生出了「5G主外,WiFi-6主内」的结果。在室内,WiFi-6改善装置连网的速度和延迟率,并提高了密度,除了工厂内部智慧制造等相关应用外,可应用的地点也包括体育场、音乐厅和会议中心等,具有高密度连网装置需求的室内空间,在室外,5G能推动许多前瞻性的体验,包括远距遥控、无人机、自驾车、智慧城市等,台湾亦有晶片业者认为,自驾车将会是未来5G主要的刚性需求之一。
 
5G和WiFi-6理论上应可互相整合,将无线接入端由5G的核心网路架构中分离出来,并由WiFi-6成为企业的无线电接入端,与5G核心紧密连接,由于WiFi-6具有良好的经济效益和优异的效能,未来可设想许多服务商将WiFi-6用做其5G网路的接入端,以代替分散式天线和小型基地台系统。
 

除了技术的整合,在应用情境上5G和WiFi-6应也能互相补足彼此不足的部分,举例而言,上述「5G主外,WiFi-6主内」的延伸,当工厂内部原本透过WiFi-6连结的感应器移置工厂外部使用时,仍能透过5G网路联网,达到5G和WiFi-6共同协作的效益,另外,根据诺基亚的调查,在诸多工厂的应用环境中,10毫秒延迟的通讯可满足约85~90%的应用,显示假使工厂若使用WiFi-6即可满足大部分的需求,但仍有约10~15%的应用必须使用更低延迟的通讯方式,而这部分目前可能只有5G能够满足。因此,不难想像5G和WiFi-6的混合式解决方案,可能成为未来的智慧工厂连网的趋势之一。

 

5G和WiFi-6之间的战争其实并不存在,两种技术分别有各自的特点和优势,以满足不同的应用情境,凭着更高的速度和容量,5G带来的是移动性和广泛布建,较适合室外,如矿场、港口,或是大面积且不易受干扰的环境,而WiFi-6则是结合了小区域布建的灵活性以及成本的优势,较适合室内使用,如办公大楼、会议中心、音乐厅等,而除了室内、室外的因素,不同的应用对于通讯技术的要求,也是重要考量之一。

 

因此,考量布建灵活度、不同应用场景、成本等重要因素,可想见,未来工厂或是企业将使用5G和WiFi-6共存的混合式解决方案,不论是技术供应者或是使用者皆应跳脱「两种技术彼此竞争的思维」,依据不同的情境和需求,结合不同技术的优点,让5G和WiFi-6在工业、物联网、自驾车等领域皆能蓬勃发展,协助产业更进一步朝向智慧化迈进。

 

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