《電子技術(shù)應(yīng)用》
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5G 和 WiFi-6,,誰是智能制造的主角

2020-07-14
來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察

去年(2019年)12月,英國的航太設(shè)備/關(guān)鍵組件制造大廠Mettis Aerospace(主要客戶包括空中巴士和波音等)與無線寬頻聯(lián)盟正式宣布完成工廠內(nèi)WiFi-6第一階段測試,,該測試被喻為全球首次工廠內(nèi)WiFi-6基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)的試驗,,同時也是WBA(無線寬頻聯(lián)盟)的WiFi-6測試與開發(fā)計劃的重要里程碑。身為未來實際的使用者,,Mettis Aerospace認為測試結(jié)果相當(dāng)令人滿意,,公司發(fā)言人聲稱「WiFi-6超出了我們對工廠連網(wǎng)的期望」,。Mettis Aerospace進一步說明,,工廠內(nèi)部環(huán)境復(fù)雜,舉例而言,,大型機臺的移動,、制造過程產(chǎn)生的熱能以及灰塵/微粒,甚至是機臺設(shè)備的材質(zhì)結(jié)構(gòu),,都會干擾無線通訊訊號,。

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盡管如此,在這種高電荷的環(huán)境中WiFi 6仍運行良好,,使用80MHz的頻寬能達到700Mbps的速度,,并且需要低延遲的相關(guān)應(yīng)用也能達到低于6毫秒的延遲,這些數(shù)據(jù)證明,,即使在復(fù)雜且充滿挑戰(zhàn)的工廠環(huán)境中,,WiFi-6的基礎(chǔ)架構(gòu)仍可以在環(huán)境干擾的情況下運行良好,并提供高質(zhì)量和高可靠度的通訊品質(zhì),。由于目前5G的熱度持續(xù)升高,,特別是德國和日本陸續(xù)開放5G企業(yè)專頻申請的情況下,國際間已有知名業(yè)者計劃利用5G專用網(wǎng)路提升工廠內(nèi)的效率或是產(chǎn)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(xiàn),,無疑為WiFi的擁護者注入強心針,,甚至是出現(xiàn)WiFi-6可代替5G的言論,以及諸多的技術(shù)比較文章,。從智能生產(chǎn)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(shù)的指標(biāo),,5G應(yīng)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的延遲率期望可小于1毫秒,,而WiFi-6則是10毫秒。但對于最后使用者而言,,他們真正在乎的不是這些技術(shù)最高指標(biāo),,而是如何用合理的價格、快速且順暢的連上網(wǎng)路,,因此,,依據(jù)不同的應(yīng)用情境,5G和WiFi-6各有優(yōu)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于室內(nèi)的應(yīng)用受到限制,,若要提供室內(nèi)完整覆蓋,需要建置大量的室內(nèi)分散式天線以及小型基地臺,,成本高昂,,然而5G就跟所有的蜂巢式網(wǎng)路一樣,適合覆蓋廣大區(qū)域以及高速移動下的訊號切換,。WiFi-6則是相反,,即使新的標(biāo)準(zhǔn)使其傳輸速度可達到WiFi-5的四倍,并可大幅降低網(wǎng)路塞車和訊號干擾的問題,,Mettis Aerospace的案例已經(jīng)證明其可行性,,在抗干擾上WiFi-6也具有優(yōu)勢,但是,,若從網(wǎng)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(jù)上述的論點,,衍生出了「5G主外,,WiFi-6主內(nèi)」的結(jié)果。在室內(nèi),WiFi-6改善裝置連網(wǎng)的速度和延遲率,,并提高了密度,,除了工廠內(nèi)部智慧制造等相關(guān)應(yīng)用外,可應(yīng)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(wǎng)裝置需求的室內(nèi)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,臺灣亦有晶片業(yè)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(yīng)可互相整合,將無線接入端由5G的核心網(wǎng)路架構(gòu)中分離出來,,并由WiFi-6成為企業(yè)的無線電接入端,,與5G核心緊密連接,由于WiFi-6具有良好的經(jīng)濟效益和優(yōu)異的效能,,未來可設(shè)想許多服務(wù)商將WiFi-6用做其5G網(wǎng)路的接入端,,以代替分散式天線和小型基地臺系統(tǒng)。除了技術(shù)的整合,,在應(yīng)用情境上5G和WiFi-6應(yīng)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(nèi)」的延伸,當(dāng)工廠內(nèi)部原本透過WiFi-6連結(jié)的感應(yīng)器移置工廠外部使用時,,仍能透過5G網(wǎng)路聯(lián)網(wǎng),,達到5G和WiFi-6共同協(xié)作的效益,另外,,根據(jù)諾基亞的調(diào)查,,在諸多工廠的應(yīng)用環(huán)境中,10毫秒延遲的通訊可滿足約85~90%的應(yīng)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(yīng)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(wǎng)的趨勢之一。5G和WiFi-6之間的戰(zhàn)爭其實并不存在,,兩種技術(shù)分別有各自的特點和優(yōu)勢,,以滿足不同的應(yīng)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(huán)境,而WiFi-6則是結(jié)合了小區(qū)域布建的靈活性以及成本的優(yōu)勢,,較適合室內(nèi)使用,,如辦公大樓、會議中心,、音樂廳等,,而除了室內(nèi)、室外的因素,,不同的應(yīng)用對于通訊技術(shù)的要求,,也是重要考量之一。

因此,,考量布建靈活度,、不同應(yīng)用場景、成本等重要因素,,可想見,,未來工廠或是企業(yè)將使用5G和WiFi-6共存的混合式解決方案,不論是技術(shù)供應(yīng)者或是使用者皆應(yīng)跳脫「兩種技術(shù)彼此競爭的思維」,,依據(jù)不同的情境和需求,,結(jié)合不同技術(shù)的優(yōu)點,讓5G和WiFi-6在工業(yè),、物聯(lián)網(wǎng),、自駕車等領(lǐng)域皆能蓬勃發(fā)展,協(xié)助產(chǎn)業(yè)更進一步朝向智慧化邁進,。



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