智能工廠需要的是5G還是WiFi-6?

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。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)絡(luò)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，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，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，即使新的標準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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