規格升級很有感 Wi-Fi 6開拓工業新大陸

2023-07-24
在消費性市場趨於飽和的情況下,許多無線技術供應商紛紛將工業市場視為下一個成長機會所在,並調整技術發展重心。Wi-Fi 6就是一個典型案例。

對傳統的工業自動化應用而言,要實現機台設備間的資料傳輸,有線連接是首選技術。但由於智慧製造的概念興起,以及廠內物流自動化的程度日增,現在有越來越多工廠需要能彈性靈活地調度、調整製程設備的能力,廠內的無人搬運車(AGV)數量也日益增加。

隨著生產線上可移動的設備越來越多,工業領域對無線技術的需求也變得更加迫切。許多無線技術標準陣營,都開始將眼光從已經飽和的消費性或IT應用市場,轉向工業應用領域。例如3GPP陣營的5G專網、ORAN,以及使用免授權頻段的Wi-Fi、藍牙等。

然而,工業市場的需求跟消費性、IT應用有著極大的差距。例如行動通訊跟IT網路,往往都將更高的資料吞吐量列為首要追求目標,但對工業應用而言,與其提高單一連線的資料頻寬,不如提高網路內可支援的連線設備數量,或是降低網路延遲來得更實際。同時,許多工業應用對省電性能的要求,甚至比智慧型手機要更嚴苛。這類工業應用獨有需求,使得有意開拓工業應用市場的無線技術,必須在規格上做出針對性的規劃。Wi-Fi 6(802.11ax)就是一個很好的案例。 

Wi-Fi進軍工業市場 整體成本優勢最亮眼
在各種無線連接技術中,由3GPP主導的行動通訊技術與發源自IT網路的Wi-Fi技術,是基礎建設最成熟,供應鏈跟應用生態系也最健全的兩大技術。但由於行動通訊技術需使用授權頻段,即便企業自行建置5G專網,也需要向政府支付頻譜授權費用,再加上相關網路基礎設備的單價偏高,基本上只有大型企業有能力負擔得起。

相較之下,使用免授權頻段的Wi-Fi,除了不需要支付頻譜費用外,從入門級到企業級,設備選擇一應具全,不管企業規模大小,都能找到適合自己的解決方案。這使得Wi-Fi網路在整體持有成本、網路建置投資方面,均遠比行動網路要更具優勢。

照理說,Wi-Fi在工業應用領域,應該能受到普遍歡迎,並擁有廣大的使用族群,但事實上並非如此。是什麼因素阻礙了Wi-Fi在工業領域普及應用?

Wi-Fi 6祭出三大更新 大幅補強技術缺陷 
德州儀器(TI)嵌入式處理器行銷與應用資深工程師劉旻俐(圖1)指出,在Wi-Fi 6問世之前,Wi-Fi基本上是完全為IT網路的需求而打造的網路技術。像接取點(AP)、路由器(Router)這類網路設備,最重視的性能指標是單一連結的資料吞吐量,至於網路覆蓋範圍內能有多少裝置同時連線上網,僅是次要指標。這導致傳統Wi-Fi網路設備在遇到連線裝置密度很高的應用場景時,很容易出現網路塞車,甚至是斷線的情況。即便有MIMO技術協助,也只能稍微緩解網路塞車的狀況。

圖1 德州儀器(TI)嵌入式處理器行銷與應用資深工程師劉旻俐表示,為開拓工業與物聯網應用的商機,Wi-Fi 6技術特別強化了高密度連線與低功耗特性

 

傳統Wi-Fi的功耗也是一大問題。在IT領域,因為網路設備基本上都連接市電,筆電、手機等用戶端裝置搭載的電池容量也大,所以對功耗比較沒有那麼敏感。但在工業領域,很多裝置搭載的電池容量都很小,且希望電池壽命能長達數年,因此Wi-Fi的功耗必須壓低到mW水準。這也是傳統Wi-Fi很難達成的目標。

對高密度連線的支援能力不足,再加上功耗偏高,使得Wi-Fi在工業,甚至更廣義的物聯網應用上,遇到不小阻力。但Wi-Fi 6標準的出現,顯著提升了Wi-Fi在高密度連線與功耗方面的表現,而且在一定程度上也改善了網路延遲。因此,自Wi-Fi 6推出後,Wi-Fi在物聯網應用領域的普及速度,增加得相當有感。

 

規格升級很有感 Wi-Fi 6開拓工業新大陸(1)

規格升級很有感 Wi-Fi 6開拓工業新大陸(2)

本站使用cookie及相關技術分析來改善使用者體驗。瞭解更多

我知道了!