Wi-Fi 6 802.11ax 5G QAM OFDMA Wi-Fi 6E Wi-Fi 5 MUMIMO TWT

技術進化/市場需求發力 Wi-Fi 6高速列車全面啟動

2021-08-27
5G大幅提升行動網路速度到Gbps等級,物聯網與智慧家庭發力推動需求,Wi-Fi 6網路管理效能大躍進,COVID-19居家避疫潮最佳助攻,遊戲、中小企業、專業垂直應用需求,共同推動Wi-Fi 6的高速發展。

 

新冠肺炎(COVID-19)疫情為世界帶來天翻地覆的改變,這兩年的影響勢必在更多年後持續發酵,也必定改變原本的歷史軌跡,疫情之下的Wi-Fi 6(802.11ax)產業推動同樣深受影響。Wi-Fi 6傳輸速率最高接近10Gbps,其高效率的傳輸機制,也能讓AP與裝置之間的通訊更加快速。尤其進入5G時代之後,行動通訊傳輸速率提升到Gbps等級,Wi-Fi長期扮演協助行動通訊資料分流的角色,Wi-Fi 6全面提升的效能正好與5G搭配。尤其是室內的無線連接,根據統計Wi-Fi承載了全球超過一半的數據流量,甚至有65%~90%的智慧型手機流量來自Wi-Fi,5G時代網路流量將持續成長,Wi-Fi角色更加重要。

Wi-Fi 6導入多項新技術以全面提升效能表現,包括:使用1024正交振幅調變(QAM)、正交分頻多重存取(Orthogonal FrequencyDivision Multiple Access, OFDMA)技術、多使用者多重輸入與多重輸出(Multi-User MIMO, MUMIMO)、Target Wake Time(TWT)機制等。而Wi-Fi 6在經過最早期的推廣之後,2021年下半年將進入第二階段的發展,包括遊戲、中小企業、甚至特殊場域如醫院的應用等,導入概況與前景亦非常值得關注。

產業推力與拉力並轡馳

COVID-19疫情大約從2020年3月開始全球大流行,歐美國家進入封城狀態,居家工作成為常態,這個背景與Wi-Fi晶片廠商的推動促成Wi-Fi 6成長動能,明泰科技無線寬頻網路事業體產品規劃與管理處資深經理邱冠瑋(圖1)指出,居家工作的網路需求讓Wi-Fi 6成長較預期更早出現,形成市場拉力;晶片廠的推廣則形成推力,兩者相互搭配讓Wi-Fi 6在2020~2021年創造出高成長力。

 圖1 明泰科技無線寬頻網路事業體產品規劃與管理處資深經理邱冠瑋表示居家工作形成市場拉力;晶片廠的推廣則形成推力,創造Wi-Fi 6高成長力。

另外,Wi-Fi Alliance於2020年一項研究估計,Wi-Fi的全球年度經濟價值將在2021年達到3.3兆美元,預計2025年將達到4.9兆美元。該預測表明經濟價值從2018年到2025年將成長150%。影響的因素包括免費Wi-Fi存取、住宅和企業節省上網支出、Wi-Fi 6的普及、6GHz頻段的可用性和冠狀病毒大流行,都帶動Wi-Fi市場的成長,經過一年多的疫情影響,前述2025年的市場規模可能提前達成。

根據市調機構拓墣產研報告指出Wi-Fi 6E於2021年開始商用化,廠商陸續發布新產品,2021年雖然Wi-Fi 5還是占有主流地位占比逾50%,然推估伴隨兩大智慧型手機陣營支援搭載與相關產業鏈積極布局,且Wi-Fi 6E終端設備逐步增加,恩智浦半導體無線網路產品部資深市場行銷經理陳世和(圖2)認為,萬物聯網態勢明朗,且獲得電信營運商助力推廣,推估2021下半年成長可期。

圖2  恩智浦半導體無線網路產品部資深市場行銷經理陳世和認為Wi-Fi 6產品大量問世,Wi-Fi聯盟已公布550款Wi-Fi 6認證產品。

Wi-Fi 6大幅強化網路管理能力

然而,相較於長期穩定的Wi-Fi 4與發展差強人意的Wi-Fi 5,Wi-Fi 6事實上吸引了更多關注,除了多項技術升級帶來的效能躍進之外,英特爾(Intel)電腦通訊事業群產品經理盧進忠(圖3)舉例,自從2003年Intel將晶片組與無線網卡整合成Centrino解決方案以來,Wi-Fi 6算是比較大的轉變,包括安全、抗干擾、相容性,特別是混合網路應用情境,近年來一般家庭的聯網裝置數量大幅成長,10~20個聯網終端情況相當常見,過去Wi-Fi 4與Wi-Fi 5架構上並沒有特別為此設計。

圖3  英特爾電腦通訊事業群產品經理盧進忠提出Killer AX1650將各應用進行排序,透過彈性化設定功能,最佳化遊戲體驗。

物聯網(IoT)概念過去幾年逐步發酵,為智慧家庭的發展提供了絕佳的機會,家中除了聯網裝置數量大幅提升之外,使用需求也有顯著差異性,邱冠瑋提到,像是家戶保全的感測裝置,需要保持長時間連線,但不需要高頻寬,因此Wi-Fi 6的TWT技術可以定義每個裝置的不同喚醒時間,也就是只有在需要時間連線,其他時間休眠,藉此節省使用電量,也延長電池壽命。

另外,因應聯網裝置的成長,邱冠瑋說,Wi-Fi 6透過MU-MIMO技術,最多可以同時支援8個裝置聯網,相較之下過去Wi-Fi 5最多只能支援3+1個裝置;加上Wi-Fi 6可運作在2.4GHz、5GHz、6GHz頻段,三個頻段各有特性,2.4GHz可以支援低速率、長距離聯結應用,5/6GHz可以支援高速率、低延遲聯結應用,透過Wi-Fi 6的先進功能,可以協助Wi-Fi 6路由器進行聯網裝置的有效管理與排程,不會使低速率與高速率應用都占用同樣的頻道,導致資源浪費,讓網路應用與管理更有效率。

Wi-Fi 6技術已經在晶片組、存取點(AP)和用戶端領域蓬勃發展,眾多閘道器、旗艦智慧手機、平板電腦和筆記型電腦也都開始支援該技術。陳世和提到,包括iPhone 11和iPhone SE、三星S10和S20以及華為P40 Pro等設備;NETGEAR、ASUS、TP-Link和D-Link等家庭路由器已經支援這項技術,而Cisco、Aruba、華為、Extreme Networks、Mist/Juniper和Cambium Networks等企業級供應商也已開始提供Wi-Fi 6解決方案。此外,首批支援Wi-Fi 6的電視和遊戲機已經面世。Wi-Fi聯盟公布了550款Wi-Fi 6認證產品,更是印證了此一迅速發展。

遊戲/SMB/醫療應用加持Wi-Fi 6熱度

產業研究機構ABI Research預計,在越來越多的市場中,各種設備類型將迅速過渡到Wi-Fi 6,包括智慧手機和平板電腦、個人電腦(PC)、家庭娛樂、遊戲、汽車、可穿戴設備、智慧家庭以及許多不同垂直領域的物聯網應用。Intel近年在Wi-Fi的推動上,專注在NB平台,盧進忠認為,短期內Wi-Fi 6的推動還有一些需要努力的地方,包括WPA3的安全協定,要到2021年底發表的Windows 11才支援;Wi-Fi 6E的頻段,許多國家之前都還未開放商用,需要各國政府與通訊監理單位協助。

遊戲近年大量網路化,所以除了運算與繪圖效能之外,對於網路傳輸效能更是無法妥協,需要高速、低延遲的網路效能。Intel 2020年5月收購Rivet Networks,將先前合作的Wi-Fi 6遊戲解決方案Killer AX1650納入旗下,盧進忠解釋,該解決方案硬體使用Intel的Wi-Fi 6晶片組,透過軟體技術導入智慧引擎、Control Center管理軟體、GameFast技術、DoubleShot Pro共享功能、xTend技術等,最佳化網路遊戲的技術功能。藉由將各種應用進行排序,透過彈性化設定功能,讓遊戲體驗最佳化。

另外,邱冠瑋表示,中小企業(SMB)對於網路需求為高可靠度與穩定性,同時生命週期較長,希望聯網裝置可以具備上述特點,目前導入Wi-Fi 6的需求也不低;另外,在醫療應用上,需要通過醫療級的安規認證,Wi-Fi 6在藥品、醫療設備追蹤的應用上也相當有發揮空間。整體而言,對於價格敏感、網路效能要求不高的應用,預計還會以Wi-Fi 4為主流,但對於效能與功能都更加要求的應用,則會快速從Wi-Fi 5升級到Wi-Fi 6。

5G大幅提升整體行動網路速度到Gbps等級,加上物聯網與智慧家庭的相輔相成,聯網裝置的有效管理成為重點,還有COVID-19的最佳助攻促使市場對Wi-Fi效能、容量與功能需求激增,在天時、地利與人和的多重利多配合之下,Wi-Fi 6的發展備受看好,甚至影響產業更樂觀看待Wi-Fi 7(IEEE 802.11be)的發展,Wi-Fi 6未來兩年不再需要布局,而是已經進入短兵相接高速發展的階段,產業熱度精彩可期。

 

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