楊玉奇/工研院產科國際所
自Wi-Fi 6技術問世後，各界對其與5G技術之間的關係是屬於相互依存或是競爭，甚且是互為替代，不時有疑義和討論，更好奇產業將如何應用5G與Wi-Fi 6。本研究嘗試從無線寬頻聯盟(Wireless Broadband Alliance; WBA)甫於2020年底發表的跨國且跨領域實測案例中，歸納新一代Wi-Fi技術未來可能的應用機會。根據實測結果發現，由於Wi-Fi 6的性能提升，特別適用於高密度用戶、大面積空間和大量連網設備的情境，以往常見的訊號不穩、覆蓋率不足、傳輸延遲等問題，皆獲得明顯的改善。另一方面，Wi-Fi 6的良好實測結果，也更加凸顯異質網路技術間唯有互補融合，才能提升無線網路組網與應用的經濟性、穩定性和有效性。
Wi-Fi組網模式
1. Wi-Fi網路建構方式
Wi-Fi技術於1990年代後期出現後，雖然已經很成熟但仍然不斷的演進發展，數據傳輸速度也隨之持續提升。Wi-Fi網路是以IEEE802.11標準為基礎的Wireless LAN，使用的無線電頻段以2.4GHz和5GHz為主，具有速度快、可靠性高的特性。在開放區域內，Wi-Fi的通訊距離可達305公尺，在封閉區域內，亦有76至122公尺的通訊距離。另外，Wi-Fi網路也具有方便與有線乙太網路整合、用戶組網成本低、良好相容於各類符合802.11標準的直接序列展頻(Direct-Sequence Spread Spectrum; DSSS)設備等優點。
Wi-Fi網路的構成包括站點(Station)、基本服務單元、分配系統等三個基礎部份，而要使網路有正常的運作功能，還需要搭配接入點和擴展服務單元。站點是最基本的組成要件，兩個站點即可構成基本服務單元，運作時站點可以動態的與基本服務單元關聯(Associate)。分配系統可連接不同的基本服務單元，接入點即一般所稱的AP(Access Point)，兼有站點和分配系統的功能；擴展服務單元則由分配系統和基本服務單元組合而成，可因應不同的基本服務單元彼此距離遙遠的建構情境。
圖一、Wi-Fi樹狀與網狀組網架構示意
2. 組網架構改變
過往採用Wi-Fi組建區域無線網路時，多以星狀或樹狀的網路拓撲(Network Topology)佈置方式為主，樹狀結構尤其普遍。星狀架構以路由器為中心點發送訊號，樹狀架構則是橋接延伸器或擴大器來增加訊號範圍，兩者都是簡易且直覺的組網方式。然而，一旦屬於重要節點功能的路由器發生故障時，網路就會無法使用或是影響其他區域網路，而且延伸連接的節點越多，訊號也會跟著減弱，無法滿足使用者對連網品質的要求。
隨著Wi-Fi技術進步到可以「無縫漫遊」，即在同一網域中只使用一個SSID，使用者可在多個網路覆蓋範圍中移動，系統會自動判斷最佳的訊號來源並與其連接後，網狀組網成為最佳的模式。Mesh網狀無線網路系統的每個節點都能作為節點或終端設備，其中任一節點故障時，其他節點依然能夠維持運行並且分配流量。最新的Wi-Fi 6路由器已能完全基於裝置功能實現Mesh網狀組網效能，不用依賴終端裝置是否具備此調節功能，使Wi-Fi 6在產業應用上增加更多彈性與機會。
Wi-Fi 6組網應用實測
由BT、Broadcom、BSG Wireless、Cable Labs、Cisco、HPE Aruba與Intel等公司為主要成員的無線寬頻聯盟(WBA)，正在全球各地進行當前最新一代的無線區域網路技術，即Wi-Fi 6的組網應用實測，此舉除了有推廣Wi-Fi 6的目的外，也希望透過實測確認Wi-Fi 6與其他異質網路，如5G的協作方式。WBA已完成製造業、基礎設施、零售業、偏鄉校園等四個不同場域的實測，以下分別摘要說明其實測過程與結果。
1. 製造業應用案例
WBA與英國航空工業Mettis的實測合作，是Wi-Fi 6全球首次用於工業環境的展示成果。實測的主要目的在於評估Wi-Fi 6的功能，支援混合實境監測以及生產線數位化。實測過程中最大的挑戰來自於工業環境中大量的無線訊號干擾，包括熔爐產生的高熱、大量移動的重機械、粉塵等。
在嚴苛環境條件下，參與本實測案例的廠商包括Cisco、iBwave、Intel、Broadcom。為能確保訊號穩定，Cisco布建11個優化的節點；iBwave記錄環境障礙資訊，掌握場域中會破壞…以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。