【趨勢大師】WiFi 6 將與5G 共同營造超高速無線通訊環境

出版時間 2019/09/11
微驅科技總經理吳金榮
微驅科技總經理吳金榮

本文作者為微驅科技總經理吳金榮
 
無線通訊網路通常可區分為無線區域網路(Wireless Local Area Network),以及無線廣域網路(Wireless Wide Area Network)。
 
WiFi是無線區域網路的標準,1997年第一代WiFi 802.11被制定完成,802.11使用2.4GHz頻率,最高傳輸速率僅2Mbit/秒。以今天的科技來看,當時的傳輸速率宛如龜速,不過在當時的環境已相當好用,主要應用在筆電,以及辦公室設備等。
 
1999年第2代WiFi 802.11b問世,同樣使用2.4GHz頻率,最高傳輸速率提高到11Mbit/秒,較第一代大幅躍進,不過仍無法充裕應付龐大資料量的影音傳輸。
 
2003年第3代WiFi 802.11 g定案,使用2.4GHz頻率,最高傳輸速率躍升至54Mbit/秒,在當時辦公室、家庭等環境使用暢行無阻。

2009年第4代WiFi 802.11 n登場,可使用2.4GHz頻率,或5GHz頻率,基礎傳輸速率達72.2 Mbit/秒,最高傳輸速率可達450Mbit/秒,速率大幅提升。值得注意的是第5代WiFi支援「多重輸入多重輸出」(Multi Input Multi Output,MIMO)技術。
 
無線通訊科技不斷地演進,WiFi的性能也隨之精進,第5代WiFi已跨出Gbit/秒的境界。2014年1月802.11ac Wave 1發布,支援最高傳輸速率866Mbit/秒。


802.11ac Wave 2於2016年6月發布,支援最高傳輸速率達1.73 Gbit/秒,WiFi傳輸速率超越1 Gbit (Giga bit、10億位元)每秒。
 
超越Gbit/秒的傳輸速率,足以應付高解析度影音串流需求,並且超越4G LTE的傳輸速率當行動通訊進入5G時代,WiFi也跨入第6代,2018年10月第代WiFi802.11ax,被正式命名為WiFi 6,它的傳輸速率理論上最高可達9.6 Gbit/秒,與5G相較不惶多讓。
 
自從WiFi 6名稱被正式使用後,之前的WiFi 標準也同樣更名,802.11ac更名為WiFi 5,802.11n 更名為WiFi 4。
 
WiFi 6使用不少與5G同樣的技術,因此具低延遲,且可連接大量設備的功能。

無線廣域網路主要的通訊技術為行動電話網路,同樣地行動電話通訊網路也歷經數代的演變。
 
1979年日本電信電話公司建立全球第1個行動電話網路,開啟第1代行動電話紀元,美國於1983年方建立行動電話通信網路。
 
第1代 (1G)行動電話網路使用類比技術,主要功能為語音通話,沒有數據傳輸功能,因此這時候的行動電話網路主要功能是提供語音通話。
 
1989年末1990年初,採用數位技術的第2代 (2G)行動電話網路開始上線,行動通訊進入數位時代,除了語音通話功能外,第2代行動電話網路也具數據傳輸功能。
 
2G數據傳輸的速率很低,最高傳輸速率只達64Kb/秒,因此無法支援網頁瀏覽、電子郵件等功能,主要的功能為語音通話。
 
2003年第3代 (3G)行動通訊網路登場,數據傳輸速率最高可達2Mb/秒,較2G大幅提升,營造數位時代的環境,智慧型手機在此世代開始興起。
 
2007年蘋果公司推出iPhone開啟智慧型手機的新紀元,手機功能不再侷限於語音通話,網頁瀏覽、電子郵件等,成為智慧型手機的必備功能,手機功能晉升到新境界。
 
2009年第4代 (4G) 行動通訊網路進入市場,數據傳輸速率高達100Mb/秒 到 1Gb/秒。4G不僅支援無線連網功能,對須大量快速傳輸資料的影音串流,4G網路也能平穩運作。
 
2019年眾所矚目的第5代 (5G) 行動通訊網路正式啟用,無線廣域網路進入新紀元。5G 網路數據傳輸速率最高達1Gb/秒 到20 Gb/秒,無線通訊進入新紀元。

在5G之前的世代,行動通訊網路的速率低於WiFi的速率,因此在可使用WiFi的區域,通常會使用WiFi。

智慧型手機除了具行動無線通訊功能外,WiFi通訊是必備功能,因此也可使用WiFi連網。在WiFi及行動通訊網路並存的地方,智慧型手機會優先使用WiFi網路。
 
WiFi 6與5G大約同時登場,與WiFi 5比較,WiFi 6 網路涵蓋範圍倍增,網速提升3倍,可支援更多設備,因此支援WiFi的設備數量將快速成長。
 
WiFi 6可視為5G網路互補的要素,在網路密度需求快速上升之下,WiFi 6將扮演對無線行動通訊網路終端客戶,在物聯網、智慧醫療、智慧城市等新興應用,的強力支援角色。
 
從半導體元件看WiFi 6市場成長的力度,預估具WiFi 6標準的晶片,全球出貨量將由今年約3億套,快速成長,到2022年超越20億套,市場規模大幅超越5G 數據晶片出貨的規模。
 


 


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