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產業技術評析

Wi-Fi市場發展以及Wi-Fi as a Service垂直應用趨勢
發表日期:2021-12-22
作者:李柏毅(工研院)
摘要:
全球COVID-19疫情的發展從2019年延續到2021年,雖然依舊沒有放緩的趨勢,但也因此帶動了低接觸商機,隨著Wi-Fi技術持續進步,以更安全且便捷的方式連結企業、工業與消費環境,而聯網裝置越來越多,也使Wi-Fi變得更重要,並且衍伸出Wi-Fi as a Service (WaaS)的市場商機以及各種垂直應用。

全文:

一、前言
 

全球COVID-19疫情的發展從2019年延續到2021年,雖然依舊沒有放緩的趨勢,但也因此帶動了低接觸商機,隨著Wi-Fi技術持續進步,以更安全且便捷的方式連結企業、工業與消費環境,而聯網裝置越來越多,也使Wi-Fi變得更重要,並且衍伸出Wi-Fi as a Service (WaaS)的市場商機以及各種垂直應用,Wi-Fi技術鎖定各種持續成長的市場,例如電動車、智慧家庭、家庭娛樂、串流影音娛樂、穿戴式裝置,以及各式各樣的新興IoT應用,ABI Research調研機構預估在2025年之前,全球具有Wi-Fi功能裝置的數量,將由2020年104億台成長到155億台以上。
 

二、Wi-Fi技術進展與Wi-Fi as a service市場價值
 

為了實現企業數位轉型和部署創新應用,各個Wi-Fi垂直應用領域也不斷探尋新的商業價值來源,而隨著Wi-Fi技術發展已進入了第22年,每一個世代的進步都提供更便利安全的用戶體驗,最新的世代Wi-Fi 6E將Wi-Fi 6的使用頻率擴展到6GHz工作頻段,並增加使用頻寬,提供更高性能、更低延遲和更快資料傳輸,也因此帶動WaaS的市場動能與垂直應用領域的商業機會,以及因應疫情影響,各垂直應用領域所展現出的轉變機會。

(一)Wi-Fi技術演進

近20年來,Wi-Fi已經改變了全世界的通訊方式,基於IEEE無線通訊標準802.11的Wi-Fi技術不斷改進,每一代都帶來更好的用戶體驗。現今支援Wi-Fi設備之技術主要以Wi-Fi 6為主,Wi-Fi 6E技術則視為Wi-Fi 6工作頻譜的擴展,將Wi-Fi 6原本的工作頻段,從2.4GHz和5GHz延伸到6 GHz,與目前頻道所使用的頻譜方式不同,6 GHz頻道沒有重疊或干擾,連接6 GHz頻率可帶來更大的頻寬,更快的速度與更低的延遲,解決了目前連接Wi-Fi時因擁擠所造成的困擾,目前全球企業市場持續增加搭載Wi-Fi 6技術的產品,支援Wi-Fi 6的裝置在2020年的出貨量超過16億台,2022年Wi-Fi 6/6E市場滲透率將超過56%。下一個世代的Wi-Fi 7的相關技術認證,預計2024年底問世,Wi-Fi 7的最高傳輸速度預估高達30Gbps,約為Wi-Fi 6的3倍,且具備更多的頻寬以及更高的QAM調變效率,提供更高的傳輸資訊量以及更好的功率效益,以因應不斷增加的連結需求,同時確保更有效地利用頻譜資源。目前布局Wi-Fi通訊晶片市場的博通、高通、聯發科等都已提早佈局技術研發Wi-Fi 7的關鍵技術晶片,Wi-Fi無線射頻前端模組供應商Qorvo,也著手先期研發。
 

表1 各世代Wi-Fi技術比較
世代 Wi-Fi 4 Wi-Fi 5 Wi-Fi 6 Wi-Fi 6E (extend) Wi-Fi 7
(2024年底展開認證)
通訊協定 802.11n 802.11ac 802.11ax 802.11be
工作頻段 2.4GHz 2.4GHz/5GHz 2.4GHz/5GHz 2.4GHz/5GHz/6GHz 2.4GHz/5GHz/6GHz
最大頻寬 40MHz 160MHz 160MHz
(2個160MHz頻譜)
160MHz
(附帶7個160MHz,高達1200MHz附加頻譜)
320MHz
最高調變 60-QAM 256-QAM 1024-QAM 4096-QAM
傳輸分類多工 OFDM OFDM OFDMA
最高傳輸速率 600Mbps 6.9Gbps 9.6Gbps 10.8Gbps 30Gbps
安全等級 WPA/WPA2 WPA/WPA2 WPA/WPA2/WPA3

資料來源:WI-FI.ORG。
 

(二)Wi-Fi as a Service定義與市場價值

Wi-Fi技術的進展,有助於在Wi-Fi滲透到更多類型的設備與應用領域,Wi-Fi as a Service的市場也應運而生。Wi-Fi as a Service是基於使用Wi-Fi無線網路通訊技術,提供使用者端服務的市場需求,其中包含Wi-Fi硬體的基礎建設(例如,無線存取點Access Points與無線區域網路WLAN控制器等硬體設備),以及依照不同商業需求布建Wi-Fi場域所提供的服務(例如,雲端資料傳輸與資安管理)。依照不同商業需求所延展之垂直領域應用,例如教育、零售業、旅遊和飯店業、醫療健康、交通和物流、IT和電信、製造、金融服務和保險、政府和公共部門等產業皆可為無線網路布局之應用服務範疇。
 

圖一 WaaS無線網路服務架構圖

資料來源:工研院產科國際所
圖一 WaaS無線網路服務架構圖
 

2021年網路通訊設備發展市場趨勢,在疫情衝擊的影響下,民眾生活型態因受疫情影響,出現改用遠距網路服務的永久改變,對於帶動無線網路通訊設備需求有正面幫助,WaaS市場規模預計將從2020年的34億美元增加到2025年的84億美元,而2020年到2025年的年複合成長率為19.8%。

(三)全球Wi-Fi as a Service服務成長趨勢

2019~2021年,在COVID-19疫情持續影響下,WaaS市場也因應防疫需求導致生活方式的改變,進而提升因疫情升溫而增加需求的動能與機會,資本密集型企業為員工提供支援Wi-Fi的手持裝置,在遵守社交距離的同時管理現場作業流程,或推廣遵守保密協定下,可使用員工個人設備遠端連接公司文件與數據,由於供應需求中斷、商務決策和其他社會經濟因素之影響,企業對雲端服務的需求將持續增加,為了減少人員接觸而染疫的風險,企業也陸續探索自動化的各種應用場域,進而促使物聯網技術成長,提高Wi-Fi硬體的需求。

目前全球WaaS服務市場由於北美與歐洲地區之應用領域端皆已受惠於WaaS的成熟技術,未來將呈現較穩定成長的趨勢,而亞太地區由於中小企業成長以及對新創公司的投資動能較顯著,帶動高速無線網路以及網路覆蓋率的需求,因此於2020年,WaaS市場成長率為35%,市場規模達9.8億美元,2020年到2025年的年複合成長率為27.7%,居全球區域市場份額之首。
 

圖二 WaaS全球市場各國2020~2025年複合成長率

資料來源:MarketsandMarkets (2021/03)
圖二 WaaS全球市場各國2020~2025年複合成長率
 

三、垂直應用領域市場趨勢
 

由於Wi-Fi無線網路布建成本的降低、智慧城市的發展、對高速和廣泛網路覆蓋的需求增加、以及Wi-Fi 6無線網路技術的提升,皆為帶動全球市場成長的主要動能,Wi-Fi無線網路技術在垂直領域應用可分為教育、零售、旅遊和飯店、醫療健康、交通和物流、IT和電信、製造、金融服務和保險、政府和公共部門等領域,目前市場預期教育、零售、旅遊和飯店以及政府和公共部門領域有較高的成長率。

(一)WaaS垂直應用市場與疫情下的應用領域趨勢

1. 教育業:WaaS可協助教育業提供遠端連線學習,以及訊息交流的雲端服務。在全球疫情影響下,全國性的停課影響了全世界超過60%的學生,透過建構WaaS服務系統,將可利用遠距教學幫助偏鄉地區,降低學校停課對學生的衝擊。

2. 零售業:透過WaaS可協助達成分析店家的商業行為,針對不同的場域規劃商業應用,並透過雲端管理的Wi-Fi服務強化客戶體驗以及提高營運效率。疫情期間各國民眾減少外出活動的情況之下,消費者對室內無線Wi-Fi的依賴度明顯提升,進而將部份消費行為轉換成線上購物,也因此迫使實體零售業拓展線上消費的布局,因應消費行為轉變的衝擊。

3. 旅遊和飯店業:WaaS可建構可靠且集中管理的網路,強化顧客體驗,透過蒐集顧客使用的數據來分析顧客的行為模式,提升顧客滿意度與後段商業價值。隨著後疫情時代逐漸解封後,旅遊和飯店業除了提供顧客可靠安全的無線網路服務外,在零接觸支付所需的設備方面,未來依然有成長。

4. 醫療健康業:建構WaaS服務可協助病患的病史追蹤,幫助醫療院所準確掌握病患資訊,而醫護人員透過行動裝置接收病患身體檢測結果,制定正確醫療決策。在疫情期間,醫護人員可在保持與確診者無接觸的情況下,即時獲得病患生理數據,並遠端監控數值變化,在疫情較嚴重的國家,由於醫院量能吃緊,只能收容重症染疫患者,因此輕症染疫者居家隔離期間,醫療人員也可提供初步的遠端醫療支援,降低醫療量能負載,維持防疫效能。

5. 製造業:因應製造業持續智慧轉型需求,使用WaaS建構無線網路管理,達成智慧製造升級,使用行動裝置,協助工安維護,即時獲取產線中各個生產機台的即時數據,提升管理效能。疫情之後,製造業慢慢恢復至疫情前供應水平,WaaS所帶來的技術升級,對製造業來說仍有智慧製造的轉型需求。

6. IT與電信業:對IT與電信業者而言,電信營運商與Wi-Fi基礎設備供應商合作,為企業提供WaaS是主要商業模式,消費者對頻寬使用的需求也持續增加。隨著居家工作人數增加,消費者對室內無線網路的品質也更要求,企業也須提供可安全存取資料的雲端環境,對電信業而言,WaaS重要性將持續增加。

7. 交通與物流業:物流業可透過使用WaaS對車輛進行有效分配,以及即時通訊與追蹤,並規劃最佳路線以減少等候時間。疫情期間,全球各地皆減少非必要外出,物流業的業務明顯成長,業者也廣泛的在各物流站點部署WaaS,提供客戶更即時的使用個人裝置確認訂單狀態,提升客戶滿意度。

8. 政府和公共部門:為了提供兼具數據安全以及兼顧數據共享的便利性,政府和公共部門之間的跨部門資訊交流,讓越來越多政府和公共部門採用WaaS服務。後疫情時代,各國政府機構必須使用個人電子設備隨時存取更新並共享即時的疫情消息,考量保護資訊安全以及建置成本,WaaS的雲端Wi-Fi管理服務,已被越來越多的政府和公共部門所採用。

(二)全球企業無線網路服務供應商

2020年全球企業無線區域網路市場份額前五大服務供應商分別為:Cisco (42.7%)、HPE/Aruba (13.5%)、Ubiquiti (8.4%)、Huawei (6.2%)、以及CommScope (4.8%)。前兩大供應商的市場份額即超過五成,比重相當集中,而前五大僅Huawei屬中國企業以外,其餘四者皆為美國企業。

Cisco是全球頂級WaaS提供商之一,提供優質的產品與服務,專門提供網路建構、無線網路、資訊安全、資料中心、物聯網布局、以及網路支援軟體產品等服務。商業收入主要來自Wi-Fi硬體的基礎建設、雲端資訊管理服務以及應用領域為主。

HPE/Aruba是HP Enterprise公司位於美國加州無線網路的子公司,Aruba為企業設計並提供解決方案,包括企業雲端管理、網路動態分割管理、智慧邊緣分析資料、整合式基礎架構,以及網路安全等服務的全球供應商,幫助企業提高生產力並降低了營運成本,Aruba採用建立商業合作的策略,強化在WaaS市場的地位,與包含Microsoft、Siemens、以及Citrix Systems等企業擁有技術合作關係。
 

圖三 2020年全球企業無線區域網路市場分布

資料來源:IDC (2021/03)
圖三 2020年全球企業無線區域網路市場分布
 

(三)製造業應用案例

案例情境:此案例為Wi-Fi 6技術於2020年首次於工業環境中展示成果,英國的航太組件製造大廠 Mettis Aerospace,將Wi-Fi 6無線技術布建於廠房內,幫助提升工安品質、減少停機時間、降低管理成本、提升參數能見度以利管理決策實施、以及加速生產線數位化升級。

技術挑戰:此案例中的工業環境含有大量的訊號干擾,包括熔爐產生的高熱、大量移動的重機械、粉塵等都會產生金屬屏蔽,將造成無線訊號干擾,對無線通訊傳輸效能為一大挑戰。

案例建置方式:由Cisco協助布建11個訊號優化點,確保穩定的訊號來源,IBwave負責記錄與評估環境障礙資訊,以排除可能會破壞訊號連結的環境因素,最後由Broadcom與Intel使用搭載Wi-Fi 6功能的平板電腦,測試建置前後的網路評估與故障排除。

成果效益:在高干擾環境中Wi-Fi 6仍運行良好,使用80MHz的頻寬能達到700Mbps的速度,視訊通話的影像延遲也低於6ms。在工業及物聯網生態系中,可扮演可靠的關鍵角色,提供即時的參數監測與影音通訊,提升環境工安效能。
 

圖四 製造業應用案例

資料來源:Wi-Fi Alliance (2021/04)
圖四 製造業應用案例
 

四、結論
 

以下根據Wi-Fi市場發展及Wi-Fi as a Service垂直應用領域的幾個不同面向來總結:

市場動能:隨著Wi-Fi垂直應用服務市場的發展,以及物聯網管理、雲端監控,以及Wi-Fi使用者數據分析的需求增加,帶動市場上支援Wi-Fi的設備數量和服務提供商數量多年來也呈指數成長。推動Wi-Fi垂直應用服務市場成長的主要動能包括,高階無線Router已成功布局消費者端、對高速且廣泛的網路覆蓋的需求增加、網路快速部署為商業需求提供終端應用價值延伸的可行性、以及工業智慧製造與智慧城市的發展等因素。

異質網路延伸媒介:Wi-Fi 6無線網路應視為5G訊號銜接室內或是特定場域的延伸服務,達成互補的效果。Wi-Fi 6是異質網路結合的優質媒介,能凸顯Wi-Fi 6優異性能與特性,異質網路技術間唯有互補融合,才能提升整體無線網路組網與穩定性。

深入了解終端用戶體驗:對臺灣網通廠商而言,Wi-Fi 6是一個龐大的機會,因目前COVID-19疫情仍持續影響,居家上班、智慧家電聯網、串流影音娛樂等生活模式改變所帶動的商機,網通廠可加以把握數位轉型所帶動的市場需求,以及後段延伸消費者行為分析的市場商機。Wi-Fi 6終端設備價格目前已成功進入消費者市場,可考慮依不同居家工作或娛樂應用需求市場,靈活分級或差別定價,將可提升產品的滲透率,同時也更貼合消費者需求面。

資訊安全性也是服務提供的重要考量:當使用者個人裝置中包含機密性的關鍵資料時,就會顧慮到無線網路的安全性。建議透過與網路安全廠商的後段資安技術支援,補足整體無線網路服務的完整性,確保網路安全,避免惡意攻擊,共同推出整體的解決方案。
 

(本文作者為工研院產科國際所執行產業技術基磐研究與知識服務計畫產業分析師)


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更新日期:2020-04-08

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