首页文章时间敏感无线网络WTSN，能否成为Wi-Fi 6进入工业互联网的敲门砖? 时间敏感无线网络WTSN，能否成为Wi-Fi 6进入工业互联网的敲门砖?
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作者：彭昭（物联网智库创始人&云和资本合伙人）
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本周有一份新鲜出炉的白皮书值得关注——它由无线宽带联盟发布，名为《应用于工业互联网的Wi-Fi 6/6E：在万物互联的世界中实现确定性的Wi-Fi》，标志着Wi-Fi 6/6E正式迈入了工业互联网的大门。
全文字数：2500字，写作用时：300分钟，阅读时间：8分钟
本周有一份新鲜出炉的白皮书值得关注——它由无线宽带联盟发布，名为《应用于工业互联网的Wi-Fi 6/6E：在万物互联的世界中实现确定性的Wi-Fi》，标志着Wi-Fi 6/6E正式迈入了工业互联网的大门。
这份报告侧重于介绍将时间敏感网络TSN的特性引入到Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E的无线网络，以便满足工业互联网对于无线通信技术独特而严苛的需求。
白皮书中还介绍了Wi-Fi 6/6E在工业互联网中的重点应用，涵盖自主移动机器人AMR、基于位置的服务、安全控制、预测性维护、增强现实/虚拟现实/混合现实（AR/VR/MR）、安全控制等。
因此今天这篇文章我们将呈现这份白皮书的核心内容，文末提供该白皮书的下载方式，供感兴趣的朋友阅读全文。
时间敏感网络对于工业领域的应用至关重要。日常生活中，几乎每个人都使用过Wi-Fi网络进行通信，在我们下载超大文件或者进行语音通话的过程中，可能会出现丢包、变慢或卡顿的情况。这些问题在平时可能没什么大不了，但是一旦类似问题发生于工厂车间，就可能导致严重事故或者人身危险。
因此在工业领域，用户对于通信的低延迟和确定性有很严苛的要求，Wi-Fi 6/6E的方案是通过引入时间敏感的无线网络WTSN来解决这个问题。
关于时间敏感网络TSN，我在此前的文章中曾有过多次介绍（感兴趣可点击阅读：《时间敏感型网络TSN，如何成为智能制造落地的关键？》）。如果我们将各种通信技术在不同设备之间传递数据的过程，比喻为快递公司递送包裹的过程，那么数据对应货物，通信网络对应道路，携带数据的网络报文对应送货车辆。
Wi-Fi可以说非常适合运输物联网包裹，每个车辆的货箱很大，一次可以运送大量货物到就近的分拣站，但是司机不太守时，零星包裹可能在运输途中损坏或丢失。
时间敏感网络TSN这类车辆专门递送智能工业领域对时间极为敏感、要求实时送达的包裹，精确守时，确保包裹万无一失。为了解决实时性的问题，TSN定制了一种特殊的快递车型，就像电影《黑衣人》中秒变火箭的飞行汽车一样，保证送货车辆的速度和时效。
以前TSN往往应用于有线网络，随着无线技术的普及，TSN与Wi-Fi、TSN与5G都在发生融合。
白皮书中重点介绍了时间敏感的无线网络WTSN的构建方法，还描述了如何使用IEEE 802.11标准中定义的精确定时测量协议来实现精确定位的功能，这些功能一旦成型，将极大扩展Wi-Fi在工业领域的应用场景。
一旦无线在工业领域普及，将会引发更大范围的变化。因为与有线方式相比，无线具有成本低、移动性强、使用简单的明显优势。根据白皮书中引用的在石油和天然气行业的案例，迁移到无线网络，安装成本降低的比例可高达75%。
随着Wi-Fi在工业领域的渗透，势必将与5G网络不期而遇。
在本节的第一幅图中，无线宽带联盟对比了Wi-Fi与5G的各自优势，融合了时间敏感网络的Wi-Fi在网络延时和单位面积通信容量方面更优。
当然两者不是非此即彼的关系，组合使用可能效果更佳。
根据无线宽带联盟的预测，到2025年将有23亿Wi-Fi 6终端和3.5亿Wi-Fi 6E终端进入市场，而且Wi-Fi 6的发展速度势必超越Wi-Fi 5，将在3年内实现预估总体市场占有率的五成。
白皮书中也详细介绍了Wi-Fi 6/6E在工业领域的应用案例，具体包括：
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自主移动机器人AMR/AGV：思科、英特尔等几家公司合作测试了Wi-Fi在AMR和AGV的应用，该场景的网络延迟要求在10到20毫秒之间，设备行进速度低于 50公里/小时，网络可靠性为99.9999%。
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无线传感器网络：Wi-Fi 6中添加的目标对象唤醒时间TWT功能，可以提供更强的节能和调度能力，非常适合低功耗的场景，比如仅靠电池供电的工业电机传感器，可以仅在电机温度超过某个阈值的时候才上传数据。
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安全控制：思科公司正在测试将新一代Wi-Fi应用于安全控制应用程序，这些应用往往需要<1毫秒的延迟，以便检测到人身风险时及时停机。
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机器视觉与AMR融合：使用高增益定向天线可以让AMR在仓库中常见的金属机架之间穿梭，而不会因为通信信号衰减而影响工作。正在测试中的机器视觉与AMR融合应用，可以实现<20毫秒延迟和<1毫秒抖动。
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增强现实AR、虚拟现实VR、混合现实XR：Wi-Fi 6E比较适合需要高Gb/s吞吐量和确定性的用例，例如工业AR、VR、MR和传感器的融合。正在研究中的Wi-Fi 6在AR/VR中的应用，可实现90fps的高分辨率帧速率，其中吞吐量要求可高达100Mb/s。
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基于位置的服务：IEEE802.11-2016中规定的精细定时测量FTM协议，既可实现时间同步，又可实现精确的室内范围和位置、定位确定，而且这一功能不需要额外的Wi-Fi基础设施，便于快速实施。
每年HMS Networks都会发布最新的工业网络市场格局和分布，工业网络的通信组合包括现场总线、工业以太网和无线网络。根据HMS Networks刚刚发布的2022年最新研究，工业网络市场预计在2022年增长8%。
工业网络是工业互联网的基石，是工厂车间不断优化生产效率和产品质量的关键保障。在各种工业网络中，工业以太网仍然显示出较高的增速，占所有新增安装节点的66%，现场总线占27%，而无线通信占据7%的市场份额，并且以8%的增长率增长，与工业网络市场的整体增长率持平。典型的工业无线用例包括电缆更换与替代、无线设备访问和与工业移动设备的连接等。
在未来工厂中，Wi-Fi 6与5G将会融合共生，但是两者的产业生态可能会产生较大的差异。
以模组类型的企业为例，在2022挚物大会的演讲中，我曾经分析过蜂窝物联网模组厂商的格局。经过十几年的风雨磨砺，这类企业纷纷上市发展并推出了5G通信模组。而Wi-Fi模组企业中鲜有上市公司，当年的Wi-Fi模组三剑客：博联、庆科和汉枫都走上了不同的转型之路。究其原因，与通信模组的技术壁垒有关，模组商销量爬坡需要大客户的支撑，但是大客户同样可以找芯片原厂做技术支持，让模组企业陷于相对尴尬的境地。
尽管预计Wi-Fi 7标准要到2024年才能最终确定，但新华三H3C已经发布了最新的Wi-Fi 7路由器。Wi-Fi 7是IEEE协会正在制定的新一代Wi-Fi标准，承诺速度高达46Gbps，比Wi-Fi 6快近5倍，并继续融合TSN以减少网络延迟。
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