什么是Wi-SUN？

Wi-SUN，全稱為Wireless Utility Networks，中文翻譯為智能無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，是一系列基于IEEE 802.15.4為底層協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)稱。Wi-SUN網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)設(shè)備都可與相鄰設(shè)備通信。Wi-SUN主要包括Wi-SUN FAN（Wireless Utility Field Area Network）和Wi-SUN HAN（Wireless Home Area Network）。

與使用2.4GHz和5GHz頻段的Wi-Fi相比，Wi-SUN雖然通信速度較慢，但具有成本低、通信距離長(zhǎng)、可繞過(guò)障礙物且易接通、低功耗等優(yōu)點(diǎn)。Wi-SUN通過(guò)Mesh組網(wǎng)與主動(dòng)跳頻技術(shù)的融合，可單獨(dú)區(qū)域布置或與其它物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)互補(bǔ)，降低總體建設(shè)成本與運(yùn)營(yíng)成本。

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)比：

Wi-SUN是一種基于網(wǎng)狀拓?fù)?/strong>的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，與基于星形的Wi-Fi或LTE不同。Wi-SUN 支持星形、網(wǎng)狀和混合拓?fù)洹i-SUN通常按照網(wǎng)格架構(gòu)進(jìn)行部署，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)中繼到網(wǎng)絡(luò)。另外，Wi-SUN設(shè)備使用交流電源和電池電源運(yùn)行。

Wi-SUN技術(shù)三大特性：

1.互操作性

2018年Wi-SUN聯(lián)盟便推出戶外局域網(wǎng)絡(luò)（FAN）互操作性認(rèn)證計(jì)劃，經(jīng)第三方測(cè)試實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)備是否符合IEEE 802.15.4g標(biāo)準(zhǔn)并與其他廠商的設(shè)備進(jìn)行交互操作。通過(guò)認(rèn)證的設(shè)備可用于國(guó)內(nèi)外所有Wi-SUN網(wǎng)絡(luò)部署。

2.廣泛性和可擴(kuò)展性

Wi-SUN的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)可以在容量和數(shù)量上進(jìn)行擴(kuò)展。Wi-SUN FAN可兼容數(shù)百萬(wàn)臺(tái)設(shè)備。

3.安全性

企業(yè)級(jí)安全認(rèn)證，基于IP的設(shè)備身份驗(yàn)證與加密通信技術(shù)保證了Wi-SUN網(wǎng)絡(luò)的安全性。

Wi-SUN設(shè)定檔

Wi-SUN聯(lián)盟成立于2012年，聯(lián)盟目前已擁有思科（Cisco）、ARM、德州儀器（TI）等200對(duì)家會(huì)員，共同推出了100多款Wi-SUN認(rèn)證產(chǎn)品，在全球已部署超9500萬(wàn)個(gè)支持Wi-SUN的設(shè)備。利用開(kāi)放式全球標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.15.4g，通過(guò)測(cè)試和認(rèn)證計(jì)劃提供強(qiáng)大的產(chǎn)品連接性，發(fā)展Wi-SUN生態(tài)系統(tǒng)。

Wi-SUN是符合IEEE 802.15.4g標(biāo)準(zhǔn)的通信方式，以IEEE 802.15.4g為底層協(xié)定基礎(chǔ)，其上層的設(shè)定檔取決于應(yīng)用。Wi-SUN設(shè)定檔的創(chuàng)建、確保互聯(lián)性的認(rèn)證及其普及活動(dòng)由Wi-SUN聯(lián)盟實(shí)施。

1.HAN

HEMS用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定檔，支援范圍包括連接電力B路由的Wi-SUN ECHONET Profile for Route B、支持HAN的Wi-SUN ECHONET Profile for HAN，以及在HAN的基礎(chǔ)上增加了中繼功能和睡眠功能的Enhanced HAN等。如上圖所示，HAN支持IEEE 802.15.4g的PHY層、IEEEE 802.15.4e的MAC層、6LoWPAN和IPv6等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。HAN主要應(yīng)用在家庭應(yīng)用場(chǎng)景，利用中心節(jié)點(diǎn)和家庭中各種設(shè)備進(jìn)行一對(duì)一或一對(duì)多通信。

2.JUTA

符合NPO法人遙測(cè)推進(jìn)協(xié)議會(huì)（JUTA）制定的遙測(cè)用無(wú)線通訊標(biāo)準(zhǔn)“U-Bus Air”，能實(shí)現(xiàn)相互通信的無(wú)線通訊設(shè)定檔?？蓪?shí)現(xiàn)超低功耗的無(wú)線通訊，使用電池驅(qū)動(dòng)智慧瓦斯表和智慧水表等能連續(xù)工作10年以上。

3.FAN

考慮到了構(gòu)建智慧城市、智慧電網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施、先進(jìn)道路交通系統(tǒng)等各種應(yīng)用的Field Area Network用設(shè)定檔。支持IEEE 802.15.4g的PHY層、IEEE 802.15.4e的MAC層、6LoWPAN、RPL、IPv6等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。FAN主要應(yīng)用于需要多跳傳輸?shù)闹悄鼙碛?jì)、智慧路燈等密集的城市網(wǎng)絡(luò)。

4.RLMM

考慮到了工廠、大樓的自動(dòng)化和維護(hù)系統(tǒng)、建筑和結(jié)構(gòu)件的狀態(tài)監(jiān)控等用途的設(shè)定檔。

Wi-SUN技術(shù)分別應(yīng)用在兩個(gè)領(lǐng)域：家庭局域網(wǎng)絡(luò)（Home Area Network，HAN）和戶外局域網(wǎng)絡(luò)（Field Area Network，F(xiàn)AN）

Wi-SUN在連接生態(tài)系統(tǒng)中的地位

Wi-SUN并不是唯一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)。LoRa聯(lián)盟和GSMA等知名企業(yè)已經(jīng)推出了自己的連接協(xié)議。雖然每種技術(shù)確實(shí)滿足特定需求，但組織正在推動(dòng)其專有解決方案的廣泛采用，相信它們是前進(jìn)的最佳途徑。

Wi-SUN的兩個(gè)最大競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是：LoRaWAN和NB-IoT。

LoRaWAN 也是一種低功耗、廣域網(wǎng)（LPWAN）協(xié)議，針對(duì)電池供電的設(shè)備。雖然許多無(wú)線連接協(xié)議使用LTE頻段， Semtech 設(shè)計(jì)的 LoRaWAN 用于工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療 （ISM） 頻段，這條通信高速公路是無(wú)證的。

NB-IoT類似于LoRaWAN，因?yàn)樗彩且粋€(gè)LPWAN協(xié)議。但是，該技術(shù)以三種獨(dú)特的方式運(yùn)行：獨(dú)立運(yùn)行。在未使用的200 kHz（GSM）頻段上或LTE基站上，這些站點(diǎn)通常為相關(guān)操作保留資源塊，通常在保護(hù)范圍內(nèi)，保護(hù)頻帶是分隔已在使用的較大頻帶的窄頻帶，可防止干擾和擁塞。這些僅占LTE網(wǎng)絡(luò)中可用帶寬的10%左右。

Wi-SUN、LoRaWAN、LTE NB-IoT三者的具體區(qū)別

下表總結(jié)了Wi-SUN、LoRaWAN和LTE NB-IoT技術(shù)之間的比較差異：

Wi-SUN聯(lián)盟由200多家會(huì)員組成，成員包括芯片廠商、產(chǎn)品供應(yīng)商、軟件公司、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)、監(jiān)管組織等。LoRa聯(lián)盟擁有400多個(gè)成員，但芯片廠商相對(duì)弱勢(shì)，且網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)掌握在Semtech手中，每個(gè)成員的產(chǎn)品在生態(tài)系統(tǒng)中的可互操作性尚不清楚；而NB-IoT尚未發(fā)展成一個(gè)成熟的供貨商生態(tài)系統(tǒng)。

另外，討論較多的5G、Wi-Fi或LTE是基于星型網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議，星型網(wǎng)絡(luò)缺乏靈活性，星型網(wǎng)絡(luò)每個(gè)節(jié)點(diǎn)都依賴附近的基站，一旦基站出現(xiàn)問(wèn)題，那么它下屬的所有節(jié)點(diǎn)都不能正常工作。

而Wi-SUN的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可以使每個(gè)設(shè)備都可以與相鄰設(shè)備通信，這使網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以進(jìn)行非常遠(yuǎn)距離的跳轉(zhuǎn)。加之可擴(kuò)展性高、可互通、易部署、耗電量低等特性，Wi-SUN有利于打造廣域大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)。