Wi-SUN歸來，信馳達攜手TI發(fā)力廣域自組網(wǎng)

近日, 深圳老牌無線物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)信馳達宣布攜手美國德州儀器公司推出數(shù)款Wi-SUN產(chǎn)品，著力開發(fā)廣域自組網(wǎng)，冀望在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和公共設(shè)施領(lǐng)域為客戶提供端-邊-云一體化方案開發(fā)環(huán)境。公司披露的產(chǎn)品有基于TI CC1352和CC1312系列多款Wi-SUN通信模組，支持Sub1G多頻段和2.4GHz通信，支持以mesh和多跳方式實現(xiàn)自組網(wǎng)，單跳距離可達數(shù)公里。

即便是對物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的大多數(shù)人來說，Wi-SUN其實也是個陌生的技術(shù)。然而，從創(chuàng)想到建立技術(shù)聯(lián)盟到如今為諸多主流芯片和設(shè)備廠商所發(fā)力推廣，這項技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了十幾個年頭。

早在2008年以前，在業(yè)界中沒有統(tǒng)一的廣域物聯(lián)網(wǎng)無線通信標準，而當時行業(yè)中卻存在各式各樣的廣域物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議，這些協(xié)議的相同之處是使用IEEE發(fā)布的技術(shù)標準802.15.4，但在應(yīng)用層卻無法實現(xiàn)互聯(lián)互通。為了解決這一個復(fù)雜的問題，基于IP技術(shù)的大規(guī)模廣域無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運而生，簡稱Wi-SUN FAN（Wireless Utility Field Area Network），該標準致力于成為全球的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)標準并具備互操作性。伴隨著標準的落地，Wi-SUN聯(lián)盟于2012年成立，聯(lián)盟目前已有包括Cisco思科、ARM、TI德州儀器 、Itron（全球最大自動讀表廠商）等全球250多家會員，

近兩年Wi-SUN標準趨于成熟，在全球已部署上億個支持Wi-SUN的設(shè)備。由于它能使智慧電表、智慧路燈等設(shè)備連接到一個公共網(wǎng)絡(luò)上的特點，在公用事業(yè)和智能城市建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。

Wi-SUN（Wireless Smart Ubiquitous Network）技術(shù)基于IEEE 802.15.4g、IEEE 802和IETF IPv6標準的開放規(guī)范。Wi-SUN FAN是一種網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，具有自組網(wǎng)功能和自我修復(fù)(self-healing)功能，網(wǎng)絡(luò)中的每個設(shè)備都可以與相鄰設(shè)備通信，信號可以在網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點之間進行非常長距離的跳轉(zhuǎn)。

Wi-SUN傳輸技術(shù)的特性在于具備遠程傳輸、安全性、可擴展性高、可互通、容易布建、Mesh網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，加上耗電量低的特性（Wi-SUN模塊的電池壽命有機會可以使用十年之久），被廣泛應(yīng)用在智能電表及家庭智能能源管理（HEMS）控制器等通訊裝置，亦有利于打造廣域大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)。

Wi-SUN標準主要包含兩個子規(guī)范，分別是FAN和HAN，其中技術(shù)區(qū)別及應(yīng)用場景分別如下：

1.FAN

支持IEEE 802.15.4g的PHY層，IEEE 802.15.4e的MAC層，6LoWPAN，RPL，IPv6等標準協(xié)議；

支持數(shù)據(jù)在節(jié)點之間多跳傳輸；

支持多信道的跳頻傳輸；

支持AES加密和基于802.1x的身份驗證；

主要應(yīng)用在需要多跳傳輸?shù)闹悄鼙碛?，智慧路燈等密集的城市網(wǎng)絡(luò).

2. HAN

支持IEEE 802.15.4g的PHY層，IEEEE 802.15.4e的MAC層，6LoWPAN和IPv6等標準協(xié)議；

節(jié)點之間進行一對一或一對多的數(shù)據(jù)傳輸；

支持AES加密和基于802.1x的身份驗證；

主要應(yīng)用在家庭應(yīng)用場景，利用中心節(jié)點和家庭中各種設(shè)備進行一對一或一對多通信；

Wi-SUN FAN的典型應(yīng)用架構(gòu)如下圖所示，其中FAN層為嵌入Wi-SUN FAN Stack的智能設(shè)備以及各PAN網(wǎng)絡(luò)的路由示意圖。WAN層不同PAN網(wǎng)絡(luò)的邊緣路由節(jié)點通過不同通信方式接入到公共網(wǎng)絡(luò)。

基于IP技術(shù)的優(yōu)勢

互通性強

該特型是IP架構(gòu)的一個突出點，運行在不同特性的鏈路層之上的IP架構(gòu)，之間可以實現(xiàn)互相通信，同時IP也能提供了能夠與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用進行互通的能力。

架構(gòu)通用、穩(wěn)定

IP架構(gòu)的成功已經(jīng)被證明是可持續(xù)發(fā)展的，主要歸因于IP架構(gòu)是為應(yīng)用層協(xié)議和機制能夠獨立于底層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和機制發(fā)展而設(shè)計的，從而實現(xiàn)端到端的基本原則。對于工業(yè)場景下的智能設(shè)備，對設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性要求極高，而IP架構(gòu)的多年應(yīng)用也足以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

可擴展性高

通過IP架構(gòu)在因特網(wǎng)上的廣泛使用，證明IP架構(gòu)很注重擴展性。通過全球化的部署表明IP架構(gòu)可以部署在大量的系統(tǒng)中，并跨越不同底層協(xié)議而正常運行。

Wi-SUN技術(shù)常見問題節(jié)選

1. Wi-SUN 與LoRa、NB-IoT、CAT.1可以做個全面對比嗎？最為關(guān)注的是功耗、傳輸速率、授權(quán)（收費）與非授權(quán)（免費）、以及安全性方面、成本方面的全方位對比?

答：參見下表~

2. Wi-SUN 信馳達 TI 廣域自組網(wǎng) 無線通信 FAN HAN 互通性 擴展性 智慧電表 智慧路燈 自組網(wǎng)與ZigBee的主要區(qū)別？與ZigBee的功耗比較？Wi-SUN 的包比 ZigBee 的長，代價是什么？比如功耗？Wi-SUN網(wǎng)絡(luò)層用的路由協(xié)議是什么，和Zigbee 比較有什么優(yōu)勢?

答：Wi-Sun主要是廣域覆蓋，單跳距離可達數(shù)公里；ZigBee主要用于室內(nèi)覆蓋，單跳距離一般低于100米。另外兩者采用的協(xié)議也有些區(qū)別。功耗上兩者在相同傳輸條件下相當。傳輸長包時，相同條件下，丟包率會增加。Wi-SUN 的路由協(xié)議是RPL。ZigBee主要用AODV路由協(xié)議。RPL是適合IPv6的低功耗協(xié)議，能夠最優(yōu)化路徑，最優(yōu)化路徑的因素綜合了帶寬、延時、跳數(shù)等。AODV沒有考慮IPv6和低功耗設(shè)計。

3.Wi-SUN在電池受限的低功耗使用場景下，相比LoRa而言有什么優(yōu)勢？

答：在電池受限條件下，Wi-SUN節(jié)點可以選擇較短距離的路由/中繼節(jié)點進行傳輸從而節(jié)約能量，而不必像LoRa那樣當組網(wǎng)形成后傳輸距離就確定了（因為只有一跳）。

審核編輯黃宇