Wi-SUN技術(shù) 強(qiáng)勢(shì)賦能智慧城市構(gòu)筑海量IoT網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)

在智慧城市領(lǐng)域中，當(dāng)一個(gè)智慧路燈項(xiàng)目因信號(hào)盲區(qū)而被迫增設(shè)數(shù)百個(gè)網(wǎng)關(guān)時(shí)，當(dāng)一個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)因入網(wǎng)設(shè)備數(shù)量爆增而導(dǎo)致系統(tǒng)通信失效時(shí)，當(dāng)一個(gè)智慧交通系統(tǒng)因基站故障而導(dǎo)致交通癱瘓時(shí)，星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/a>與蜂窩網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓跇?gòu)建廣覆蓋與高節(jié)點(diǎn)數(shù)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)的局限性便愈發(fā)凸顯，行業(yè)內(nèi)亟需一種更高效、可靠與穩(wěn)定的組網(wǎng)技術(shù)以滿足構(gòu)建智慧城市海量IoT網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的需求。

星型網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線信號(hào)覆蓋范圍高度依賴網(wǎng)關(guān)的部署密度，同時(shí)單一網(wǎng)關(guān)的承載設(shè)備數(shù)量有限，難以支撐海量IoT網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的城市物聯(lián)系統(tǒng)；而蜂窩網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線信號(hào)覆蓋范圍同樣高度依賴基站，且其節(jié)點(diǎn)設(shè)備工作在LTE頻段，需為運(yùn)營(yíng)商支付昂貴的頻譜費(fèi)用，長(zhǎng)期成本較高。故其，城市管理者需要更清醒的認(rèn)知：選擇合適的LPWAN技術(shù)路線，就是選擇未來(lái)的城市數(shù)字基因。

Wi-SUN協(xié)議，輕松構(gòu)建海量IoT網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)

資料顯示，Wi-SUN（Wireless Smart Utility Networks）是一種基于IEEE 802.15.4g/e以及IPv6標(biāo)準(zhǔn)的低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）技術(shù)，專為大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)，主要適用于智能電網(wǎng)、智慧城市、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，共包括 Wi-SUN FAN、 Wi-SUN HAN、 Wi-SUN RLMM 和 Wi-SUN JUTA四種協(xié)議。

注：Wi-SUN FAN（Field Area Network）用于廣域物聯(lián)網(wǎng)連接，Wi-SUN HAN（Home Area Network）專注智能家居，Wi-SUN RLMM（Roadside and Low-speed Mobile）適用于車聯(lián)網(wǎng)，Wi-SUN JUTA（Japan Utility）針對(duì)日本市場(chǎng)需求。

其中，Wi-SUN FAN（Field Area Network）作為Wi-SUN中最重要的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，具有Mesh自組網(wǎng)功能和自我修復(fù)路由功能，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)設(shè)備都可與相鄰設(shè)備通信，這種結(jié)構(gòu)使得數(shù)據(jù)傳輸更加靈活高效，當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障或信號(hào)受阻時(shí)，數(shù)據(jù)可以自動(dòng)通過其他路徑進(jìn)行傳輸，極大地提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性和穩(wěn)定性。

Wi-SUN FAN理論上可兼容數(shù)百萬(wàn)個(gè)IoT網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，能輕松滿足超大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)部署的需求。在智慧城市的建設(shè)中，海量的路燈節(jié)點(diǎn)、交通傳感器以及傳感器設(shè)備等都可在基于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的條件下接入同一個(gè)Wi-SUN 網(wǎng)絡(luò)，且隨著城市后續(xù)的壯大發(fā)展和節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)需求的增加，Wi-SUN網(wǎng)絡(luò)還可無(wú)成本地進(jìn)行節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展，無(wú)需大規(guī)模重新布線或更換設(shè)備。

同時(shí)，Wi-SUN FAN還支持多信道跳頻傳輸功能，基于FHSS（跳頻擴(kuò)頻）技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備節(jié)點(diǎn)會(huì)根據(jù)特定跳頻圖案在不同信道之間進(jìn)行跳轉(zhuǎn)來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，能促進(jìn)不同節(jié)點(diǎn)對(duì)之間通過多個(gè)信道同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力。

例如，在智能工廠中，大量的生產(chǎn)設(shè)備需要向控制層實(shí)時(shí)傳輸生產(chǎn)數(shù)據(jù)，而使用Wi-SUN FAN協(xié)議則能快速、穩(wěn)定地傳輸這些數(shù)據(jù)，確保生產(chǎn)過程的高效進(jìn)行，避免因數(shù)據(jù)傳輸延遲而導(dǎo)致的生產(chǎn)故障。

從通信協(xié)議棧上看，Wi-SUN 網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備主要工作在 Sub-GHz頻段，該頻段具有信號(hào)繞射能力強(qiáng)、穿墻性能好與通信功耗低等特點(diǎn)，能有效減少信號(hào)在傳輸過程中的衰減，實(shí)現(xiàn)廣域網(wǎng)絡(luò)覆蓋 ，是連接城市建設(shè)、能源管理和智能家居等領(lǐng)域的理想選擇。以智能水表為例，采用 Wi-SUN FAN協(xié)議的智能水表可以在電池供電的情況下，持續(xù)工作數(shù)年，不僅降低了維護(hù)成本，還提高了系統(tǒng)的可靠性。

此外，Wi-SUN FAN協(xié)議還提供了成熟的安全機(jī)制，其采用了RADIUS/AAA 認(rèn)證機(jī)制，認(rèn)證方式采用 EAP-TLS，能保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾[私性，極大地增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性。

Wi-SUN協(xié)議，彌合LPWAN生態(tài)的最后一塊“拼圖”

在低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）領(lǐng)域，Wi-SUN 與 LoRaWAN、NB-IoT 是備受關(guān)注的三種通信協(xié)議，它們?cè)谕ㄐ判阅芊矫嫔细饔星?，各自適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景。Wi-SUN的價(jià)值不在于替代LoRaWAN、NB-IoT與其他協(xié)議，而是填補(bǔ)LPWAN生態(tài)的關(guān)鍵缺口——Wi-SUN是唯一能協(xié)調(diào)滿足距離、功耗、速率與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)容量等多種需求的技術(shù)路徑。

與 LoRaWAN 、 NB-IoT 與其他 LPWAN 協(xié)議相比，Wi-SUN FAN在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、通信功耗、數(shù)據(jù)速率和應(yīng)用場(chǎng)景等方面展現(xiàn)出明顯的差異和獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。其互操作性、可擴(kuò)展性、安全性以及低延遲和高數(shù)據(jù)吞吐量等特性，使其成為智能電網(wǎng)、智慧城市、智能農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的理想選擇。

值得一提的是，當(dāng)Wi-SUN FAN協(xié)議為智慧城市成功搭建起設(shè)備互通的網(wǎng)絡(luò)骨架時(shí)，如何將各種IoT設(shè)備完美接入網(wǎng)絡(luò)中就成為了行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，而這則需要底層模塊在通信性能、功耗控制與功能集成等維度上通過設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。

例如，HM-WS-001就是一款完全符合Wi-SUN FAN1.0規(guī)范和功能要求的模塊產(chǎn)品，其射頻通信頻段為868MHz與915MHz；最大發(fā)射功率20dBm，最大接收靈敏度-107 dBm（868MHz，50kbps、25KHz）；具有長(zhǎng)距離通信，超低功耗，收發(fā)一體等優(yōu)勢(shì)。

以HM-WS-001模塊構(gòu)建的 Wi-SUN無(wú)線組網(wǎng)數(shù)據(jù)平臺(tái)

Wi-SUN FAN基于網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，HM-WS-001能夠與周圍大量的設(shè)備建立多個(gè)連接，通過多個(gè)鏈路中繼數(shù)據(jù)并提高可靠性。此外HM-WS-001已通過Wi-SUN? 聯(lián)盟PHY認(rèn)證并獲得認(rèn)證證書，可完美應(yīng)用于自動(dòng)抄表、家居安防及樓宇自動(dòng)化、ISM 波段數(shù)據(jù)通訊、工業(yè)監(jiān)控及控制、遙控及安防系統(tǒng)、遙控鑰匙進(jìn)入、無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)、標(biāo)簽讀寫器以及其他物聯(lián)網(wǎng)通信應(yīng)用場(chǎng)景。

展望未來(lái)，隨著中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，Wi-SUN 協(xié)議在解決產(chǎn)業(yè)痛點(diǎn)、推動(dòng)各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面具有巨大的潛力。在智能電網(wǎng)中助力電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)能源管理，在智慧城市建設(shè)中提升城市智能化管理水平，在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí) ?？梢灶A(yù)見，Wi-SUN 協(xié)議將在未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中扮演更加重要的角色，成為 LPWAN 中不可或缺的關(guān)鍵部分，為構(gòu)建更加智能、高效、安全的物聯(lián)網(wǎng)世界貢獻(xiàn)力量。

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