大理Wi-SUN：支撐智慧城市、智能制造的智能泛在物聯(lián)網(wǎng)

Wi-SUN是Wireless Smart Utility Network的縮寫，使用在日本被稱為特定小功率無線的920MHz頻段，與使用2.4GHz和5GHz頻段的Wi-Fi相比，雖然通信速度較慢，但具有通信距離長、可繞過障礙物且易接通、低功耗的優(yōu)點。

● Wi-SUN是近年備受行業(yè)矚目的LPWAN低功耗廣域網(wǎng)路成員，其技術(shù)優(yōu)勢被普遍應(yīng)用在智能電表與智慧電網(wǎng)領(lǐng)域。

● Wi-SUN 專為擴展長距離功能、高數(shù)據(jù)吞吐量和 IPv6 支持而打造，可簡化工業(yè)應(yīng)用和智慧城市演變的無線基礎(chǔ)設(shè)施。Wi-SUN FAN在數(shù)據(jù)速率和能耗方面提供了靈活性。

● Wi-SUN傳輸技術(shù)的特性在于具備遠(yuǎn)程傳輸、安全性、可擴展性高、可互通。

Wi-SUN 通過啟用互操作性、多服務(wù)和安全的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，為服務(wù)提供商、公用設(shè)施、市有關(guān)部門/地方有關(guān)部門和其他企業(yè)提供智能泛在網(wǎng)絡(luò)。Wi-SUN為未來的智慧城市網(wǎng)絡(luò)提供了無限可能。

日本的代表性電力公司已標(biāo)準(zhǔn)采用Wi-SUN作為智能電表（新一代電表）和家庭內(nèi)HEMS（Home Energy Management System）之間的B路由通信。

Wi-SUN在被采用作為電力B路由的通信方式后，預(yù)計還會向接入HEMS網(wǎng)關(guān)的空調(diào)和照明等拓展，今后也很有希望向HAN（Home Area Network）等普及。

WI-SUN和其他LPWAN技術(shù)比較：

Wi-SUN具有通信距離比Wi-Fi更長，且數(shù)據(jù)傳輸速度比LoRa WAN和Sigfox更快的特點。由于它速率和傳輸距離適中，而且不依賴于基站，是一種恰到好處的無線通信標(biāo)準(zhǔn)，可以說是在IoT市場中應(yīng)用范圍最廣的無線標(biāo)準(zhǔn)。因此，它可以與未來有望普及的5G并存，并可以作為5G的補充來使用。

Wi-SUN聯(lián)盟中有一個制定關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)的工作小組（以下簡稱“WG”）。其中，根據(jù)HAN WG、JUTAWG、FAN WG工作組制定的三種標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)開始了認(rèn)證工作，并已開展市場實際運用的推廣。

Wi-SUN技術(shù)特色：

一是Mesh網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)：使得Wi-SUN可以進行長距離傳輸且具備自動組網(wǎng)與自動修復(fù)功能；

二是具備主動隨機數(shù)跳頻：Wi-SUN使用的是Sub-GHz頻段，由于Wi-SUN具備主動隨機數(shù)跳頻機制，可以使其訊號在受到噪聲干擾時主動選擇其他較干凈的頻段進行信息傳輸。

WI-SUN芯片特點：

1、遠(yuǎn)程和長距離 - 單跳端到端視線傳輸距離大于10km (數(shù)據(jù)速率50kbps)；多跳網(wǎng)絡(luò)傳輸距離大于數(shù)十km (數(shù)據(jù)速率可達300kbps)。

2、可擴展性 - IPv6/ 6LowPAN 增強了傳感器網(wǎng)絡(luò)的可擴展性和移動性。

3、強大的安全性 - Wi-SUN的安全機制包含了認(rèn)證與加密兩大塊，包含802.1X， EAP-TLS， PKI， 802.11i等標(biāo)準(zhǔn)都支持，認(rèn)證Key為動態(tài)，逾期后需要重新產(chǎn)生Key。透過這種方式，可以確定網(wǎng)絡(luò)是無法隨意被駭入的。數(shù)據(jù)的加密則可使用 AES128/256。

4、遠(yuǎn)程韌體升級 - 雙向通訊互動、互聯(lián)互通。

5、自組網(wǎng)/自修復(fù)網(wǎng)絡(luò) – 千點以上網(wǎng)狀節(jié)點自適應(yīng)連網(wǎng)分級拓樸。

6、抗干擾強 - 通道跳頻，出色的選擇性，對防敏感干擾具有高度抗性。

7、載波偏移容錯強 - 在大載波頻率漂移時性能非常穩(wěn)定。

8、低延遲/快速響應(yīng) - Sub-GHz RF 的延遲小于 20ms，1000個節(jié)點半小時可以自組網(wǎng)。

9、低功耗：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(dāng)組網(wǎng)形成后傳輸距離就確定了（因為只有一跳）

Wi-SUN網(wǎng)絡(luò)里有個Border Router 就是中心節(jié)點的角色。雖然Wi-SUN有定義轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(Routing Node)與葉節(jié)點(Leaf node)的角色，但在網(wǎng)絡(luò)中并不是固定配置，而是看網(wǎng)絡(luò)狀況自動變換是否需為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點幫其他網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)。兩個節(jié)點間的通訊還需透過Border Router 來轉(zhuǎn)發(fā)，但由于支持IPv6的特性，若是以TCP方式傳送，是直接兩個IP間通訊，可以視為兩個節(jié)點相互通信。

Wi-SUN場域網(wǎng)絡(luò)(FAN)是一種高度穩(wěn)健、低功耗的物聯(lián)網(wǎng)無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，它擁有眾多支持大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)速率選項。將 Wi-SUN確立為真正的智慧城市協(xié)議，其原因在于它可以支持現(xiàn)有和新興應(yīng)用的可擴展性、安全性、互操作性和廣度。

Wi-SUN FAN以極少的額外基礎(chǔ)設(shè)施，在從農(nóng)村到人口密集的城市社區(qū)的各種地形環(huán)境中提供安全、經(jīng)濟高效且彈性的連接。如今的智慧城市發(fā)展面向智能計量、智能路燈系統(tǒng)、公共安全、交通監(jiān)控、噪音檢測和污染監(jiān)控，所有這些都是Wi-SUN的應(yīng)用目標(biāo)。Wi-SUN也非常適合的其他領(lǐng)域，例如將智能城市傳感器（廢棄物管理、自動售貨機）和DER（分布式能源）集成到電網(wǎng)中。

Wi-SUN場域網(wǎng)絡(luò)(FAN)是一種高度穩(wěn)健、低功耗的物聯(lián)網(wǎng)無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，它擁有眾多支持大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)速率選項。將 Wi-SUN確立為真正的智慧城市協(xié)議，其原因在于它可以支持現(xiàn)有和新興應(yīng)用的可擴展性、安全性、互操作性和廣度。Wi-SUN還允許使用模式切換技術(shù)去根據(jù)應(yīng)用需求來調(diào)整數(shù)據(jù)速率。

到目前為止，大多數(shù)智慧城市應(yīng)用還一直在使用專有網(wǎng)絡(luò)，這些專有網(wǎng)絡(luò)通常是為特定應(yīng)用設(shè)計的，安全性和升級靈活性有限。它們通常還使用“星型”架構(gòu)，其中的設(shè)備要與基站接收器進行通信。另一方面，Wi-SUN是一種自構(gòu)建、自修復(fù)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，支持?jǐn)?shù)千個節(jié)點，不依賴于一個基站，從而提高了其可靠性和彈性。

Wi-SUN FAN架構(gòu)可以在有連接問題時不斷地在這數(shù)千個節(jié)點之間重新路由數(shù)據(jù)，讓設(shè)備在最需要的時候（例如在極端風(fēng)暴、網(wǎng)絡(luò)攻擊、和/或電力使用限制導(dǎo)致輪流停電）獲得完整的網(wǎng)絡(luò)連接以及整個城市的持續(xù)服務(wù)支持。與傳統(tǒng)的LPWAN（低功耗廣域網(wǎng)）相比，Wi-SUN提供更高的數(shù)據(jù)速率和更低的延遲，以及低功耗、安全性和互操作性。

此外，Wi-SUN FAN在數(shù)據(jù)速率和能耗方面提供了靈活性，使用戶能夠更廣泛地處理智慧城市和其他應(yīng)用。智慧城市應(yīng)用對底層網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施提出了很高的要求，需要高度的安全性、可靠的連接性、發(fā)生故障或條件變化時的彈性等等。Wi-SUN FAN以極少的額外基礎(chǔ)設(shè)施，在從農(nóng)村到人口密集的城市社區(qū)的各種地形環(huán)境中提供安全、經(jīng)濟高效且彈性的連接。

智慧城市發(fā)展面向智能計量、智能路燈系統(tǒng)、公共安全、交通監(jiān)控、噪音檢測和污染監(jiān)控，所有這些都是Wi-SUN的應(yīng)用目標(biāo)。Wi-SUN也非常適合的其他領(lǐng)域，例如將智能城市傳感器（廢棄物管理、自動售貨機）和DER（分布式能源）集成到電網(wǎng)中。