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Wi-SUN:專為智慧城市、大規模物聯網部署而設計的LPWAN标準

作者:CNXSoftware中文站

文章來源:Wi-SUN:專為智慧城市、智慧農業、大規模物聯網部署而設計的LPWAN标準 - CNX Software中文站ZhihuWeChatSina WeiboTwitterFacebook

Wi-SUN 是由 Wi-SUN 聯盟管理的 LPWAN 标準(IEEE 802.15.4g),它是專為智慧城市、智慧農業和其他大規模物聯網部署而設計的。由于使用了 IPv6 網狀網絡,Wi-SUN 可以應用于大量的裝置當中。

據了解 Wi-SUN 聯盟成立于 2011 年,其成立的目的是為了“支援公共事業、智能城市和物聯網無線通信網絡的全球發展”,但由于目标應用場景的利基性質,它沒有很多的新聞報道,直到最近我才注意到它。

Wi-SUN:專為智慧城市、大規模物聯網部署而設計的LPWAN标準

Wi-SUN 其實代表的是“Wireless Smart Utility Networks”或“Wireless Smart Ubiquitous Networks”,該标準主要會應用于路燈連接配接、攝像頭、氣象站、智能計量、公共事業傳輸系統等場景,通過 Wi-SUN 的應用可以實作城市服務之間的資料共享,進而提高傳輸效率、節省成本,為公民提供更好的服務。

Wi-SUN 其實是場域網絡(FAN,Field Area Network),它是 Wi-SUN 聯盟管理的最新協定。截至 2019 年,其相關裝置的全球出貨量已經超過了 9500 萬台,這些裝置中每個網狀網絡都可以通過邊界路由器與 IPv6 骨幹網(雲)通信。

不知道什麼原因,目前我在官方網站上幾乎找不到清晰的标準規格書,他們倒是提供了 Wi-SUN 協定與 LoRaWAN 和 NB-IoT 的對比差別。Wi-SUN 比 LoRaWAN 和 NB-IoT 具有更高的吞吐量,據說在睡眠和收發時使用的功率也會更少。也就是說更高的吞吐量意味着裝置在空中花費的時間比競争對手更少,是以消耗的功率也更少。我還得知 LoRaWAN 和 NB-IoT 更适合通信需求不頻繁的應用。

Wi-SUN:專為智慧城市、大規模物聯網部署而設計的LPWAN标準

更具體地說,Wi-SUN 裝置可以用于頻繁(從 10 秒間隔開始)低延遲的通信,不運作時消耗小于 2μA、接收資訊時消耗大約 8mA、發送 +10dBm 資料時消耗小于 14mA;而 LoRaWAN 裝置通常被用于不頻繁(從 128 秒間隔開始開始)的通信,不運作時消耗 2μA、接受資訊時消耗 12mA,這一點比 Wi-SUN 要多出 50%;NB-IoT 裝置也是專為不頻繁的通信而設計的,但通常功耗要高得多,因為它的峰值電流最高會達到 120-300mA,睡眠時的電流大約是 5μA。另外,Wi-SUN 還使用了諸如 LoRa 的 sub-GHz ISM 頻率,以及 2.45 GHz ISM 頻段。

Wi-SUN 作為一種自形成的網狀網絡協定其功能也更加強大,是以向該網絡中添加新裝置其實很容易,如果路徑發生了故障,網絡也會自動重新路由到網關中。為了確定安全,Wi-SUN 标準還內建了公鑰基礎設施 (PKI) 和 IPv6 功能。雖然在 LoRaWAN 和 NB-IoT 中也可以做到這一點,但我了解到“在基于标準的 Wi-SUN 生态系統中”做到這一點更容易。

目前,提供 Wi-SUN 解決方案的供應商有德州儀器(TI)(詳情可見Gateworks GW16122 IoT mPCIe 卡和 CC1352P 微控制器)、STMicro、瑞薩、Silicon Labs、Rohm等等。如果你們感興趣,也可以看一下 Rohm 對 Wi-SUN 與 LoRaWAN、Sigfox 和 NB-IoT 的對比分析。

Wi-SUN:專為智慧城市、大規模物聯網部署而設計的LPWAN标準

上圖的對比表格,我覺得應該隻是基于智慧城市的背景進行了對比。其他的背景下也可能會有所不同。

大家感興趣的話,可以在 Wi-SUN 網站上找到更多的詳細資訊。RFWireless World也有一些與該标準有關的資訊。

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