Недавно RF-star , ветеран беспроводной IoT-компании в Китае, объявила о том, что она объединила усилия с Texas Instruments для запуска нескольких продуктов Wi-SUN , сосредоточив внимание на разработке глобальной сети, надеясь предоставить клиентам интегрированную среду разработки решений. end-edge-cloud в сфере промышленного IoT и коммунального хозяйства. Продукты, представленные компанией, включают в себя различные коммуникационные модули Wi-SUN, основанные на сериях TI CC1352 и CC1312, которые поддерживают многодиапазонную связь Sub1G и 2,4 ГГц, а также самоорганизующиеся сети с ячеистой структурой и несколькими переходами. Расстояние одного прыжка может достигать нескольких километров.

История развития Wi-SUN

Даже для большинства людей, занимающихся IoT, Wi-SUN — новая технология. На самом деле он создавался не один десяток лет. Однако он появился только в последние годы после того, как к технологическому альянсу присоединились более крупные поставщики микросхем и производители устройств, которые начали продвигать эту технологию.

Еще в 2008 году в отрасли не существовало единого стандарта беспроводной связи для глобальной сети, хотя в то время в отрасли существовали различные протоколы беспроводной связи. Общим для этих протоколов является то, что они приняли стандарт IEEE 802.15.4. Но они все еще не могут добиться взаимосвязи на прикладном уровне. Чтобы решить эту сложную проблему, появилась Wi-SUN FAN (Wireless Utility Field Area Network), крупномасштабная беспроводная ячеистая сеть, основанная на IP-технологии. Стандарт стремится стать глобальным стандартом беспроводной ячеистой сети с функциональной совместимостью. С внедрением стандарта в 2012 году был создан альянс Wi-SUN. В настоящее время альянс насчитывает более 250 членов по всему миру, включая Cisco, ARM, Texas Instruments и Itron и т. д.

За последние два года стандарт Wi-SUN стал более зрелым, и по всему миру были развернуты сотни миллионов устройств с поддержкой Wi-SUN. Он широко используется в коммунальных службах и на объектах «умного города» благодаря возможности подключения «умных» счетчиков, «умных» уличных фонарей и других устройств к сети общего пользования.

Технология Wi-SUN — это открытая спецификация, основанная на стандартных протоколах IEEE 802.15.4g, IEEE 802 и IETF IPv6. Wi-SUN FAN — это протокол ячеистой сети, поддерживающий функции самоорганизации и самовосстановления. Каждое устройство в сети может обмениваться данными со своими соседями, и сигналы могут передаваться каждому узлу в ячеистой сети, делая промежуточные переходы на очень большие расстояния.

Wi-SUN отличается передачей на большие расстояния, безопасностью, высокой масштабируемостью, функциональной совместимостью, простотой развертывания, ячеистой сетью, а также низким энергопотреблением (срок службы батарей модулей Wi-SUN может быть использован в течение десяти лет). Он широко используется в интеллектуальных счетчиках и семейных контроллерах интеллектуального управления энергопотреблением (HEMS) для связи, а также способствует созданию широкомасштабного Интернета вещей.

Стандарт Wi-SUN в основном состоит из двух подспецификаций, а именно FAN и HAN. Различия технологий и сценариев применения заключаются в следующем:

01

ПОКЛОННИК

• Поддержка физического уровня IEEE 802.15.4G, MAC-уровня IEEE 802.15.4E, 6LoWPAN, RPL, IPv6 и других стандартных протоколов;
• Поддержка многоступенчатой ​​передачи данных между узлами;
• Поддержка многоканальной передачи со скачкообразной перестройкой частоты;
• Поддержка шифрования AES и аутентификации на основе 802.1x;
• Он в основном используется для сетей интеллектуальных счетчиков и интеллектуальных уличных фонарей в густонаселенных городских районах, где требуется многоскачковая передача.

02

ХАН

• Поддержка физического уровня IEEE 802.15.4G, MAC-уровня IEEE 802.15.4E, 6LoWPAN и IPv6 и других стандартных протоколов;
• Передача данных «один к одному» или «один ко многим» между узлами;
• Поддержка шифрования AES и аутентификации на основе 802.1x;
• Он в основном применяется в сценариях домашних приложений, используя центральный узел для связи с различными устройствами в семье для связи один-к-одному или один-ко-многим.

Типичная архитектура приложения Wi-SUN FAN показана на следующем рисунке, где уровень FAN представляет собой схему интеллектуальных устройств, встроенных в стек Wi-SUN FAN, в сочетании с маршрутизацией в сеть PAN. Пограничные узлы маршрутизации различных сетей PAN на уровне WAN получают доступ к общедоступной сети через различные режимы связи.

Преимущества IP-технологии

1 ► Надежная совместимость

Это уникальное преимущество IP-архитектуры. IP-архитектуры, работающие на различных типах канальных уровней, могут взаимодействовать друг с другом, а IP также обеспечивает связь с устаревшими сетями и приложениями.

2► Универсальная и стабильная архитектура

Доказано, что успех IP-архитектур является устойчивым, главным образом благодаря тому факту, что IP-архитектуры предназначены для протоколов и механизмов прикладного уровня, которые развиваются независимо от лежащих в их основе сетевых протоколов и механизмов, тем самым реализуя фундаментальные принципы сквозного соединения. коммуникация. Для интеллектуальных устройств в сценариях промышленного применения очень важны стабильность и надежность устройств и сетей. Тот факт, что IP-архитектура была применена в таких сценариях, гарантирует стабильность системы.

3► Высокая масштабируемость

Широкое распространение IP-архитектуры в Интернете оправдывает ее масштабируемость. Его глобальное развертывание показывает, что IP-архитектуры могут применяться в большом количестве систем и хорошо работать с различными базовыми протоколами.

Часто задаваемые вопросы о технологии Wi-SUN

► Можем ли мы провести всестороннее сравнение Wi-SUN, LoRa, NB-iot и CAT.1 по таким параметрам, как энергопотребление, скорость передачи, лицензирование (платное или бесплатное), безопасность и стоимость?

A: Пожалуйста, обратитесь к таблице ниже ~

►Каковы основные различия между Wi-SUN и ZigBee? Как его энергопотребление по сравнению с ZigBee? Поскольку пакет Wi-SUN длиннее, чем пакет ZigBee, какие дополнительные затраты он понесет, например, в аспекте энергопотребления? Какой протокол маршрутизации используется на сетевом уровне Wi-SUN? И каковы его преимущества перед Zigbee в этом отношении?

A: Wi-SUN в основном используется для покрытия глобальной сети с расстоянием одного перехода в несколько километров. ZigBee в основном используется для покрытия сети внутри помещений, при этом расстояния одного перехода обычно не превышают 100 метров. Кроме того, протоколы двух типов техники несколько отличаются. С точки зрения энергопотребления оба варианта равны при одинаковых условиях передачи. При передаче длинных пакетов скорость потери пакетов Wi-SUN будет увеличиваться при тех же условиях. Протокол маршрутизации Wi-SUN — RPL, в то время как ZigBee в основном использует AODV. RPL — это протокол с низким энергопотреблением, подходящий для IPv6, который может оптимизировать путь на основе таких факторов, как пропускная способность, задержка, количество переходов и т. д. AODV охватывает IPv6 и дизайн с низким энергопотреблением.

►Какие преимущества Wi-SUN имеет по сравнению с LoRa в сценариях использования с ограниченным аккумулятором и низким энергопотреблением?

О: При нехватке батареи узлы Wi-SUN могут выбирать узел маршрутизации/ретрансляции на более короткое расстояние для передачи, чтобы сэкономить энергию, вместо того, чтобы определять расстояние передачи при формировании сети, подобной LoRa (поскольку существует только один переход).