Wi-SUN:专为智慧城市、智慧农业、大规模物联网部署而设计的LPWAN标准

原文链接:Wi-SUN: An LPWAN standard for Smart Cities, Smart Agriculture, large scale IoT deployments 由Jean-Luc Aufranc撰写。
本文共计 1025 字,预计阅读 3 分钟

Wi-SUN 是由 Wi-SUN 联盟管理的 LPWAN 标准(IEEE 802.15.4g),它是专为智慧城市、智慧农业和其他大规模物联网部署而设计的。由于使用了 IPv6 网状网络,Wi-SUN 可以应用于大量的设备当中。

据了解 Wi-SUN 联盟成立于 2011 年,其成立的目的是为了“支持公共事业、智能城市和物联网无线通信网络的全球发展”,但由于目标应用场景的利基性质,它没有很多的新闻报道,直到最近我才注意到它。

Wi-SUN 的网络架构

Wi-SUN 其实代表的是“Wireless Smart Utility Networks”或“Wireless Smart Ubiquitous Networks”,该标准主要会应用于路灯连接、摄像头、气象站、智能计量、公共事业传输系统等场景,通过 Wi-SUN 的应用可以实现城市服务之间的数据共享,从而提高传输效率、节省成本,为公民提供更好的服务。

Wi-SUN 其实是场域网络(FAN,Field Area Network),它是 Wi-SUN 联盟管理的最新协议。截至 2019 年,其相关设备的全球出货量已经超过了 9500 万台,这些设备中每个网状网络都可以通过边界路由器与 IPv6 骨干网(云)通信。

不知道什么原因,目前我在官方网站上几乎找不到清晰的标准规格书,他们倒是提供了 Wi-SUN 协议与 LoRaWAN 和 NB-IoT 的对比区别。Wi-SUN 比 LoRaWAN 和 NB-IoT 具有更高的吞吐量,据说在睡眠和收发时使用的功率也会更少。也就是说更高的吞吐量意味着设备在空中花费的时间比竞争对手更少,因此消耗的功率也更少。我还得知 LoRaWAN 和 NB-IoT 更适合通信需求不频繁的应用。

Wi SUN、LoRaWAN 和 NB-IoT 对比

更具体地说,Wi-SUN 设备可以用于频繁(从 10 秒间隔开始)低延迟的通信,不运行时消耗小于 2μA、接收信息时消耗大约 8mA、发送 +10dBm 数据时消耗小于 14mA;而 LoRaWAN 设备通常被用于不频繁(从 128 秒间隔开始开始)的通信,不运行时消耗 2μA、接受信息时消耗 12mA,这一点比 Wi-SUN 要多出 50%;NB-IoT 设备也是专为不频繁的通信而设计的,但通常功耗要高得多,因为它的峰值电流最高会达到 120-300mA,睡眠时的电流大约是 5μA。另外,Wi-SUN 还使用了诸如 LoRa 的 sub-GHz ISM 频率,以及 2.45 GHz ISM 频段。

Wi-SUN 作为一种自形成的网状网络协议其功能也更加强大,因此向该网络中添加新设备其实很容易,如果路径发生了故障,网络也会自动重新路由到网关中。为了确保安全,Wi-SUN 标准还集成了公钥基础设施 (PKI) 和 IPv6 功能。虽然在 LoRaWAN 和 NB-IoT 中也可以做到这一点,但我了解到“在基于标准的 Wi-SUN 生态系统中”做到这一点更容易。

目前,提供 Wi-SUN 解决方案的供应商有德州仪器TI)(详情可见Gateworks GW16122 IoT mPCIe 卡和 CC1352P 微控制器)、STMicro瑞萨Silicon LabsRohm等等。如果你们感兴趣,也可以看一下 Rohm 对 Wi-SUN 与 LoRaWAN、Sigfox 和 NB-IoT 的对比分析。

Wi SUN、LoRaWAN、Sigfox、NB-IoT 对比表

上图的对比表格,我觉得应该只是基于智慧城市的背景进行了对比。其他的背景下也可能会有所不同。

大家感兴趣的话,可以在 Wi-SUN 网站上找到更多的详细信息。RFWireless World也有一些与该标准有关的信息。

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