導入

デジタル革命により、モノのインターネット (IoT) が私たちの日常生活に浸透しました。堅牢なパフォーマンスと多用途なアプリケーションで定評のある Wi-SUN テクノロジーは、大規模な IoT 実装の選択肢として好まれています。この記事では、Wi-SUNテクノロジー市場、その主な利点、使用例とアプリケーション、およびRF-starのWi-SUN 実装について説明します。

Wi-SUNテクノロジー市場

Business Research InsightとMarket Research Futureによる最近のWi - SUNテクノロジー市場調査レポートによると、世界のWi-SUNテクノロジー市場は2022年に3億1,927万米ドルと評価され、2024年から2032年の間に驚異的な13.45%のCAGRで145億6,800万米ドルに達すると予測されています。この急増は、スマートメーター、センサー、IoTデバイスの継続的な普及と、 COVID-19パンデミックによって促進されたデジタル変革の加速によって促進されています。特に、北米はWi-SUNテクノロジーの採用が大幅に進んでいる地域として際立っています。

図1 ：Wi-SUN技術市場規模、2023年～2032年（10億米ドル）

出典：https://www.marketresearchfuture.com/reports/wi-sun-technology-market-8695

Wi-SUNの概要

Wi-SUNとは何ですか？

Wi-SUN (Wireless Smart Ubiquitous Network) は、IEEE 802.15.4 標準に基づく無線通信ネットワークです。高性能、低消費電力、長距離、強力な耐干渉性、高データ スループット、および非常に安全な無線通信ソリューションを提供します。

メッシュネットワークとして、周波数ホッピングと自己構成技術により、 IoTデバイス間の長距離通信と大容量データ伝送を実現します。また、自己修復機能も備えています。

Wi-SUN: HAN vs. FAN

Wi-SUN は、ホーム エリア ネットワーク (HAN) とフィールド エリア ネットワーク (FAN)という2 つの主要な運用プロファイルをサポートしています。

• HAN: ホームエリアネットワークHAN には現在、ルーター B や拡張 HAN (リレー伝送をサポート) など、いくつかの種類があります。ルーター B は、ホームエネルギー管理システム (HEMS) コントローラーを指し、スマート家電やスマートメーターを接続します。これにより、スマート家電のエネルギー消費をリアルタイムで監視したり、スマートシティアプリケーション用の FAN と通信したりすることができ、スマートホーム環境が向上します。
• FAN: フィールド エリア ネットワークWi-SUN FAN は、各デバイスが近くのデバイスと複数の接続を確立できるメッシュ ネットワークで、数千のノードまで拡張できます。各ノードは、一般的な長距離ホップを提供します。エンド デバイスが別のエンド デバイスとの接続に失敗した場合、自動的に他のエンドデバイスがルーター ノードに接続できるように代替パスが再構成されます。このため、スマート グリッドや街灯などの大規模なインフラストラクチャに最適です。Wi -SUN トポロジを以下に示します。

図2 Wi-SUNネットワークトポロジ

Wi-SUNネットワークの利点

• 低遅延と高データ スループット: Wi-SUN のメッシュ トポロジーは、低遅延の通信エクスペリエンスを保証し、高データ スループットをサポートし、大規模な IoT 展開の要求に応えます。
• 低消費電力: Wi-SUN デバイスは通常、バッテリー電源を使用するため、エネルギー消費が大幅に削減され、デバイスの寿命が延びます。
• 導入の容易さと拡張性: Wi-SUN は、そのシンプルなネットワーク構造と自己形成ネットワークのサポートにより、IoT エコシステムの進化に合わせて拡張できる柔軟性を備え、大規模アプリケーションに最適な選択肢となります。
• 高いセキュリティ: Wi-SUN は、高度な認証などの多層のセキュリティ メカニズムを提供し、データ転送の安全性を確保します。
• 相互運用性: オープン スタンダード IEEE 802.15.4 に基づく Wi-SUN は、エンド デバイス間のデータ相互運用性をサポートし、全体的なネットワーク効率とアプリケーションの範囲を拡大します。
• コスト効率: Wi-SUN は、自己形成型および適応型周波数ホッピング技術を統合することで全体的なコストを削減し、特に幅広い IoT アプリケーションに適しています。
• 広範囲のカバレッジ: Wi-SUN は、サブ 1GHz 帯域 (860MHz 帯域、920MHz 帯域、および 1GHz 未満の他の帯域) の電波を使用することで、到達範囲が広がり、他の電子機器や障害物との無線周波数干渉が少なくなります。スマート シティ、スマート ホーム、エネルギー管理システムなどのユーティリティの接続に最適です。

Wi-SUNアプリケーション

Wi-SUN テクノロジーは、さまざまなグローバル アプリケーションで採用されつつあります。

スマートシティ

Wi-SUN は長距離伝送、拡張性、双方向通信、低消費電力を特徴としており、多くの都市でスマート メーターや街灯に導入されています。たとえば、インドのハイデラバードにあるスマート シティ リビング ラボでは、Wi-SUN メッシュ ネットワーク テクノロジーを活用して都市の資産を効率的に管理しています。

スマート街灯

Wi-SUN technology supports large-scale outdoor IoT networks, including AMI metering and distribution automation, offering smart streetlight solutions for cities. In London, Wi-SUN mesh networks power streetlights, reducing maintenance costs and energy consumption while enhancing flexibility for aesthetic lighting and public safety.

Smart Meters

In smart cities, Wi-SUN technology enables real-time monitoring and management of electricity usage, optimizing energy distribution and reducing consumption.

Solar Power Plants

Wi-SUN networks allow for real-time monitoring of solar panel operations through intelligent monitoring systems, ensuring maximum power generation efficiency while minimizing environmental impact.

Smart Low Voltage Cabinets

In smart grids, Wi-SUN technology is used to deploy smart low-voltage cabinets, dynamically adjusting power supply and optimizing power distribution to enhance grid reliability and flexibility.

Industrial Facilities

Wi-SUN technology is also applied in the industrial and manufacturing sectors, providing non-proprietary solutions that make deployment more scalable, flexible, and secure.

RF-star Implementing Wi-SUN

As a global manufacturer of wireless modules, RF-star can supply a range of Wi-SUN modules based on TI CC1312 and CC1352 series chips.

Key Wi-SUN Modules

• RF-SM-1277B1: Based on the CC1312R MCU, this low-power wireless module is designed for Sub-1GHz band from 779 MHz to 930 MHz.
• RF-TI1352P2: Integrating a power amplifier, this module achieves a maximum transmit power of +20 dBm in the Sub-1 GHz band, offering a longer transmission distance and stronger penetration capability. Additionally, RF-TI1352P2 can operate in the 2.4 GHz band.

As shown below, the parameters of the Wi-SUN modules are listed:

Figure 3 RF-star’s Wi-SUN Modules

Upcoming Releases

8月、RF-starはTI CC1354P10 SoCをベースにした新しいWi-SUNモジュールを発売する予定です。このモジュールは、 1024 kBフラッシュと288 kB RAMを備えた、マルチプロトコルおよびデュアルバンド800 MHz - 928 MHzおよび2.4 GHzワイヤレスモジュールになる予定です。特に、RF-TI1354P1モジュールは境界ルーターとして動作し、最大300ノードまで拡張できます。これにより、大規模で分散されたIoTの複雑なアプリケーションを強力にサポートできます。お楽しみに！

結論

Wi-SUN の独自のメッシュ ネットワーク アーキテクチャは、低遅延、高データ スループット、低消費電力、導入と拡張の容易さ、高いセキュリティ、相互運用性、長距離伝送機能と相まって、広域の大規模 IoT アプリケーションに最適なソリューションとなっています。Wi-SUN の市場が拡大し続ける中、スマートシティ、スマート エネルギー、産業用IoTでのアプリケーションが成長し、接続効率の向上、コストの削減、ユーザー エクスペリエンスの向上の可能性を示しています。RF -starなどのメーカーが高性能 Wi-SUN モジュールの開発をリードしているため、大規模分散型 IoT 導入の将来は有望に見えます。