最近、中国のベテラン ワイヤレス IoT 企業である RF-star は、テキサス インスツルメンツ と提携して、広域メッシュの開発に焦点を当てた複数の Wi-SUN 製品を発売し、顧客に統合ソリューション開発環境を提供することを望んでいると発表しました。インダストリアル IoT や公共施設の分野におけるエンドエッジクラウドの 同社が発表した製品には、TI CC1352およびCC1312シリーズに基づくさまざまなWi-SUN通信モジュールが含まれており、Sub1Gマルチバンドおよび2.4GHz通信をサポートし、メッシュおよびマルチホップによる自己組織化ネットワークをサポートしています。1 回のホップの距離は数キロメートルに達することがあります。

Wi-SUNの開発経緯

IoT サークルのほとんどの人にとっても、Wi-SUN は新しいテクノロジーです。実際、それは十数年にわたって作成されています。しかし、より多くの主要なチップ ベンダーとデバイス メーカーが技術提携に参加し、この技術を宣伝し始めた後、それが浮上したのはごく最近のことです。

2008 年当時、業界にはワイド エリア ネットワーク用の統一されたワイヤレス通信規格はありませんでしたが、当時の業界にはさまざまなワイヤレス通信プロトコルがありました。これらのプロトコルに共通しているのは、IEEE 802.15.4 標準を採用していることです。しかし、アプリケーション層で相互接続を実現することはまだできません。この複雑な問題を解決するために、IP 技術に基づく大規模なワイヤレス メッシュ ネットワークである Wi-SUN FAN (Wireless Utility Field Area Network) が誕生しました。この規格は、相互運用性を備えたグローバルなワイヤレス メッシュ ネットワーク規格になることを約束しています。この規格の実装に伴い、2012 年に Wi-SUN アライアンスが設立されました。現在、このアライアンスには、Cisco、ARM、Texas Instruments、Itron などを含む、世界中で 250 以上のメンバーがいます。

過去 2 年間で、Wi-SUN 規格は成熟し、数億台の Wi-SUN 対応デバイスが世界中で展開されました。スマート メーターやスマート街路灯などのデバイスを公衆ネットワークに接続できるという特徴から、公共施設やスマート シティ施設で広く使用されています。

Wi-SUN テクノロジーは、IEEE 802.15.4g、IEEE 802、および IETF IPv6 標準プロトコルに基づくオープン仕様です。Wi-SUN FAN は、自己組織化および自己修復機能をサポートするメッシュ ネットワーク プロトコルです。ネットワーク内の各デバイスは隣接デバイスと通信でき、メッシュ内の各ノードに信号を送信して、その間で非常に長距離のホップを行うことができます。

Wi-SUN は、長距離伝送、セキュリティ、高いスケーラビリティ、相互運用性、簡単な展開、メッシュ ネットワーク、および低消費電力を特徴としています (Wi-SUN モジュールのバッテリ寿命は、10 年間使用できます)。スマート メーターや家庭用インテリジェント エネルギー管理 (HEMS) コントローラーの通信に広く使用されており、広域で大規模なモノのインターネットの構築にも役立ちます。

Wi-SUN 規格は、主に FAN と HAN という 2 つのサブ仕様で構成されています。テクノロジーとアプリケーション シナリオの違いは次のとおりです。

01

ファン

• IEEE 802.15.4G PHY 層、IEEE 802.15.4E MAC 層、6LoWPAN、RPL、IPv6 およびその他の標準プロトコルをサポートします。
• ノード間のマルチホップ データ転送をサポートします。
• マルチチャネル周波数ホッピング伝送をサポートします。
• AES 暗号化と 802.1x ベースの認証をサポート。
• 主に、マルチホップ伝送を必要とする密集した都市部のスマート メーターやスマート街路灯のネットワークに使用されます。

02

ハン

• IEEE 802.15.4G PHY 層、IEEE 802.15.4E MAC 層、6LoWPAN および IPv6 およびその他の標準プロトコルをサポートします。
• ノード間の 1 対 1 または 1 対多のデー​​タ伝送。
• AES 暗号化と 802.1x ベースの認証をサポート。
• これは主にホーム アプリケーション シナリオで適用され、セントラル ノードを使用してファミリー内のさまざまなデバイスと 1 対 1 または 1 対多の通信を行います。

Wi-SUN FAN の典型的なアプリケーション アーキテクチャを次の図に示します。ここで、FAN 層は、PAN ネットワークへのルーティングと組み合わせた Wi-SUN FAN スタックが組み込まれたスマート デバイスの図です。WAN 層の異なる PAN ネットワークのエッジ ルーティング ノードは、異なる通信モードを介してパブリック ネットワークにアクセスします。

IPベースのテクノロジーの利点

1 ► 強力な相互運用性

これは、IP アーキテクチャの独自の利点です。さまざまなタイプのリンク層で実行される IP アーキテクチャは相互に通信でき、IP はレガシー ネットワークやアプリケーションとの通信も可能にします。

2► ユニバーサルで安定したアーキテクチャ

IP アーキテクチャの成功は持続可能であることが証明されています。これは主に、IP アーキテクチャが、アプリケーション層のプロトコルとメカニズムが基盤となるネットワーク プロトコルとメカニズムとは独立して進化するように設計されているため、エンドツーエンドの基本原則を実現するためです。コミュニケーション。産業用アプリケーション シナリオのスマート デバイスでは、デバイスとネットワークの安定性と信頼性が非常に重要です。このようなシナリオで IP アーキテクチャが適用されているという事実は、システムの安定性を保証します。

3► 高いスケーラビリティ

インターネットで IP アーキテクチャが広く採用されたことで、そのスケーラビリティが正当化されました。そのグローバル展開は、IP アーキテクチャが多数のシステムに適用され、さまざまな基盤となるプロトコル間で適切に動作することを示しています。

Wi-SUN テクノロジーに関する FAQ

► Wi-SUN、LoRa、NB-iot、CAT.1 について、消費電力、通信速度、ライセンス (有料または無料)、セキュリティ、コストなどのパラメーターを総合的に比較できますか?

A：下の表を参照してください〜

►Wi-SUN と ZigBee の主な違いは何ですか? 消費電力は ZigBee と比べてどうですか? Wi-SUN のパケットは ZigBee よりも長いため、電力消費の面などでどのような追加コストが発生しますか? Wi-SUN ネットワーク層で使用されるルーティング プロトコルは何ですか? その点で、Zigbee より優れている点は何ですか?

A: Wi-SUN は主に、シングル ホップ距離が数キロメートルの広域ネットワーク カバレッジに使用されます。ZigBee は主に屋内ネットワーク カバレッジに使用され、シングル ホップ距離は通常 100 メートル未満です。さらに、2 種類のテクノロジーのプロトコルは多少異なります。消費電力に関しては、同じ伝送条件では両者は同等です。長いパケットを送信する場合、Wi-SUN のパケット損失率は同じ条件下で増加します。Wi-SUN のルーティング プロトコルは RPL ですが、ZigBee は主に AODV を使用します。RPL は IPv6 に適した低電力プロトコルであり、帯域幅、遅延、ホップ数などの要因に基づいてパスを最適化できます。AODV は IPv6 と低電力設計をカバーしています。

►バッテリーに制約のある低電力使用のシナリオで、Wi-SUN は LoRa よりもどのような利点がありますか?

A: バッテリーの制約がある場合、Wi-SUN ノードは、LoRa のようにネットワークを形成する際に伝送距離を決定する必要がなく (ホップが 1 つしかないため)、より短い距離のルーティング/リレー ノードを伝送に選択してエネルギーを節約できます。