Recientemente, RF-star , una empresa veterana de IoT inalámbrico en China, anunció que se unió a Texas Instruments para lanzar varios productos Wi-SUN , centrándose en el desarrollo de malla de área amplia, con la esperanza de brindarles a los clientes un entorno de desarrollo de soluciones integradas. de end-edge-cloud en el ámbito del IoT industrial e instalaciones públicas. Los productos presentados por la empresa incluyen una variedad de módulos de comunicación Wi-SUN basados ​​en las series TI CC1352 y CC1312, que admiten comunicación Sub1G multibanda y de 2,4 GHz, y admiten redes autoorganizadas por malla y multisalto. La distancia de un solo salto puede alcanzar varios kilómetros.

Historial de desarrollo de Wi-SUN

Incluso para la mayoría de las personas en el círculo de IoT, Wi-SUN es una nueva tecnología. En realidad se ha creado durante más de una docena de años. Sin embargo, flotó solo en los últimos años después de que más proveedores importantes de chips y fabricantes de dispositivos se unieran a la alianza tecnológica y comenzaran a promover la tecnología.

Ya en 2008, no existía un estándar de comunicación inalámbrica unificado para la red de área amplia en la industria, mientras que en ese momento había varios protocolos de comunicación inalámbrica en la industria. Lo que estos protocolos tienen en común es que adoptaron el estándar IEEE 802.15.4. Pero aún no pueden lograr la interconexión en la capa de aplicación. Para resolver este complejo problema, nació Wi-SUN FAN (Wireless Utility Field Area Network), una red de malla inalámbrica a gran escala basada en tecnología IP. El estándar se compromete a convertirse en el estándar global de red de malla inalámbrica con interoperabilidad. Con la implementación del estándar, se estableció la alianza Wi-SUN en 2012. Actualmente, la alianza cuenta con más de 250 miembros en todo el mundo, incluidos Cisco, ARM, Texas Instruments e Itron, etc.

En los últimos dos años, el estándar Wi-SUN ha madurado y se han implementado cientos de millones de dispositivos habilitados para Wi-SUN en todo el mundo. Es ampliamente utilizado en servicios públicos e instalaciones de ciudades inteligentes debido a su característica de permitir que los medidores inteligentes, las luces de las calles inteligentes y otros dispositivos se conecten a una red pública.

La tecnología Wi-SUN es una especificación abierta basada en los protocolos estándar IEEE 802.15.4g, IEEE 802 e IETF IPv6. Wi-SUN FAN es un protocolo de red de malla que admite funciones de autoorganización y autorreparación. Cada dispositivo en la red puede comunicarse con sus vecinos, y las señales pueden transmitirse a cada nodo en la malla, haciendo saltos de muy largo alcance entre ellos.

Wi-SUN presenta transmisión a larga distancia, seguridad, alta escalabilidad, interoperabilidad, fácil implementación, red de malla, así como bajo consumo de energía (la duración de la batería de los módulos Wi-SUN tiene la posibilidad de usarse durante diez años). Es ampliamente utilizado en medidores inteligentes y controladores de gestión inteligente de energía familiar (HEMS) para la comunicación, y también es propicio para construir una Internet de las cosas a gran escala y de área amplia.

El estándar Wi-SUN consta principalmente de dos subespecificaciones, a saber, FAN y HAN. Las diferencias de tecnología y escenarios de aplicación son las siguientes:

01

ADMIRADOR

• Admite capa PHY IEEE 802.15.4G, capa MAC IEEE 802.15.4E, 6LoWPAN, RPL, IPv6 y otros protocolos estándar;
• Admite transmisión de datos multisalto entre nodos;
• Admite transmisión de salto de frecuencia multicanal;
• Admite cifrado AES y autenticación basada en 802.1x;
• Se utiliza principalmente para redes de medidores inteligentes y farolas inteligentes en áreas urbanas densas que requieren transmisión de múltiples saltos.

02

han

• Admite capa PHY IEEE 802.15.4G, capa MAC IEEEE 802.15.4E, 6LoWPAN e IPv6 y otros protocolos estándar;
• Transmisión de datos uno a uno o uno a muchos entre nodos;
• Admite cifrado AES y autenticación basada en 802.1x;
• Se aplica principalmente en escenarios de aplicaciones domésticas, utilizando el nodo central para comunicarse con varios dispositivos de la familia para comunicación uno a uno o uno a muchos.

La arquitectura de aplicación típica de Wi-SUN FAN se muestra en la siguiente figura, donde la capa FAN es un diagrama de dispositivos inteligentes integrados con Wi-SUN FAN Stack combinado con enrutamiento a la red PAN. Los nodos de enrutamiento de borde de diferentes redes PAN en la capa WAN acceden a la red pública a través de diferentes modos de comunicación.

Ventajas de la tecnología basada en IP

1 ► Fuerte interoperabilidad

Es una ventaja única de la arquitectura IP. Las arquitecturas IP que se ejecutan en diferentes tipos de capas de enlace pueden comunicarse entre sí, y IP también permite la comunicación con redes y aplicaciones heredadas.

2► Arquitectura universal y estable

Se ha demostrado que el éxito de las arquitecturas IP es sostenible, principalmente debido al hecho de que las arquitecturas IP están diseñadas para que los protocolos y mecanismos de la capa de aplicación evolucionen independientemente de los protocolos y mecanismos de red subyacentes, dándose así cuenta de los principios fundamentales de extremo a extremo. comunicación. Para los dispositivos inteligentes en escenarios de aplicaciones industriales, la estabilidad y confiabilidad de los dispositivos y las redes son muy importantes. El hecho de que la arquitectura IP se haya aplicado en tales escenarios asegura la estabilidad del sistema.

3► Alta escalabilidad

La amplia adopción de la arquitectura IP en Internet ha justificado su escalabilidad. Su implementación global muestra que las arquitecturas IP se pueden aplicar en una gran cantidad de sistemas y funcionan bien en diferentes protocolos subyacentes.

Preguntas frecuentes sobre la tecnología Wi-SUN

► ¿Podemos hacer una comparación exhaustiva entre Wi-SUN, LoRa, NB-iot y CAT.1 sobre parámetros como el consumo de energía, la velocidad de transmisión, las licencias (de pago o gratuitas), la seguridad y el costo?

R: Consulte la tabla a continuación ~

►¿Cuáles son las principales diferencias entre Wi-SUN y ZigBee? ¿Cómo se compara su consumo de energía con ZigBee? Dado que el paquete de Wi-SUN es más largo que el de ZigBee, ¿en qué costo adicional incurrirá, como en el aspecto del consumo de energía? ¿Cuál es el protocolo de enrutamiento que utiliza la capa de red Wi-SUN? ¿Y cuáles son sus ventajas sobre Zigbee en ese sentido?

R: Wi-SUN se usa principalmente para cobertura de red de área amplia, con una distancia de varios kilómetros en un solo salto. ZigBee se utiliza principalmente para la cobertura de red en interiores, con distancias de un solo salto generalmente inferiores a 100 metros. Además, los protocolos de dos tipos de tecnología son algo diferentes. En términos de consumo de energía, ambos son iguales bajo las mismas condiciones de transmisión. Al transmitir paquetes largos, la tasa de pérdida de paquetes de Wi-SUN aumentará en las mismas condiciones. El protocolo de enrutamiento de Wi-SUN es RPL, mientras que ZigBee usa principalmente AODV. RPL es un protocolo de baja potencia adecuado para IPv6, que puede optimizar la ruta en función de factores como el ancho de banda, la latencia y el número de saltos, etc. AODV cubre IPv6 y el diseño de baja potencia.

►¿Qué ventajas tiene Wi-SUN sobre LoRa en escenarios de bajo consumo de energía con limitaciones de batería?

R: Bajo la restricción de la batería, los nodos Wi-SUN pueden elegir un nodo de enrutamiento/retransmisión de distancia más corta para la transmisión para ahorrar energía, en lugar de tener que determinar la distancia de transmisión cuando la red se forma como LoRa (porque solo hay un salto).