在智慧城市領(lǐng)域中，當一個智慧路燈項目因信號盲區(qū)而被迫增設(shè)數(shù)百個網(wǎng)關(guān)時，當一個傳感器網(wǎng)絡(luò)因入網(wǎng)設(shè)備數(shù)量爆增而導(dǎo)致系統(tǒng)通信失效時，當一個智慧交通系統(tǒng)因基站故障而導(dǎo)致交通癱瘓時，星型網(wǎng)絡(luò)拓撲與蜂窩網(wǎng)絡(luò)拓撲在構(gòu)建廣覆蓋與高節(jié)點數(shù)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)時的局限性便愈發(fā)凸顯，行業(yè)內(nèi)亟需一種更高效、可靠與穩(wěn)定的組網(wǎng)技術(shù)以滿足構(gòu)建智慧城市海量IoT網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的需求。

星型網(wǎng)絡(luò)的無線信號覆蓋范圍高度依賴網(wǎng)關(guān)的部署密度，同時單一網(wǎng)關(guān)的承載設(shè)備數(shù)量有限，難以支撐海量IoT網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的城市物聯(lián)系統(tǒng)；而蜂窩網(wǎng)絡(luò)的無線信號覆蓋范圍同樣高度依賴基站，且其節(jié)點設(shè)備工作在LTE頻段，需為運營商支付昂貴的頻譜費用，長期成本較高。故其，城市管理者需要更清醒的認知：選擇合適的LPWAN技術(shù)路線，就是選擇未來的城市數(shù)字基因。

Wi-SUN協(xié)議，輕松構(gòu)建海量IoT網(wǎng)絡(luò)節(jié)點

資料顯示，Wi-SUN（Wireless Smart Utility Networks）是一種基于IEEE 802.15.4g/e以及IPv6標準的低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）技術(shù)，專為大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計，主要適用于智能電網(wǎng)、智慧城市、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，共包括 Wi-SUN FAN、 Wi-SUN HAN、 Wi-SUN RLMM 和 Wi-SUN JUTA四種協(xié)議。

注：Wi-SUN FAN（Field Area Network）用于廣域物聯(lián)網(wǎng)連接，Wi-SUN HAN（Home Area Network）專注智能家居，Wi-SUN RLMM（Roadside and Low-speed Mobile）適用于車聯(lián)網(wǎng)，Wi-SUN JUTA（Japan Utility）針對日本市場需求。

Wi-SUN協(xié)議下的四種配置方式

其中，Wi-SUN FAN（Field Area Network）作為Wi-SUN中最重要的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，具有Mesh自組網(wǎng)功能和自我修復(fù)路由功能，網(wǎng)絡(luò)中的每個設(shè)備都可與相鄰設(shè)備通信，這種結(jié)構(gòu)使得數(shù)據(jù)傳輸更加靈活高效，當某個節(jié)點出現(xiàn)故障或信號受阻時，數(shù)據(jù)可以自動通過其他路徑進行傳輸，極大地提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性和穩(wěn)定性。

Wi-SUN FAN理論上可兼容數(shù)百萬個IoT網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，能輕松滿足超大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)部署的需求。在智慧城市的建設(shè)中，海量的路燈節(jié)點、交通傳感器以及傳感器設(shè)備等都可在基于IEEE 802.15.4標準的條件下接入同一個Wi-SUN 網(wǎng)絡(luò)，且隨著城市后續(xù)的壯大發(fā)展和節(jié)點入網(wǎng)需求的增加，Wi-SUN網(wǎng)絡(luò)還可無成本地進行節(jié)點擴展，無需大規(guī)模重新布線或更換設(shè)備。

Wi-SUN FAN協(xié)議下的組網(wǎng)優(yōu)勢

同時，Wi-SUN FAN還支持多信道跳頻傳輸功能，基于FHSS（跳頻擴頻）技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備節(jié)點會根據(jù)特定跳頻圖案在不同信道之間進行跳轉(zhuǎn)來傳輸數(shù)據(jù)，能促進不同節(jié)點對之間通過多個信道同時進行數(shù)據(jù)傳輸，提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量，增強網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力。

例如，在智能工廠中，大量的生產(chǎn)設(shè)備需要向控制層實時傳輸生產(chǎn)數(shù)據(jù)，而使用Wi-SUN FAN協(xié)議則能快速、穩(wěn)定地傳輸這些數(shù)據(jù)，確保生產(chǎn)過程的高效進行，避免因數(shù)據(jù)傳輸延遲而導(dǎo)致的生產(chǎn)故障。

Wi-SUN FAN協(xié)議下的通信協(xié)議棧

從通信協(xié)議棧上看，Wi-SUN 網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備主要工作在 Sub-GHz頻段，該頻段具有信號繞射能力強、穿墻性能好與通信功耗低等特點，能有效減少信號在傳輸過程中的衰減，實現(xiàn)廣域網(wǎng)絡(luò)覆蓋 ，是連接城市建設(shè)、能源管理和智能家居等領(lǐng)域的理想選擇。以智能水表為例，采用 Wi-SUN FAN協(xié)議的智能水表可以在電池供電的情況下，持續(xù)工作數(shù)年，不僅降低了維護成本，還提高了系統(tǒng)的可靠性。

此外，Wi-SUN FAN協(xié)議還提供了成熟的安全機制，其采用了RADIUS/AAA 認證機制，認證方式采用 EAP-TLS，能保護數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾[私性，極大地增強了系統(tǒng)的安全性。

Wi-SUN協(xié)議，彌合LPWAN生態(tài)的最后一塊“拼圖”

在低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）領(lǐng)域，Wi-SUN 與 LoRaWAN、NB-IoT 是備受關(guān)注的三種通信協(xié)議，它們在通信性能方面上各有千秋，各自適用于不同的應(yīng)用場景。Wi-SUN的價值不在于替代LoRaWAN、NB-IoT與其他協(xié)議，而是填補LPWAN生態(tài)的關(guān)鍵缺口——Wi-SUN是唯一能協(xié)調(diào)滿足距離、功耗、速率與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點容量等多種需求的技術(shù)路徑。

與 LoRaWAN 、 NB-IoT 與其他 LPWAN 協(xié)議相比，Wi-SUN FAN在拓撲結(jié)構(gòu)、通信功耗、數(shù)據(jù)速率和應(yīng)用場景等方面展現(xiàn)出明顯的差異和獨特的優(yōu)勢。其互操作性、可擴展性、安全性以及低延遲和高數(shù)據(jù)吞吐量等特性，使其成為智能電網(wǎng)、智慧城市、智能農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的理想選擇。

值得一提的是，當Wi-SUN FAN協(xié)議為智慧城市成功搭建起設(shè)備互通的網(wǎng)絡(luò)骨架時，如何將各種IoT設(shè)備完美接入網(wǎng)絡(luò)中就成為了行業(yè)關(guān)注的焦點，而這則需要底層模塊在通信性能、功耗控制與功能集成等維度上通過設(shè)計實現(xiàn)。

例如，HM-WS-001就是一款完全符合Wi-SUN FAN1.0規(guī)范和功能要求的模塊產(chǎn)品，其射頻通信頻段為868MHz與915MHz；最大發(fā)射功率20dBm，最大接收靈敏度-107 dBm（868MHz，50kbps、25KHz）；具有長距離通信，超低功耗，收發(fā)一體等優(yōu)勢。

以HM-WS-001模塊構(gòu)建的 Wi-SUN無線組網(wǎng)數(shù)據(jù)平臺

Wi-SUN FAN基于網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，HM-WS-001能夠與周圍大量的設(shè)備建立多個連接，通過多個鏈路中繼數(shù)據(jù)并提高可靠性。此外HM-WS-001已通過Wi-SUN? 聯(lián)盟PHY認證并獲得認證證書，可完美應(yīng)用于自動抄表、家居安防及樓宇自動化、ISM 波段數(shù)據(jù)通訊、工業(yè)監(jiān)控及控制、遙控及安防系統(tǒng)、遙控鑰匙進入、無線傳感器節(jié)點、標簽讀寫器以及其他物聯(lián)網(wǎng)通信應(yīng)用場景。

展望未來，隨著中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，Wi-SUN 協(xié)議在解決產(chǎn)業(yè)痛點、推動各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面具有巨大的潛力。在智能電網(wǎng)中助力電力企業(yè)實現(xiàn)精準能源管理，在智慧城市建設(shè)中提升城市智能化管理水平，在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中推動制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級 。可以預(yù)見，Wi-SUN 協(xié)議將在未來的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中扮演更加重要的角色，成為 LPWAN 中不可或缺的關(guān)鍵部分，為構(gòu)建更加智能、高效、安全的物聯(lián)網(wǎng)世界貢獻力量。