在各種物聯網無線組網場景中,如何選擇合適的無線通信協議都是令人頭疼的問題,尤其是考慮大規模部署時。如今各城市都開始加大對智慧城市的建設,并開始考慮提升城市數字底座的能級,如此帶來的需求也勢必會成為物聯網市場的下一個增長點。
在智能電表、智能路燈這類考驗擴展性和傳輸距離的場景中,無論是NB-IoT還是LoRa都想從遠程無線物聯網中脫穎而出。雖然這些協議都具備各自的優勢,但從種種比對來看,專為這一場景設計的Wi-SUN恰好能滿足我們對智慧城市物聯網的所有需求。這一基于IPv6和IEE 802.15.4g/e規范的開放標準,究竟有何優勢呢?
Wi-SUN
我們先從擴展性開始說起,在擴大網絡規模接入更多設備的時候,LoRa勢必要增加新網關,從而提高成本,與此同時,在人口密集的城市中,存在LoRaWAN接口互相干擾的問題。至于NB-IoT在部分郊區仍有信號盲區,必須等待網絡覆蓋完成,且接入上限依然存在。而Wi-SUN的邊緣路由器可以支持到數千個節點,每個邊緣路由器還能下接節點做二級子網,輕松兼容數萬臺設備。
接著是傳輸距離,Wi-SUN雖然采用的是sub-GHz頻段,本身速率并不算高,但其傳輸距離卻可以支持到4公里,而且穿透能力更強。針對復雜的戶外城市環境和室內樓宇環境,不僅可以做到更低的延遲,也可以通過調頻技術提高抗干擾性。
目前Wi-SUN的認證分為配置認證和物理層認證,其中配置認證包括FAN、HAN和JUTA,分別是大型戶外網絡、家用網絡以及專用于日本的遙測服務網絡。現有的Wi-SUN聯盟成員中,提供SoC芯片方案的有Silicon Labs、聯芯通等,而提供模組方案的有利爾達、海興電力和羅姆等。
Silicon Labs
EFR32FG25(FG25)作為Silicon Labs最新推出的一款旗艦Wi-SUN無線SoC,集成了32位97.5MHz的Arm Cortex-M33核心,1920KB的閃存和512KB的SRAM。FG25包含了多速率OFDM、FSK和OPSK的Wi-SUN調制方案,最高可實現3.6Mbps的速率。其高性能sub-GHz信號提供了遠距離傳輸的同時,又保持了對常見2.4GHz信號的抗擾性。
FG25 SoC / Silicon Labs
FG25在與Silicon Labs EFF01前端模塊結合使用時,可以在密集環境中以極少的數據丟失實現3公里的最遠傳輸距離。與此同時,FG25的安全設計既包含了Arm SoC常見的TrustZone和TRNG,也有對常見加密算法的硬件加密加速,諸如AES128/192/256、SHA-1、SHA-512等。Silicon Labs也在近日正式宣布,FG25已經開始大規模出貨。
聯芯通
說到出貨,聯芯通在Wi-SUN SoC上的出貨速度可謂高歌猛進,旗下VC7300芯片是第一個實現百萬級大規模出貨的Wi-SUN FAN SoC,也是首個擁有Wi-SUN出貨所需物理層和協議層三張認證證書的SoC。VC7300集成了32位Arm Cortex-M3 MCU,具備1024kB的閃存和128kB的SRAM,在FSK調制方式下,可以實現400kbps的最高速率。
VC7300 Mini模塊 / 聯芯通
而聯芯通的新品VC7351則符合Wi-SUN FAN 1.1規范,實現拿了FSK和OFDM在任何數據速率下的并發性,對OFDM調制的支持,使其傳輸速率從150kbps提升至了2.4Mbps,也可以實現3.6Mbps的私有速率。除此之外,聯芯通還提供了RF+PLC的射頻+電力雙模通信方案,實現Wi-SUN與G3-PLC協議棧融合組網。
結語
從已經落地的Wi-SUN應用來看,主要還是集中在智能路燈這樣的場景中。至于智能表計,除了日本以外,目前仍有很大一部分在采用NB-IoT的方案。即便如此,Wi-SUN也可以作為NB-IoT的補全方案,用于改善現有NB-IoT網絡的信號覆蓋率。除此之外,智慧城市中的工農業場景Wi-SUN還有不小的發揮空間,無論是工業物聯網感知監測,還是智慧農業中的智慧澆灌系統,都能從中受益。
審核編輯 :李倩
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原文標題:Wi-SUN,為智慧城市量身定做的sub-GHz無線協議
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