廣域大規模物聯網 – Wi-SUN無線傳輸技術簡介



2019 年 11 月 3 日 - Wi-SUN聯盟成立於2012年,是一個由業界公司組成的全球非營利性組織,全球會員240家以上,包括Cisco思科、ARM安謀、TI德州儀器 、Itron(全球最大自動讀表廠商),以及濎通芯等。Wi-SUN聯盟的使命是利用開放式全球標準IEEE 802.15.4g,致力推動智慧電網以及智慧城市應用的發展性。

Wi-SUN聯盟的發展願景乃是基於網狀網路通訊協定IEEE 802.15.4g技術規範,通過測試和認證計畫提供強大的產品連線性,發展Wi-SUN生態系統,實現智慧城市和智慧公用通信網路的互通性。

Wi-SUN傳輸技術的特性在於具備遠端傳輸、安全性、可擴展性高、可互通、容易布建、Mesh網狀網路,加上耗電量低的特性(Wi-SUN模組的電池壽命有機會可以使用十年之久),被廣泛應用在智慧電錶及家庭智慧能源管理(HEMS)控制器等通訊裝置,亦有利於打造廣域大規模物聯網。

Wi-SUN無線通訊技術具備以下三大特性:

互通性(Interoperability)

Wi-SUN是一家致力於制定關鍵標準和開發測試程式的組織,旨在驗證公司的產品設備不僅符合IEEE 802.15.4g(智慧公用網絡的無線標準規範),而且可以與其他供應商的設備進行交交互操作,以用於相同的應用。

廣泛性與可擴展性(Ubiquitous & Scalable)

數以千萬計可靠連接的端點證明基於Wi-SUN的物聯網Mesh網路能夠實現許多物聯網客戶需求的廣泛性和可擴展性。

安全性(Security)

Wi-SUN聯盟成員公司在全球部署數以千萬計的相容物聯網設備,因此憑證授權必須能夠在這種規模上運行,Wi-SUN技術支援基於IP的設備身份驗證與加密通信的安全技術。


Wi-SUN技術分別應用在兩個領域:家庭區域網路(Home Area Network, HAN)和戶外區域網路(Field Area Network, FAN):

家庭區域網路(Home Area Network, HAN)

HAN透過家庭智慧能源管理(HEMS)控制器,可將智慧家電與智慧電錶串聯,除能即時監控智慧家電用電量外,也可通過智慧電錶互通到FAN的智慧城市等應用,完善智慧家庭布建環境。

戶外區域網路(Field Area Network, FAN)

FAN的應用主要面向於大型場域中的設施,如智慧電網、智慧路燈等,讓公共設施連線到相同場域網路並實現互通性。


Wi-SUN聯盟致力於廣域大規模物聯網的自組網、自修復與互聯互通,從「智慧公用事業網路(Smart Utility Network)」逐漸走向「智慧泛在網路(Smart Ubiquitous Network)」。2018年10月,Wi-SUN聯盟宣佈推出FAN認證計畫,認證通信產品的互通性,計畫所認證的設備可被用於智慧城市、智慧公用事業和其他物聯網項目的廣域大規模戶外網路。

FAN認證計畫由Wi-SUN聯盟主導,FAN解決方案為智慧城市和智慧電網應用提供基於開放標準的長距離、安全卓越網路解決方案,為大規模的戶外網路提供通信基礎設施。此外,Wi-SUN認證的FAN解決方案採用全球無線通訊標準 IEEE 802.15.4g™、IETF IPv6 協議,可實現穩定、高性能且低功耗的長距離網路。

Wi-SUN聯盟協助會員產品通過相容性測試,所有通過 Wi-SUN FAN 認證的產品均經過認證的獨立協力廠商測試實驗室的嚴格測試,以確保設備可以毫不費力並安全地協同工作。測試實驗室與Wi-SUN聯盟合作,協助聯盟成員產品通過相容性測試,使產品通過認證、獲得「Wi-SUN Certified FAN」標章,向使用者證明產品符合規範標準。


Wi-SUN如何使城市更智能?

在要求打造便利及高效能的智慧家庭與智慧城市時代,除了需萬物連網外,如何使用對環境友善的「智慧能源」也是一大課題。Wi-SUN技術基於IEEE 802.15.4g標準,涵蓋遠距離通訊、低功耗、符合成本效益等特性,成為高效能源管理解決方案。舉例來說,當智慧電錶應用Wi-SUN通訊技術,消費者可透過家庭智慧能源管理(Home Energy Management System, HEMS)控制器搭配專屬APP查看家中產品用電資訊及電費預算設定;另一方面,對於電力公司則可以精准分析用電量並主動優化能源管控,二者皆達到節能效果。智慧城市可以利用先進的計量基礎設施(AMI)或街道照明網路提供的現有無線通訊基礎設施,以實現其他應用,如智慧交通信號、公共交通標誌、智慧停車場、電動汽車充電站等。

因應電力自由化趨勢,日本於2013年採納Wi-SUN標準的IEEE 802.15.4g為B Route(智慧電錶與家庭能源管理系統(HEMS)之界接路徑)無線通訊技術標準。臺灣也已於2017年跟進選定Wi-SUN做為智慧電錶B Route無線傳輸技術。 Wi-SUN通訊協定在日本政府的推廣之下,逐漸導入至智慧電錶應用之中,近期更將應用拓展至智慧家庭領域之中。由於該連線技術傳輸距離遠、省電等特性,有望在智慧家庭領域大顯身手。隨著Wi-SUN技術在日本區域市場的滲透率逐漸提升,該模組單價競爭力也將逐漸提升,有望在2022年前與藍牙(Bluetooth)、Wi-Fi抗衡,成為重要的通用通訊協定。

物聯網之有線、無線通訊 IC 設計公司濎通芯,致力擴展其Wi-SUN FAN 網路規模、可靠性和可擴展性,以滿足智慧電網和物聯網市場的需求。濎通芯在海興杭州辦公區域部署1000個Wi-SUN節點的網狀網路,並成功展示了非常短的組網時間、自我調整能力、穩健的資料收集和可靠的遠端韌體升級,協助客戶以Wi-SUN通信方案來開發智慧電網與物聯網相關產品。

濎通研發團隊經過多年的研發積累與反覆運算,完全掌握Wi-SUN技術特點,提供高性能、低功耗的無線收發器及MCU,產品具有最佳靈敏度、選擇性、相鄰通道抑制,抗阻斷,符合802.15.4g標準,且產品已通過Wi-SUN聯盟認證。

濎通的Wi-SUN產品線VC7300系列主要技術突破在於可長距離傳輸,同時具備嚴密的資訊安全防護機制,訊息絕不外泄。此外,VC7300系列消耗功率低,睡眠模式下功率消耗小於 2.5uA,併入在物聯網設計中,電池壽命可長達 10 年。

濎通產品已獲得FAN認證,證明濎通芯的無線解決方案能夠支援 Wi-SUN FAN 1.0規範,並能與其他Wi-SUN FAN認證設備實現連接和交交互操作,應用領域包括計量表、路燈、智慧城市、公用事業和物聯網網路中的感測器等。


濎通VC7300系列的主要特性和優點:

 遠端和長距離 - 單跳端到端視線傳輸距離大於10km (資料速率50kbps); 多跳網路傳輸距離大於數十km (最高資料速率可達300kbps)。

 可擴展性 - IPv6/ 6LowPAN 增強了感測器網路的可擴展性和移動性。

 強大的安全性 - 從雲端到終端的 5 級軍事級安全機制

 遠端韌體升級 - 雙向通信

 自組網/自修復網路 - 網狀網路超過 1000 個節點並具有自我調整拓撲結構

 干擾容差 - 通道跳頻,出色的選擇性,對抗敏感干擾具有高度抗性。

 載波偏移容差 - 在大載波頻率漂移時性能非常穩定

 認證和互通性 - Wi-SUN FAN

 低延遲/快速回應 - Sub-GHz RF 的延遲小於 20ms

 省電模式 - 睡眠模式下功耗小於 2.5uA (VC7300A),在物聯網設計中電池壽命長達 10 年

關於濎通科技股份有限公司

濎通科技股份有限公司成立於2017年,是一家長距離、大規模、自動組網的物聯網通信晶片與軟體設計公司,為智慧能源、智慧城市、智慧住宅、智慧傳感市場應用提供了高可靠、低成本、低功耗的無線Wi-SUN、高中低速有線 PLC與無線有線融合雙模通信方案,目標成為廣域大規模物聯網通訊晶片與組網軟體解決方案的領航者。




All Rights Reserved © 2018 Vertexcom www.vertexcom.com