Wi-SUN，为智慧城市量身定做的sub-GHz无线协议

电子发烧友网报道（文/周凯扬）在各种物联网无线组网场景中，如何选择合适的无线通信协议都是令人头疼的问题，尤其是考虑大规模部署时。如今各城市都开始加大对智慧城市的建设，并开始考虑提升城市数字底座的能级，如此带来的需求也势必会成为物联网市场的下一个增长点。
 
在智能电表、智能路灯这类考验扩展性和传输距离的场景中，无论是NB-IoT还是LoRa都想从远程无线物联网中脱颖而出。虽然这些协议都具备各自的优势，但从种种比对来看，专为这一场景设计的Wi-SUN恰好能满足我们对智慧城市物联网的所有需求。这一基于IPv6和IEE 802.15.4g/e规范的开放标准，究竟有何优势呢？
 
Wi-SUN
 
我们先从扩展性开始说起，在扩大网络规模接入更多设备的时候，LoRa势必要增加新网关，从而提高成本，与此同时，在人口密集的城市中，存在LoRaWAN接口互相干扰的问题。至于NB-IoT在部分郊区仍有信号盲区，必须等待网络覆盖完成，且接入上限依然存在。而Wi-SUN的边缘路由器可以支持到数千个节点，每个边缘路由器还能下接节点做二级子网，轻松兼容数万台设备。
 
接着是传输距离，Wi-SUN虽然采用的是sub-GHz频段，本身速率并不算高，但其传输距离却可以支持到4公里，而且穿透能力更强。针对复杂的户外城市环境和室内楼宇环境，不仅可以做到更低的延迟，也可以通过调频技术提高抗干扰性。
 
目前Wi-SUN的认证分为配置认证和物理层认证，其中配置认证包括FAN、HAN和JUTA，分别是大型户外网络、家用网络以及专用于日本的遥测服务网络。现有的Wi-SUN联盟成员中，提供SoC芯片方案的有Silicon Labs、联芯通等，而提供模组方案的有利尔达、海兴电力和罗姆等。
 
Silicon Labs
 
EFR32FG25（FG25）作为Silicon Labs最新推出的一款旗舰Wi-SUN无线SoC，集成了32位97.5MHz的Arm Cortex-M33核心，1920KB的闪存和512KB的SRAM。FG25包含了多速率OFDM、FSK和OPSK的Wi-SUN调制方案，最高可实现3.6Mbps的速率。其高性能sub-GHz信号提供了远距离传输的同时，又保持了对常见2.4GHz信号的抗扰性。
 

FG25 SoC / Silicon Labs

 
FG25在与Silicon Labs EFF01前端模块结合使用时，可以在密集环境中以极少的数据丢失实现3公里的最远传输距离。与此同时，FG25的安全设计既包含了Arm SoC常见的TrustZone和TRNG，也有对常见加密算法的硬件加密加速，诸如AES128/192/256、SHA-1、SHA-512等。Silicon Labs也在近日正式宣布，FG25已经开始大规模出货。
 
联芯通
 
说到出货，联芯通在Wi-SUN SoC上的出货速度可谓高歌猛进，旗下VC7300芯片是第一个实现百万级大规模出货的Wi-SUN FAN SoC，也是首个拥有Wi-SUN出货所需物理层和协议层三张认证证书的SoC。VC7300集成了32位Arm Cortex-M3 MCU，具备1024kB的闪存和128kB的SRAM，在FSK调制方式下，可以实现400kbps的最高速率。

VC7300 Mini模块 / 联芯通

 
而联芯通的新品VC7351则符合Wi-SUN FAN 1.1规范，实现拿了FSK和OFDM在任何数据速率下的并发性，对OFDM调制的支持，使其传输速率从150kbps提升至了2.4Mbps，也可以实现3.6Mbps的私有速率。除此之外，联芯通还提供了RF+PLC的射频+电力双模通信方案，实现Wi-SUN与G3-PLC协议栈融合组网。
 
结语
 
从已经落地的Wi-SUN应用来看，主要还是集中在智能路灯这样的场景中。至于智能表计，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也可以作为NB-IoT的补全方案，用于改善现有NB-IoT网络的信号覆盖率。除此之外，智慧城市中的工农业场景Wi-SUN还有不小的发挥空间，无论是工业物联网感知监测，还是智慧农业中的智慧浇灌系统，都能从中受益。