日常生活中,大家可能很少會聽到關于Wi-SUN的技術話題,其實Wi-SUN就是無線智能泛在網絡場域網的簡稱。
Wi-SUN 的物理層規范在 IEEE 802.15.4g 中定義,MAC 層規范在 IEEE 802.15.4e 標準中定義。Wi-SUN聯盟管理Wi-SUN設備的推廣,認證和它們之間的互操作性。
Wi-SUN是一種基于網狀拓撲的網絡協議,與基于星形的Wi-Fi或LTE不同。Wi-SUN 支持星形、網狀和混合拓撲。Wi-SUN通常按照網格架構進行部署,其中每個節點將數據中繼到網絡。Wi-SUN 設備使用交流電源和電池電源運行。
如圖所示為Wi-SUN 網絡架構,它是一個由節點(即路由器)組成的全網狀網絡。多個節點通過邊界路由器連接,該路由器使用蜂窩或光纖或以太網鏈路將它們與WAN連接。安裝了NOC(網絡運營中心)來監視Wi-SUN網絡及其元素。
LoRaWAN作為低功耗廣域網技術中使用最為廣泛的一種,相信大家都已耳熟能詳。LoRaWAN使用LoRa設備,提供低功耗和廣域網。它使用未經許可的 ISM 頻段。LoRaWAN標準和互操作性認證由LoRa聯盟支持和管理。
LoRaWAN網絡架構遵循星形拓撲,其中LoRaWAN終端設備與LoRaWAN網關進行通信。這些網關連接在一起,并與最終用戶應用程序運行的核心網絡服務器接口。LoRaWAN網關使用蜂窩、Wi-Fi或以太網回程連接與網絡服務器接口。不同的云服務器可用于LoRaWAN物聯網應用程序,如AWS IoT Core,ThingSpeak,Google Cloud Server等。LoRaWAN網絡使用MQTT、CoAP或HTTP協議在LoRaWAN網關和應用程序服務器之間建立連接。
LTE NB-IoT遵循3GPP規范rel.13,rel.14和rel.15。它被稱為低功耗廣域網技術。它改善了室內網絡覆蓋范圍,并支持網絡中更多數量的設備。NB-IoT設備提供更長的電池壽命,并且成本更低。它用于低功耗和不頻繁的數據傳輸設備。NB-IoT系統在LTE運營商的防護帶內使用GSM頻譜或未使用的RB(資源塊)。LTE NB-IoT架構分為兩部分,即接入和核心。UE使用Uu接口連接到eNBs(即基站)。eNBs通過X2接口連接在一起。eNMB通過S1接口連接到核心網端。
下表總結了Wi-SUN、LoRaWAN和LTE NB-IoT技術之間的比較差異:
參數 | Wi-SUN | LoRaWAN | NB-IoT |
頻率 | < 1 GHz 和 2.45 GHz | 863 - 870 MHz、902 - 928 MHz、779 - 787 MHz ISM 頻段 | 700MHz、800MHz、900MHz、1700 MHz、1800 MHz 和 1900 MHz |
頻段更多信息 | —— | 有關更多信息,請參閱 loRa 頻段 >> | 是指不同國家/地區>>使用的 LTE NB-IoT 頻段 |
數據速率 | 高達 300 Kbps | 0.3 至 22 Kbps(LoRa 調制)和 100 Kbps(使用 GFSK) | 在 NB1 類中最高可達 60 Kbps,在 NB2 類中最高可達 158 Kbps |
延遲 | 0.02 至 1 秒 | 1 - 2 秒 | 1.4 -10 秒 |
數據傳輸加密 | AES、HMAC、證書 | AES、CMAC、預共享密鑰 | LTE 數據傳輸加密、AES |
覆蓋范圍 | 4 km 點對點,使用非定向天線的 1W 輸出 | 2-5公里(市區),15公里(郊區) | 1公里(城市),10公里(農村) |
功耗 | 2μA (靜止時)、約 8mA (聆聽時)、< +10dBm 時 14mA (傳輸時) | 在極低數據速率下最佳,PSM或eDRX模式下電池壽命延長,PSM模式下電流消耗約為2-3μA | 功耗極低,因此電池壽命延長至 10 年 |
首選應用 | 專為長達 10 秒的頻繁通信而設計 | 專為長達 128 秒的不頻繁通信而設計 | 專為不頻繁通信而設計,通信時間可達 600 多秒 |
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