关于Wi-SUN和Wi-SUN FAN的28个问题，一一解答

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　　3 月31日，由环球表计和Wi-SUN联盟主办，由利尔达、濎通芯、杭州粒合、埃创仪表和百佳泰承办的千人直播论坛“新物联趋势，Wi-SUN广域大规模物联网论坛”在环球表计视频直播间圆满举办。论坛内容从联盟认证、芯片、模组到场景落地，通过技术验证与实际应用案例探讨Wi-SUN 在智慧能源和智慧城市中的发展，呈现Wi-SUN完善的生态体系。

　　本次论坛参与人次高达5,600多，主题分享嘉宾来自Wi-SUN联盟、中科院上海微系统所、芯片公司、模组厂家、认证机构、应用解决方案企业。参会人员来自近600家行业企业，涉及董事长、总裁、总经理、副总经理、总工、研发总监、技术总监、技术工程师、商务人员、项目管理人员、采购人员、测试人员、FAE、市场和销售人员、投资商、学者及学生等。嘉宾和观众享受丰盛知识盛宴的同时，也一同见证了Wi-SUN国内生态雏形的诞生。

　　随着环球表计关于Wi-SUN话题第一波影响力的传播，近期陆续看到物联网行业对于这项技术的关注。小编特将直播前、中、后期观众提出的若干问题做了汇总，并请嘉宾一一解答后，分类梳理为如下28个Q&A分享给行业读者。

　　Wi-SUN与主流物联网技术的比较

　　Q1：Wi-SUN 与LoRa、NB-IoT、CAT.1可以做个全面对比吗？最为关注的是功耗、传输速率、授权（收费）与非授权（免费）、以及安全性方面、成本方面的全方位对比?

　　A：参看下表比对。

　　Q2：Wi-SUN1.1的OFDM和NB-IoT的OFDM在功耗和速率方面的对比情况如何？

　　A：参看下表比对。

　　Q3：Wi-SUN与ZigBee的主要区别？与ZigBee的功耗比较？Wi-SUN的包比ZigBee的长，代价是什么？比如功耗？Wi-SUN网络层用的路由协议是什么，和Zigbee 比较有什么优势?

　　A：Wi-Sun主要是广域覆盖，单跳距离可达数公里；ZigBee主要用于室内覆盖，单跳距离一般低于100米。另外两者采用的协议也有些区别。功耗上两者在相同传输条件下相当。传输长包时，相同条件下，丢包率会增加。Wi-SUN 的路由协议是RPL。ZigBee主要用AODV路由协议。RPL是适合IPv6的低功耗协议，能够最优化路径，最优化路径的因素综合了带宽、延时、跳数等。AODV没有考虑IPv6和低功耗设计。

　　Q4：Wi-SUN在电池受限的低功耗使用场景下，相比LoRa而言有什么优势？

　　A：在电池受限条件下，Wi-SUN节点可以选择较短距离的路由/中继节点进行传输从而节约能量，而不必像LoRa那样当组网形成后传输距离就确定了（因为只有一跳）。

　　测试和认证方面

　　Q5：Wi-SUN国内现在可以申请测试了么，预计什么时候1m速率及PLC-双模的产品可以出来？

　　A：目前还没有国内的测试机构接洽联盟商谈建立国内测试体系。Wi-SUN测试机构名单可参阅 https://www.wi-sun.org/certification-tests/。另外，1Mbps速率的提案属于FAN1.1范畴。相关讨论正在FAN与PHY工作组进行中，会员们请积极参与。

　　Q6：如何做到不同产品不同品牌的入网？

　　A：Wi-SUN测试协议里有互通性环节，包含了与其他厂家产品互联互通的测试。不同厂家的产品须通过互通性测试，才能取得认证。这可以保证不同品牌的互通。

　　Wi-SUN应用方面

　　低功耗方面Q7：Wi-SUN低功耗实现情况如何，有没有实际的案例，尤其在表计领域？

　　A：Wi-SUN FAN1.0 对于电池应用的低功耗并未有制定标准。在新一代的FAN标准里对于叶节点使用电池的技术与实做细节有所讨论，但尚未正式发布标准。HAN Profile 虽然有低功耗的标准，但其较不适用大规模网络的表计领域。

　　目前对于低功耗实做，各家根据应用自行实做非标准的省电模式，多在开发与小批验证阶段，尚未有实际大量应用案例。

　　Q 8：Wi-SUN低功耗模式时，使用电流大概多mA？

　　A：低功耗模式的平均电流与芯片在各种模式下的功耗与应用实做的方式有关主要在于: 休眠工耗 (uA)，发送功耗(mA), 接收功耗(mA)。实际应用上可以透过降低休眠工耗与延长休眠间隔与缩短发送区间以降低平均功耗。

　　频段方面Q 9：Wi-SUN所使用的无线频段是否是全球通用，目前主要应用频段集中在什么频段内？覆盖范围是怎么样的？很关注在国内使用该频段是否符合国内无线电管理局的相关规定，这个对Wi-SUN在国内的推广很重要，望解答！A：目前 Wi-SUN 并未针对各地区使用频段直接规范，各地区能使用的频段系依各地法规规定。目前主要频带:

　　日本: 920MHz~928MHz

　　美国: 902MHz~928MHz

　　欧洲: 866MHz~868MHz

　　中国: 470MHz~510MHz

　　以Wi-SUN 的跳频机制与适当的发送功率配置，是能够符合国内相关法规规定。

　　Q 10：Wi-SUN使用的是高频免费频段，这个频段的使用将面临哪些问题？

　　A：由于是免费频段，因此多种产品都可使用，容易造成频道的拥塞而影响网络效能。可以透过Wi-SUN 的跳频与CSMA机制来避开同频噪声的干扰与进行信道上传输的发送协调避免冲突。

　　节点和组网方面Q 11：Wi-SUNMesh如何实现网络中设备的self-configuring and self-healing？

　　A：Wi-SUN 在网络层支持RPL的协议，以适当的参数配置订定选取父节点的信号强度与联机质量的门限值，可以让节点寻找周边邻近节点来作为其父节点为转发的路径。实际操作中，每个节点会保有多个邻近节点的信息，当其父节点丢失(信号变差或下电)，便会从其邻近节点中寻找一个更佳的父节点为其路由。透过这样选取父节点的机制来达成自组网与自疗愈的特性。

　　Q 12：组网时间比较长，有办法解决优化么？

　　A：一些组网参数是可以进行配置的。以Wi-SUN FAN 来说，要支持的是大规模的网络。为了避免频繁的握手封包造成通道的拥塞，一些组网封包的发送间隔 (如 PA/PC 等)都会拉长其发送间隔，容易让人认为组网时间长。事实上，如果是小规模网络的应用，可以达到上电后 10 秒内入网的程度。

　　Q 13：Wi-SUN一个网络最多可以有多少个节点？多大规模的网络可以依然稳定地工作？

　　A：这个根据各Wi-SUN方案的实作能力各有不同，大规模网络的架设需要长时间的调适与现场测试取得一个最佳的参数配置。以濎通芯的方案来说，目前一个Wi-SUN 网络可以达到 1000 个节点入网，且在30分钟即可完成千点组网。

　　Q 14：Wi-SUN有没有网络的中心节点？需要中继吗？任意两个节点间可以相互通信吗？

　　A：Wi-SUN网络里有个Border Router 就是中心节点的角色。虽然Wi-SUN有定义转发节点(Routing Node)与叶节点(Leaf node)的角色，但在网络中并不是固定配置，而是看网络状况自动变换是否需为转发节点帮其他网络内节点转发。两个节点间的通讯还需透过Border Router 来转发，但由于支持IPv6的特性，若是以TCP方式传送，是直接两个IP间通讯，可以视为两个节点相互通信。

　　Q 15：如果 Wi-SUN 每个无线节点都自带 IPv6 的网址，网络完全性是如何保证的？

　　A：BorderRouter 内有DHCP server，扮演了分配IP地址与网络管理的功能。

　　Q16：Wi-SUN中继节点功耗大是个问题，没法电池供电，这个会限制很多实际应用。A：这个可以从应用面去做一些实做上的设计来克服:

　　中继点上使用较大的电池或可以加小太阳能板模块来提高其电源容量；

　　管理中继节点能协助转发的叶节点数目；

　　应用层管理中继节点转发的机制，让转发的叶节点数据依据管理机制依序转发。

　　Q 17：Wi-SUN最大支持最多跳数？网络延迟有多少？每个节点最多支持多少个上行路由和下行路由？多跳后，数据过多对最后的一个节点能耗、寿命有什么影响？

　　A：Wi-SUN 规格上最多支持24跳，但目前实际电表的现场应用中，最多看到的是五跳环境。它采用集中式路由, 可以根据传输质量自动切换上行路由(父节点)并通知BR其父节点信息完成下行路由建立。

　　以实际测试来看，每一跳间的 RTT (Round Trip Time)大概在 100ms~200ms间，在一个五级环境，从Border Router到第五级节点ping 100 bytes 封包100次的RTT: 最短: 700ms/ 平均: 930ms/ 最长: 1150ms。

　　多跳对于叶节点的功耗影响较小，对转发节点影响较大。数据过大时，应用层必须切包，因此发送数目封包会变多。若是对于转发节点，负担加重，因此平均功耗必然变大，电池寿命势必减少。

　　Q 18：Wi-SUN 是 Mesh ? 它的网络组织并不像是 Mesh，一个Group最大多少节点 , 限制的因素? ip? Wi-SUN（重要）对节点是否支持OTA？OTA方案大致介绍？A：如果把去中心化 (无根节点)作为Mesh网络的必要条件，Wi-SUN 可能非完全的Mesh网络，但Wi-SUN本身的自组网与转发机制可以有Mesh网络的优点。目前濎通芯的Wi-SUN方案是最多可以支持1000个节点。

　　目前网络节点数目受限于以下几点:

　　跟节点的MCU的运算能力与内存空间

　　可用频道数目的多寡，若有太多的节点处于太少的频带上，容易有通道拥塞造成效能降低。

　　Wi-SUN并没有详细规定OTA的实做机制，但透过MPL的机制，可以由Border Router做Multicast 向下发包，中途若节点收到的升级包有所遗漏，会去向邻近节点要求补包，待所有升级包完整后再进行解压缩升级。若其中有某些节点最终仍未成功升级，再由Border Router 做单播(Unicast)升级。

　　Q 19：Wi-SUN能不能实现多路转发？

　　A：目前是以IPbased 在进行通信，给定 destination后，便透过RPL去进行信号的转发。传送失败后后再进行重传，若有必要重新寻找路由转发。并没有多路转发的实际操作。但可由根节点做广播(broadcast)和群发(multicast)。

　　通讯方面Q 20：Wi-SUN 抗障碍物（如电梯间、地下室）遮挡方面有哪些优势？选用多大的电池能配套超声水表的8年寿命？

　　A：目前Wi-SUN是使用Sub-GHz的频带，由于低频讯号波长较长，对于阻隔的穿透性较佳。下图是穿透能力在不同阻隔的衰减值如下图供参考。电池的使用寿命跟应用端的实做有关 (发送功率/ 发送时间间隔/ 休眠时间长度)。

　　Q 21：Wi-SUN1.1 2.4mbps 的距离预计可以达到 60 ~100 米吗?

　　A：须看发送功率而定，但 60~100M应该没问题。

　　Q 22：Wi-SUN 通信速率是多少，300个点组网时间是多少，在网络故障时，自修复时间是多少

　　A：Wi-SUN有定义50kbps/150kbps/ 300kbps。组网时间与各Wi-SUN方案商的实做与性能有关。以濎通芯的Wi-SUN为例，以下为组网时间:

　　网络故障时，若有封包传递，节点会自己寻找新的路由，此时就会迅速修复网络。但若没有数据传输，就会等网络 “Keep Alive”的时间逾时才进行网络修复。目前Keep Alive的间隔为 30分钟。

　　Q 23：OFDM2.4Mbps与2FSK 50kbps链路预算只差17dB？

　　A：这跟不同芯片厂商的RF性能指针有关。

　　安全方面Q 24：Wi-SUN安全方面有什么特点？最大网络规模实测场景是否可以介绍一下？

　　A：Wi-SUN的安全机制包含了认证与加密两大块，包含802.1X, EAP-TLS, PKI, 802.11i等标准都支持，认证Key为动态，逾期后需要重新产生Key。透过这种方式，可以确定网络是无法随意被骇入的。数据的加密则可使用 AES128/256。

　　其它方面Q 25：Wi-SUN协议开放？源码开源？

　　A：Wi-SUN协议（包括技术协议和测试协议）仅开放给联盟会员。有一些联盟会员有提供源码开源，比如FAN协议的代码开源。

　　Q 26：Wi-SUN网络跟6lowpan网络是一样的吗？

　　A：Wi-SUN网络是包含6lowpan的IPv6网络。

　　Q 27：Wi-SUN除了不适合延时要求小的场合外？还有哪些使用局限性？

　　A：那得视乎延时要求小到什么程度。Wi-SUN网络可以支持大规模电表在灾害时报告和电源回复的应用场景，其延时要求也是相对严格。

　　Q 28：Wi-SUN会不会替代NB-IoT？如何克服主站实时控制从站效率低的问题？应用的网络是移动等服务商的网络，还是自己组网拉线？

　　A：Wi-SUN能否取代NB-IoT很难讲。支持NB-IoT的主要是移动营运商，他们部署NB-IoT具有天然的优势和明确的利益诉求。Wi-SUN在应用推广上，在满足客户实际需求的同时，也需要考虑与移动营运商共赢，争取成为移动营运商生态的一员。

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