隨著物聯網建設邁向成熟，城市中建立起高覆蓋、低延遲的網路環境，逐漸實現智慧城市的可能性。智慧電表、路燈等應用的連接除了仰賴無線網路，傳輸距離與耗能同樣影響連網的品質。而Wi-SUN即具備長距離傳輸/低功耗/高穿透力等特性，成為智慧城市應用的新興選擇。同時Wi-SUN聯盟的成立，也意謂著業內已有許多廠商有組織性地投入Wi-SUN領域，共同制定認證規則與資安規範，提升Wi-SUN產品的品質。
Wi-SUN兼具低成本/高穿透特性
Wi-SUN、LoRaWAN、NB-IoT皆是運用於IoT領域的低功耗廣域網路(Low Power Wide Area, LPWA)無線通訊，特色是功耗低且覆蓋範圍廣，傳輸距離最遠可達幾公里範圍。據筆者詢問羅姆半導體(ROHM)得知，比較這三個無線通訊規格，可分為將特定頻率授權給特定人員或公司使用的NB-IoT，需要支付傳輸費用，及毋需授權使用的Wi-SUN和LoRaWAN。比較Wi-SUN和LoRaWAN，二者均具有出色的數據傳輸速率，但Wi-SUN不需要基地台，LoRaWAN則需要另外建置基地台。整體而言，採用NB-IoT需要昂貴的終端裝置和營運成本，而LoRaWAN則是需要基地台建構成本，且數據傳輸速率不足。因此Wi-SUN是一種相對平衡各方優勢的無線通訊解決方案，具有適中的通訊距離和數據傳輸速率，且不需建置基地台，投入成本較少，可以和今後逐漸普及的5G通訊規格互補運用(圖1)。
Silicon Labs資深經理暨Wi-SUN聯盟董事會成員Abhijit Grewal(圖2)提及，Wi-SUN的特色在於，其開放性造就良好的網狀(Mesh)網路解決方案，適合運用在智慧裝置、物聯網及其他講求低功耗、長距離無線傳輸的應用。且Mesh網路的高覆蓋及可靠性，也促使Wi-SUN成為優化物聯網裝置應用的網路基礎建設。濎通科技行銷經理呂沐勳(圖3)則說明，Wi-SUN可以進行3,000節點以上的Mesh大規模組網，因此穿透力較佳，一般LoRa無法傳遞的地下室或是金屬障礙物，如鐵門，Wi-SUN皆可藉由Mesh跳傳傳輸。
廠商投入SoC/模組量產開發
為了透過開放式全球標準IEEE 802.15.4g推動智慧電網及智慧城市發展，並建立Wi-SUN生態系，Wi-SUN聯盟於2011年成立，透過測試和認證計畫支援Wi-SUN產品間的兼容性。呂沐勳指出，Wi-SUN FAN(Field Area Networks)是一種網狀網路通訊協定，網路中的每個設備都可以與相鄰設備互通，使得訊息可以在網路中的每個節點之間進行長距離的跳轉。Wi-SUN FAN專門為大範圍的端點設計，比起其他通訊技術更適合應用於戶外及長距離傳輸。Wi-SUN FAN具有自組網(Self-forming)功能，可以輕鬆地將新設備添加到網路中。Wi-SUN技術特色主要有二，一個是Mesh網狀網路，這使得Wi-SUN可以進行長距離傳輸且具備自動組網與自動修復(Self-healing)功能。
其二是具備主動亂數跳頻，由於Wi-SUN使用的是Sub-GHz頻段，一般在此頻段會受較多的雜訊干擾，但由於Wi-SUN具備主動亂數跳頻機制，可以使其訊號在受到雜訊干擾時主動選擇其他較乾淨的頻段進行資訊傳輸，可有效降低組網時間與誤碼率。看好Wi-SUN的應用優勢，濎通科技開發Wi-SUN系統單晶片(SoC)與Wi-SUN協定堆疊(Stack)，並實證基於Wi-SUN FAN認證千點組網。
羅姆半導體也是Wi-SUN聯盟的一員，並在早期投入Wi-SUN技術模組的研發工作，量產的產品已經運用在Wi-SUN認證所需的規格測試基準裝置(Certified Test Bed Unit, CTBU)中。目前應用可對應IEEE802.15.4g標準的RF技術，羅姆半導體研發朝向配備各種Wi-SUN通訊協定堆疊的MCU、軟體安裝技術、及相關模組量產技術等方向，搭配同集團廠商Lapis Technology正在開發可運用於Wi-SUN的無線通訊IC，便能依據客戶需求提供各種形式的模組和IC產品。
依聯盟規範驗證相容性
而所有Wi-SUN產品上市之前，需經過Wi-SUN協會合作的實驗室認證，確保產品符合協會的標準。2018年，百佳泰關注到物聯網技術的熱門發展，參與Wi-SUN聯盟後開始與聯盟合作、討論，2019年1月底左右，首次發表五款經Wi-SUN FAN 1.0認證的產品。百佳泰技術經理陳弘偉(圖4)說明，Wi-SUN FAN 1.0的認證主要分為兩部分，分別是射頻及協定堆疊。射頻認證會測試純射頻的接收靈敏度是否符合IEEE 802.15.4g的標準，及測試接收端靈敏度、遇到干擾時的靈敏度。
協定堆疊測試則是確認產品的兼容性，產品必須要能跟幾款協會認證過的Test Bed Unit配對，確保傳輸跟接收沒有問題。通常測試環境中，會有三種來自不同廠商的Test Bed Unit，總共12個Test Bed節點，藉由此環境驗證待測產品的組網連線有沒有問題，且在不同的Mesh階層的節點是否正常運作，包含接收封包，或者中途節點傳出的封包正不正確。同時因為測試環境中已涵蓋不同供應商的Test Bed連線測試，因此通過認證的產品具有一定程度的相容性。同時確保Mesh網路在上層網路節點失去功能後，是否能尋找到鄰近網路重新結網。
陳弘偉提及，提出現行的Wi-SUN FAN 1.0認證之後，Wi-SUN協會成員共同討論下一代的認證內容，包含電池供電及支援OFDM技術。原先協會規畫直接推出納入電池供電功能的Wi-SUN FAN 2.0，但是礙於不同世代的Wi-SUN FAN認證之間將會出現許多廠商需要的功能加入，若是一一討論便會造成新舊認證規範之間的過度期太長，無法即時回應市場需求。因此目前協會預計以小版本形式發布Wi-SUN FAN 1.1，突破FSK的傳輸速率上限，增加支援OFDM，期望資料傳輸速率的提升，能方便產品進行遠端管理或OTA更新等應用。
城市/鄉村皆有發展空間
應用方面，呂沐勳表示，根據Wi-SUN聯盟的統計，目前Wi-SUN聯盟的會員們一共在全球部署約9,650萬個Wi-SUN裝置，其中大約有6,600萬個物件是由日本東京電力公司部署的智慧電表。此外，目前第二大的應用項目是智慧路燈。單Itron一家公司就在全球布建了約80萬盞的Wi-SUN智慧路燈。除了智慧電表與智慧路燈，廣域大規模物聯網的市場都是適合Wi-SUN技術應用的，包括智慧能源、智慧住宅、智慧城市及智慧感測四大面向。
Grewal表示，Wi-SUN FAN技術適用於網路密集的都市地區，現在北美及日本皆已密集部署Wi-SUN，未來可預期Wi-SUN FAN技術大規模在印度、中國與東北亞的主要城市中出現。此外，由於Wi-SUN FAN布建方式簡單且穩定性高，也能應用在鄉村地區的智慧農業等場景。
問及台灣廠商在Wi-SUN領域的機會，呂沐勳說道，由於台灣是科技島，在網通領域從上游晶片、模組、路由器、系統整合商等供應鏈十分齊全，若採用台灣廠商通過Wi-SUN FAN認證的晶片，整合至模組及成品中，可加快產品導入市場，並建置相對應的Wi-SUN廣域大規模物聯網管理平台，共同打造Wi-SUN物聯網生態圈。
