Protocole Wi-SUN (Wireless Smart Ubiquitous Network)

La solution complète de Digi pour le Wi-SUN

Digi offre une solution complète pour Wi-SUN® - une première dans l'industrie, conçue pour simplifier et accélérer le déploiement, tout en permettant une visibilité et une gestion à distance critiques de votre réseau.

La solution de Digi pour le Wi-SUN comprend :

• ModulesDigi XBee pour Wi-SUN, conçus pour s'intégrer de manière transparente à l'infrastructure existante et fournir une connectivité robuste au réseau maillé Wi-SUN
• Digi XBee Hive Gateway et routeur frontalier pour Wi-SUN, certifié pour un déploiement mondial, avec des configurations très flexibles pour une large gamme de cas d'utilisation.
• Digi Remote Manager® - une plateforme complète basée sur le cloud qui vous permet de gérer votre déploiement depuis n'importe où, y compris d'effectuer des mises à jour massives du micrologiciel.
• Digi Digi XBee Tools - une suite d'outils logiciels et matériels pour le prototypage, la construction, le déploiement et la gestion de vos appareils et de votre réseau, y compris Digi XBee Studio pour la configuration et les tests, et l'application mobileDigi XBee .

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Gérer

L'histoire du Wi-SUN

La technologie Wi-SUN est née de la nécessité de disposer de solutions de réseaux sans fil fiables et à grande échelle pour les infrastructures intelligentes. Fondée en 2011, la Wi-SUN Alliance® comprend plus de 300 membres qui contribuent à apporter le protocole Wi-SUN omniprésent et interopérable sur les marchés mondiaux. Le protocole a évolué des premières exigences en matière de réseaux intelligents vers une norme sans fil complète prenant en charge diverses applications IoT dans de nombreux secteurs et régions géographiques.

Le rôle du Wi-SUN dans l'IoT

Wi-SUN peut être utilisé pour des réseaux de communication sans fil IoT extérieurs à grande échelle dans un large éventail d'applications. Le protocole offre un protocole de réseau maillé basé sur des normes et éprouvé sur le terrain, prenant en charge l'interopérabilité entre les appareils et les fournisseurs, et permettant une communication d'appareil à appareil transparente et l'agrégation de données. Les réseaux Wi-SUN prennent en charge les appareils alimentés par ligne ou par batterie, ce qui les rend idéaux pour les déploiements IoT complets.

Qu'est-ce que l'alliance Wi-SUN ?

La Wi-SUN Alliance® cherche à faire progresser la connectivité sans faille en promouvant l'interopérabilité basée sur la norme IEEE 802.15.4g pour les marchés régionaux mondiaux et les économies émergentes. Ce consortium international favorise la normalisation, la certification et l'adoption du Wi-SUN dans le monde entier par le biais d'une collaboration industrielle globale. L'Alliance garantit l'interopérabilité entre les fournisseurs, encourage les meilleures pratiques et élabore des spécifications détaillées qui permettent des déploiements à grande échelle sur divers marchés et applications.

Le protocole Wi-SUN

Le protocole Wi-SUN représente une méthodologie sophistiquée de réseau maillé fondée sur des normes internationales éprouvées et les meilleures pratiques de l'industrie. Wi-SUN utilise l'adressage IPv6 et le protocole RPL (Routing Protocol for Low-power and Lossy Networks) pour créer des réseaux auto-réparateurs et adaptatifs avec une gestion dynamique de la topologie. Le protocole fonctionne dans les bandes de fréquences sub-GHz, offrant d'excellentes caractéristiques de propagation pour les applications extérieures et les environnements difficiles.

Les réseaux Wi-SUN découvrent automatiquement les dispositifs voisins, établissent des chemins d'acheminement optimaux et maintiennent l'intégrité du réseau même lorsque des nœuds individuels tombent en panne ou sont ajoutés. Le protocole utilise des techniques d'étalement du spectre à sauts de fréquence (FHSS), prenant en charge les modes de modulation OFDM et FSK afin d'atténuer les interférences et de garantir des performances robustes dans des environnements de réseau variés. Des fonctions de sécurité avancées protègent la transmission des données et l'authentification des appareils dans l'ensemble de l'infrastructure du réseau. Le Wi-SUN intègre également des fonctions sophistiquées de gestion de l'énergie, permettant aux appareils alimentés par batterie de fonctionner pendant des années sans remplacement ni maintenance. L'approche normalisée du protocole garantit que les appareils de différents fabricants peuvent interagir de manière transparente, créant ainsi des écosystèmes de réseaux neutres.

Avantages du protocole Wi-SUN

Le protocole Wi-SUN FAN (Field Area Network) introduit des améliorations significatives qui répondent à l'évolution des exigences de connectivité IoT dans divers secteurs industriels et scénarios de déploiement dans le monde entier. Ces améliorations offrent des performances accrues, des fonctionnalités élargies et des caractéristiques de sécurité renforcées grâce à des innovations techniques avancées et des protocoles de test complets développés par des experts de l'industrie.

Ces améliorations rendent les réseaux Wi-SUN plus robustes, plus fiables et plus polyvalents que jamais, prenant en charge les applications d'infrastructure intelligente de la prochaine génération avec une évolutivité et une efficacité sans précédent. L'architecture protocolaire améliorée permet une intégration transparente avec les systèmes existants tout en assurant la pérennité des investissements.

Principales caractéristiques et avantages du Wi-SUN :

• Le réseau maillé assure une communication résiliente et auto-réparatrice pour les déploiements d'infrastructures critiques.
• Prend en charge les réseaux IoT extérieurs à grande échelle avec une connectivité sans fil à longue portée et à faible consommation.
• Offre une interopérabilité entre les fournisseurs, ce qui permet une intégration souple et évolutive des appareils.
• Sécurité intégrée avec authentification par certificat pour protéger l'intégrité du réseau et des données
• La communication à faible latence prend en charge les applications en temps réel telles que la surveillance des réseaux intelligents.
• Avec Wi-SUN, FSK assure une couverture à longue distance, une sensibilité exceptionnelle du récepteur et une efficacité énergétique, tandis qu'OFDM débloque des débits de données plus rapides, des performances optimisées du spectre et un fonctionnement fiable, même dans des environnements difficiles.
• L'architecture évolutive s'adapte facilement à des milliers d'appareils connectés
• Fonctionne dans les bandes sub-GHz pour une meilleure pénétration et une couverture étendue
• La conception basée sur des normes ouvertes favorise la croissance de l'écosystème et la collaboration entre les fournisseurs

Sécurité sans fil Wi-SUN

Le Wi-SUN intègre un modèle de sécurité à plusieurs niveaux qui offre des protections au niveau des appareils et du réseau. Les éléments clés comprennent l'authentification mutuelle à l'aide de certificats numériques X.509, qui garantissent que seuls les appareils de confiance peuvent rejoindre le réseau. Ce processus est géré par l'infrastructure à clé publique (PKI), ce qui empêche les appareils malveillants d'accéder à des données ou à des services sensibles.

L'une des principales caractéristiques de la sécurité Wi-SUN est sa prise en charge de l'amorçage sécurisé et de la gestion des clés à l'échelle, ce qui est essentiel pour les déploiements impliquant des milliers de points d'extrémité tels que les compteurs intelligents, les lampadaires ou les capteurs. Le protocole garantit des mises à jour sécurisées du micrologiciel par voie aérienne (OTA) et utilise le chiffrement par saut et de bout en bout pour protéger les données lorsqu'elles se déplacent sur le réseau maillé. Les mécanismes de protection de l'intégrité et de relecture, tels que les compteurs de messages et les codes d'authentification des messages cryptographiques (MAC), permettent de se prémunir contre les attaques courantes telles que l'usurpation d'identité ou la falsification des données. Ces caractéristiques complètes font de Wi-SUN un choix hautement sécurisé pour les applications d'infrastructure critiques, en équilibrant une sécurité forte avec la flexibilité opérationnelle requise dans les environnements dynamiques en extérieur.

Efficacité énergétique

Wi-SUN est conçu pour optimiser la consommation d'énergie grâce à des cycles de fonctionnement intelligents et à des protocoles de communication efficaces qui réduisent au minimum les périodes de transmission active. Les appareils alimentés par batterie peuvent fonctionner pendant plusieurs années avec une seule charge, ce qui rend le Wi-SUN idéal pour les applications de surveillance et de détection à distance où l'accès à l'énergie est limité. Le protocole intègre des modes de veille avancés, une programmation adaptative des transmissions et des algorithmes de routage sensibles à l'énergie qui s'ajustent dynamiquement en fonction des conditions du réseau et des exigences de l'appareil. Les fonctions de gestion intelligente de l'énergie comprennent des calendriers de réveil synchronisés et des techniques d'agrégation de données qui permettent un fonctionnement économe en énergie sur des périodes de déploiement prolongées.

Longévité de l'appareil

Les réseaux Wi-SUN prennent en charge des dispositifs dont la durée de vie opérationnelle dépasse 10 ans grâce à des composants renforcés et à des architectures de communication résilientes. La conception robuste du protocole et les exigences minimales en matière de maintenance garantissent une fiabilité à long terme, réduisant ainsi le coût total de possession pour les déploiements à grande échelle dans diverses conditions environnementales.

Des mécanismes avancés de correction des erreurs, des capacités d'autodiagnostic et des procédures de récupération automatisées permettent de maintenir la fonctionnalité des appareils pendant des périodes d'exploitation prolongées. La capacité du protocole à s'adapter à l'évolution des topologies de réseau, à gérer la dégradation des composants avec élégance et à prendre en charge les mises à jour à distance des microprogrammes garantit que les dispositifs déployés continuent à fonctionner de manière fiable sans nécessiter d'interventions fréquentes de maintenance physique ou de remplacement.

Évolutivité

Associés à une plateforme de configuration, de surveillance et de gestion à distance telle que Digi Remote Manager, les réseaux Wi-SUN peuvent passer de petits projets pilotes à des déploiements massifs à l'échelle d'une ville, avec des milliers d'appareils connectés sur plusieurs kilomètres carrés. L'architecture hiérarchique du protocole et les algorithmes de routage efficaces maintiennent les performances au fur et à mesure que les réseaux se développent, ce qui permet une expansion progressive sans compromettre l'intégrité du réseau. La gestion avancée de la topologie maillée permet d'ajouter de manière transparente de nouveaux nœuds tout en optimisant automatiquement les chemins de données et la répartition de la charge dans l'infrastructure du réseau.

Les capacités de traitement distribué du protocole, l'allocation dynamique de la bande passante et les mécanismes intelligents de contrôle de la congestion garantissent des performances constantes même lorsque la densité des appareils augmente de manière significative. Des cadres de sécurité évolutifs et des outils de gestion centralisés offrent aux opérateurs de réseaux une visibilité et un contrôle complets sur les déploiements à grande échelle, sans entraîner de surcharge administrative.

Applications sans fil courantes pour Wi-SUN

La technologie Wi-SUN permet de relever divers défis en matière de connectivité dans de nombreux secteurs et applications. La polyvalence et la fiabilité du protocole le rendent adapté aux déploiements critiques qui exigent des performances constantes à long terme.

• Services publics intelligents : Infrastructure de comptage avancée, automatisation de la distribution et systèmes de surveillance du réseau.
• Villes intelligentes : Contrôle de l'éclairage public, gestion du trafic, surveillance de l'environnement et systèmes de sécurité publique
• L IoT industriel : Surveillance des actifs, maintenance prédictive, surveillance des processus et applications de gestion des installations.
• Agriculture intelligente : Surveillance des réservoirs, contrôle de l'irrigation, surveillance des étables et des serres, et systèmes de gestion des cultures
• Surveillance de l'environnement : Capteurs de qualité de l'air, stations météorologiques, surveillance de la qualité de l'eau et suivi de la pollution

Exemples de dispositifs Wi-SUN

La technologie Wi-SUN permet la connectivité de divers types d'appareils dans de multiples domaines d'application. Ces appareils tirent parti de la fiabilité et de l'évolutivité du protocole pour offrir des performances constantes dans des environnements de déploiement difficiles.

• Compteurs intelligents : Les compteurs d'utilité publique avancés qui rapportent automatiquement les données de consommation et permettent la déconnexion à distance des services d'électricité, de gaz et d'eau.
• Contrôleurs d'éclairage public : Systèmes d'éclairage intelligents qui ajustent la luminosité en fonction des conditions ambiantes et de l'occupation, tout en signalant l'état de fonctionnement.
• Capteurs environnementaux : Stations de surveillance météorologique qui recueillent des données sur la température, l'humidité, la qualité de l'air et les précipitations pour la planification urbaine.
• Systèmes de gestion du trafic : Feux de circulation et dispositifs de surveillance connectés qui optimisent le flux de circulation et réduisent les embouteillages.
• Capteurs industriels : Équipement de surveillance des processus qui suit la température, la pression, les vibrations et d'autres paramètres pour la maintenance prédictive.
• Moniteurs agricoles : Capteurs d'humidité du sol et contrôleurs d'irrigation qui optimisent le rendement des cultures et l'utilisation des ressources.
• Dispositifs de sécurité : Systèmes de surveillance du périmètre, points de contrôle d'accès et équipements de surveillance pour la protection des installations.

Topologie du réseau sans fil Wi-SUN

Les réseaux Wi-SUN prennent en charge de multiples configurations topologiques afin de répondre aux diverses exigences de déploiement et aux contraintes environnementales. L'architecture flexible du protocole permet une conception optimale du réseau pour des applications spécifiques.

Topologie en maille

Les réseaux maillés offrent le plus haut niveau de redondance et de fiabilité en permettant de multiples voies de communication entre les appareils. Chaque nœud peut communiquer avec plusieurs voisins, créant ainsi des réseaux auto-réparateurs qui contournent automatiquement les dispositifs défaillants. Cette topologie est idéale pour les déploiements à grande échelle où la fiabilité du réseau est essentielle, comme les applications de services publics intelligents et les systèmes de surveillance à l'échelle de la ville.

Topologie en étoile

Les configurations en étoile relient plusieurs dispositifs d'extrémité à un concentrateur central ou à une passerelle. Cette topologie simplifie la gestion du réseau et réduit la complexité des applications à échelle modérée. Les réseaux en étoile sont bien adaptés à l'automatisation des bâtiments, à la surveillance industrielle et aux déploiements de capteurs à l'échelle d'un campus, pour lesquels un contrôle centralisé est préférable.

Topologie arborescente

Les réseaux arborescents organisent les appareils en structures hiérarchiques avec des relations parent-enfant claires. Cette topologie optimise l'agrégation des données et réduit le trafic sur le réseau en consolidant les informations au niveau des nœuds intermédiaires. Les configurations arborescentes conviennent parfaitement aux applications nécessitant une collecte de données structurée, telles que les systèmes de surveillance de l'environnement et de suivi des actifs.

Topologie hybride

Une topologie Wi-SUN hybride combine des éléments des structures de réseau maillé et en étoile pour fournir une architecture de communication flexible, évolutive et robuste pour les réseaux intelligents et les applications IoT industrielles. Dans cette topologie, les dispositifs finaux tels que les compteurs intelligents ou les capteurs peuvent communiquer soit directement avec un collecteur central (comme dans une topologie en étoile), soit indirectement par l'intermédiaire de nœuds voisins via un routage multi-sauts (comme dans une topologie maillée). L'approche hybride exploite les avantages de la résilience et de l'autoréparation du réseau maillé - où les données peuvent emprunter plusieurs chemins pour atteindre leur destination - tout en permettant une communication directe et à faible latence lorsque c'est possible. Cette structure dynamique permet une utilisation efficace de l'énergie, une meilleure couverture dans des environnements complexes et une fiabilité accrue du réseau, en particulier dans les déploiements à grande échelle dans les zones urbaines et rurales.

Spécifications du Wi-SUN

La technologie Wi-SUN englobe plusieurs versions de spécifications qui répondent à des exigences d'application et à des scénarios de déploiement variés. Ces spécifications garantissent l'interopérabilité tout en offrant une certaine souplesse pour divers cas d'utilisation dans les secteurs résidentiel, industriel et des services publics.

Wi-SUN FAN 1.1

Le Wi-SUN FAN (Field Area Network) représente la spécification la plus complète pour les réseaux maillés sans fil à grande échelle, prenant en charge des déploiements d'appareils à l'échelle d'un million de personnes sur de vastes zones géographiques. Les réseaux FAN prennent en charge des milliers d'appareils sur des zones géographiques étendues, ce qui les rend idéaux pour les applications des services publics et des villes intelligentes.

La spécification définit des protocoles pour la découverte d'appareils, la formation de réseaux, le routage et la gestion de la sécurité. Les réseaux Wi-SUN FAN fonctionnent dans des bandes de fréquences sub-GHz afin d'offrir d'excellentes caractéristiques de propagation et de minimiser les interférences. La spécification prévoit des dispositions pour les appareils alimentés par ligne ou par batterie, ce qui permet de prendre en charge divers scénarios de déploiement et exigences d'application. FAN 1.1 fournit une connectivité IPv6 auto-formante et auto-réparatrice pour offrir des performances de réseau transparentes avec des capacités d'architecture maillée avancées.

Comparaison des débits de données et des temps de latence Wi-SUN

Découvrez la solution complète Digi Wi-SUN

La solution de bout en bout de Digi pour Wi-SUN offre tout ce dont les équipementiers et les intégrateurs ont besoin pour construire, déployer et gérer un réseau maillé sans fil complet et à longue portée pour les applications IoT des villes intelligentes et industrielles. Au cœur de la solution se trouvent les modules XBee pour Wi-SUN, qui permettent une communication sub-GHz sécurisée et basée sur des normes. Ces modules se connectent de manière transparente au routeur frontalier XBee Hive, qui agrège et achemine le trafic vers les réseaux IP. Digi Remote Manager assure une gestion et une surveillance centralisées, permettant une configuration sécurisée des appareils, des mises à jour de micrologiciels et des diagnostics de réseau à grande échelle. La solution combinée permet une connectivité fiable, évolutive et gérable pour les réseaux de capteurs distribués, y compris l'éclairage public, les compteurs d'énergie et d'autres applications d'infrastructure critiques sur de vastes zones géographiques avec une consommation d'énergie minimale.

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	Bientôt disponible Digi XBee Hive Gateway et Border Router pour Wi-SUN
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Services de conception Digi Wireless

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FAQ sur la technologie Wi-SUN