物聯網(IoT)、智慧城市的時代來臨，智慧應用對於低功耗廣域(LPWA)網路的連線需求與日俱增，多種技術遍地開花，
加速人類社會智慧化的步伐。看準能源轉型成為必要發展趨勢，Wi-SUN生態系布局智慧儀表市場。
基於開放式全球標準IEEE 802.15.4g的Wi-SUN技術，近年來受到日本官方大力推動，為使該技術布建完整，2012年成立的Wi-SUN聯盟，更是積極拓展全球生態系。研調機構Market Research Future(MRFR)報告指出，2019~2025年，全球Wi-SUN技術市場規模預計將達到60.132億美元，年複合成長率(CAGR)達25.5%。
TrendForce研究總監謝雨珊表示，從Wi-SUN的應用層面來看，2021年智慧電表應用占比達50%以上，預估到2030年仍為主流；另外，智慧建築將從2021~2030年，以25%的年複合成長率成長，但網路安全相關問題增加、智慧城市項目投資縮減，則是其負面因素。
Wi-SUN特性滿足物聯網需求
信邦電子智能零組件事業處台灣業務三部業務課長吳承勳表示，Wi-SUN具備網狀網路(Mesh)、可擴展性(Scalability)、高度安全性(Security)、支援無線韌體更新(Over-the-Air, OTA)等特性，使其能滿足物聯網市場的廣泛需求。
．網狀網路
最普遍的網路拓撲結構為星狀網路與網狀網路，前者配置容易，為階層式結構，連接的節點數量通常較少，但也較可能發生單點故障，因此當異常發生時，整個網路可能面臨停擺隱憂。後者則是非階層式結構，可彈性增加路由器，延伸網路節點範圍，利用自我配置與其他路由器相連接。若單點發生異常，網路可進入自我修復(Self-Healing)、自動組網(Self-Organizing Network)模式，透過連接其他可用單點，繼續資料傳輸，是一種相對穩健的網路。
吳承勳強調，與其他LPWA技術最大的不同，在於Wi-SUN技術採用網狀網路，以跳頻(Frequency-Hopping)為基礎，降低封包遺失的風險，是一種相對可靠穩固的傳輸方式。
．可擴展性
Wi-SUN聯盟致力於制定關鍵標準和開發測試程式，旨在確保產品設備不僅符合IEEE 802.15.4g、IETF IPv6協定的認證機制，且所有經過驗證的產品皆能互連、互通，以擴展網路規模。
百佳泰業務開發總部技術經理陳弘偉(圖1)指出，Wi-SUN聯盟非常重視不同廠商之間的產品相容性，因此，待測物需要能和多家廠商的產品組合連接，並且進行資料傳輸，基於網狀網路的架構，在測驗場景下，產品會在不同的網路層級擔任不同角色，以確保其能與網狀網路中的各個節點進行串聯。
圖1 百佳泰業務開發總部技術經理陳弘偉提出Wi-SUN聯盟很講究安全性的部分，因此，在認證方面也會驗證憑證端的處理方式和安全金鑰的交換。
．高度安全性
在高度智慧化的時代，聯網裝置的資安問題成為各界關注的焦點。謝雨珊指出，因物聯網架構分為感知層、平台層與網路層，涉及範圍非常廣，即資訊安全會涉及晶片、系統與應用，甚至到雲端，需每個環節都考量。
由於採用IP技術需要大量的IP地址資源，2019年，歐洲網路協調中心(RIPE NCC)宣布IPv4地址已全數分配完畢，被視為下世代網路通訊協定的IPv6正式來臨。
吳承勳說明，Wi-SUN可支援IPv6，可進行如入侵偵測、流量塑形、網路分析和滲透測試，實現基於IP的設備身分驗證與加密通訊，嚴格的檢驗流程可防止駭客入侵，避免設備遭受人為篡改或安裝惡意軟體，有效提升網路安全性。
謝雨珊說明，Wi-SUN的安全性由基於x.509證書的公鑰基礎設施奠定，以驗證設備與高級加密標準(AES)加密和資訊完整性檢查。設備透過將其儲存在可強化加密處理器中或使用物理不可複製功能(Physically Unclonable Function, PUF)技術來保護其數位憑證。
陳弘偉表示，Wi-SUN聯盟很講究安全性的部分，因此，在認證方面也會驗證憑證端的處理方式和安全金鑰的交換。
．無線韌體更新
Wi-SUN可支援OTA遠端軟體/韌體升級，減少現場維護工作，亦可進行遠端診斷和預測維護，以降低整體營運成本。
此外，羅姆半導體(ROHM)台灣技術中心工程師黃郁文(圖2)指出，Wi-SUN在開放式空間點對點的傳輸距離可達一公里，由於其傳輸功率(Transmit Power)是固定的，因此非常省電，可以針對不同應用進行調變，其範圍從μA~mA，最大功耗為20mW，不會因為傳輸距離或傳輸資料量而大幅提升。
圖2 羅姆半導體(ROHM)台灣技術中心工程師黃郁文認為隨著科技不斷革新，透過Wi-SUN技術和HEMS導入，使用者可以精準掌握即時用電狀況。
Wi-SUN主要應用場域
宇曜智能(Ardomus)總經理林藎如指出，Wi-SUN現階段的三大主要應用包含智慧電表、智慧路燈，以及家庭能源管理系統(Home Energy Management System, HEMS)。
濎通科技行銷業務部總監歐行中(圖3)說明，整個物聯網生態系若要拓展開來，終端消費者將成為關鍵的一環，目前較顯著的效益為省電與節能。在公用事業、智慧電表方面，Wi-SUN能發揮極大的優勢，不僅成本低廉且布建容易。像是英國的智慧燈桿均由Wi-SUN進行傳輸，藉由監控尖峰時段的車潮，即時從後台分析車流量並進行交通號誌控制。
圖3 濎通科技行銷業務部總監歐行中表示基於Wi-SUN的網狀網路架構，當布建的節點越多，整體網路的穩定性、安全性越好。
歐行中進一步說明，基於Wi-SUN的網狀網路架構，當布建的節點越多，整體網路的穩定性、安全性越好，適合多節點應用，如智慧路燈、智慧電表，甚至是智慧電網、未來虛擬電廠與綠能管理等應用。
自311東北大地震後，日本積極推動電力自由化，加速智慧儀表能源管理應用的發展。預估2022年，智慧電表將在日本居家住宅達到普及。黃郁文說明，智慧電表基本上具備兩種網路連線，Route A是透過外部網路連接至電力公司，Route B則是透過家用內部網路連接至HEMS。目前日本統一規範以Wi-SUN技術作為Route B智慧電表通訊標準，藉由Wi-Fi將數據資料上傳到雲端，使用者將能透過手機精準分析家庭用電概況，包括即時用電量和累積用電量。
陳弘偉認為，智慧電表能在電源管理方面發揮長處，陳弘偉舉例，近年來，台灣出現缺電、限電的狀況，若家戶使用智慧電表，電廠就能從累積數據進一步分析區域的用電峰值，透過Wi-SUN和能源管理系統下達指令，將高耗能且非必要的電器關閉，就不需進行大範圍的限電管制，快速調節供電缺口。
Wi-SUN發展趨勢
除了用於智慧電表方面，黃郁文指出，現階段Wi-SUN聯盟正積極拓展應用範疇，例如監控家電的產品狀況，黃郁文說明，冰箱在壞掉前，其用電波形會產生變化，透過監測系統，能提前發出訊息讓使用者進行維護。此外，Wi-SUN還能用來監控漁場溫度和海水鹹度，透過偵測黑潮、洋流的變化，提供養殖業者環境訊息，進行超前部署。
全球暖化帶來的衝擊是不分國界的重要議題，為降低碳排放量、解決溫室效應等問題，能源轉型已成為全球企業近年來必要的發展趨勢。對此，日本官方積極推動「淨零耗能住宅(Zero Energy House, ZEH)」，引領家庭用電邁向下一個里程碑。歐行中指出，這種全新的住宅型態主打自給自足，透過安裝太陽能板、家用蓄電池，大幅降低能源使用，使得來自電力公司的電量趨近0度，而Wi-SUN將成為設備間傳輸的關鍵技術。