Wi-SUN是近年備受產業矚目的低功耗廣域網路(LPWA)成員，其技術優勢被廣泛應用在智慧電表與智慧電網領域。
Wi-SUN技術特色主要有二，一個是網狀網路(Mesh)，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，有效降低組網時間。
舉例而言，有廠商的解決方案在1,000個節點組網規模下，6級跳頻組網約20分鐘，單級組網只需10分鐘，具有可視網路拓撲，雲端管理容易，具備企業級資訊安全防護。在用戶端之應用目前已實現支援多達3,000個以上節點的網狀網路組網，不僅有網狀網路功能，還可以穿過地下室和金屬障礙物進行傳輸，除此之外，更兼具IPv6、雙向通訊、遠端升級等優勢。
圖1 啟用DSM編輯器。Wi-SUN智慧照明場景，具備分區照明控制與人員移動感測功能
在5G浪潮推波助瀾下帶動各種物聯網應用需求大幅成長，Wi-SUN已在智慧電表、智慧路燈、光伏發電廠、智慧低配電櫃等領域上陸續建立成功應用案例。
Wi-SUN強化物聯網通訊資安防護
Wi-SUN晶片已可完成3,000個Wi-SUN FAN節點的網狀網路部署，並透過本地公開金鑰基礎架構(Public-Key Infrastructure, PKI)整合，為網路上的每個設備提供安全認證，以確保設備不會被惡意修改程式，提供企業級資安防護。為提升物聯網通訊的資安防護，Wi-SUN廠商持續優化網狀網路並加強資安防護，在基於IPv6身分認證的加密架構下，提供經驗證的網路安全認證機制。其關鍵在於Wi-SUN FAN運用IEEE 802.15.4的AES(Advanced Encryption Standard)連結層安全功能提供封包加密，並且運用IETF EAP-TLS進行入網認證，並以IEEE 802.11i進行密鑰管理，這意謂著Wi-SUN FAN網狀網路的每個節點不僅有訊息加密和真實性檢查，而且在入網前還需進行身分驗證。
由於物聯網節點眾多，容易遭受外部攻擊，Wi-SUN FAN特性是支援IPv6協議，能實現基於IP的設備身分驗證與加密通訊，每個節點都儲存一個受信任的加密數位憑證，用以證明節點確實被授權與網路上的其他設備通訊，嚴格的檢驗流程可確保網路不被駭客蓄意安插節點，或者設備沒有被人為篡改或安裝惡意軟體，有效提升網路安全性，解決每一聯網設備都是資安洩漏節點的問題。
物聯網通訊需要絕佳資安方案，Wi-SUN聯盟提出網狀網路拓樸(Mesh Topology)、開放標準(Open Standard)與認證(Certification)是三個重要因素。
網狀網路拓撲架構能在網路中保持節點之間的連續連接，且可以減輕部署的中斷和安全性漏洞；而開放標準的產生是經由許多專家精心設計和審查，專家們透過不斷分析漏洞，並在必要時進行更新，有助於及時提高其安全性；反之，若由單一公司創建的私有協定就無法汲取眾多專家們的專業與經驗。
Wi-SUN智慧照明解決方案
傳統的室內照明經常會遇到以下問題：
1.燈具無法按需求調節亮度
2.燈具長時間運行，浪費電力
3.無法遠端控制或監測重要資訊
4.無法得知工作時間或確認的電力消耗
5.維護成本高、依賴群眾上報照明故障
在日新月異的通訊科技助力下，人們得以將傳統室內照明升級為智慧照明。智慧照明的功能包括遠程控制、定時控制、溫濕度感測、照明情境設定等，進而達到節電效果。
一般將傳統照明升級為智慧照明，常用的通訊方式不外乎電力線通訊與無線通訊兩種。但是一般電力線通訊會遇到人工布線十分繁瑣且耗時；而無線通訊方式，例如Wi-Fi，容易遭受通訊距離短、穿透性差；而Zigbee又有2.4GHz頻段易受雜訊干擾的問題。
由於Wi-SUN通訊技術有以下四大特色，因此適合應用在智慧照明上，包括：
1. 即時性高，最高傳輸速率150kbps。
2. 穿牆性高，一個Gateway連結40個節點，經由Mesh網狀網路，在室內可穿越3~5道牆傳輸。
3.網路穩定性高，由於Wi-SUN是Mesh組網，具備自組網與自修復功能。
4. 網路布建費低，由於是無線通訊方式，免人工拉線。
Wi-SUN智慧照明Mesh組網/穿透性強
有廠商以Wi-SUN技術製作一系列室內照明產品，包括控制中心、調光裝置、開關裝置、溫度/濕度/亮度檢測裝置、人員移動檢測裝置、情境開關裝置等，搭配Wi-SUN智慧照明解決方案控制後台，可以達成定時設定，例如依照上下班時段設定；分區遠程控制；燈光開啟條件觸發設定，例如燈光開啟或關閉配合人員移動偵測；燈光亮度調節設定等功效。
該智慧照明的物聯網無線連接Wi-SUN模組具備以下特色：
．遠程和長距離
單跳端到端傳輸距離大於2公里(數據速率50kbps)；多跳網路傳輸距離大於10公里(數據速率可達300kbps)。
．可擴展性和移動性
IPv6/6LowPAN增強感測器網路的可擴展性和移動性。
．高度安全性
從雲端到終端的5級企業級安全機制
．遠端韌體升級
雙向通訊
．自組網/自修復網路
網狀網路超過1,000個節點並具有自適應拓撲結構
．干擾容差
頻道跳頻，出色的選擇性，對抗敏感干擾具有高度抗性。
．載波偏移容差
在大載波頻率漂移時性能非常穩定。
．認證和互操作性
通過Wi-SUN FAN認證，具互通性。
．低延遲/快速響應
Sub-GHz RF的延遲小於20ms。
Wi-SUN智慧電表讓能源管理更有效率
傳統的機械電表只能紀錄用電量，而無法紀錄用電時段，為提供更即時的用電數據，智慧電表搭配通訊系統(含通訊網路)及電表資料管理系統組成，除可記錄用戶用電情形、定時回傳電表資料外，亦可取代人工抄表。
由台電公司負責規畫及建置的AMI智慧電表基礎建設(Advanced Metering Infrastructure, AMI)主要由智慧型電表搭配通訊系統(含通訊網路)及電表資料管理系統組成，除可記錄用戶用電情形、定時回傳電表資料外，亦可取代人工抄表。截至2021年年底，全台已布建1,501,500具智慧電表，台電計畫將在2024年擴大到300萬戶。
智慧電表對於用戶提供的效益包括以下三點：
1.提醒目前與歷史用電數據相比是否有偏高趨勢。
2.自動回報停電訊息，並自動登錄停電案件，提升搶修效率。
3.回傳數據可用來分析用戶用電異常情形，未來一旦發現用戶用電異常，台電公司將可盡早派員至現場查找異常原因並進行排除，以避免台電公司或用戶雙方的損失。
但根據觀察一般用戶對於智慧電表的存在與使用並沒有明顯感受，因為一般住宅每兩個月結算一次電費，往往收到帳單才會想到要節能。
藉由新興的能源管理服務，可協助用戶掌握用電報告、節能計畫，甚至提供電器健檢諮詢
圖片來源：Pixabay
目前台電公司提供的「台灣電力APP」及「電子帳單服務系統」皆可查詢智慧電表回傳每15分鐘用電資訊，但是由於僅單純提供顯示及查詢，缺乏系統比較過往用電數據，也沒辦法衡量每日節電成果，因此導致一般民眾對於智慧電表的使用效益較為無感。
台電目前安裝的智慧電表只有A路徑(Route A)，但若要結合家庭能源管理系統(Home Energy Management System, HEMS)就需要進一步建置B路徑(Route B)。
近日，有廠商研發Route B智慧電表通訊模組與能源物聯網閘道器，結合HEMS，提供能源數據管理服務。用戶藉由智慧電表與LINE串接，在手機中即可「看見」用電，如同電力記帳本，還可以設定電費預算與超支提醒，不再擔憂電費會超乎想像。
該能源物聯網閘道器整合Wi-SUN、ECHONET Lite、Wi-Fi、Bluetooth等多元連線方式，並且在用戶的公共場域安裝資集中器(DCU)與4G網路，以順利把用電資料傳送到雲端家庭能源管理服務，進而串接智慧電表與LINE服務，用戶滑滑手機即可追蹤並預測居家用電量，讓民眾得以透過看見用電，提升日常生活中對用電的感知，自然就會善用每一度電，進一步展開節能行動。
(本文作者為濎通科技行銷業務部經理)