¿Qué es Wi-SUN?
Wi-SUN® (Wireless Smart Ubiquitous Network) es un protocolo estandarizado de redes de malla inalámbricas diseñado para aplicaciones IoT a gran escala en exteriores, como casos de uso en ciudades y servicios públicos inteligentes. Wi-SUN es la tecnología de malla sub-GHz IPv6 líder, que actúa como un estándar de comunicación inalámbrica para facilitar la conectividad sin fisuras entre los dispositivos de redes inteligentes. Basada en el estándar IEEE 802.15.4g, Wi-SUN permite redes multiservicio interoperables que conectan millones de dispositivos en ciudades inteligentes, servicios públicos y aplicaciones industriales con una fiabilidad y escalabilidad excepcionales.
Solución completa de Digi para Wi-SUN
Digi ofrece una solución completa para Wi-SUN® - una primicia en el sector, diseñada para simplificar y agilizar el despliegue, al tiempo que permite una visibilidad y gestión remotas críticas de su red.
La solución de Digi para Wi-SUN incluye:
- MódulosDigi XBee para Wi-SUN, diseñados para integrarse perfectamente con la infraestructura existente y proporcionar una sólida conectividad de red mallada Wi-SUN.
- Digi XBee Hive Gateway y router fronterizo para Wi-SUN, certificado para despliegue global, con configuraciones altamente flexibles para una amplia gama de casos de uso.
- Digi Remote Manager®: una completa plataforma basada en la nube que le permite gestionar su implantación desde cualquier lugar, incluida la realización de actualizaciones masivas de firmware.
- Digi XBee Tools: un conjunto de herramientas de software y hardware para la creación de prototipos, construcción, despliegue y gestión de sus dispositivos y red, incluyendo Digi XBee Studio para configuración y pruebas, y la Digi XBee Mobile App.
Despliegue
Historia de Wi-SUN
La tecnología Wi-SUN surgió de la necesidad de soluciones de redes inalámbricas fiables y a gran escala para infraestructuras inteligentes. Fundada en 2011, la Wi-SUN Alliance® está formada por más de 300 miembros que contribuyen a llevar el protocolo Wi-SUN ubicuo e interoperable a los mercados mundiales. El protocolo ha evolucionado a partir de los primeros requisitos de las redes inteligentes hasta convertirse en un estándar inalámbrico integral que admite diversas aplicaciones IoT en múltiples sectores y regiones geográficas.
El papel de Wi-SUN en IoT
Wi-SUN puede utilizarse para redes de comunicación inalámbrica IoT a gran escala en exteriores en una amplia gama de aplicaciones. El protocolo ofrece un protocolo de red en malla basado en estándares y probado sobre el terreno que admite la interoperabilidad entre dispositivos y proveedores, y permite una comunicación y agregación de datos entre dispositivos sin fisuras. Las redes Wi-SUN admiten dispositivos alimentados tanto por línea como por batería, lo que las hace ideales para despliegues integrales IoT .
¿Qué es la Alianza Wi-SUN?
Wi-SUN Alliance® pretende avanzar en la conectividad sin fisuras promoviendo la interoperabilidad basada en la norma IEEE 802.15.4g para los mercados regionales globales y las economías emergentes. Este consorcio internacional impulsa la normalización, certificación y adopción de Wi-SUN en todo el mundo a través de la colaboración integral de la industria. La Alianza garantiza la interoperabilidad entre proveedores, promueve las mejores prácticas y desarrolla especificaciones detalladas que permiten implantaciones a gran escala en diversos mercados y aplicaciones.
El protocolo Wi-SUN
El protocolo Wi-SUN representa una sofisticada metodología de redes malladas basada en normas internacionales de probada eficacia y en las mejores prácticas del sector. En esencia, Wi-SUN utiliza el direccionamiento IPv6 y el protocolo RPL (Routing Protocol for Low-power and Lossy Networks) para crear redes adaptables y autorregenerables con gestión dinámica de la topología. El protocolo funciona en bandas de frecuencia por debajo de los GHz, lo que proporciona unas características de propagación excelentes para aplicaciones exigentes en exteriores y entornos difíciles.
Las redes Wi-SUN descubren automáticamente los dispositivos vecinos, establecen rutas de encaminamiento óptimas y mantienen la integridad de la red incluso cuando fallan o se añaden nodos individuales. El protocolo emplea técnicas de espectro ensanchado por salto de frecuencia (FHSS) y admite los modos de modulación OFDM y FSK para mitigar las interferencias y garantizar un rendimiento sólido en distintos entornos de red. Las avanzadas funciones de seguridad protegen la transmisión de datos y la autenticación de dispositivos en toda la infraestructura de red. Wi-SUN también incorpora sofisticadas funciones de gestión de la energía, lo que permite que los dispositivos alimentados por batería funcionen durante años sin necesidad de sustitución ni mantenimiento. El enfoque estandarizado del protocolo garantiza que los dispositivos de distintos fabricantes puedan interoperar sin problemas, creando ecosistemas de red neutrales en cuanto a proveedores.
Ventajas del protocolo Wi-SUN
El protocolo Wi-SUN FAN (Field Area Network) introduce mejoras significativas que abordan los requisitos de conectividad IoT en evolución en diversos sectores industriales y escenarios de despliegue en todo el mundo. Estas mejoras ofrecen mayor rendimiento, funcionalidad ampliada y características de seguridad mejoradas a través de innovaciones de ingeniería avanzadas y protocolos de pruebas integrales desarrollados por expertos de la industria.
Estas mejoras hacen que las redes Wi-SUN sean más robustas, fiables y versátiles que nunca, soportando aplicaciones de infraestructura inteligente de próxima generación con una escalabilidad y eficiencia sin precedentes. La arquitectura de protocolos mejorada permite una integración perfecta con los sistemas existentes, al tiempo que garantiza las inversiones de cara al futuro.
Principales características y ventajas de Wi-SUN:
- Las redes malladas garantizan una comunicación resistente y autorregenerable para infraestructuras críticas
- Admite redes IoT a gran escala en exteriores con conectividad inalámbrica de largo alcance y bajo consumo.
- Ofrece interoperabilidad entre proveedores, lo que permite una integración de dispositivos flexible y preparada para el futuro.
- Proporciona seguridad integrada con autenticación basada en certificados para proteger la integridad de la red y los datos.
- La comunicación de baja latencia admite aplicaciones en tiempo real como la supervisión de redes inteligentes
- Con Wi-SUN, FSK garantiza una cobertura de largo alcance, una sensibilidad excepcional del receptor y eficiencia energética, mientras que OFDM desbloquea velocidades de datos más rápidas, un rendimiento optimizado del espectro y un funcionamiento fiable incluso en entornos difíciles.
- La arquitectura escalable da cabida fácilmente a miles de dispositivos conectados
- Funciona en bandas por debajo de los GHz para mejorar la penetración y ampliar la cobertura
- El diseño basado en estándares abiertos fomenta el crecimiento del ecosistema y la colaboración entre proveedores
Seguridad inalámbrica Wi-SUN
Wi-SUN incorpora un modelo de seguridad por capas que ofrece protecciones tanto a nivel de dispositivo como de red. Entre los elementos clave se incluye la autenticación mutua mediante certificados digitales X.509, que garantizan que sólo los dispositivos de confianza puedan unirse a la red. Este proceso se gestiona a través de una infraestructura de clave pública (PKI), lo que impide que dispositivos no autorizados accedan a datos o servicios confidenciales.
Una característica destacada de la seguridad de Wi-SUN es su compatibilidad con el arranque seguro y la gestión de claves a escala, esencial para despliegues con miles de puntos finales como contadores inteligentes, farolas o sensores. El protocolo garantiza actualizaciones de firmware por aire (OTA) seguras y emplea cifrado por salto y de extremo a extremo para proteger los datos en su recorrido por la red mallada. Los mecanismos de protección de integridad y repetición, como los contadores de mensajes y los códigos criptográficos de autenticación de mensajes (MAC), ayudan a protegerse de ataques habituales como la suplantación de identidad o la manipulación de datos. Estas completas características convierten a Wi-SUN en una opción muy segura para aplicaciones de infraestructuras críticas, equilibrando una gran seguridad con la flexibilidad operativa necesaria en entornos dinámicos al aire libre.
Eficiencia energética
Wi-SUN está diseñada para optimizar el consumo de energía mediante ciclos de trabajo inteligentes y protocolos de comunicación eficientes que minimizan los periodos de transmisión activa. Los dispositivos alimentados por batería pueden funcionar varios años con una sola carga, lo que convierte a Wi-SUN en la solución ideal para aplicaciones de vigilancia y detección remotas en las que el acceso a la energía es limitado. El protocolo incorpora modos de reposo avanzados, programación adaptativa de transmisiones y algoritmos de encaminamiento con conciencia energética que se ajustan dinámicamente en función de las condiciones de la red y los requisitos del dispositivo. Las funciones de gestión inteligente de la energía incluyen programas de activación sincronizados y técnicas de agregación de datos para un funcionamiento energéticamente eficiente durante largos periodos de despliegue.
Longevidad del dispositivo
Las redes Wi-SUN admiten dispositivos con una vida útil superior a 10 años gracias a componentes reforzados y arquitecturas de comunicación resistentes. El robusto diseño del protocolo y sus mínimos requisitos de mantenimiento garantizan la fiabilidad a largo plazo, reduciendo el coste total de propiedad para despliegues a gran escala en diversas condiciones ambientales.
Los mecanismos avanzados de corrección de errores, las capacidades de autodiagnóstico y los procedimientos automatizados de recuperación ayudan a mantener la funcionalidad de los dispositivos durante largos periodos operativos. La capacidad del protocolo para adaptarse a topologías de red cambiantes, gestionar la degradación de los componentes con elegancia y admitir actualizaciones remotas del firmware garantiza que los dispositivos desplegados sigan funcionando de forma fiable sin necesidad de intervenciones frecuentes de mantenimiento físico o sustitución.
Escalabilidad
Cuando se combinan con una plataforma de configuración, supervisión y gestión remotas como Digi Remote Manager, las redes Wi-SUN pueden escalar desde pequeños proyectos piloto hasta despliegues masivos en toda una ciudad con miles de dispositivos conectados en varios kilómetros cuadrados. La arquitectura jerárquica del protocolo y los eficientes algoritmos de enrutamiento mantienen el rendimiento a medida que crecen las redes, permitiendo una expansión incremental sin comprometer la integridad de la red. La gestión avanzada de la topología de malla permite añadir nuevos nodos sin problemas, al tiempo que optimiza automáticamente las rutas de datos y la distribución de la carga en la infraestructura de red.
Las capacidades de procesamiento distribuido del protocolo, la asignación dinámica de ancho de banda y los mecanismos inteligentes de control de la congestión garantizan un rendimiento constante incluso cuando la densidad de dispositivos aumenta considerablemente. Los marcos de seguridad escalables y las herramientas de gestión centralizada proporcionan a los operadores de red una visibilidad y un control exhaustivos de los despliegues a gran escala sin provocar una sobrecarga administrativa adicional.
Aplicaciones inalámbricas comunes para Wi-SUN
La tecnología Wi-SUN da respuesta a diversos retos de conectividad en múltiples sectores y aplicaciones. La versatilidad y fiabilidad del protocolo lo hacen idóneo para despliegues de misión crítica que requieren un rendimiento constante a largo plazo.
- Servicios públicos inteligentes: Infraestructura de medición avanzada, automatización de la distribución y sistemas de supervisión de la red.
- Ciudades inteligentes: Control del alumbrado público, gestión del tráfico, vigilancia del medio ambiente y sistemas de seguridad pública.
- IoT industrial: Aplicaciones de monitorización de activos, mantenimiento predictivo, monitorización de procesos y gestión de instalaciones.
- Agricultura inteligente: Monitorización de depósitos, control de riego, monitorización de establos e invernaderos y sistemas de gestión de cultivos.
- Vigilancia medioambiental: Sensores de calidad del aire, estaciones meteorológicas, control de la calidad del agua y seguimiento de la contaminación.
Ejemplos de dispositivos Wi-SUN
La tecnología Wi-SUN permite la conectividad de diversos tipos de dispositivos en múltiples dominios de aplicación. Estos dispositivos aprovechan la fiabilidad y escalabilidad del protocolo para ofrecer un rendimiento constante en entornos de despliegue difíciles.
- Contadores inteligentes: Contadores avanzados que comunican automáticamente los datos de consumo y permiten la desconexión a distancia de los servicios de electricidad, gas y agua.
- Controladores de alumbrado público: Sistemas de alumbrado inteligentes que ajustan la luminosidad en función de las condiciones ambientales y la ocupación, al tiempo que informan del estado de funcionamiento.
- Sensores medioambientales: Estaciones de control meteorológico que recogen datos de temperatura, humedad, calidad del aire y precipitaciones para la planificación urbana.
- Sistemas de gestión del tráfico: Semáforos conectados y dispositivos de control que optimizan el flujo de tráfico y reducen la congestión.
- Sensores industriales: Equipos de monitorización de procesos que realizan un seguimiento de la temperatura, la presión, las vibraciones y otros parámetros para el mantenimiento predictivo.
- Monitores agrícolas: Sensores de humedad del suelo y controladores de riego que optimizan el rendimiento de los cultivos y la utilización de los recursos.
- Dispositivos de seguridad: Sistemas de vigilancia perimetral, puntos de control de acceso y equipos de vigilancia para la protección de las instalaciones.
Topología de la red inalámbrica Wi-SUN
Las redes Wi-SUN admiten múltiples configuraciones de topología para adaptarse a diversos requisitos de despliegue y limitaciones ambientales. La arquitectura flexible del protocolo permite un diseño de red óptimo para aplicaciones específicas.
Topología de malla
Las redes malladas ofrecen el máximo nivel de redundancia y fiabilidad al permitir múltiples vías de comunicación entre dispositivos. Cada nodo puede comunicarse con varios vecinos, creando redes autorreparables que se desvían automáticamente de los dispositivos averiados. Esta topología es ideal para despliegues a gran escala en los que la fiabilidad de la red es fundamental, como las aplicaciones de servicios públicos inteligentes y los sistemas de vigilancia urbana.
Topología en estrella
Las configuraciones en estrella conectan varios dispositivos terminales a un concentrador o pasarela central. Esta topología simplifica la gestión de la red y reduce la complejidad de las aplicaciones con requisitos de escala moderados. Las redes en estrella son idóneas para la automatización de edificios, la supervisión industrial y el despliegue de sensores en campus donde se prefiere el control centralizado.
Topología de árbol
Las redes en árbol organizan los dispositivos en estructuras jerárquicas con claras relaciones padre-hijo. Esta topología optimiza la agregación de datos y reduce el tráfico de red al consolidar la información en nodos intermedios. Las configuraciones en árbol funcionan bien para aplicaciones que requieren una recopilación de datos estructurada, como los sistemas de supervisión medioambiental y seguimiento de activos.
Topología híbrida
Una topología Wi-SUN híbrida combina elementos de las estructuras de red en malla y en estrella para proporcionar una arquitectura de comunicación flexible, escalable y robusta para aplicaciones de red inteligente e IoT industrial. En esta topología, los dispositivos finales, como contadores inteligentes o sensores, pueden comunicarse directamente con un colector central (como en una topología en estrella) o indirectamente a través de nodos vecinos mediante enrutamiento multisalto (como en una topología en malla). El enfoque híbrido aprovecha las ventajas de resistencia y autorreparación de las redes de malla -en las que los datos pueden tomar varias rutas para llegar a su destino-, al tiempo que permite una comunicación directa y de baja latencia siempre que sea posible. Esta estructura dinámica permite un uso eficiente de la energía, una mayor cobertura en entornos complejos y una mayor fiabilidad de la red, especialmente en despliegues a gran escala en zonas urbanas y rurales.
Especificaciones Wi-SUN
La tecnología Wi-SUN abarca múltiples versiones de especificaciones que abordan distintos requisitos de aplicación y escenarios de despliegue. Estas especificaciones garantizan la interoperabilidad al tiempo que proporcionan flexibilidad para diversos casos de uso en los sectores residencial, industrial y de servicios públicos.
VENTILADOR Wi-SUN 1.1
Wi-SUN FAN (Field Area Network) representa la especificación más completa para redes de malla inalámbricas de área extensa que soportan despliegues de dispositivos a escala de millones en amplias zonas geográficas. Las redes FAN admiten miles de dispositivos en amplias zonas geográficas, lo que las hace ideales para aplicaciones de servicios públicos y ciudades inteligentes.
La especificación define protocolos para el descubrimiento de dispositivos, la formación de redes, el encaminamiento y la gestión de la seguridad. Las redes Wi-SUN FAN operan en bandas de frecuencia por debajo de los GHz para ofrecer excelentes características de propagación y minimizar las interferencias. La especificación incluye disposiciones tanto para dispositivos alimentados por línea como por batería, lo que permite diversos escenarios de despliegue y requisitos de aplicación. FAN 1.1 proporciona conectividad IPv6 autoformable y autorreparable para ofrecer un rendimiento de red sin fisuras con funciones avanzadas de arquitectura de malla.
Comparación de velocidades de datos y latencias de Wi-SUN
| Red IoT |
Velocidad de datos |
Latencia |
| LTE Cat 1 |
Hasta 10 Mb/s |
~50-100 ms |
| LTE Cat 4 |
Hasta 150 Mb/s |
~30-50 ms |
| LTE-M |
Hasta 1 Mb/s |
~10-15 ms |
| IoT |
Hasta 140 kb/s de enlace ascendente / 80 kb/s de enlace descendente |
2-10 s |
| IEEE 802.15.4 |
250 kb/s a 2,4 GHz; 20-40 kb/s a 868/915 MHz |
~1-50 ms un salto |
| Bluetooth (LE) |
1 Mb/s (LE 1M), 2 Mb/s (LE 2M) y 500/125 kb/s (LE Coded) |
~7,5-50 ms |
| DigiMesh®. |
10 kb/s-250 kb/s |
5-63 ms |
| Wi-Fi ( IoT típico: 802.11n, 1x1) |
72,2-150 Mb/s |
~1-30 ms |
| Malla Zigbee |
250 kb/s |
Single hop ~10–20 ms; multi hop < 200 ms |
| Wi-SUN® FAN 1.1 |
Hasta 2,4 Mb/s |
0.01-1 s |
| LoRaWAN |
300 bit/s-62,5 kb/s (según el factor de dispersión) |
1-16 s |
Explore la solución completa Digi Wi-SUN
La solución integral de Digi para Wi-SUN ofrece todo lo que los fabricantes de equipos originales y los integradores necesitan para construir, desplegar y gestionar una red de malla inalámbrica completa y de largo alcance para aplicaciones de ciudades inteligentes e IoT industrial. El núcleo de la solución son los módulos XBee for Wi-SUN, que permiten una comunicación segura y basada en estándares por debajo de GHz. Estos módulos se conectan a la perfección con el enrutador XBee Hive Border Router, que agrega y enruta el tráfico a redes basadas en IP. Digi Remote Manager proporciona gestión y supervisión centralizadas, permitiendo la configuración segura de dispositivos, actualizaciones de firmware y diagnósticos de red a escala. La solución combinada admite una conectividad fiable, escalable y gestionable para redes de sensores distribuidas, incluido el alumbrado público, los contadores de servicios públicos y otras aplicaciones de infraestructuras críticas en grandes áreas geográficas con un consumo de energía mínimo.
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Próximamente
Digi XBee Hive Gateway y Border Router para Wi-SUN
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Servicios de diseño de Digi Wireless
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Preguntas frecuentes sobre la tecnología Wi-SUN
¿En qué frecuencias funciona Wi-SUN?
Wi SUN funciona en bandas ISM sub GHz exentas de licencia regional, por lo general:
- Norteamérica: de 902 a 928 MHz
- Unión Europea: 863 a 870 MHz
- Japón: de 920 a 928,1 MHz
- India: 865 a 868 MHz
Estas asignaciones de frecuencias ofrecen excelentes características de propagación para aplicaciones en exteriores, al tiempo que minimizan las interferencias de otras tecnologías inalámbricas. La selección de la frecuencia específica depende de los requisitos normativos locales y de las necesidades de la aplicación.
¿Cuál es el alcance de Wi-SUN?
Las redes Wi-SUN pueden alcanzar rangos de comunicación de varios kilómetros por salto en entornos exteriores, dependiendo del diseño de la antena, la potencia de transmisión y las características del terreno. En entornos urbanos, los alcances típicos son de 1-2 kilómetros, mientras que los despliegues rurales pueden lograr de 5 a 10 kilómetros entre nodos. La topología de red en malla amplía la cobertura total al permitir rutas de comunicación multisalto que pueden abarcar cientos de kilómetros cuadrados. El alcance de la red depende de factores como la banda de frecuencia, la potencia de salida, la configuración de la antena y las condiciones ambientales.
¿Qué es un router fronterizo Wi-SUN?
Un router fronterizo Wi-SUN sirve como punto de coordinación central para las operaciones de red y normalmente proporciona conectividad de backhaul a redes empresariales o servicios en la nube. El router fronterizo gestiona la formación de la red, la distribución de claves de seguridad y la optimización del enrutamiento. Actúa como pasarela y como router celular que sirve de puente entre la red Wi-SUN y las redes IP tradicionales. Los routers fronterizos también pueden proporcionar funciones de supervisión de red, gestión de dispositivos y diagnóstico a los operadores de red.
¿Cómo funciona Wi-SUN?
Las redes Wi-SUN funcionan creando topologías de malla autoorganizadas en las que los dispositivos descubren automáticamente a sus vecinos y establecen rutas de comunicación óptimas. El protocolo utiliza técnicas de espectro ensanchado por saltos de frecuencia y modulación OFDM para minimizar las interferencias y maximizar la fiabilidad. Los dispositivos emiten periódicamente anuncios para mantener la conectividad de la red y adaptarse a las condiciones cambiantes. La red encamina automáticamente los datos por las rutas más eficientes, proporcionando redundancia y capacidades de autocuración cuando los dispositivos fallan o se añaden a la red.
¿Cuál es la diferencia entre Wi-SUN, Zigbee y DigiMesh?
Wi SUN, Zigbee mesh y DigiMesh difieren principalmente en el diseño de la pila, las bandas y el ecosistema. Wi SUN es una malla de área de campo con salto de frecuencias sobre redes de baja potencia, destinada a grandes despliegues en exteriores (servicios públicos, ciudades inteligentes) con certificación multiproveedor y enlaces sub-GHz de largo alcance.
Zigbee construye sus propias capas de red/aplicación, normalmente a 2,4 GHz, utilizando enrutamiento en malla. Unifica perfiles para una amplia interoperabilidad de dispositivos, por lo que es habitual en la automatización de viviendas y edificios, pero no se basa en IP en la capa de malla.
DigiMesh es el protocolo de malla peer-to-peer centrado en XBee de Digi disponible en 2,4 GHz y sub-GHz. Todos los nodos son pares/enrutadores y pueden participar en una operación sincronizada de "enrutador durmiente", lo que permite mallas totalmente alimentadas por batería para una mayor simplicidad y duración.
¿Cómo puedo crear una red mallada Wi-SUN?
La creación de una red mallada Wi-SUN implica varios pasos clave, como la realización de un estudio del emplazamiento, el aprovisionamiento de dispositivos con capacidad Wi-SUN en toda la zona de cobertura y la instalación de routers fronterizos Wi-SUN para proporcionar coordinación de red y conectividad backhaul.
Digi simplifica este proceso ofreciendo una solución completa de despliegue Wi-SUN, incluyendo Digi XBee para módulos inalámbricos Wi-SUN, routers fronterizos Wi-SUN, Digi Remote Manager para configuración y gestión remota, y Digi XBee Tools para aprovisionamiento local. Póngase en contacto con nosotros.