拡大されたWi-SUNラボのネットワークによるスマートなソリューションの構築

急速に進化するワイヤレス通信の世界では、Wi-SUN（Wireless Smart Ubiquitous Network）技術は、大規模で低消費電力、かつ高信頼性のメッシュネットワークをサポートする能力で際立っています。ラボ内で大規模な Wi-SUN テストネットワークを構築することは、その機能を理解し、実際のアプリケーションのパフォーマンスを最適化するために不可欠です。このブログでは、このようなネットワークを構築する目標と、その有効性を評価するために役立つ主要なパフォーマンス測定について詳しく説明します。

Silicon Labs は、徹底的かつ厳格なテストに取り組むため、独自の広範な社内専用サブ GHz Wi-SUN FAN テストネットワークを誇りを持って維持しています。当社は、ESLテスト用に数百のBluetooth Low Energy (LE)ノードを使用した経験と、これまでの大規模な Zigbee および Z-Wave メッシュネットワークの実装から貴重な洞察を得ており、それが現在のWi-SUNテストネットワークの構築に役立っています。1,000 サブ GHz メッシュノードを搭載したこのネットワークは、ワイヤレス通信技術の進歩に対する当社のコミットメントを示しています。これらの多様な経験を活用することで、Silicon Labs は、シームレスに接続された世界を実現するために、最先端のソリューションを革新し提供し続けています。

大規模な Wi-SUN テストネットワークの目標

ラボ内で大規模な Wi-SUN テストネットワークを構築する主な目的は、この規模の堅牢な内部ネットワークを紹介することで、顧客の信頼を得ることです。これにより、実世界規模のネットワーク上で動作や機能をテストすることができます。さまざまな条件下でネットワークのパフォーマンスを評価し、レイテンシー、接続時間、スケーラビリティに関する必要な標準およびSLA（サービスレベル契約）を満たしていることを確認することが求められるため、パフォーマンス評価は重要な側面となります。信頼性試験も同様に重要です。そこでは、ネットワークが安定した接続を維持し、困難な環境でもデータ伝送を効率的に処理できることを確認します。

スケーラビリティ分析は、接続されたデバイス数の増加に伴い、ネットワークがどのように機能するかを理解するのに役立つため、もう1つの重要な目標です。これは、スマート・メータリングや街灯などのアプリケーションに不可欠です。頻繁な再充電を行わずにデバイスが長期間動作できるよう、ネットワーク運用が電池寿命に与える影響を評価する必要があるため、電池寿命の最適化も優先事項となります。最後に、干渉管理は、ネットワークが他の無線技術と共存し、干渉を最小限に抑える能力をテストするために不可欠です。

Wi-SUN ネットワークテスト：パフォーマンス測定

これらの目標を達成するために、いくつかの主要なパフォーマンス測定が実施されます。レイテンシーは、IPv6 ping機能を使用した往復遅延テストを含む、ネットワーク内でデータがある地点から別の地点に移動するのに要する時間を測定するために評価されます。接続時間は、デバイスがネットワークに参加し、安定した接続を確立するまでの速さを評価するために測定されます。パケットエラー率は、全体的なネットワークの信頼性に影響を与えるデータ送信中のエラーの頻度を理解するために評価されます。ルーティングメトリクスを分析し、データパスの管理と最適なルーティングの確保における低消費電力および損失の多いネットワーク（RPL）におけるルーティングプロトコルの効率を評価します。最後に、接続されたデバイス数の増加に伴い、低レイテンシーと高信頼性を維持することに焦点を当てて、スケーラビリティをテストします。

Wi-SUN テストネットワークの実装

Wi-SUN テストネットワークの実装には、いくつかの重要なコンポーネントが含まれます。ノード監視アプリケーションはノードに組み込まれ、データは5分ごとに送信されます。グラフィカル・ユーザ・インターフェイス（GUI）により、動作、接続性、可用性を視覚化できます。実装されている一般的な機能には、デバイスをノードに接続してデバッグや情報の回復を可能にする直接接続ツールが含まれます。pan_defect機能は、バッテリーでバックアップされた境界ルータ（BR）がノードに自身の障害発生を通知し、ノードに別のBRへの切り替えを促す機能です。preferred pan機能は、境界ルータ間の負荷分散を可能にし、障害発生後にノードが優先BRに復帰できるようにします。

Wi-SUNテストの次のステップ

将来の実装では、主にバッテリー電源で動作する、一般的にリーフノードと呼ばれる低電力限定機能ノード (LFN) が優先されます。ライン給電デバイスとバッテリー駆動センサーノードの両方を統合することで、テストネットワークはより複雑な構成を評価し、統合システムのシームレスな運用を確保することができます。

Wi-SUNラボの利点

ラボで大規模な Wi-SUN テストネットワークをセットアップすることは、ワイヤレス通信技術の進歩にとって重要なステップです。レイテンシー、接続時間、パケットエラー率、ルーティング効率、スケーラビリティなどのパフォーマンス指標を徹底的に評価することで、研究者や開発者は、さまざまなアプリケーション向けに Wi-SUN ネットワークを最適化できます。これにより、テクノロジーは堅牢で信頼性が高く、現代のスマートインフラの要求を満たす準備が整った状態を維持できます。