1 большая проблема с IPv6 и LPWAN

В двух предыдущих статьях из серии IPv6 мы рассказали:

• Представлен новейший интернет-протокол IPv6.
• Описал важность появления IPv6 для Интернета вещей (IoT).

В этих статьях мы обсуждали, что IPv6 помог смягчить многие проблемы, связанные с IPv4, и что он помогал и будет способствовать развитию приложений и продуктов Интернета вещей. Но IPv6 (и, в частности, 6LoWPAN - «версия» IPv6 для Интернета вещей) - это не решение для беспроводных технологий межмашинного взаимодействия (M2M) по принципу «все и вся». В частности, 6LoWPAN не всегда является подходящим решением для LPWAN (или маломощных глобальных сетей) подключений и устройств.

Прежде чем мы обсудим, почему 6LoWPAN не справляется в этой конкретной области, давайте определим как LPWAN, так и 6LoWPAN более подробно.

Что такое LPWAN?

Как указывалось ранее, LPWAN - это аббревиатура от «Low-Power, Wide-Area Network». Он идеально подходит для отправки сообщений с низкой пропускной способностью через большое пространство. LPWAN используется для телематики данных датчиков и сетей управления в «звездообразной топологии» - это означает, что они имеют точку доступа посередине и получают информацию от тысяч входов датчиков.

Сеть LPWAN может быть большой и маломощной из-за очень низкой скорости модуляции. Другими словами, когда пакет данных отправляется очень медленно, в канале передачи больше энергии на символ (и, следовательно, больше энергии на бит). Это позволяет пакету данных проходить долгий путь.

Что такое 6LoWPAN?

Радиус действия устройства беспроводной связи часто является решающим фактором для разработчиков продуктов Интернета вещей. С этой целью существует множество различных типов беспроводных технологий M2M, в том числе на основе 6LoWPAN.

6LoWPAN - это аббревиатура от «IPv6» и «маломощная беспроводная персональная сеть». По сути, это версия IPv6 для устройств IoT. 6LoWPAN (и ZigBee, один из его конкурентов) - это попытка создать более эффективную беспроводную сеть с низким энергопотреблением, которая решила бы основную вышеупомянутую проблему с IPv6 и LPWAN. Во многих случаях 6LoWPAN - отличное решение.

1 большая проблема с IPv6 (6LoWPAN) и LPWAN

Причина, по которой IPv6 - и все схемы маршрутизации TCP / IP, если на то пошло, - проблематична для сетей LPWAN, заключается в том, что с каждым пакетом данных по-прежнему существует большой объем информации заголовка или дополнительных данных. Другими словами, возможности сжатия заголовков 6LoWPAN просто не делают дополнительные данные достаточно маленькими, чтобы их можно было передавать на большое расстояние .

Подумайте об этом так:IPv6 и другие схемы маршрутизации TCP / IP несут множество метаданных, связанных с источником, местом назначения, портом и т. Д., И все это должно передаваться по воздуху с каждым пакетом данных. Итак, нужно многое «сказать», прежде чем вы перейдете к полезной нагрузке или телу пакета данных. Есть много людей, которые настаивают на использовании 6LoWPAN в качестве протокола пограничной маршрутизации (с беспроводным подключением к конечной точке) с использованием стека TCP / IP, но, по нашему мнению, это не всегда необходимо (или разумно) в управляемой системе. .

Итак, мы обнаружили, что хотя 6LoWPAN - отличная технология для устройств IoT малого радиуса действия и соединений типа 802.15.4, этого просто недостаточно для уменьшения или сжатия заголовка до того места, где он должен быть для любого типа. маломощной системы с низкой скоростью передачи данных. Кроме того, у 6LoWPAN просто нет емкости для диапазона, который требуется многим продуктам IoT.

В заключение

Если вы хотите создать продукт IoT с большим радиусом действия и вам нужно, чтобы он работал в системе с низким энергопотреблением и низкой скоростью передачи данных, то технология IPv6 и 6LoWPAN может не подойти для этого. Вам нужно будет учесть ваши сообщения в соответствии с требованиями FCC, часть 15, 400 мс, а это может оказаться невозможным на пределе чувствительности и низких скоростях модуляции. Проще говоря, 6LoWPAN не предлагает достаточного сжатия заголовков для поддержки этого.

При этом не так важно, как вы думаете, использовать IPv6 или 6LoWPAN. На рынке есть множество стабильных, зрелых вариантов, которые действуют как прокси для этого типа технологий, которые будут работать действительно хорошо, включая трансляцию на основе маршрутизатора или прокси на стороне сервера.

Мы надеемся, что в ближайшем будущем рабочая группа 6LoWPAN Института инженеров электроники и электротехники (IEEE) добавит еще более сжатую версию 6LoWPAN, которая подходит для соединений типа LPWAN.