Het 1e grote probleem met IPv6 en LPWAN

In de vorige twee artikelen uit onze IPv6-serie hebben we:

• Introductie van het nieuwste internetprotocol, IPv6.
• Beschreven hoe het ontstaan ​​van IPv6 belangrijk is geweest voor het Internet of Things (IoT).

We hebben in deze artikelen besproken dat IPv6 heeft bijgedragen aan het verminderen van veel van de problemen die door IPv4 worden gepresenteerd, en dat het de evolutie van IoT-toepassingen en -producten heeft en zal blijven helpen. Maar IPv6 (en meer specifiek 6LoWPAN - de IoT-"versie" van IPv6) is geen "be all, end all"-oplossing voor machine-to-machine (M2M) draadloze technologieën. Meer specifiek is 6LoWPAN niet altijd een geschikte oplossing voor LPWAN- of Low-Power, Wide-Area Network-verbindingen en apparaten.

Laten we, voordat we bespreken waarom 6LoWPAN op dit ene specifieke gebied tekortschiet, zowel LPWAN als 6LoWPAN in meer detail definiëren.

Wat is LPWAN?

Zoals eerder vermeld, is LPWAN een acroniem voor een "Low-Power, Wide-Area Network". Het is ideaal voor het verzenden van een bericht met een lage bandbreedte over een groot ruimtebereik. LPWAN wordt gebruikt voor sensordatatelematica en besturingsnetwerken in een "stertopologie" - wat betekent dat ze een toegangspunt in het midden hebben en informatie ontvangen van duizenden sensoringangen.

Een LPWAN-netwerk kan een groot bereik hebben en weinig stroom verbruiken vanwege de zeer lage modulatiesnelheden. Met andere woorden, wanneer een datapakket heel langzaam wordt verzonden, is er meer energie per symbool (en dus meer energie per bit) in het transmissiekanaal. Hierdoor kan het datapakket een lange weg afleggen.

Wat is 6LoWPAN?

Het bereik van een draadloos communicatieapparaat is vaak een beslissende factor voor IoT-productontwikkelaars. Daartoe zijn er veel verschillende soorten draadloze M2M-technologieën, waaronder die op basis van 6LoWPAN.

6LoWPAN is een schokkerig acroniem voor "IPv6" en "Low-Power Wireless Personal Area Network". Het is in wezen de versie van IPv6 die is gemaakt voor IoT-apparaten. 6LoWPAN (en ZigBee, een van zijn concurrenten) zijn een poging om een ​​efficiënter, energiezuiniger draadloos netwerk te creëren dat het bovengenoemde probleem met IPv6 en LPWAN zou oplossen. Voor veel toepassingen is 6LoWPAN een geweldige oplossing.

Het 1e grote probleem met IPv6 (6LoWPAN) &LPWAN

De reden waarom IPv6 - en trouwens alle TCP/IP-routeringsschema's - problematisch zijn voor LPWAN-netwerken, is omdat er nog steeds veel headerinformatie - of aanvullende gegevens - bij elk datapakket betrokken zijn. Met andere woorden, de headercompressiemogelijkheden van 6LoWPAN maken de aanvullende gegevens eenvoudigweg niet klein genoeg om over een grote afstand te worden vervoerd.

Zie het op deze manier:IPv6 en andere TCP/IP-routeringsschema's bevatten veel metadata met betrekking tot bron, bestemming, poort, enz., en dat alles moet bij elk datapakket over-the-air gaan. Er moet dus veel "gezegd" worden voordat je bij de payload, of body, van het datapakket komt. Er zijn veel mensen die aandringen op het gebruik van 6LoWPAN als edge-routeringsprotocol (draadloos verbonden met een eindpunt) met behulp van een TCP/IP-stack, maar naar onze mening is dat niet altijd nodig (of slim) in een beheerd systeem .

Dus wat we hebben gevonden, is dat hoewel 6LoWPAN een geweldige technologie is voor IoT-apparaten met een kort bereik en 802.15.4-type verbindingen, het gewoon niet voldoende is om de header te verkleinen of te comprimeren tot waar het moet zijn voor welke soort dan ook van een systeem met een laag vermogen en een lage datasnelheid. Bovendien heeft 6LoWPAN simpelweg niet de capaciteit voor het bereik dat veel IoT-producten nodig hebben.

Tot slot

Als u een IoT-product met een groot bereik wilt maken en het wilt laten draaien op een systeem met laag vermogen en lage gegevenssnelheid, dan zijn IPv6- en 6LoWPAN-technologie misschien niet de manier om dit te doen. U moet uw berichten in de 400 ms FCC Part 15-vereiste kunnen passen om te voldoen aan de eisen, en dit is misschien niet mogelijk op het uiterste van gevoeligheid en lage modulatiesnelheden. Simpel gezegd, 6LoWPAN biedt niet genoeg headercompressie om dit te ondersteunen.

Dat gezegd hebbende, het is niet zo belangrijk als je zou denken om IPv6 of 6LoWPAN te gebruiken. Er zijn tal van stabiele, volwassen opties op de markt die fungeren als een proxy voor dit soort technologie die heel goed zal werken, inclusief op router gebaseerde vertaling of server-side proxy's.

We hopen dat de 6LoWPAN-werkgroep van het Institute of Electronics and Electrical Engineers (IEEE) in de nabije toekomst een nog meer gecomprimeerde versie van 6LoWPAN zal toevoegen die geschikt is voor LPWAN-type verbindingen.