O 1 grande problema com IPv6 e LPWAN

Nos dois artigos anteriores de nossa série IPv6, temos:

• Introduziu o protocolo de Internet mais recente, IPv6.
• Descrito como o início do IPv6 foi importante para a Internet das coisas (IoT).

Discutimos nesses artigos que o IPv6 ajudou a mitigar muitos dos problemas apresentados pelo IPv4 e que ajudou e continuará ajudando na evolução dos aplicativos e produtos IoT. Mas o IPv6 (e mais especificamente, 6LoWPAN - a "versão" IoT do IPv6) não é uma solução "termina tudo" para tecnologias sem fio máquina a máquina (M2M). Mais especificamente, 6LoWPAN nem sempre é uma solução adequada para LPWAN - ou Low-Power, Wide-Area Network - conexões e dispositivos.

Antes de discutirmos por que 6LoWPAN falha nesta área específica, vamos definir LPWAN e 6LoWPAN em mais detalhes.

O que é LPWAN?

Como afirmado anteriormente, LPWAN é um acrônimo para "Low-Power, Wide-Area Network". É ideal para enviar uma mensagem de baixa largura de banda em um longo intervalo de espaço. LPWAN é usado para telemática de dados de sensor e redes de controle em uma “topologia em estrela” - o que significa que eles têm um ponto de acesso no meio e recebem informações de milhares de entradas de sensores.

Uma rede LPWAN pode ser de longo alcance e baixo consumo de energia devido às taxas de modulação muito lentas. Em outras palavras, quando um pacote de dados é enviado muito lentamente, há mais energia por símbolo (e, portanto, mais energia por bit) no canal de transmissão. Isso permite que o pacote de dados viaje muito.

O que é 6LoWPAN?

O alcance de um dispositivo de comunicação sem fio costuma ser um fator decisivo para os desenvolvedores de produtos IoT. Para esse fim, existem muitos tipos diferentes de tecnologias sem fio M2M - incluindo aquelas baseadas em 6LoWPAN.

6LoWPAN é uma sigla para "IPv6" e "Low-Power Wireless Personal Area Network". É essencialmente a versão do IPv6 feita para dispositivos IoT. 6LoWPAN (e ZigBee, um de seus concorrentes) são uma tentativa de criar uma rede sem fio de baixo consumo de energia mais eficiente que consertaria o problema principal acima mencionado com IPv6 e LPWAN. Em muitos usos, 6LoWPAN é uma ótima solução.

O 1 grande problema com IPv6 (6LoWPAN) e LPWAN

A razão pela qual IPv6 - e todos os esquemas de roteamento TCP / IP, nesse caso - são problemáticos para redes LPWAN é porque ainda há uma grande quantidade de informações de cabeçalho - ou dados complementares - que estão envolvidos com cada pacote de dados. Em outras palavras, os recursos de compactação de cabeçalho de 6LoWPAN simplesmente não tornam os dados suplementares pequenos o suficiente para serem transportados por uma grande distância.

Pense desta forma:IPv6 e outros esquemas de roteamento TCP / IP carregam muitos metadados relacionados à origem, destino, porta, etc., e tudo isso precisa ir pelo ar com cada pacote de dados. Portanto, muito precisa ser “dito” antes de você chegar à carga útil, ou corpo, do pacote de dados. Existem muitas pessoas por aí que estão pressionando para usar 6LoWPAN como um protocolo de roteamento de borda (conectado sem fio a um endpoint) usando uma pilha TCP / IP, mas em nossa opinião, isso nem sempre é necessário (ou inteligente) em um sistema gerenciado .

Então, o que descobrimos é que, embora 6LoWPAN seja uma ótima tecnologia para dispositivos IoT de curto alcance e conexões do tipo 802.15.4, simplesmente não é suficiente para diminuir ou compactar o cabeçalho para onde ele precisa estar para qualquer tipo de sistema de baixa potência e baixa taxa de dados. Além disso, 6LoWPAN simplesmente não tem a capacidade de alcance que muitos produtos de IoT precisam.

Em conclusão

Se você deseja criar um produto IoT de longo alcance e precisa que ele seja executado em um sistema de baixo consumo de energia e baixa taxa de dados, a tecnologia IPv6 e 6LoWPAN pode não ser a melhor opção. Você precisará ser capaz de ajustar suas mensagens ao requisito FCC Parte 15 de 400 ms para estar em conformidade, e isso pode não ser possível devido à extrema sensibilidade e às baixas taxas de modulação. Simplificando, 6LoWPAN não oferece compactação de cabeçalho suficiente para suportar isso.

Dito isso, não é tão importante quanto você imagina usar IPv6 ou 6LoWPAN. Existem muitas opções estáveis ​​e maduras no mercado que agem como um proxy para esse tipo de tecnologia que funcionará muito bem - incluindo tradução baseada em roteador ou proxies do lado do servidor.

Nossa esperança é que, em um futuro próximo, o grupo de trabalho 6LoWPAN do Instituto de Eletrônica e Engenheiros Elétricos (IEEE) acrescente uma versão ainda mais compactada de 6LoWPAN que seja adequada para conexões do tipo LPWAN.