El primer gran problema con IPv6 y LPWAN

En los dos artículos anteriores de nuestra serie IPv6, tenemos:

• Introdujo el protocolo de Internet más reciente, IPv6.
• Describió cómo el inicio de IPv6 ha sido importante para la Internet de las cosas (IoT).

En estos artículos, analizamos que IPv6 ha ayudado a mitigar muchos de los problemas presentados por IPv4, y que ha contribuido y seguirá contribuyendo a la evolución de las aplicaciones y productos de IoT. Pero IPv6 (y más específicamente, 6LoWPAN, la "versión" de IoT de IPv6) no es una solución de "ser todo, acabar con todo" para las tecnologías inalámbricas de máquina a máquina (M2M). Más específicamente, 6LoWPAN no siempre es una solución adecuada para conexiones y dispositivos LPWAN, o redes de área amplia de bajo consumo.

Antes de discutir por qué 6LoWPAN se queda corto en esta área específica, definamos tanto LPWAN como 6LoWPAN con más detalle.

¿Qué es LPWAN?

Como se indicó anteriormente, LPWAN es un acrónimo de "Red de área amplia de bajo consumo". Es ideal para enviar un mensaje de ancho de banda bajo a través de un amplio rango de espacio. LPWAN se utiliza para redes de control y telemática de datos de sensores en una "topología en estrella", lo que significa que tienen un punto de acceso en el medio y reciben información de miles de entradas de sensores.

Una red LPWAN puede ser de largo alcance y de bajo consumo debido a velocidades de modulación muy lentas. En otras palabras, cuando un paquete de datos se envía muy lentamente, hay más energía por símbolo (y por lo tanto más energía por bit) en el canal de transmisión. Esto permite que el paquete de datos viaje un largo camino.

¿Qué es 6LoWPAN?

El alcance de un dispositivo de comunicación inalámbrica suele ser un factor decisivo para los desarrolladores de productos de IoT. Con ese fin, existen muchos tipos diferentes de tecnologías inalámbricas M2M, incluidas las basadas en 6LoWPAN.

6LoWPAN es un acrónimo entrecortado de "IPv6" y "Red de área personal inalámbrica de bajo consumo". Esencialmente es la versión de IPv6 hecha para dispositivos IoT. 6LoWPAN (y ZigBee, uno de sus competidores) son un intento de crear una red inalámbrica de baja potencia más eficiente que solucionaría el problema principal mencionado anteriormente con IPv6 y LPWAN. En muchos usos, 6LoWPAN es una gran solución.

El primer gran problema con IPv6 (6LoWPAN) y LPWAN

La razón por la que IPv6, y todos los esquemas de enrutamiento TCP / IP, para el caso, son problemáticos para las redes LPWAN es porque todavía hay una gran cantidad de información de encabezado, o datos complementarios, que está involucrada con cada paquete de datos. En otras palabras, las capacidades de compresión de encabezados de 6LoWPAN simplemente no hacen que los datos complementarios sean lo suficientemente pequeños como para transportarlos a una gran distancia.

Piénselo de esta manera:IPv6 y otros esquemas de enrutamiento TCP / IP llevan una gran cantidad de metadatos relacionados con la fuente, el destino, el puerto, etc., y todo eso debe transmitirse por aire con cada paquete de datos. Por lo tanto, hay mucho que "decir" antes de llegar a la carga útil, o cuerpo, del paquete de datos. Hay muchas personas que están presionando para usar 6LoWPAN como un protocolo de enrutamiento de borde (conectado de forma inalámbrica a un punto final) usando una pila TCP / IP, pero en nuestra opinión, eso no siempre es necesario (o inteligente) en un sistema administrado. .

Entonces, lo que hemos encontrado es que aunque 6LoWPAN es una gran tecnología para dispositivos IoT de corto alcance y conexiones de tipo 802.15.4, simplemente no es suficiente para disminuir o comprimir el encabezado a donde debe estar para cualquier tipo. de un sistema de baja potencia y baja velocidad de datos. Además, 6LoWPAN simplemente no tiene la capacidad de alcance que necesitan muchos productos de IoT.

En conclusión

Si desea crear un producto de IoT de largo alcance y necesita que se ejecute en un sistema de baja potencia y velocidad de datos, es posible que la tecnología IPv6 y 6LoWPAN no sea la forma de hacerlo. Deberá poder ajustar sus mensajes al requisito de 400 ms de la FCC Parte 15 para cumplir con la normativa, y es posible que esto no sea posible en el límite extremo de la sensibilidad y las bajas tasas de modulación. En pocas palabras, 6LoWPAN no ofrece suficiente compresión de encabezado para admitir esto.

Dicho esto, no es tan importante como podría pensar utilizar IPv6 o 6LoWPAN. Hay muchas opciones estables y maduras en el mercado que actúan como un proxy para este tipo de tecnología que funcionará realmente bien, incluida la traducción basada en enrutadores o los proxies del lado del servidor.

Nuestra esperanza es que, en un futuro cercano, el grupo de trabajo 6LoWPAN del Instituto de Ingenieros Electrónicos y Eléctricos (IEEE) agregue una versión aún más comprimida de 6LoWPAN que sea adecuada para conexiones de tipo LPWAN.