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Cos'è 6LoWPAN - le basi

Cos'è 6LoWPAN - le basi

Il sistema 6LoWPAN viene utilizzato per una varietà di applicazioni, comprese le reti di sensori wireless. Questa forma di rete di sensori wireless invia i dati come pacchetti e utilizza IPv6, che fornisce la base per il nome, IPv6 su reti personali wireless a bassa potenza.

6LoWPAN fornisce un mezzo per trasportare dati a pacchetto sotto forma di IPv6 su IEEE 802.15.4 e altre reti. Fornisce IPv6 end-to-end e come tale è in grado di fornire connettività diretta a una grande varietà di reti, inclusa la connettività diretta a Internet.

In questo modo, 6LoWPAN adotta un approccio diverso rispetto alle altre soluzioni di rete di sensori wireless a bassa potenza.

6LoWPAN e IETF

6LoWPAN è uno standard aperto definito dall'Internet Engineering Task Force, IETF nel loro documento RFC 6282. L'IETF è il corpo degli standard che definisce molti degli standard aperti usati in Internet, inclusi HTTP, TCP, UDP e molti altri.

Mentre 6LoWPAN è stato originariamente concepito per basarsi su IEEE 802.15.4, uno standard che definisce i livelli inferiori per un sistema wireless a bassa potenza a 2,4 GHz, è ora in fase di sviluppo e adattamento per funzionare con molti altri portatori wireless tra cui Bluetooth Smart; controllo della linea elettrica, PLC e Wi-Fi a bassa potenza.

Il gruppo 6LoWPAN ha quindi definito i meccanismi di incapsulamento e compressione che consentono il trasporto dei dati IPv6 della rete wireless.

Lo sviluppo del sistema 6LoWPAN non è stato così facile come si potrebbe pensare poiché la natura di base dei due sistemi è molto diversa. Tuttavia si è ritenuto che l'utilizzo di dati a pacchetto su una rete di sensori wireless a bassa potenza avrebbe offerto vantaggi significativi in ​​termini di gestione e gestione dei dati.

6LoWPAN aree di applicazione

Con molte reti di sensori wireless a bassa potenza e altre forme di reti wireless ad hoc, è necessario che qualsiasi nuovo sistema o tecnologia wireless abbia un'area definita a cui si rivolge. Sebbene esistano molte forme di reti wireless, comprese le reti di sensori wireless, 6LoWPAN si rivolge a un'area che attualmente non è indirizzata da nessun altro sistema, ovvero quella di utilizzare IP, e in particolare IPv6 per trasportare i dati.

Il sistema complessivo è finalizzato a fornire connettività Internet wireless a basse velocità di trasmissione dati e con un ciclo di lavoro ridotto. Tuttavia, ci sono molte applicazioni in cui viene utilizzato 6LoWPAN:

  • Automazione generale: Esistono enormi opportunità per l'utilizzo di 6LoWPAN in molte aree diverse dell'automazione.
  • Domotica: C'è un grande mercato per la domotica. Collegandosi tramite IPv6, è possibile ottenere vantaggi distinti rispetto ad altri sistemi IoT. L'iniziativa Thread è stata impostata per standardizzare un protocollo in esecuzione su 6LoWPAN per abilitare la domotica.
  • Rete intelligente: Le reti intelligenti consentono ai contatori intelligenti e ad altri dispositivi di costruire una rete micro mesh e sono in grado di inviare i dati al sistema di monitoraggio e fatturazione dell'operatore di rete utilizzando il backbone IPv6.
  • Monitoraggio industriale: Le fabbriche automatizzate e gli impianti industriali offrono una grande opportunità per 6LoWPAN e l'utilizzo dell'automazione può consentire notevoli risparmi. La capacità di 6LoWPAN di connettersi al cloud apre molte aree diverse per il monitoraggio e l'analisi dei dati.

Nozioni di base di 6LoWPAN

La tecnologia 6LoWPAN utilizza IEEE 802.15.4 per fornire i livelli inferiori per questo sistema di rete wireless a bassa potenza. Sebbene questo sembri un approccio diretto allo sviluppo di una rete wireless di dati a pacchetto o di una rete di sensori wireless, esistono incompatibilità tra il formato IPv6 ei formati consentiti da IEEE 802.15.4. Queste differenze vengono superate all'interno di 6LoWPAN e questo consente al sistema di essere utilizzato come livello rispetto allo standard 802.15.4 di base.

Per inviare dati a pacchetto, IPv6 su 6LowPAN, è necessario disporre di un metodo per convertire i dati a pacchetto in un formato che possa essere gestito dal sistema di livello inferiore IEEE 802.15.4.

IPv6 richiede che l'unità di trasmissione massima (MTU) sia lunga almeno 1280 byte. Questo è considerevolmente più lungo della dimensione del pacchetto standard IEEE802.15.4 di 127 ottetti, impostata per mantenere le trasmissioni brevi e quindi ridurre il consumo energetico.

Per superare il problema di risoluzione degli indirizzi, ai nodi IPv6 vengono assegnati indirizzi a 128 bit in modo gerarchico. I dispositivi IEEE 802.15.4 possono utilizzare indirizzi estesi IEEE a 64 bit o indirizzi a 16 bit che sono univoci all'interno di un PAN dopo che i dispositivi sono stati associati. Esiste anche un PAN-ID per un gruppo di dispositivi IEEE802.15.4 fisicamente collocati insieme.

6LoWPAN sicurezza

Si prevede che l'Internet of Things, IoT offrirà agli hacker un'enorme opportunità per assumere il controllo di dispositivi scarsamente protetti e utilizzarli anche per attaccare altre reti e dispositivi.

Di conseguenza, la sicurezza è un problema importante per qualsiasi standard come 6LoWPAN e utilizza la sicurezza del livello di collegamento AES-128 definita in IEEE 802.15.4. Ciò fornisce l'autenticazione e la crittografia del collegamento.

Ulteriore sicurezza è fornita dai meccanismi di sicurezza del livello di trasporto che sono anche inclusi. Questo è definito in RFC 5246 e viene eseguito su TCP.

Per i sistemi in cui viene utilizzato UDP, è possibile utilizzare il protocollo del livello di trasporto definito in RFC 6347, sebbene ciò possa richiedere alcuni requisiti hardware specifici.

6LoWPAN interoperabilità

Una questione chiave di qualsiasi standard è quella dell'interoperabilità. È fondamentale che le apparecchiature di diversi produttori funzionino insieme.

Quando si verifica l'interoperabilità, è necessario assicurarsi che tutti i livelli dello stack OSI siano compatibili. Per garantire che ciò possa essere ottenuto, sono applicabili diverse specifiche.

Qualsiasi elemento può essere verificato per verificarne la conformità e soddisfa lo standard e anche testato direttamente per l'interoperabilità.

6LoWPAN è uno standard in stile wireless / IoT che ha guadagnato terreno in modo discreto. Sebbene inizialmente destinato all'uso con IEEE 802.15.4, è ugualmente in grado di funzionare con altri standard wireless rendendolo una scelta ideale per molte applicazioni.

6LoWPAN utilizza IPv6 e questo da solo deve metterlo da parte dagli altri con un netto vantaggio. Con il mondo che sta migrando verso i dati a pacchetto IPv6, un sistema come 6LoWPAN offre molti vantaggi per le reti di sensori wireless a bassa potenza e altre forme di reti wireless a bassa potenza.

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Guarda il video: IOT Network Protocols: 6LowPAN: part 1 (Gennaio 2022).