6LoWPAN

Was ist 6Lowpan?

6LoWPAN steht für die Abkürzung “IPv6 for [Lo]w Power [W]ireless [P]ersonal [A]rea [N]etwork”.
Dies beinhaltet eine durch die IETF standardisierte Technologie (RFC4944), Funknetze
in IPv6-Netze zu integrieren. Wegen ihrer oft eingeschränkten Ressourcen erfüllen Funknetze
die Anforderungen von IPv6 nicht von vornherein. 6LoWPAN vermittelt zwischen der IPv6-Welt und
Funknetzen unter Berücksichtigung von deren Besonderheiten.

Einschränkungen von Funknetzen

Einschränkungen bezüglich der Ressourcen entstehen hier aus
der knappen Energieversorgung. Die Geräte in solchen Funknetzen werden oft nur über Batterien (z.B. 2×1,5V Mignon) mit sehr geringer Kapazität betrieben. Der Einsatz ist hier für Orte gedacht, wo eine Energieversorgung schwer oder garnicht möglich ist. Unter diesen Einschränkungen ergeben sich für die Geräte u.a.:

- Geringe Rechenleistung: Es werden oft ältere CPUs verwendet, wie der 8Bit-Prozessor MSP430 von Texas Instruments. Moderne Prozessoren haben hier zu viel Energieverbrauch und sind patentrechtlich geschützt, was deren lizenzfreie Nutzung verhindert.

- Wenig Speicher: Die Geräte besitzen nur ca. 10kByte RAM und 40kByte ROM.

- Eingeschränkte Erreichbarkeit: Die Kommunikation per Funk kann gestört sein. Weiters befinden sich die Geräte größtenteils im Schlafmodus, um Energie zu sparen. Auch kann die Batterie leer sein.

- Geringe Paketgrößen: Die Geräte kommunizieren auf dem in den unteren Schichten lokalisieren Funkstandard IEEE 802.15.4, der eine maximale Paketgröße von 127 Bytes zulässt. Nach Abzug von weiteren 21 Bytes in der MAC-Schicht verbleiben nur noch 81 Bytes für die Datenpakete.

- Geringe Bandbreite von maximal 250 kBit/s bei 2.4 GHz.

Vorteile von IPv6 bei Funknetzen

Folgende Eigenschaften machen den Einsatz von IPv6 in Funknetzen interessant:

- Großer Adressraum von 128Bit: Bei Funknetzen ist eine Skalierbarkeit auf eine große Anzahl an Geräten beabsichtigt.

- Zustandslose Autokonfiguration: Die Geräte sollen sich idealerweise selbst konfigurieren, was deren Beschaffung der IPv6-Adresse betrifft. Gerade bei sehr vielen Geräten wäre der Aufwand zu hoch, jedes einzelne Gerät zu konfigurieren. IPv6 bietet hier schon fertige Lösungen.

- Etablierte Technologie: IPv6 ist erprobt und weit verbreitet. Der Standard ist offen und nicht-proprietär.

- Leichte Konnektivität: Problemlose Anbindung von Funknetzen in bestehende IPv6-Netze.

6LoWPAN in Aktion

Hier werden einige Konzepte erwähnt, wie 6LoWPAN zwischen der IPv6-Welt und Funknetzen vermittelt. Durch Entfernung redundanter Information in den Datenpaketen lassen sich letztere verkleinern.

- Header-Kompression: Die MAC-Adresse ist auch in der IPv6-Adresse enthalten und kann daher dort entfernt werden.

- Versionsnummer: Ist immer 6 und kann entfallen.

- Traffic Class und Flow Label: Sind immer null in IPv6 und daher überflüssig.

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