IoT – 6loWPAN – Wstęp do technologii

Świat mknie do przodu, w tym artykule chciałem przybliżyć czytelnikom bezprzewodową technologie porozumiewania się między „rzeczami”- Internet rzeczy? – to tak śmiesznie brzmi, czy rzeczą można nazwać lodówkę, pralkę, roletę okienną czy nawet pojedynczą żarówkę, wszystkie gwiazdy na niebie wskazują że TAK!

nieoficjalne logo 6lowpan

6loWPAN, nie jest rzeczą nową, sama koncepcja bezprzewodowej sieci połączeń (nodów) została opracowana dużo wcześniej. Pod koniec XX wieku WSN, bo tak ogólnikowo nazywa się ta sieć (ang. Wireless Sensor Network) co oznacza po polsku Bezprzewodową sieć sensorową. Sieć ta jest oparta o urządzenia małej mocy obliczeniowej, o ograniczonych możliwościach, o zasilaniu bateryjnym. Z reguły wyposażona jest w szereg sensorów umożliwiających zbieranie danych o otoczeniu. Urządzenia te często zbudowane są tak, że można je wzbogacać o różne czujniki podłączając całe moduły sensorowe, które mogą mierzyć np. temperaturę, ciśnienie, stan poziomu wody w rzece, obraz z kamer przemysłowych itp. Technologia ta staje się coraz powszechniejsza np. w monitorowaniu ruchu ulicznego, opiece medycznej. Bezprzewodową sieć sensorową można przedstawić jako sieć powiązanych ze sobą elementów. Informacje są zbierane przez węzły czujników, które są zgrupowane w pola sensorowe. Węzły mogą komunikować się ze sobą na kilka różnych sposobów. Ale wracając do tematu 6loWPAN, w roku 2007 opublikowano pierwszy dokument dotyczący tej technologii (RFC 4944) samo wyrażenie 6loWPAN to akronim angielskiego wyrażenia IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks czyli niskonapięciowy protokół sieci bezprzewodowej PAN (ang. Personal Area Network), sieć PAN zazwyczaj ogranicza się do jednego budynku (biura, pokoju), technologia oparta jest o protokół IPv6 czyli Internet w wersji 6 (obecnie w Polsce rozpowszechniony jest w wersji 4), na chwile obecna (2016) ok. 16% światowego internetu jest oparta o internet w wersji 6.

Tak wszystko pięknie, ale jak to działa od strony technicznej czy są jakieś standardy, a i owszem pierwszym i najbardziej naturalnym jest standard IEEE 802.15.4, natomiast drugim i to jest novum, które może znacząco przyczynić się do rozwoju „Internetu rzeczy” jest Bluetooth 4.2 LE (obecnie wkracza już wersja 5).

Standard sieci radiowych pozwala na tworzenie małych sieci bezprzewodowych mutacji PAN (ang. Personal Area Network) o topologi siatki (mesh), gwiazdy, gwiazdy rozszerzonej (drzewa). Taka osobista sieć bezprzewodowa otwiera możliwości budowy systemów pomiarowo-sterujacych o nowych właściwościach. Warstwa fizyczna standardu IEEE 802.15.4 odpowiedzialna jest za następujące funkcje:

  • transmisje i odbiór danych aktywacje i dezaktywacje nadajnika i odbiornika;
  • wybór kanału transmisyjnego
  • detekcję sygnału w bieżącym kanale (Energy Detection);
  • analizę stanu łącza na podstawie odebranych pakietów (Link Quality Indicator);
  • ustalenie zajętości bądź dostępności kanału transmisyjnego (Clear Chanel Assessment);

Inne cechy:

  • wysoka niezawodność uzyskana dzięki zastosowaniu potwierdzania odbioru;
  • mechanizmy zapewniające integralność oraz poufność transmisji (kodowanie AES);
  • transmisja z rozpraszaniem widma metoda sekwencji bezpośredniej;
  • łączność oparta na priorytetach;

Za niepisanych „ojców” tej technologi uważa się Zach’a Shelby’go (firma Sensinode) oraz Carsten’a Bormann’a.

 

 

 

CDN.

Maciej Pinkosz (2011-2016) → 6loWPAN.pl