6LowPAN?
- IEEE 802.15.4를 PHY/MAC으로 하는 저전력 WPAN상의 인터넷 프로토콜 IPv6를 결합하여 USN 네트워크를 통합해 광범위한 확장성과 이동성을 보장하기 위한 기술 - IETF 6LoWPAN Working Group에서 추진중인 IP-USN 관련 표준으로 센서 네트워크와 IPv6 네트워크를 직접 연동하는 기술
1. 6LowPAN의 개요
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6LoWPAN(IPv6 over Low Power WPAN)의 정의
- IEEE 802.15.4를 PHY/MAC으로 하는 저전력 WPAN상의 인터넷 프로토콜 IPv6를 결합하여 USN 네트워크를 통합해 광범위한 확장성과 이동성을 보장하기 위한 기술
- IETF 6LoWPAN Working Group에서 추진중인 IP-USN 관련 표준으로 센서 네트워크와 IPv6 네트워크를 직접 연동하는 기술
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6LoWPAN의 특성
- IP인프라를 기반으로 Sensor node, Gateway, Sync node등의 USN 통합
- USN의 저가격, 저전력 특성과 이동성, 광역성, 보안성을 결합
- 6LoWPAN의 특징
- 6LoWPAN의 표준기술 범위
2. 6LowPAN의 구성도 및 스택 아키텍처
- 6LoWPAN의 구성도
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외부 IP네트워크와 6LoWPAN 각각에 대해 16비트 주소를 Mapping하여 IPv6패킷을 압축
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IEEE 802.15.4 MAC과PHY위에 적응계층(Adaptation Layer)으로서 단편화, 커미셔닝, ND(Neighbor Discovery) 최적화, 메쉬라우팅, IPv6, TCP/UDP, 소켓API, SNMP, 서비스 네이밍, 센서응용 등으로 구성
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기존 IP 인프라를 활용
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기존의 IP 네트워크에 seamless한 무선망과의 통합
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2.4GHz ISM 대역에서 표준 IEEE 802.15.4
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공동 주파수대 사용(2.4GHz)으로 인한 간섭 - 위피, 블루투스, 지그비
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멀티 임베디드 애플 리케이션에서 배터리 수명 1 년
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소프트웨어 API 개발이 간단
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6LoWPAN 네트워크 스택은 자동으로 IEEE802.15.4 네트워크(최대 127 바이트)의 IPv6 패킷 (최대 1280 바이트) 전송 패킷을 처리
3. Zigbee와 6LoWPAN의 비교
| 구분 | Zigbee | 6LoWPAN |
|---|---|---|
| MAC Layer | IEEE 802.15.4 표준 | |
| 표준화단체 | Zigbee Alliance | IETF 6Lo WPAN WG |
| 주소 | 16비트 혹은 64비트 | IPv6주소 |
| 주소유일성 | 하나의 PAN내에서 유일 | 전세계에서 유일 |
| 장점 | 상대적으로 간단함상용 서비스 제공 중 | 토폴로지 확장성, 이동성 우수IPv6 네트워크 호환성통합망 관리용이 (SNMP V3) |
| 단점 | 토폴로지 확장성 낮음IPv6 네트웍 호환성 낮음통합망 관리 어려움 | 보안 고려중국가 Pilot 프로젝트 진행중 |
4. 6LoWPAN과 IPv4망 연동
- 6LoWPAN을 지원하는 장치는 기존 망에 붙어서 하나의 네트워크 구성 요소로 동작하게 되며 이런 노드들이 무수히 많아 졌을 때 이것이 하나의 클라우드 형태로 전파가 되게 되고 장치기반으로의 인터넷 망의 확장으로 인하여 다양한 응용 분야를 만들어냄
| 구분 | 필요기술 |
|---|---|
| IPv4/IPv6 라우터 | - 내부 네트워크에서 IPv6를 지원하고 외부로 나가는 인터넷망은 IPv4를 지원 할 수 있도록 듀얼 스택을 지원- IPv4망과의 연동을 위한 주소 변환 기술들이 적용 |
| Edge 라우터 | - IPv6에서 IPv4를 거쳐 IPv6로 가기위한 터널링 기법이 필요 |
5. 6LoWPAN의 적용 및 전망
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6LoWPAN의 적용
- 6LoWPAN은 IP를 사용함으로써 기존의 구축된 통신 및 응용서비스 인프라를 그대로 이용할 수 있어서 비용이 절감
- 잘 알려지고 검증된 IP 기술들을 사용할 수 있어 신뢰성과 안정성을 도모
- LoWPAN에서는 기존 네트워크들에 비해 상당히 많은 수의 노드가 배치되어야 하므로 큰 주소 공간과 자동 주소설정과 같은 기능을 내장하고 있는 IPv6가 적합
- 6LoWPAN에서는 IPv4는 고려하지 않는다.
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6LoWPAN의 전망
- 이동성 및 글로벌 네트워크 특징을 지닌 센서네트워크 시장 선점
- Zigbee 시장과 공존 및 차별화 전략 필요
- IP-USN 기술개발, 표준화, 시범사업이 동시에 진행되어야 함.
[참고] 6LoWPAN 프로토콜 스택
6LoWPAN 게이트웨이 구조
헤더압축기법
패킷분할
주소자동설정
프로토콜 비교
메쉬 네트워크
