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6LoWPAN

개념
- 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

I. 6LoWPAN의 개요

 가. 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

 

 나. 6LoWPAN의 특성

  - IP인프라를 기반으로 Sensor node, Gateway, Sync node등의 USN 통합

  - USN의 저가격, 저전력 특성과 이동성, 광역성, 보안성을 결합

 

다. 6LoWPAN의 특징

 라. 6LoWPAN의 표준기술 범위

 

II. 6LoWPAN의 구성도 및 스택 아키텍처

 가. 6LoWPAN의 구성도

 

  •  외부 IP네트워크와 6LoWPAN 각각에 대해 16비트 주소를 Mapping하여 IPv6패킷을 압축
  •  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
  •  기존 IP 인프라를 활용
  •  기존의 IP 네트워크에 seamless한 무선망과의 통합
  •  2.4GHz ISM 대역에서 표준 IEEE 802.15.4
  •  공동 주파수대 사용(2.4GHz)으로 인한 간섭 - 위피, 블루투스, 지그비
  •  멀티 임베디드 애플 리케이션에서 배터리 수명 1 년
  •  소프트웨어 API 개발이 간단
  •  6LoWPAN 네트워크 스택은 자동으로 IEEE802.15.4 네트워크(최대 127 바이트)의 IPv6 패킷 (최대 1280 바이트) 전송 패킷을 처리

 

III. 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 간단함

상용 서비스 제공 중

토폴로지 확장성, 이동성 우수

IPv6 네트워크 호환성

통합망 관리용이 (SNMP V3)

단점

토폴로지 확장성 낮음

IPv6 네트웍 호환성 낮음

통합망 관리 어려움

보안 고려중

국가 Pilot 프로젝트 진행중

 

IV. 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

 

V. 6LoWPAN의 적용 및 전망

 가. 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.

 

 나. 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

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/44/6LoWPAN_comparaison_ND_v2.JPG/880px-6LoWPAN_comparaison_ND_v2.JPG

 

 

프로토콜 비교


메쉬 네트워크

 

 

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