IPv6 正式进入 LoRaWAN® 生態系统

SCHC適配層

這項新功能利用了由互聯網工程任務小組（RFC 8724、9011）定義的 SCHC 適配層——IETF 是定義保證互聯網互通性和演進標準的國際機構。 SCHC，發音為“chic”，是一種壓縮和分段機制，可以避免網路實體之間的頻寬密集型同步操作。它依賴於一個簡單的原則：鑑於物聯網資料流的高度可預測性，可以事先編寫、共享和儲存通訊上下文。這可以大幅減少透過網路傳輸的資料量，從而支援 IPv6 和相關的上層應用層通訊。

由 SCHC 處理的 LoRaWAN 網路細節

挑戰#1：

IPv6/UDP 的使用在有效負載中增加了至少 48 個位元組的標頭，這使得其在 LoRaWAN 網路上的使用效率低下，甚至不可能。

• SCHC 壓縮減少了 IPv6/UDP 標頭，使其作為一個位元組的 RuleID 在 LoRaWAN 幀中攜帶。

挑戰#2：

IPv6 最大傳輸單元 (MTU) 要求接取網路處理至少 1280 位元組的封包，遠遠超出 LoRaWAN 256 位元組的最大能力。

• SCHC 包括可選的分段和重組，用於傳輸大於 LoRaWAN 有效負載大小的資料包。它是專門為節省下行鏈路而設計的。

挑戰＃3：

IPv6 需要永久的雙向對話來維持網路元素之間的連線。

• SCHC 架構可防止連續同步，從而在維護通訊上下文的同時節省頻寬。

挑戰#4：

LoRaWAN 參數在區域、操作員和無線電條件（行為、資料速率、訊息大小等）之間的變化

• SCHC 實現動態地使分段適應底層網路條件和功能。

設定概述

終端設備透過 LoRaWAN 連結傳送以 IPv6 封包傳輸的傳統應用訊息。為此，Actility 的SCHC 實作會對資料包進行分段和壓縮。上下文在終端設備和核心網路之間共用。

圖 1：LoRaWAN 上 IPv6 的 SCHC 適配層架構，圖片由 Actility 提供

要在 LoRaWAN 上啟用 IPv6，實施需要：

• 嵌入裝置中的庫（在 CPU、通訊模組或 SoC 上）：Actility SCHC 庫
• LoRaWAN網路伺服器和服務應用程式之間有一個SCHC閘道：Actility IP C ore

圖 2：Actility SCHC 軟體套件，圖片由 Actility 提供

透過 IPv6 支援實現無縫互通

網際網路協定（IP）充當應用層和較低層網路協定之間的樞紐，隱藏了接取技術之間的差異。它還為應用程式提供了統一的服務介面。這樣，應用程式就可以路由訊息，而無需擔心底層網路技術。

SCHC 將 LoRaWAN 終端設備轉換為靜態配置的 IPv6 對象，並且可以從任何互聯網應用程式輕鬆尋址。它從設備到應用程式端到端地維護客戶端基於 IP 的應用程式環境。 SCHC 能夠將連接到 LoRaWAN 網路的設備與客戶的其他網路和應用解決方案無縫整合。

SCHC 使 LoRaWAN 適合許多用例，而不會影響其在能源效率或網路上託管的物件密度方面的效能。先前，LoRaWAN 可以在具有感測器子系統的 IP 部署邊緣使用，透過協定轉換網關連接到 IP 世界。現在，客戶可以將 LoRaWAN 無縫添加到各種連接的組合中，以補充、強化甚至取代 IP 世界的傳統連接。

基於 LoRaWAN 的 IPv6 開拓新市場

借助 SCHC，LoRaWAN 將能夠滿足更多用例和拓展新市場的需求。更不用說目前圍繞 IPv6 匯聚的物聯網生態系統 - 例如Matter，以前稱為 Project Connected Home over IP (CHIP)。

這項新的 IPv6 over LoRaWAN 功能的第一個目標市場是，由於DLMS 協定的支持，透過 LoRaWAN 部署多計量，實現相同網路和資料平台的互通性和通用性，以連接所有類型的儀表。現在，憑藉 SCHC 上的 DLMS 的可用標準配置、LoRaWAN 之上的電錶以及水錶和燃氣表，可以利用可靠的標準來確保簡單可靠的整合。此外，還有一個良好的互惠互利的好處；網路和數據平台現在可以與更多供應商互通。

圖 3：由Actility SCHC 壓縮的 DLMS/COSEM 訊息，用於透過 LoRaWAN 傳輸 - 標頭的壓縮率為 90%，當 SCHC 應用於整個 IPv6/UDP/DLMS 封包時，壓縮率為 75%。圖片由Actility提供

SCHC 可用於支援許多垂直領域所需的基於 IP 的應用程式和標準。從智慧家庭到智慧物流，再到智慧城市，現在可以設想無數的用例。例如，Actility的 SCHC 實施允許透過 LoRaWAN 實現基於 Modbus 的工業自動化網路的緻密化，並使用 LoRaWAN 作為傳統 IP 路由器的備份連接。

親身體驗 SCHC 開發者計劃

根據 LoRa 聯盟對這項新功能的規範， SCHC 技術的先驅和領導者Actility透過專門為 LoRaWAN 開發人員開設的開發人員計劃，將該技術提供給盡可能多的受眾。 Actility首次提供以下獨家存取權限：

• Actility Cloud平台（社群版）
• 完整的文檔，以及交鑰匙整合範例，以方便您入門
• 一個 GitLab 儲存庫，可存取Actility SCHC 庫以及開源應用程式範例，包括 LoRa Basics ^{™的參考實現}