Jennic implementiert 6LoWPAN auf seinen Wireless Microcontrollern

Drahtlose lokale Netze haben sich in den letzten Jahren technisch und ergonomisch rasant entwickelt und sind mittlerweile unverzichtbarer Bestandteil mobiler und ortsfester TCP/IP-Infrastrukturen geworden. Etwas weniger im öffentlichen Fokus stehen die Netzwerke der industriellen Automatisierungstechnik, des Gebäudemanagements oder der Mensch-Maschine-Kommunikation. Mit ZigBee, WirelessHart oder WPAN stehen hier aber schon gut entwickelte Protokolle zur Verfügung und so beginnt auch im Umfeld der Fertigungsstraßen und Maschinenparks die drahtlose Revolution. Noch orientieren sich die Protokolle an den alten Übertragungssystemen, aber schon wird der Wunsch nach Interoperabilität mit IP-Netzen laut. 6LoWPAN bietet seit Neuestem eine Lösung zur Anbindung drahtloser Sensornetze an die Welt des Internets und Jennic hat als erstes Unternehmen dieses IPv6-basierende Protokoll in seine Wireless Microcontroller implementiert.

6Lo – wie ? 

6LoWPAN steht für IPv6 over Low Power Wireless Personal Area Networks und ist gleichzeitig der Name der IETF-Arbeitsgruppe, die dieses Proto koll entwickelt hat. 6LoWPAN ermöglicht die Übertragung von IPv6-Paketen über 802.15.4-Netze (Wireless Personal Area Network = WPAN) und damit letztlich die Anbindung drahtloser Sensornetze an das Internet. 

 Nun ist es natürlich nicht ganz so einfach, WPANs an TCP/IP-Netze anzuschließen, da die Protokolle doch recht unterschiedlich sind. Nur als Beispiel seien hier Header- und Paketgrößen angeführt: IPv6 definiert eine Maximum Transmission Unit (MTU) von 1280 Bytes, während IEEE802.15.4 maximal 127 Bytes (Octets) zu einem Paket schnürt. Die Abbildung von IPv6 auf WPANs bedeutet also mitunter eine Fragmentierung der Pakete, wobei 6LoWPAN durch Kompression der Daten und auch von Teilen des Headers versucht, dies zu vermeiden. 

 Es bedarf also einer grundlegenden Umsetzung zwischen den beiden Protokollen und so wurde mit der RFC 4944 eine Anpassungsebene definiert, in der die Umsetzung von IPv6-Data grammen über IEEE 802.15.4 Netze geschieht.

Jennics 6LoWPAN-Lösung

Jennic kündigte nun vor kurzem für seine Wireless Microcontroller die industrieweit erste Single-Chip-Implementierung dieses Protokollstacks für drahtlose Low-Power IPConnectivity an. Durch Ausweitung des breit eingeführten Internet-Protokolls (IP) in die Do mäne der drahtlosen Low-Power-Knoten können Anwendungen nun bestehende IP-Infrastrukturen nutzen, damit aufwerten und Entwicklungskosten sowie Markteinführungszeiten reduziert werden.

Wie auch ZigBee basiert 6LoWPAN auf dem bekannten 802.15.4-Standard und läuft in der Jennic Implementierung auf dem reich ausgestatteten JN5139 Wireless Microcontroller, der einen 2.4 GHz IEEE802.15.4-Transceiver und einen 32 Bit Prozessor-Core in einem Chip integriert und dabei noch genügend Speicher für Anwendungssoftware zur Verfügung hat.

Der Jennic 6LoWPAN Netzwerk Protokollstack unterstützt simple Sternnetze, kann aber auch oberhalb des stabilen und erprobten JenNet-Stacks laufen und bietet damit selbstheilende Cluster-Tree Netzwerkstrukturen mit automatischer Routenbildung und Reparaturmechanismen.

Der Stromverbrauch von 6LoWPAN ist nur ein Bruchteil dessen, was WiFi-Implementierungen benötigen und so können Produkte wie Heizungssteuerungen, Überwachungssensoren, Patienten-Monitoring- Ausrüstung, Prozesssteuerungen oder –sensoren mit IP-Fähigkeiten ausgestattet werden und viele Jahre mit der gleichen Batterie arbeiten.

6LoWPAN ist sehr attraktiv für Unternehmen die im Bereich der Gebäudesteuerungen, der Industriesteuerungen oder dem Medizin- und Consumermarkt tätig sind und wo bereits IP-Infrastrukturen existieren. Entwickler sind damit in der Lage, ihre IP-Expertise zu nutzen und extrem strom sparende drahtlose Produkte herzustellen, die sich nahtlos in bestehende IP-Netze einbinden lassen. Dies ist eine logische Weiterentwicklung und wird ohne Zweifel eine Fülle von Anwendungen hervor bringen, die bis dahin nicht realisierbar waren.

Der 6LoWPAN Protokollstack von Jennic läuft auf den JN5139 32-bit Wireless Microcontroller und damit aufgebauten Modulen. Die attraktiv gepreisten Mikro controller verfügen über große   Speicher ressourcen mit 192kBytes ROM und 96kBytes RAM für den IEEE802.15.4 MAC-, 6LoWPAN- und den JenNet Protokollstack sowie für Anwendungssoftware.