IPv6 over LPWAN の状況
坂根 昌一
イノベーションセンター
シスコシステムズ

IETF報告会 (100th シンガポール), 2017年12月15日

IPv6 over LPWANLPWANって、なによ？

LPWAN ってなによ？

世界でのLPWAの動き
2023年、LPWAデバイスの接続数は約30億になると予想。
2020年、サービスの収益は約64兆円になると予想。

Machina Research, Feb-2015
New Electronics, Machina Research, Dec-2015

LPWAN ってなによ？

代表的な無線技術の位置付け
通信速度

消費電力

Gbps

BT

WiFi

3G,LTEMbps

100 mA

ZigBee
Wi-SUN
BLEkbps

bps

LPWAN

NFC
RFID
通信距離20 mA
10 m

100 m

1 km

10 km

LPWAN ってなによ？

LPWANに分類される技術の位置付け
通信速度（代表的な技術を抜粋）

DR: ~ 4 Mbps
SZ: 1500 B
RG: ~ 1 km

Mbps

HaLoWkbps

ペイロード
サイズ
1500 B

1000 B
DR: up 62 kbps, dl 26 kbps
SZ:
RG: ~ 約3 km
License band

NB-IoT

DR: 250 bps ~ 5.5 kbps
SZ: ~ 250 B
RG: 2 km ~ 20 km

LoRaWAN

500 B

DR: 100 bps
SZ: 12 B (140回/日)
RG: 10 km ~ 30 km

Sigfox

bps
通信距離

1 km

10 km

20 km

100 B

LPWAN ってなによ？

代表的な無線技術の位置付け
通信速度

消費電力

Gbps

BT

WiFi

3G,LTEMbps

100 mA

ZigBee
Wi-SUNWPAN
BLEkbps

bps

LPWAN

NFC
RFID
通信距離20 mA
10 m

100 m

1 km

10 km

LPWAN ってなによ？

メッシュ型

スター型

WPANで採用している。

LPWANで採用している。

数百m〜数km

数百m

より正確には上記トポロジはpeer-to-peer型のcluster-tree型

ü ネットワークデザインが比較的むずかしい。
ü 障害の切り分けがむずかしい。
ü ホップ数が増えると通信が安定しなくなる。
ü GWの近くに特別なデバイスが必要になる。
ü 通信プロトコルが複雑。

ü ネットワークデザインが比較的やさしい。
ü 障害の切り分けを比較的やりやすい。
ü 通信状態を予測しやすい。
ü 通信プロトコルがシンプル。

LPWANって、なによ？

LPWAN ってなによ？

Low Power
Low Cost
Long Range
Low Data Rate

LPWAN

１回の送信に 10〜100 mA 程度
通信モジュール1個 数百円程度
市街地で 数 km
郊外で 数十 km
数十 bps 〜 数十 kbps
1回の送信は数バイト〜数百バイト

Low Power Wide Area Network

IPv6 over LPWAN

IPv6 over LPWAN

LPWAN SCHC and fragmentation for IPv6 and UDPdraft-ietf-lpwan-ipv6-static-context-hc-07

IPV6 over LPWAN のコアとなる技術

1. Compression/Decompression
事前に共有したルールを用いて各ヘッダを圧縮する。

SCHC : Static Context Header Compression

APP

APP

APP

UDP
ここ！

IPv6
SCHC C/D[シィーク]

LPWAN

2. Fragmentation/Defragmentation
パケットの分割・再構成と３つの送受信方法を用いる。
a. NO-ACK modeb. ALWAYS-ACK modec. ACK-ON-ERROR mode

実装のイメージ

3. SCHC for IPv6/UDP headers

NO-ACK

ALWAYS-ACK

ACK-ON-ERRORIPv6 over LPWANIETF lpwan WG で議論されている• 2016年4月 IETF95 Buenos Aires で BoF
ü 要件が似ている市場に同様の多くの技術が乱立している。
à サイロ化される。
à 機器管理、ネットワーク管理が複雑になる。
ü インターネットとの相互運用を前提に設計されていない。
à データの相互利用が難しくなる。
à 運用が複雑になる。

• WG設立by Alexander Pelov (@ackl.io)

Internet AreaChairs
Ø Pascal Thubert, CiscoØ Alexander Pelov, Acklio

ü WGのL2技術は SIGFOX, LoRa, NB-IOT, WI-SUN• 2016年11月 IETF97 Seoul で第1回WGミーティングが開催された。
• Webex を使ったテレミーティングが 12回/9ヶ月
次回 12月20日 1:00

ヽ(´Д`；)ﾉIPv6 over LPWANIETF 100 lpwan WG ミーティング
月曜日 9:00-12:00 本会議 100人くらい
火曜日 9:00-12:00 ad-hoc ミーティング 9人

ドラフトステータス・アップデート✓ LPWAN Overview
à AD EvaluationLPWAN 技術のプロファイリング
✓ LPWAN SCHC and fragmentation for IPv6 and UDP
基本技術仕様✓ LPWAN SCHC for CoAP
✓ LPWAN SCHC for ICMPv6

APP

APP
UDP

APPIPv6✓ SCHC over LoRaWANSCHC✓ SCHC over Sigfox LPWAN

LPWAN
プロトコルスタックのイメージ

リチャータ• ICMPv6• SCHC-over-FOO• Data Model for SCHC Contexts• Minimal context provisioning protocol

IPv6 ヘッダの圧縮技術と言えば・・・・

なんで 6LoWPAN じゃないの(ﾟдﾟ) ？

IPv6 over LPWAN

6LoWPAN と SCHC
簡単には対象のL2技術の違い。
L2

IEEE 802.15.4

LPWAN

Peer-to-Peer トポロジありなし

中間ノードありなし

最小L2フレームサイズ (Bytes)

127

8Duty Cycle> 1%>1%IEEE 802.15.4 を運用して見えてきた課題への対策を取り入れている。
Adaptation 技術

6LoWPAN

SCHC

コンテキストなしあり

IPv6 ヘッダ (40 B)

20

UDP ヘッダ最小値 (8 B)

20

CoAP 最小値 (4 B + URI)なし

2フラグメントあり

あり

フロー制御なしありIPv6 over LPWANIETF Hackathon
土日に一歩も外に出ずに、大部屋に押し込められて、丸一日座りっぱなしで、モニタとにらめっこし、ひたすらキーボードを打ち続け、修行する会。
言い換えると・・・

アドレナリンとドーパミンが交互にだだ漏れし続けて、ひたすらハッピーになれる会。

11-Nov 土曜日 08:00-22:00
12-Nov 日曜日 09:00-17:00

IPv6 over LPWANIETF 100 hackathon lpwan team( ´_ゝ`)IPv6 over LPWAN

何をしてた？
https://pycom.io/product/lopy/

IPv6 over LPWAN の状況

まとめ• モノをつなぐ技術として LPWAが注目されてます。
ü Low Power, Low Cost, Long Range, Low Data rate

• IPv6 over LPWANü LPWAネットワークで IPv6/UDP を使う技術のこと。
ü IETF lpwan WG で議論されてます。
ü SCHC [シィーク] がコア技術。
ü SCHC over Foo [シィーカバブー] はこれから。

• IETF Hackathon に参加してハッピーになろう！

ご質問などは、ありますでしょうか？

次回も行けるかなぁ・・・(´･_･`)

End of presentation