近年來集成了網絡技術、嵌入式技術和傳感器技術的低速率無線個域網（LR-WPAN）技術成為了研究熱點。LR-WPAN是為短距離、低速率、低功耗無線通信而設計的網絡，可廣泛用于智能家電和工業控制等領域。IETF組織于2004年11月正式成立了IPv6 overLR-WPAN（簡稱6LowPan）工作組，著手制定基于IPv6的低速無線個域網標準，即IPv6over IEEE 802.15.4，旨在將IPv6引入以IEEE 802.15.4為底層標準的無線個域網。其出現推動了短距離、低速率、低功耗的無線個人區域網絡的發展。IEEE 802.15.4是LR-WPAN的典型代表，其應用前景非常廣闊，以其為基礎的研究方興未艾。

　　但是，IEEE802 15.4只規定了物理層 （PHY）和媒體訪問控制（MAC）層標準，沒有涉及到網絡層以上規范，而IEEE 802 15.4設備密度很大，迫切需要實現網絡化。同時為了滿足不同設備制造商的設備間的互聯和互操作性，需要制定統一的網絡層標準。IPv6以其規?？涨暗牡刂房臻g及開放性，對LR-WPAN產生7極大的吸引力。

　　1、IEEE 882.15.4技術概述

　　IEEE 802.15.4定義的是PHY和MAC層。

　　IEEE802.15.4標準的主要特征：①低速率，對于2.4GHz、828MHz、915MHz 3個頻段分別對應250Kb/s、20Kb/s和40Kb/s3種速率；②低功耗，在待機模式下可使用2節5號干電池驅動6個月以上；③低成本，一般采用硬件資源非常有限的底端嵌入式設備或更小的特殊設備；④短距離，節點信號覆蓋范圍有限，一般為10－100m；⑤低復雜度，比現有的標準低；⑥短幀長，最大幀長度為127字節；⑦多拓撲，網絡拓撲結構豐富，支持星型拓撲和點對點拓撲2種基本拓撲結構及其混合組網。

　　2、6LowPan技術概述

　　2．1 6LowPan技術簡介

　　6LowPan工作組的研究重點為適配層、路由、報頭壓縮、分片、IPv6、網絡接入和網絡管理等技術，目前已提出了適配層技術草案．其他技術還在探討中。

　　6LowPan技術底層采用IEEE 802.15.4規定的PHY層和MAC層，網絡層采用IPv6協議。由于IPv6中，MAC支持的載荷長度遠大干6LowPan底層所能提供的載荷長度，為了實現MAC層與網絡層的無縫鏈接，6Low-Pan工作組建議在網絡層和MAC層之間增加一個網絡適配層，用來完成包頭壓縮、分片與重組以及網狀路由轉發等工作。

　　2．2 6LowPan技術的優勢

　?。?）普及性：IP網絡應用廣泛，作為下一代互聯網核心技術的IPv6，也在加速其普及的步伐，在LR-WPAN網絡中使用IPv6更易于被接受。

　　（2）適用性：IP網絡協議棧架構受到廣泛的認可，LR-WPAN網絡完全可以基于此架構進行簡單、有效地開發。

　?。?）更多地址空間：IPv6應用于LR-WPAN最大亮點就是龐大的地址空間。這恰恰滿足了部署大規模、高密度LR-WPAN網絡設備的需要。

　　（4）支持無狀態自動地址配置：IPv6中當節點啟動時。可以自動讀取MAC地址，并根據相關規則配置好所需的IPv6地址。這個特性對傳感器網絡來說，非常具有吸引力，因為在大多數情況下，不可能對傳感器節點配置用戶界面，節點必須具備自動配置功能。

　?。?）易接入：LR-WPAN使用IPv6技術，更易于接入其他基于IP技術的網絡及下一代互聯網，使其可以充分利用IP網絡的技術進行發展。

　?。?）易開發：目前基于IPv6的許多技術已比較成熟，并被廣泛接受，針對LR-WPAN的特性對這些技術進行適當的精簡和取舍，簡化了協議開發的過程。

　　由此看見，IPv6技術在LR-WPAN網絡上的應用具有廣闊發展的空間，而將LR-WPAN接入互聯網將大大擴展其應用，使得大規模的傳感控制網絡的實現成為可能。

　2．3 6LowPan關鍵技術分析

　　對于IPv6和IEEE805.15.4結合的關鍵技術，6LowPan工作組進行了積極的研究與討論，目前在IEEE 802.15.4上實現傳輸IPv6數據包的關鍵技術如下：

　?。?）IPv6和IEEE 802.15.4的協調。IEEE802.15.4標準定義的最大幀長度是127字節．MAC頭部最大長度為25字節，剩余的MAC載荷最大長度為102 字節。如果使用安全模式，不同的安全算法占用不同的字節數，比如AES-CCM-128需要21字節，AES-CCM-64需要13字節，而AES- CCM-32需要8字節。這樣留給MAC載荷最少只有81個字節。而在IPv6中。MAC載荷最大為1280字節。IEEE 802.15.4幀不能封裝完整的IPv6數據包。因此，要協調二者之間的關系，就要在網絡層與MAC層之間引入適配層，用來完成分片和重組的功能。

　　（2）地址配置和地址管理。IPv6支持無狀態地址自動配置，相對于有狀態自動配置的來說，配置所需開銷比較小，這正適合LR-WPAN設備特點。同時，由于LR-WPAN設備可能大量、密集地分布在人員比較難以到達的地方，實現無狀態地址自動配置則更加重要。

　?。?）網絡管理。網絡管理技術對LR-WPAN網絡很關鍵。由于網絡規模大，而一些設備的分布地點又是人員所不能到達的，因此LR-WPAN網絡應該具有自愈能力，要求LR-WPAN的網絡管理技術能夠在很低的開銷下管理高度密集分布的設備。由于在IEEE802.15.4上轉發IPv6數據提倡盡量使用已有的協議，而簡單網絡管理協議（SNMP）又為lP網絡提供了一套很好的網絡管理框架和實現方法，因此，6LowPan傾向于在LR-WPAN上使用 SNMPv3進行網絡管理。但是，由于SNMP的初衷是管理基于IP的互聯網，要想將其應用到硬件資源受限的LR-WPAN網絡中。仍需要進一步調研和改進。例如：限制數據類型、簡化基本的編碼規則等。

　?。?）安全問題。由于使用安全機制需要額外的處理和帶寬資源，并不適合LR-WPAN設備，而IEEE802.15.4在鏈路層提供的AES安全機制又相對寬松，有待進一步加強，因此尋找一種適合LR-WPAN的安全機制就成為6LowPan研究的關鍵問題之一。

　　作為當今信息領域新的研究熱點，6Low-Pan還有非常多的關鍵技術有待發現和研究，比如：服務發現技術、設備發現技術、應用編程接口技術、數據融合技術等。