La compresión de encabezado de contexto estático (SCHC) es un mecanismo estándar de compresión y fragmentación definido en el grupo de trabajo IPv6 sobre LPWAN del IETF . Ofrece compresión y fragmentación de paquetes IPv6 / UDP / CoAP para permitir su transmisión a través de redes de área amplia de bajo consumo (LPWAN) .
La red de área amplia de bajo consumo ( LPWAN ) reúne las tecnologías de conectividad adaptadas a la Internet de las cosas (IoT), lo que permite:
La compensación por lograr estas características incluye una limitación severa en términos de rendimiento y tamaño de paquete admitido. [1] Además, LPWAN viene con limitaciones en las modalidades de transmisión ya que, para ahorrar batería, los dispositivos están inactivos la mayor parte del tiempo y se activan solo episódicamente para transmitir y recibir datos durante un breve período de tiempo.
Como resultado, las LPWAN utilizan sus protocolos específicos, cada uno adaptado a sus propias particularidades. Lo más importante es que no pueden transportar IPv6 , que fue diseñado para asignar direcciones a los miles de millones de dispositivos IoT conectados.
A principios de la década de 2000, la IETF produjo la primera ola de estándares maduros para la compresión y la fragmentación:
Sin embargo, estos esquemas de compresión no pueden adaptarse a las especificidades de LPWAN. [2] [3] [4]
SCHC asocia los beneficios del contexto RoHC, que proporciona alta flexibilidad en el procesamiento de campos, y de las operaciones 6LoWPAN para evitar transitar campos que son conocidos por el otro lado. [4]
SCHC aprovecha las características LPWAN (sin enrutamiento, formato de tráfico y contenido de mensajes altamente predecibles) para reducir la sobrecarga a unos pocos bytes y ahorrar tráfico de red.
La compresión SCHC se basa en el concepto de contexto . Un contexto es un conjunto de reglas que describen el contexto de la comunicación, es decir, los campos de encabezado . Se comparte y se proporciona previamente tanto en los dispositivos finales como en la red central. El "contexto estático" supone que la descripción de la regla no cambia durante la transmisión. Gracias a este mecanismo, los encabezados IPv6/UDP se reducen en la mayoría de los casos a un pequeño identificador.
Cuando la compresión no es suficiente, SCHC proporciona un mecanismo de fragmentación que funciona de tres maneras diferentes:
En este modo, el paquete SCHC se separa en múltiples fragmentos que se envían ciegamente al receptor; si el receptor pierde algún paquete, no podrá reconstruir el paquete enviado.
En este modo se utiliza el concepto de "ventanas", las ventanas tienen un tamaño predefinido, lo que permite al receptor llevar un recuento de qué ventanas o partes de ventanas se han recibido, en el momento en que el receptor recibe el último fragmento del remitente calculará qué partes de los paquetes se han perdido y enviará un mensaje describiéndolo al remitente. El remitente entonces inicializará la retransmisión de las partes de paquetes faltantes.
En el modo Ack-Always se utiliza el mismo mecanismo de retransmisión que para Ack-On-Error excepto que no se realiza al final de la transmisión sino para cada ventana.
El marco genérico para la compresión y fragmentación de encabezados de contexto estático, RFC 8724, se publicó en abril de 2020. Describe el marco genérico que se puede utilizar en todas las tecnologías LPWAN y, de forma más general, en todas las redes de Internet.
Se dedica trabajo adicional a la definición de configuraciones de parámetros estándar y modos de operación para optimizar el rendimiento de SCHC de acuerdo con los protocolos implementados y las tecnologías LPWAN subyacentes:
El 17 de mayo de 2022, The LoRa Alliance (asociación mundial de empresas que respaldan el estándar abierto LoRaWAN® para las redes de área amplia de bajo consumo de Internet de las cosas) anunció que LoRaWAN ahora admite sin problemas el Protocolo de Internet versión 6 (IPv6) de extremo a extremo. [5] Al ampliar la amplitud de las soluciones de dispositivo a aplicación con IPv6, el mercado de IoT direccionable de LoRaWAN también se amplía para incluir estándares basados en Internet necesarios en la medición inteligente de electricidad y nuevas aplicaciones en edificios inteligentes, industrias, logística y hogares. La Alianza publicó una especificación técnica TS 10–1.0.0 para explicar cómo usar SCHC como una capa de adaptación para permitir que los dispositivos finales LoRaWAN usen pilas basadas en IPv6 sobre LoRaWAN [6] y amplía su programa de certificación para incluir SCHC sobre soluciones IPv6 habilitantes para LoRaWAN®. [7]
Además, el SCHC se está adoptando en un esfuerzo de estandarización conjunto llevado a cabo por la Asociación de Usuarios de DLMS y la Alianza LoRa para las industrias de medición inteligente . [8] [9]