1.5.1 概述
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2023-12-01
低功耗有损网络是用于高度受限节点（CPU 受限、内存受限、功耗受限）互联网络的术语。这些节点具有低速率、低性能、低成本、连接不稳定等特性。
LoWPAN 是一种由许多遵循 IEEE 802.15.4 标准的设备构成的特殊的低功耗有损网络。
LoWPAN 中的设备具有如特性：
- 处理能力有限：处理器的时钟频率、类型多种多样，最低的处理器是 8 位处理器。
- 内存容量小：最低只有几 KB 的 RAM、几十 KB 的 ROM/flash。尽管在将来容量可能会增加，但仍然需要尽量支持最低容量。
- 低功耗：大约几十毫安。
- 小范围：IEEE 802.15.4 定义的个人操作空间(Personal Operating Space，POS)范围是 10 米。在实际中，覆盖面积只能达到上百米。
- 低成本：这包含一些其它特性，比如低处理性能、小内存等。
随着技术的演进，节点上的限制可能会改变。但是与其它领域不同，LoWPAN 总是用于受限的设备，以便将来有更低的价格。
LoWPAN 通常都包含若干无线传感器设备，这些设备协同工作，在物理环境和应用程序建立联系。此外，LoWPAN 通常还包含制动器。
LoWPAN 本身具有如下特性：
- 包尺寸小：物理层的最大帧长是 127 字节，MAC 层的最大帧长是 102 字节。链路层安全相关的信息也会占据一部分字节，最终导致包中的数据最大为 81 字节。
- IEEE 802.15.4 定义了几种编址模式：既可以用 IEEE 64 位扩展地址，也可以在个域网(Person Area Network，PAN)中使用 16 位地址。
- 低带宽：对于当前物理层定义的 2.4GHz、915MHz 和 868MHz 的频率，分别对应 250kbps、40kbps 和 20kbps 的数据传输速率。
- 包括星形和网状型两种拓扑结构。
- 在 LoWPAN 技术的生命周期内，需要部署大量的设备。设备的位置一般不能预先知道，因为它们可能会是临时部署的。设备的位置也可能不容易到达，或者被移动到新位置。
- 由于各种原因，LoWPAN 中的设备一般是不可靠的：不可靠的无线连接、电池用尽、设备被锁以及物理干扰等等。
- 睡眠模式：为了节能，设备可能长时间处于睡眠模式。在睡眠期间，设备不能正常通信。