Editör'den
 GPG
 IEEE 802.11a
 Linux
 MBSA
 ODTÜ-BİDB web sitesi
 Serbest Yazılım
 Tez-Danışman Prog.
 Virüsler
 CISN Arşiv
 Anket
 Geribildirim


Computing & Information Services Newsletter
Kablosuz Bilgisayar Ağları Üzerine / IEEE 802.11a Protokolü
     
 

Çalışma hayatının, ister akademik ister iş ile ilgili olsun, her gün daha çok bilgisayar ve enformasyon teknolojilerine dayanması hareket esnekliği ihtiyacını da beraberinde getirmiştir. İş yaşantısının ve akademik yaşantının bir gereği olarak insanlar bilgiye her an her yerde erişebilmek istemektedirler. Kablosuz bilgisayar ağı uygulamaları tam da bu ihtiyaca cevap verecek uygulamalardır. Bu çalışmada kablosuz bilgisayar ağlarından 802.11a standardıyla ilgili bilgiler aktarılacak ve 802.11b standardı ile karşılaştırması yapılacaktır. Öncelikli olarak 802.11 ve 802.11b standartlarına göz atalım.

802.11 standardı Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) tarafından 1997 yılında çıkarılmış bir standarttır. 802.11 standardına uygun çıkarılan ürünler Amerika'da ISM (Industry, Science, Medicine) olarak anılan, ülkemizde de lisanssız olarak kullanılabilen bir bant olan 2.4 Ghz'de çalışmakta ve 1 Mbsp'den 2 Mbps'e varan paylaşımlı veri transfer hızına erişebilmektedir.

IEEE tarafından standartlaştırılan iki tür teknoloji bulunmaktadır: 802.11 ve 80211.b. 802.11, 2.4 Ghz bandında FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) modülasyon tekniğini kullanmakta ve bu teknik ile 2 Mbps veri iletişim hızına ulaşılabilmektedir. 802.11 kısıtlı bant genişliğine rağmen sağlam ve güvenli bir sistem altyapısı sağlamaktadır. Tüm bant genişliği ve frekans atlama tekniği kullanıldığı için gürültü ve parazitten etkilenme olasılığı oldukça azalmaktadır. Aynı kapsama alanında 15 erişim noktası kullanmak mümkündür. 802.11b ise yine 2.4 Ghz frekans bandında DSSS (Direct Squence Spread Spectrum) modülasyon tekniği ile 11 Mbps paylaşımlı bant genişliğine kadar çıkabilmektedir. 802.11'den daha çok bant genişliği vaat etmesine rağmen, sistem aynı frekansta çalışan diğer sistemlerle oluşabilecek parazitten etkilenme olasılığına sahiptir. Bu modülasyon tekniğinin kullanıldığı sistemlerde aynı kapsama alanı içinde 3 ayrı kanalda eş zamanlı 3 ayrı erişim noktası (access point) kullanılabilmektedir.

Kablosuz bilgisayar ağ olgusu ilk başta birkaç nedenden dolayı yeterli derecede kabul görmedi: birincisi toplam bant genişliğinin 1-2 Mbps gibi bir hızla kısıtlı olması, ikincisi, farklı firmalar tarafından üretilen adaptör ve erişim noktalarının birbirleri ile uyumlu çalışamama problemi, üçüncüsü de bu donanımların pahalı olması idi. Ancak bu problemler zaman içinde çözüme kavuştu ve bu teknoloji dünyada oldukça rağbet görmeye başladı. Öncelikle serbest rekabet ortamında birçok firmanın bu standarda uygun ürünler çıkarması fiyatları oldukça aşağıya çekti, 802.11b standardı 11 Mpbs paylaşımlı veri transfer hızı ile Ethernet'e rakip hale geldi ve WECA'nın (Wireless Ethernet Compatibility Allience) Wi-Fi (Wireless Fidelity) sertifikasyonu ile farklı firmaların ürünleri arasındaki uyumsuz çalışma problemi de halledilmiş oldu. Böylece kablosuz yerel alan ağları günümüzdeki popülaritesini kazandı.

Ancak yine de 802.11b mükemmel değil. Bunun temel nedenleri ise şöyle sıralanabilir: daha çok video, grafik, ses ağırlıklı hale gelen veri ortamını desteklemekten uzak bant genişliği ve gerçek zamanlı veri iletimine olanak sağlayacak servis kalitesi (qos - quality of service) ve önceliklendirme (prioritization) desteği bulunmaması, diğer donanımların yarattığı radyo paraziti ve güvenlik… (ki bunların arasında 2.4 Ghz frekansında 1 Mpbs maksimum veri transfer hızında çalışan, "Personal Area Networks - PAN" uygulamalarında kullanılan ve yakın bir gelecekte çevre birimlerini birbirine kablo kullanmadan bağlamak için oldukça yoğun bir şekilde kullanılacağı tahmin edilen Bluetooth kullanan donanımlar; mikro dalga fırınlar ve DECT telsiz telefonlar yer almakta)

Teknolojinin son olanaklarını uygulamayı kendine misyon edinmiş olan Orta Doğu Teknik Üniversitesi Bilgi İşlem Daire Başkanlığı, 1999 yılı sonunda kampüste bir 802.11b uygulaması başlatmış ve kampüste geleneksel yöntemlerle yerel alan ağına bağlanması mümkün olmayan birimlerini (Spor Salonu, Mikro Elektronik Teknolojileri, Donatım Müdürlüğü ve Rehberlik Merkezi) noktadan noktaya kablosuz ağ bağlantısı yöntemi ile yerel alan ağına bağlamıştır. BİDB Ağ Destek Grubu 2002 yılında kablosuz ağlar ile ilgili bir deneme çalışması başlatmış ve "çalışma grubu" (workgroup) modunda çalışan bir ağ oluşturulmuştur. Şu an deneme amaçlı olarak çalışan sistem Merkez Mühendislik binası tepesine yerleştirilen bir erişim noktası ve anten ile çalışma grubu modunda hizmet vermektedir. 802.11b uyumlu kablosuz ağ kartlarına sahip taşınabilir ya da sabit bilgisayarlar Merkez Mühendislik binasını gören yerlerden 3,2 km yarıçap içinde olmak koşulu ile kablosuz bağlantı kurabilmektedirler. Yapılan denemelerde MM binasına yakın yerlerde 4 Mbps veri transfer hızına ulaşılmıştır. ODTÜ BİDB Ağ Destek Grubu, bir erişim setini de bağlantı problemi yaşayan birimlerin acil durumlarda ağ bağlantısını sağlamak üzere hazır bulundurmaktadır.

802.11 ve 802.11b standardı hakkında daha geniş bir perspektif sağlamak amacıyla kısa bir özet geçtikten sonra yazımızın asıl konusu olan ve ODTÜ BİDB Ağ Destek Grubu olarak bu sene içerisinde uygulamasını yapmayı düşündüğümüz 802.11a standardı hakkında bilgi vermek istiyoruz. ( 802.11b kablosuz ağları konusunda daha fazla bilgiye http://www.bidb.odtu.edu.tr/index.php?go=ng&sub=wireless adresinden ulaşabilirsiniz.)

Her ne kadar 802.11a standardı IEEE tarafından 802.11b'nin problemlerini çözmek için yazılmadıysa da, yukarıda sıraladığımız nedenlerden dolayı 802.11a'nın gelecekte oldukça popüler olacağını öngörmek çok da yanlış olmaz. Aslında her iki standart (802.11b ve 802.11a) da IEEE tarafından 1999 yılında yayınlandı, ancak 802.11b piyasada çok daha çabuk yer edindi. 802.11a'nın en önemli avantajı, daha fazla kapasiteye (throughput) destek vermesi ve daha fazla kanal kapasitesi olmasıdır ki her iki nokta da daha fazla bant genişliğine olanak sağlamaktadır.

802.11a'nın 802.11b'den en büyük farkı 2.4 Ghz ISM bandında değil, Amerika'da U-NII (Unlicenced National Information Infrastucture) olarak anılan 5 Ghz bandında çalışması ve nominal olarak 54 Gbps veri transfer hızına destek vermesidir. Önemli bir fark da 802.11a'nın modülasyon tekniği olarak OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) tekniğini kullanmasıdır. Şimdi bu iki standart arasında fark oluşturan faktörleri daha detaylı inceleyelim:

Daha çok bant genişliği:

802.11a'nın en önemli özelliği nominal olarak 54 Mbps veri transfer hızına olanak tanımasıdır. Ancak "ek yük" faktörleri bant genişliğinin önemli bir kısmını tüketmektedir. Yonga üreticilerine göre 802.11a protokolünün ulaşabileceği en yüksek veri transfer hızı 22-26 Mbps arasında bir değerdir. IEEE 802.11a tarifnamesinde "Turbo" ya da "2X" modu denilen bir modda daha yüksek veri transfer hızı olanaklı olsa da - ki bu bant genişliğini %25 - %50 artırmaktadır - IEEE farklı firmalar tarafından üretilen cihazlar arasındaki uyum problemi çekinceleri ile bu moda yayınlanan standarda yer vermemiştir; dolayısıyla söz konusu "Turbo" ya da "2X" modunda çalışan cihazlar arasında bir uyum problemi bulunmaktadır.

802.11a da 802.11b gibi değişik hız seviyelerinde çalışabilmektedir. 802.11b 11, 5.5, 2 ve 1 Mbps veri transfer hızlarına destek verirken, 802.11a 48, 36, 24, 18, 12, 9 ve 6 Mbps veri transfer hızına destek vermektedir.
802.11a 802.11b 802.11
Standardın onaylanması Eylül 1999 Eylül 1999 Temmuz 1997
Varolan bant genişliği 300 Mhz 83.5 Mhz 83.5 Mhz
Lisanssız Çalışma Frekansları 5.15-5.35 Ghz, 5.725-5.825 Ghz 2.4 - 2.4835 Ghz 2.4 - 2.4835 Ghz
Örtüşmeyen Kanal Sayısı 4 (bina içi), 4 (Bina içi/Bina dışı) 3 (Bina içi/Bina dışı) 3 (Bina içi/Bina dışı)
Kanal Başı Veri Hızı 6,9,12,18,24,36,48,54 Mbps 1,2,5,5,11 Mbps 1,2 Mbps
Kipleme (Modülasyon) Türü OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) FHSS, DSSS (Frequency Hopping Spread Spectrum)

Tablo: 802.11, 802.11b [http://www.atheros.com]

İlave İletme Kanalları

Daha fazla bant genişliğine olanak veren bir olgu da, 802.11a'da daha fazla iletişim kanalının bulunmasıdır. 802.11b'de 2.4'ten 2.4835 frekans bandında eşzamanlı operasyon için 3 kanal mevcuttur (bu aralıkta belirlenen 11 merkez frekans vardır: 2.412, 2.417, 2.422, 2.427. 2.432, 2.437, 2.442, 2.447, 2.452 ve 2.462 ancak aktif kanallar arasında 25 Mhz boşluk gerekli olduğu için genellikle 3 kanal eşzamanlı olarak kullanılabilmektedir (daha fazla kanal kullanıldığı zaman parazit ve gürültü olasılığı yüksektir). 802.11a'da ise 5 Ghz spectrumunun Amerika Birleşik Devletleri'nde kullanılan iki alt bandında (5.15-5.25 ve 5.25-5.35 GHz) eşzamanlı operasyon için 8 kanal mevcuttur. Her biri 20 Mhz genişliğinde olan ve 52 adet taşıyıcı sinyal destekleyebilen bu 8 kanalın merkez noktaları 5.18, 5.2, 5.22, 5.24, 5.26, 5.28, 5.30 ve 5.32'dir. Varolan kanallardan bağımsız olarak 802.11a herhangi tek bir kanalı herhangi bir zamanda kullanabilir. Ve eğer birden fazla erişim noktanız varsa çok daha fazla sayıda eşzamanlı kullanıcıyı destekleyebilirsiniz.

802.11a'nın 802.11b'den bir diğer farkı da modülasyon tekniği olarak Dikey Frekans Bölüşümlü Çoğullama (Orthogonal Frequency Division Multiplexing - OFDM) kullanmasıdır. OFDM radyo dalgaları üzerinden büyük miktarda veri transferi yapmak için kullanılan bir frekans bölüşümlü çoğullama (fdm - frequency division multiplexing) modülasyon tekniğidir. OFDM radyo sinyalini daha küçük alt sinyallere bölüp aynı anda farklı frekanslardan alıcıya gönderme yöntemi ile çalışır. OFDM sinyal iletiminde meydana gelen çapraz karışmayı azaltan ve çoklu-yol gecikme yayılmasına ve kanal gürültüsüne tolerans tanıyan bir yöntemdir. Bu yüzden pek çok kablosuz uygulama için oldukça uygundur.

Yukarıda 802.11b için, farklı firmalar tarafından çıkarılmış farklı ürünlerin birbirleri ile uyumlu çalışabilmeleri için Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA) tarafından hazırlanan Wi-Fi sertifikasyon programından bahsetmiştik. 802.11a ürünleri için de benzer bir sertifikasyon programı söz konusu ve bu da Wi-Fi5 olarak anılıyor…

HIPERLAN/2 Hakkında

Hiperlan/2 European Telecommunications Standard Institute (ETSI)'nin Broadband Radio Access Networks (BRAN) birimi tarafından projelendirilen ve ETSI tarafından kabul edilen, Avrupa'da geçerli olan bir standarttır. 802.11a'ya benzer olarak 5 Ghz frekans badında (5.15-5.35 ve 5.470-5.725 Ghz) çalışmakta ve maksimum 54 Mbps veri transfer hızını desteklemektedir. Bu frekans bandı Avrupa'nın büyük bir bölümünde lisanssız olarak kullanılabilmektedir. Hiperlan/2 standardını desteklemek amacı ile Hiperlan/2 Global Forum (H2GF) adı altında bir forum oluşturulmuştur. Bu forum Hiperlan/2 standardının yaygınlaştırılması için çalışmaktadır. Kurum aynı zamanda farklı firmalar tarafından üretilen donanımların birbirleri ile uyumlu çalışmasını sağlayacaktır.

Hiperlan/2'nin 802.11a'dan en temel farkı, güvenliğe (içsel kimlik denetimi [authentication] ve kriptolama) ve trafik önceliklendirmesine destek vermesidir - ki bu da gerçek zamanlı veri iletişimi olan video konferans ve ses iletimi için büyük önem taşımaktadır. Bunun yanı sıra Hiperlan/2 Ethernet, ATM, UMTS gibi farklı birçok omurga ağını desteklemektedir.

Referanslar

M. Suna Yılmaz

 
     
  - BAŞA DÖN -  
© 2002 METU CC
Design: CC - INFO