Kablosuz Ağların Geleceği: 802.11n
 
 İçindekiler
 ODTÜ'de Kablosuz Ağ
 Servisi ve Tarihçesi
 Kablosuz Ağların
 Geleceği: 802.11n
 İnternet Trafiği Nasıl
 Yönlendirilir?
 Linux ile Masaüstü
 Özgürlüğü
 CISN Arşiv
 Geribildirim
 
     
 

Kablosuz ağlar mobil kullanıcı sayısının da artması ile günümüzde bir yenilik ve lüks olmaktan çıkmış, İnternet erişiminin vazgeçilmez unsurlarından birisi haline gelmiştir. Kablosuz ağlar, ağ bağlantısı için sabit bir noktayla fiziksel bağının olmaması, kullanım rahatlığı sağlaması sebebiyle artık sadece otel, kafe, havaalanı, alışveriş merkezi gibi yerlerde değil, ofislerde ve evlerde de yoğun kullanım talebiyle karşılaşmaktadır. Önceleri PCMICA arayüzü için üretilen 802.11b standardını destekleyen WLAN kartlar ile sağladığımız kablosuz erişim, daha sonraları anakart üzerine yerleştirilmiş yonga setleri ile 802.11a/g standartlarını da destekler hale gelmiş, nerede ise tüm dizüstü bilgisayarlarda vazgeçilmez bir donanım olmuştur. Bu durum, zaman içerisinde artan kullanıcı sayısı ve her tür uygulamayı kullanabilme isteği ve gerekliliği, daha fazla bant genişliği, daha fazla erişilebilirlik, daha fazla güvenlik ve daha geniş kapsama alanı gibi talepleri de beraberinde getirmiştir. Bu talebi karşılayabilmek için 2003 senesinde IEEE tarafından yeni bir standart üzerinde çalışmalara başlanmış, standardın geliştirilmesi için 802.11TGn (TG=Task Group - Görev Grubu) grubu kurulmuştur. http://www.ieee802.org/11/Reports/tgn_update.htm adresinde standardın ilerleme aşamaları görülebilmektedir. Standardın Kasım 2009 tarihinde son şekliyle yayınlanması beklenmektedir.

802.11n kablosuz ağ teknolojisini çekici kılan yönler, geriye dönük olarak eski teknolojilerle uyumlu olması, daha yüksek veri iletim hızlarına ve daha uzak mesafelere erişim imkânı vermesi, daha yüksek güvenilirlik sağlamasıdır. Şu anda piyasada bulunan cihazlar, radyo başına 300 Mbps'e kadar hızlara çıkma imkânı vermektedir. Bu değer 802.11a/g ağlarda 54 Mbps, 802.11b ağlarda 11 Mbps'ti. 802.11b ve g teknolojileri sadece 2,4 GHz frekans bandını, 802.11a teknolojisi sadece 5 GHz frekans bandını kullanabiliyorken, 802.11n, kablosuz ağ bağlantısı için tahsis edilen 2,4 GHz ve 5 GHz bandlarının her ikisini de aynı anda kullanabilmektedir.

Şimdi bu standardın yukarıdaki üstün özellikleri sağlamak için ne tür yeni teknolojiler kullandığına bakalım:

MIMO (Multiple Input / Multiple Output)

802.11a/b/g teknolojisini kullanan kablosuz ağ cihazları bir anten üzerinden bir yayın yaparken, 802.11n teknolojisine sahip ağ cihazları, gönderi tarafında 2 veya daha fazla yayın yaparken, alım tarafında birden fazla anten kullanırlar ve gelişmiş sinyal işleme teknikleriyle birden fazla alınan/gönderilen yayınları birleştirirler. MIMO teknolojisi, iletilecek bir bilginin parçalara ayrılıp farklı antenler üzerinden karşı tarafa gönderilmesini sağlar. Gönderilen veriler duvarlardan, kapılardan ve diğer eşyalardan yansıyarak ve farklı rotalar takip ederek alıcı antene farklı zamanlarda ve birden fazla kere varır. 802.11a/b/g teknolojilerinde bu kontrolsüz durum sinyalin tekrar biraraya getirilmesini zorlaştırarak Wi-Fi performansını azaltır. Oysa 802.11n'in kullandığı MIMO teknolojisi bu durumu kendi lehine kullanarak sinyalin güçlenmesini ve daha uzaklara iletilmesini sağlar. Bu sayede kablosuz ağ sinyalindeki ölü bölgelerin sayısının ve tekrar gönderilen paket miktarının azalması mümkün olur.

Hem alıcı hem de verici tarafında MIMO aktif durumdayken performans maksimuma çıkar. Eğer verici MIMO destekli bir kablosuz ağ cihazıyken, alıcı tarafında klasik 802.11 a/b/g kullanıcısı varsa, MIMO teknolojisi bu durumda bile %30'a varan bir performans artışı sağlayabilir. Bu artılarına rağmen MIMO'nun dezavantajları yok değildir: Daha fazla güç tüketimi ve yüksek maliyetler. 802.11n'deki artan güç ihtiyacı, mevcut Power over Ethernet (PoE) standardında üst sınır olarak tanımlanan 15,4 watt limitlerine ulaştığından, özellikle çift radyo kanalından yayın yapıldığında harici bir güç kaynağına ihtiyaç olabilmektedir. Aşağıda MIMO'nun performansı nasıl artırdığı gösterilmektedir.


Resim, http://www.ecnasiamag.com/ adresinden alınmıştır.

Kanal Birleşimi (Channel Bonding)

Bir ağın kapasitesini artırmanın en temel yollarından biri çalışma band genişliğini artırmaktır. 2.4 Ghz bandını kullanan 802.11b/g teknolojilerinde her biri 20 Mhz olan 13 adet kanal bulunmaktadır. Fakat bunlardan 1., 6. ve 11. kanallar birbiriyle çakışmamaktadır. 802.11n teknolojisinde İki adet 20 Mhz'lik çakışmayan kanallar birleştirilerek band genişliği iki katına çıkartılır. Bu sayede birim zamanda iletilen bilgi miktarı büyük oranda artırılabilmektedir. 2.4 Ghz bandında çakışmayan kanal sayısının azlığından dolayı "Kanal birleşimi" tekniğinin kullanılması daha çok 802.11a teknolojisinin kullandığı 5 Ghz kanalında yapılması önerilmektedir. 2.4 Ghz bandında "kanal birleşimi"nin kullanılması başka cihazların çalışması için daha az kanal bırakmaktadır.

Paket Birleştirme (Packet Aggregation)

802.11a/b/g teknolojilerinde her bir paketin başında sabit uzunlukta bir başlık bilgisi olmaktadır. Bu durum, veri iletim oranı arttıkça verimliliği azaltmaktadır. 802.11n teknolojisi, birden fazla veri paketini birleştirerek tek bir başlık bilgisi eklenmesini sağlamaktadır. Bu sayede gönderilen paket başlık bilgisi azaltılarak birim zamanda gönderilen veri miktarı artırılmaktadır. Bu teknik FTP (file transfer protocol -dosya iletim protokolü) gibi belli tür paket tiplerinde daha yararlı olmaktadır. Ses ve görüntü paketleri gibi gerçek zamanlı uygulamalarda paket birleştirme, istenmeyen gecikmelere sebep olabilmektedir.

802.11n teknolojisine sahip cihazlar geriye dönük olarak 802.11a/b/g standardındaki kablosuz ağ kullanıcılarını desteklemektedir. Bir 802.11n kablosuz ağ cihazı, 802.11n destekleyen ve 802.11a/b/g destekleyen kullanıcılara aynı anda hizmet verebilmektedir. Fakat 802.11 a/b/g bir kullanıcının varlığı ağın performansını ve toplam veri iletim miktarını düşürmektedir. Özellikle 802.11b teknolojisine sahip bir kullanıcı, 802.11n bir ağa girdiğinde, ağın genel performansında ciddi düşüş olmaktadır. Bu sebeple 802.11n bir ağın performansından tam yararlanılmak isteniyorsa ağa 802.11n, 802.11a/g kullanıcıların girmesine izin verilip, 802.11b kullanan ağ kartlarının dışarıda bırakılması düşünülebilir.

Standard henüz geliştirilme aşamasında olmasına rağmen piyasada taslak standarda uyumlu ağ erişim cihazları ve istemci arayüzleri bulunmakta ve uygulamaları yapılmaktadır. Bu noktada üretici firmalar, 802.11n standardı son haline geldiğinde, cihazlar üzerinde sadece yazılımsal olarak değişiklikle uygun hale getirilebileceğini öngörmekte, donanımsal bir değişiklik olmayacağını farzetmektedirler.

Sonuç olarak 802.11n henüz tamamlanmamış bir standart olmasına rağmen uygulamalarını görmek mümkün. Bu standart vaat ettiği veri hızı ve güvenilirlik ile İnternet telefonu, müzik ve video yayını, yedekleme, IPTV gibi bant genişliği isteyen uygulamalara cevap verecek boyutta olacaktır.

Kaynakça:
http://www.broadcom.com/docs/WLAN/802_11n-WP100-R.pdf
http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11n
http://www.mwjournal.com/News/article.asp?HH_ID=AR_4834
http://www.cisco.com

Suna Yılmaz - İbrahim Çalışır

 
     
  - BAŞA DÖN -