Kullanım Kılavuzu

Wi-Fi ağları için Wi-Fi 4 (802.11n) standardı, 11 Eylül 2009'da IEEE (Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü) tarafından onaylanmıştır.

802.11n standardının temeli:

802.11n konsepti

802.11n, 802.11g cihazlarına göre birçok geliştirme içerir.

802.11n cihazları 2,4 veya 5,0 GHz bantlarından birinde çalışabilir.

Gelişmiş sinyal işleme ve modülasyon, fiziksel katmanda (PHY) uygulanır ve aynı anda dört antenden iletim yapma yeteneği eklenir.

Mevcut bant genişliğinin daha verimli kullanımı Ortam Erişim Kontrolü (MAC) alt katmanında uygulanmıştır. Bu geliştirmelerle birlikte, maksimum teorik veri aktarım hızının 600 Mbps'ye çıkarılmasına olanak tanınmıştır — bu, (artık modası geçmiş olarak kabul edilen) 802.11a/g standardının 54 Mbps'lik hızından on kattan fazla bir artış demektir.

Gerçekte, bir kablosuz LAN'ın performansı, iletim ortamı, radyo frekansı, cihaz yerleşimi ve yapılandırma gibi çok sayıda faktöre bağlıdır. 802.11n cihazlarını kullanırken, bu standartta tam olarak hangi geliştirmelerin uygulandığını, neleri etkilediklerini ve eski 802.11a/b/g kablosuz ağlarıyla nasıl birleşip bir arada var olduklarını anlamak kritik önem taşır. Yeni kablosuz cihazlarda 802.11n'nin hangi ek özelliklerinin uygulandığını ve desteklendiğini anlamak önemlidir.

Çok kanallı G/Ç (MIMO)

802.11n standardının öne çıkan özelliklerinden biri MIMO (Çoklu Giriş Çoklu Çıkış) teknolojisi desteğidir.

MIMO teknolojisi, tek bir anten yerine birden fazla anten aracılığıyla birden çok veri akışının aynı anda alınmasını/iletilmesini sağlar.

802.11n standardı, 1x1'den 4x4'e kadar farklı MxN anten yapılandırmalarını tanımlar (günümüzde en yaygın olanlar 3x3 veya 2x3 yapılandırmalarıdır). İlk sayı (M) verici antenlerin sayısını (T), ikinci sayı (N) ise alıcı antenlerin sayısını (R) tanımlar. Örneğin, iki verici ve üç alıcı antene sahip bir access point, 2x3 (veya 2T3R) bir MIMO cihazıdır.

Bir 802.11n cihazı eş zamanlı gönderme/alma işlemi için ne kadar çok anten kullanırsa, maksimum veri hızı o kadar yüksek olur. Ancak, yalnızca birden çok antenin kullanılması veri hızını veya kapsama alanını artırmaz. 802.11n cihazlarındaki temel husus, birden çok anten kullanırken MIMO cihazının algoritmasını belirleyen geliştirilmiş bir sinyal işleme yöntemini uygulamalarıdır.

64-QAM modülasyonu kullanan bir 4x4 yapılandırma 600 Mbps'ye kadar, 64-QAM modülasyonu kullanan bir 3x3 yapılandırma 450 Mbps'ye kadar hız sağlarken, 2x3 ve 1x2 yapılandırmaları 300 Mbps'ye kadar hız sağlar.

MIMO 2x2 ve 2,4 GHz bandında 256-QAM (TurboQAM) modülasyonu desteği ile 802.11n'nin maksimum bağlantı hızı 400 Mbps olabilir.

MIMO 4x4 ve 2,4 GHz bandında 256-QAM (TurboQAM) modülasyonu desteği ile 802.11n'nin maksimum bağlantı hızı 800 Mbps olacaktır (bu özellik KeeneticTitan modelinde uygulanmaktadır).

Kanal bant genişliği 40 MHz

802.11n'in bir başka ek özelliği de kanal genişliğinin 20'den 40 MHz'e çıkarılmasıdır.

Kablosuz ağlar, 2,4 GHz ve 5 GHz olmak üzere iki frekans bandı kullanır. 802.11b/g kablosuz ağları 2,4 GHz'de, 802.11a ağları 5 GHz'de ve 802.11n ağları 2,4 GHz ve 5 GHz'de çalışabilir.

2,4 GHz bandında, kablosuz ağlar için kanallar arasında 5 MHz boşluk olacak şekilde 13 kanal (bazı ülkelerde 11 kanal) mevcuttur. Kablosuz 802.11b/g cihazları sinyal iletimi için 20 MHz kanalları kullanır. Bir 802.11b/g kablosuz cihazı, 2,4 GHz frekansı içindeki 20 MHz bandından 13 kanaldan birini kullanır ancak aslında 5 adet kesişen kanal kullanır.

Örneğin, bir access point 6. kanalı kullanıyorsa, 5. ve 7. kanallarla önemli ölçüde, 4. ve 8. kanallarla ise etkileşime girer. Cihaz veri ilettiğinde, kablosuz sinyal kanalın merkez frekansından +/- 11 MHz sapar. Bazı durumlarda merkezi kanaldan 30 MHz'e kadar radyo frekansı enerjisi sapması olur. Kanallar arasındaki karşılıklı paraziti ortadan kaldırmak için bantlarının birbirinden en az 25 MHz ile ayrılması gerekir. Bu, 20 MHz bandında yalnızca 3 adet kesişmeyen kanal bırakır: 1, 6 ve 11. 40 MHz'lik bir kanal genişliği ile 3. ve 11. kanallar kesişmez.

Aynı hizmet alanı içinde 2,4 GHz bandında çalışan kablosuz access point'ler, kablosuz ağ kalitesini sağlamak için kanal çakışmasından kaçınmalıdır.

Ana noktalardan biri, 802.11n kablosuz cihazlarının 802.11a/b/g cihazlarıyla uyumluluğudur.

Çoğu 802.11n kablosuz LAN, yalnızca 5 GHz bandında 40 MHz kanalları kullanır. 5 GHz frekans bandını kullanan ağlarda (802.11n), kanal çakışması sorunu yoktur.

802.11n cihazları her iki frekans aralığında (2,4 veya 5 GHz) 20 veya 40 MHz'lik bir kanal genişliği kullanabilir. 40 MHz kanal genişliği kullanmak (802.11n cihazları), 20 MHz kanal genişliğine (802.11b/g cihazları) göre bant genişliğini iki katına çıkarır.

5 GHz bandında, mümkün olan en yüksek veri hızlarını sağlayan 802.11n cihazları için daha uygun olan 19 adet kesişmeyen kanal mevcuttur. Sinyaller, 40 MHz bant genişliğine sahip kanalların karşılıklı çakışması olmadan dağıtılır.

Ancak, 802.11n cihazları 40 MHz bandını kullandığında, çalışmaları mevcut 802.11b/g access point'leriyle etkileşime girebilir ve bu da tüm ağ segmentinin performansının düşmesine neden olabilir.

802.11n çalışma modları

802.11n'in üç çalışma modu vardır: HT, Non-HT ve HT Mixed.

Bu modların her birine daha yakından bakalım.

Bu nedenle, 802.11n geliştirmelerinin pratik uygulamasında, faydalar yalnızca 802.11b/g istemcileri olmadığında ve kablosuz ağ 'saf' HT modunda çalıştığında tam olarak elde edilebilir.

Modülasyon ve Kodlama Şeması İndeksi (MCS)

Access point'lerin ve 802.11n istasyonlarının uzamsal akışlar ve kanal genişlikleri üzerinde anlaşmaları gerekir. Anten sayısına bağlı olarak birkaç uzamsal akış meydana gelir. 802.11n'nin 600 Mbit/s'lik tam teorik bant genişliğine yalnızca dört verici ve dört alıcı antenle (4x4 veya 4T4R yapılandırması) ulaşılabilir.

802.11n standardı, MCS indeksini (Modülasyon ve Kodlama Şeması) tanımlar. MCS, her bir modülasyon varyantına (toplamda 77 varyant mümkündür) atanan basit bir tam sayıdır. Her seçenek Radyo Frekansı Modülasyon Tipini, Kodlama Oranını, Kısa Koruma Aralığını ve veri hızı değerlerini belirler. Tüm bu faktörlerin bir kombinasyonu, 6,5 Mbps'den 600 Mbps'ye kadar değişen gerçek fiziksel (PHY) veya kanal veri hızını belirler (bu hıza, olası tüm 802.11n seçenekleri kullanılarak ulaşılabilir).

Bazı MCS indeksi değerleri aşağıdaki tabloda tanımlanmış ve gösterilmiştir:

Modülasyon türü ve kodlama oranı, verilerin hava dalgaları üzerinden nasıl iletileceğini belirler. Örneğin, BPSK (İkili Faz Kaydırmalı Anahtarlama) modülasyonu orijinal 802.11 standardına dahil edilirken, QAM (Dördül Genlik Modülasyonu) 802.11a'da eklenmiştir. Daha yeni modülasyon yöntemleri (64-QAM) ve kodlama genellikle daha verimlidir ve daha yüksek veri hızlarını destekler, ancak eski yöntemler ve hızlar geriye dönük uyumluluk için hala desteklenmektedir.

Örneğin, maksimum 300 Mbit/s bağlantı hızına ulaşmak için hem access point hem de kablosuz adaptör, iki Uzamsal Akışı ve iki katına çıkarılmış 40 MHz'lik kanal genişliğini desteklemelidir. Yukarıdaki tablodan elde edilen bağlantı hızlarına dayanarak, tam olarak kaç akışın ve hangi kanal genişliklerinin kullanıldığını belirleyebilirsiniz. Örneğin, 65 veya 130 Mbit/s'lik bağlantı hızları, access point cihazlarından birinin veya adaptörün tek bir 20 MHz kanal genişliği kullandığını gösterir.

SGI (Kısa Koruma Aralığı), iletilen semboller (bir seferde iletilen en küçük veri birimi) arasındaki zaman aralığını tanımlar. Bu aralık, Semboller Arası Girişim (ISI) nedeniyle veri alımında gecikmeleri önlemeye ve ekoları (ses dalgalarının yansıması) aşmaya yardımcı olur. 802.11b/g cihazları 800 ns'lik bir koruma aralığı kullanırken, 802.11n cihazları yalnızca 400 ns'lik bir duraklama kullanma seçeneğine sahiptir. Daha kısa aralıklar daha fazla girişime ve daha düşük verime yol açarken, daha uzun aralıklar kablosuz ortamda istenmeyen kesinti sürelerine neden olabilir. Kısa koruma aralığı (SGI) veri hızlarını yüzde 11'e kadar artırabilir.

0 ile 31 arasındaki MCS değerleri, tüm akışlar için kullanılacak modülasyon ve kodlama şemalarının türünü tanımlar. 32 ile 77 arasındaki MCS değerleri, iki ila dört uzamsal akışın modülasyonları için kullanılabilecek karma kombinasyonları tanımlar.

802.11n access point'leri 0'dan 15'e kadar olan MCS değerlerini desteklemelidir, 802.11n istasyonları ise 0'dan 7'ye kadar olan MCS değerlerini desteklemelidir. 40 MHz genişliğindeki kısa koruma aralığı (SGI) kanallarıyla ilişkili olanlar da dahil olmak üzere diğer tüm MCS değerleri isteğe bağlıdır. Tüm 802.11n cihazlarınız için MCS ve SGI değerlerini belirlemek, kablosuz ağınızın kullanabileceği veri hızları kümesini belirlemenin iyi bir yoludur.

Güvenlik

802.11n standardı, daha önce 802.11a/g cihazlarında kullanılan aynı 802.11i (WPA2) güvenlik önlemlerini kullanır. VPN ağ geçitlerinin koruma sağlamak için daha yüksek bant genişliğini desteklemesi gerekse de, 802.11n çerçevelerini korumak için bir VPN kullanılabilir.

Bir kablosuz ağdaki yeni Saldırı Önleme Sistemi (IPS) eskisi gibi çalışır ve güvenli olmayan (Sahte AP) 802.11n access point'lerini algılayabilir ve bunlara yanıt verebilir. Lütfen Non-HT veya Karma HT modunda çalışan 802.11n cihazlarını tespit etmenin mümkün olduğunu, ancak 'saf' HT (Greenfield) modunu tespit etmenin mümkün olmadığını unutmayın.