WiFi teknolojisi son yılların en popüler ve en yaygın kullanılan kişisel, ticari olmayan telsiz iletişim standardıdır. Wi-Fi dizüstü bilgisayarlar, PDAlar ve diğer taşınabilir
cihazların yakınlarındaki telsiz erişim noktalarının da aracılığıyla yerel alan ağına bağlanabilmesini sağlar. Bağlantı, telsiz erişim noktalarında ve cihazın ortak desteklediği, IEEE 802.11 protokolüne bağlı olarak 2.4 GHz veya 5 GHz radyo frekansında gerçekleştirilir. WiFi, “Wireless Fidelity” kelimelerinin kısaltması olup telsiz bağlantı anlamına gelir. WiFi ürünlerin telsiz bağlantı sağlayabildiğini gösteren bir uyumluluk göstergesidir ve IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, IEEE 802.11g ve IEEE 802.11n standartlarına göre belirlenir.
802.11
802.11 standardı Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) tarafından 1997 yılında çıkarılmış bir standarddır. 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 kadar varan paylaşımlı veri transfer hızına erişebilmektedir. 802.11, 2.4 Ghz bandında FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) modülasyon tekniğini kullanmakta ve bu teknik ile 2 Mbps veri iletişim hızına ulaşılabilinmektedir. 802.11 kısıtlı bant genişliğine rağmen sağlam ve güvenli bir sistem altyapısı sağlamaktadır: tüm bant genişliği kullanıldığı ve frekans atlama tekniği kullanıldığı için gürültü ve girişimden etkilenme olasılığı oldukça azalmaktadır.
802.11b
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-AP) kullanılabilmektedir. 802.11b’de 2.4’den 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 25Mhz boşluk gerekli olduğu için genellikle 3 kanal eşzamanlı olarak kullanılabilmektedir; daha fazla kanal kullanıldığı zaman girişim ve gürültü olasılığı yüksektir.
802.11g
2003 yılında duyurulan 802.11g standardı 802.11b gibi 2.4Ghz frekans bandında çalışmaktadır. Ancak 54Mbit/s veri hızına sahiptir. Ek yükler çıkarıldıktan kapasite (throughput) 19Mbit/s a düşmektedir. 802.11a ya benzer şekilde OFDM kullanılmaktadır. 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, ve 54Mb/s veri aktarım hızlarında çalışabilmekte ve 14 ayrı kanalı bulunmaktadır.
802.11a
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 5 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 noktası varsa çok daha fazla sayıda eşzamanlı kullanıcı desteklenebilir. 802.11a’nın 802.11b’den bir diğer farkı da modülasyon tekniği olarak Dikey Frekans Bölmeli Çoğullama (Orthogonal Frequency Division Multiplexing – OFDM) kullanmasıdır.
OFDM radyo dalgaları üzerinden büyük miktarda veri transferi yapmak için kullanılan bir frekans bölmeli çoğullama (fdm – frequency division multiplexing) modülasyon tekniğidir. OFDM radyo sinyalini daha küçük alt sinyallere bölüp aynı anda farklı frekanslarda 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 telsiz uygulama için oldukça uygundur. 802.11a/b/g standardı hakkında bilinmesi gereken diğer bir konu ise bu standartta haberleşen tüm cihazların CSMA/CA denilen bir ortam erişim kontrol mekanizmasına sahip olmasıdır. CSMA/CA yöntemine göre bir AP ya da STA herhangi bir kanaldan yayın yaparken bu kanaldan iletişim kuran tüm cihazların o anda konuşan cihazın susmasını bekler. Bu işleyiş kablolu sistemlerde kullanılan CSMA/CD ye göre işleyiş zamanı açısından daha uzun gecikmelere neden olmaktadır.
Telsiz Örgüsel Ağ Çeşitleri
Telsiz örgüsel ağlar günümüzde 2 şekilde gerçeklenebilmektedir. Bunlardan ilki tüm AP’lerin aynı kanalı kullandığı çözümdür. Örneğin tüm cihazların 1. kanal üzerinden haberleşmesi gibi. Bu durumda AP’lerin içinde tek bir radyo bulunması yeterlidir. Ancak bu düzende CSMA/CA ortam erişim kontrolü kullanılmasından dolayı bir anda tek bir cihaz konuşabilir. Bu yöntem her ne kadar verimli olmasa da gerçeklenebilecek telsiz örgüsel ağ modelleri arasındadır. Tek kanal kullanmanın faydası ise piyasa da ucuz fiyatlara bulabileceğimiz AP’ler ile kolaylıkla gerçeklenebilmesidir. Tek kanaldan çalışan örgüsel ağ yapısı Şekil 1.1 de gösterilmiştir.
Yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi tüm AP’ler 1 kanalını kullanarak haberleşmektedirler. Telsiz örgüsel ağlar için mevcut olan ikinci bir çözüm ise her AP’de 2 radyo kullanılmasıdır. Her bir radyo farklı kanallarda iletişim yapabileceği için ikisi eşzamanlı olarak çalışabilmektedir. Mesela birinci radyo komşu AP’den bir istek alırken ikinci radyo başka bir komşu AP’ye istek gönderebilir ya da alabilir. Bu sayede maksimum veri transfer oranı da artırılmış olur. 2 kanaldan çalışan örgüsel ağ yapısı aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.
Telsiz Köprü
802.11 standardı telsiz köprü tanımını özel olarak ele almamıştır. Bazı üreticiler telsiz köprünün (wireless bridge) erişim noktasından (Access point) farklı olduğunu söylemektedirler. Endüstriyel tanıma göre köprü, OSI referans modelinin veri bağlantı katmanı aynı ya da farklı olan ağları birbirine bağlayan cihazdır. Köprüler yıllardır özellikle kablolu ağlarda kullanılmaktadır. Aşağıdaki şekilde telsiz köprü cihazları ve görevi resmedilmiştir.
LAN köprüleri sahip oldukları portlar sayesinde 2 veya daha fazla ayrı LAN’ı bağlamaktadırlar. Bir portundan aldığı paketleri diğer portundan iletmektedir. Köprülerin bir diğer fonksiyonu ise LAN segmentlerini birbirinden ayırarak girişimi engellemektedir. Erişim noktası(AP) bir telsiz ağdaki 802.11 cihazlarını bağlarken, telsiz köprü ayrı telsiz ağları birbirine 802.11 standardına göre telsiz bağlantı ile bağlar. Köprüler OSI referans modelinin 2. katmanı olan veri bağlantı katmanında çalışmakta ve birbirlerini MAC(Media Access Control) adreslerinden tanımaktadırlar. Telsiz köprüler çok karmaşık olmayan yapılar olduğu için son zamanlarda erişim noktaları içinde entegre olarak bulunmaktadır. Telsiz köprü özelliğini destekleyen AP’lerde bu özelliği kullanarak birden fazla AP’yi bağlamak için aşağıdaki konfigürasyon ayarları yapılmalıdır.
- Bir AP’nin telsiz ağ adaptörünün MAC adresi köprü modunda bağlanacağı tüm AP’ler tarafından bilinmelidir. Bunun için köprü olarak çalışan WiFi cihazlarda, bağlantı kuracağı diğer WiFi cihazların telsiz adaptörünün MAC adresi, kendi MAC adres listesine eklenmelidir.
- Telsiz köprüler dışarıya karşı tek bir ağ gibi görüneceği için SSID’leri (Service Set Identifier) aynı verilmelidir.
- Telsiz olarak bağlanacak köprülerin birbirini duyabilmesi için hepsinin aynı 802.11 standardında ve frekans kanalında çalışması gerekmektedir. Örneğin 802.11b standardında ve 11. kanalda çalışmalıdırlar.
- Köprü modunda bağlı tüm cihazların IP adresleri aynı ağda olmalıdır. Örneğin biri 192.168.1.1/24 iken diğeri 192.168.1.2 seçilmelidir.
Bu konfigürasyon yapıldıktan sonra WiFi cihaz köprü modunda çalışmaya hazırolur. Son zamanlarda telsiz köprü desteği olan cihazlar, sadece AP, sadece köprü özelliğini
desteklediği gibi bazı modellerde hem AP hem köprü modunda çalışabilmektedir.
4,373 total views, 3 views today
