IEEE 802.11G STANDARTININ İNCELENMESİ ÇAĞDAŞ YÜREKLİ 040080459 / EMRE UZUN 040090275 / MUSTAFA ÜNSAL 040090282 / KÖKSAL İÇÖZ 040090295 DANIŞMAN: TAYFUN BULCA İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ, ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ STANDARTLAŞMANIN EN ÖNEMLİ 3 ÇIKTISI PROJE KAPSAMI SONUÇLAR IEEE, 802.11g adını verdiği yeni bir kablosuz iletişim standardını 2003 yılında duyurmuştur. Bu standart 2.4 GHz standardını kullanması itibariyle 802.11b ile uyumlu olmakla birlikte veri transfer hızı itibariyle 54 Mbps veri aktarım hızına ulaşmaktadır. Bu standartta 802.11a standardında olduğu gibi modülasyon tekniği olarak OFDM kullanılmaktadır. 5 GHz frekans bandına göre daha düşük frekans bandı (2.4 GHz) kullanıldığı için cihaz üretimi daha kolay ve ucuz, RF sinyal zayıflaması ise daha azdır. 802.11g standardının en büyük dezavantajı ise 2.4 GHz bandının yoğun kullanılıyor olmasıdır. Bu yoğunluk kullanılabilecek boş kanal sayısının azalmasına, dolayısıyla iletişim kapasitesin düşmesine neden olmaktadır. 802.11g standardında da 802.11b’de olduğu gibi birbiriyle çakışmayan 3 kanal kullanılmaktadır. Ancak kanalların bant genişliği 22 MHz’dir. 2,4 GHz Bandında Çalışma 2.4 GHz bandı ITU-R (International Telecommunications Union Radiocommunication Sector ) tarafından ISM band olarak yani lisanssız bir şekilde kullanılabilen band olarak ayrılmıştır. Standartın kullandığı 2.4 GHz bandının merkez frekansı 2450 MHz, band genişliği ise 100 MHz’dir. İncelenen bu iki kullanım senaryosuna baktığımızda 802.11g standardının bize kalite ve hız bakımından 802.11a ve 802.11b standartlarına göre daha iyi bir ortam sunduğunu söyleyebiliriz. Bunun yanında 802.11g standardı eşzamanlı kullanıcıyı destekler. Tüm kullanım senaryoları için ekonomik açıdan bakarsak 802.11a standardına göre daha ucuz olmasına karşın 802.11b standardından maliyeti fazladır. 802.11a ve 802.11b standartlarına göre daha iyi gözükmesine rağmen 802.11g standardından da özellikle hız ve kalite açısında daha iyi olup kullanılan standart türü de bulunmaktadır. Şekil 2. Veri Hızlarına Göre Modülasyon Türleri OFDM 802.11g standartının en önemli çıktısı OFDM (Dikey Frekans Bölmeli Çoğullama) tekniğidir. Bu teknik FDM (Frekans Bölmeli Çoğullama) tekniğinin devamıdır. FDM’de birbirinden bağımsız örtüşmeyen semboller frekansta çoğullanarak iletim yapılır. OFDM’de ise spektrumu maksimum verimle kullanabilmek için her kanalın altında birbiriyle örtüşen alt kanallar vardır. Her kanal için 7 alt kanal vardır. Bu alt kanallar sayesinde veri hızları da yükselmektedir. OFDM’in bir diğer avantajı ISI (Simgeler arası girişim) konusunda iyi sonuçlar vermesidir. OFDM’de sembollerin iletiminde kanalların arasına bırakılan güven aralıkları sayesinde ISI’nın minimum düzeye indirilmesi hedeflenmiştir. Şekil 1. 802.11g 2.4 GHz Frekans Band Kanalları Standardın 2.4 GHz aralığında seçilmesi sayesinde 3 adet birbiri üzerine örtüşmeyen band kullanılabilir. Bu bantlar 1, 6 ve 11.’lerdir. Bu bantların her biri MHz genişlikli olup, birbiri üzerine örtüşmeyen band genişliklerinin band genişlikleri de 22 MHz’dir. Bantların birbiriyle örtüşmemesi girişim etkisini azaltmaktadır. Amerika’da kullanılan aşağıdaki şekilde de gösterilmiş olan 4. band ise 2484 MHz. Merkez frekansını kullanır. 54 Mbps Veri Hızı HEDEF KULLANICILAR Şekil 3. OFDM Alt Kanallar 802.11g standartı teoride 802.11a standartı ile aynı hızlara çıkıyor olarak gözükse de 802.11g bu hızlarda daha uzaklara iletim yapabilir. Bunu yapabilmesi OFDM’in yanında CCK (Complimentary Code Keying) modülasyonu kullanılmasındandır. Bu standard yerel ve metropolitan alan ağları için yapılmış bir standarttır. 2003 yılında IEEE tarafından kablosuz ağ standartlarında geliştirilen 3. nesil teknolojidir. 802.11b’de olduğu gibi 2.4 GHz frekansında çalışmaktadır. 802.11g standardı temel olarak 802.11b standardının bir uzantısıdır, fakat veri iletim hızı ve kullanılan bant genişliğinde önemli ölçüde gelişme sağlanmıştır. Bu açıdan bakılırsa 802.11g için 802.11a ve 802.11b’nin daha etkin olduğu özelliklerinin birleştirilmiş hali olduğu söylenebilir. 802.11g’nin sahip olduğu en önemli özellik 802.11b ile ulaşılan kapsama alanını koruyarak, (açık alanlarda 38 metre, kapalı alanlarda 150 metre) veri iletim hızını ortalama 22 Mbps’a ulaştırmasıdır. Bu hız 802.11a’da olduğu gibi maksimum 54 Mbps’a ulaşabilmektedir. REFERANSLAR STANDARTIN 2 KULLANIM SENARYOSU [1] “Official IEEE 802.11 Working Group Project Timelines” ,http://ieee802.org/11/Reports/802.11_Timelines.htm [2] ITU-R (2012). Radio Regulations Edition of 2012 [Online]. Available: http://www.itu.int/pub/R-REG-RR-2012 [3] "IEEE 802.11g-2003: Further Higher Data Rate Extension in the 2.4 GHz Band" (pdf). IEEE. 2003-10-20. Retrieved 2007-09-24. ,http://standards.ieee.org/getieee802/download/802.11g-2003.pdf [4] National Instruments (2013, Dec 03). WLAN - 802.11 a,b,g and n [Online]. Available: http://www.ni.com/white-paper/7131/en/ [5] Cisco (2004). Channel Deployment Issues for 2.4-GHz 802.11 WLANs [Online]. Available: http://www.cisco.com/c/en/us/td/docs/wireless/technology/channel/deployment/guide/Channel.html#wp134190 [6] National Instruments (2014, Nov 05). OFDM and Multi-Channel Communication Systems [Online]. Available: http://www.ni.com/white-paper/3740/en/ [7] Arlindo F. da Conceiçao et al., “Is IEEE 802.11 ready for VoIP?” in Multimedia Signal Processing 2006 IEEE 8th Workshop on, Victoria BC, 2006, pp. 108 – 113 [8] J. Martin et al., “Broadcasting Video Over 802.11g Networks Using Application FEC” presented at Clemson University, Clemson, USA [9] Texas Insturuments (2003, Dec). Low Power Advantage of 802.11a/g vs. 802.11b [Online]. Available: http://focus.ti.com/pdfs/bcg/80211_wp_lowpower.pdf [10] Cisco (2006, Feb 02). Understanding Jitter in Packet Voice Networks [Online]. Available: http://www.cisco.com/c/en/us/support/docs/voice/voice-quality/18902-jitter-packet-voice.html [11] S. Haykin, Communications Systems, 4th ed, New York: Wiley, 2000, pp. 529-531. [12] Application Diagram,ftp://ftp.us.zyxel.com/P-660HNU-F1/datasheet/P-660HNU-F1_1.pdf [13] 802.11 Wireless LAN [Online]. Avaliable: http://networking.anandsoft.com/802.11g.html BURAK COREKCIOGLU(040080498),ILKNUR ATES(040080456),BURAK KURT(040080486) Video Yayını için Uygulamaları VoIP için Kullanımı 802.11g standardı kapsamında limitli bant genişliğiyle ve yoğun trafik ortamında WLAN üzerinden video yayını performansı incelenecektir. Performans ölçütleri olarak uçtan uca paket gecikmesi, paket gecikmesindeki çeşitlilik, alınan gönderilen paket başarımı, veri hacmi (throughput) ve paket kaybı değerleri referans alınacaktır. Performans değerlerini ölçmek için bant genişliği ile ilgili 3 farklı senaryo denenmiştir. Bu senaryolar 10 kullanıcılı bir yapıda 2, 3, 6 mbps hızlarında video yayını yapılmasıdır. Mesafeyle ilgili testlerde 2 senaryo kullanılmıştır. SD video yayınında 802.11g standardı 10 kullanıcı için sorunsuz bir şekilde çalışması beklenir. Video iletimi için gerekli band genişliğini 54 mbps ile fazlasıyla karşılar. Açık alanlarda 38 metre kapalı alanlarda 150 metreye kadar çalışabilmesi ile uzun mesafelere kablosuz yayın yapmayı sağlar. VoIP (Voice Over IP) kelime manasıyla sesin IP üzerinden iletimi manasına gelir. VoIP teknolojisi hali hazırda kullandığımız PTSN altyapısı yerine interneti kullanır. Bir başka deyişle devre anahtarlamalı ağlar yerine paket anahtarlamalı ağlar kullanmaktır. En basit anlatımla devre anahtarlamalı devrelerde ağ koptuğu zaman telefon görüşmesi düşer. Paket anahtarlamalı devrelerde ise bu gerçekleşmez. Bunun yerine paket sırasının bozulması, paketlerin kaybolması gibi daha farklı sorunlar çıkmaktadır. VoIP İhtiyaçları: i) Ortalama Tek Yollu Gecikme (Müşteri ile Access point < 10 ms olmalı.) ii) Jitter (Paketlerin farklı zamanda ulaşmasından kaynaklı gecikme.) iii) Paket Kayıp Oranı (Kaliteli ses için %1.) iv) Verimlilik (G.729 Sıkıştırmasıyla 64 Kbits ses 8 Kbits’e iner.) jkşllşl ÇÖZÜM YAPAN FİRMALAR VE HEDEF ÜRÜNLERİN ÖZELLİKLERİ Tablo 2. Çözüm Yapan Firmalardan Bazıları ve Ürünleri Hedef Ürünlerin (ZyXEL P-660HNU-F1) Özellikleri: i)ADSL UYUMLULUĞU (ADSL 2+, PPPoE) ii) WLAN (IEEE 802.11b,g,n desteği, OFDM, TKIP/AES şifreleme, Çoklu SSID) iii) ROUTER (NAT, DNS, DHCP, RIPv1/RIPv2, IGMPv1/IGMPv2 desteği) iv) QOS(Servis Kalitesi) & GÜVENLİK (URL Bloklama, 50 Access List) v) DONANIM (RJ11, RJ45 portları, 2 adet 3 dBi anten) Şekil 4. 802.11a/b/g Protokollerinin Paket Süreleri Kıyaslaması