::.WIRELESS ÇÖZÜMLER.::

::. Bina içi Kablosuz iletişim Çözümleri .::

Veritim bu uygulamada şu ürünlerle projeler hazırlamaktadır :

- USRobotics 802.11g Wireless ürünler
- Cisco System Aironet Wireless ürünler

::. Ev ve Ofis Çözümleri .::

Veritim bu uygulamada şu ürünlerle projeler hazırlamaktadır :

- USRobotics 802.11g Wireless ürünler
- Cisco System Aironet Wireless ürünler
- D-Link Wireless ürünler.

::. Binalar Arası Kablosuz iletişim  Çözümleri .::



Veritim bu uygulamada şu ürünlerle projeler hazırlamaktadır :

- Cisco System Aironet Wireless ürünler
- Proxim Tsunami Wireless Ürünler
- D-Link Wireless ürünler.

::. Kampüs ve ISP ortamları için  Kablosuz iletişim  Çözümleri .::

Veritim bu uygulamada şu ürünlerle projeler hazırlamaktadır :

- Cisco System Aironet Wireless ürünler
- Proxim Tsunami Wireless Ürünler

::. Wireless LAN .::

İki Tür Wireless LAN uygulaması vardır:

 

Resim1. Mobil Kullanıcı Bağlantısı	Resim2. LAN to LAN Bağlantı

Wireless LAN, geniş alan değil, yerel alan uygulamasıdır.

Bina içi veya kampüs alanında , mobil kullanıcılar için geliştirilmiş bir teknolojidir.

LAN to LAN bağlantıda mesafe birkaç kilometreye kadar çıkabilir.

Radyo dalgaları ve infrared ile çalışır.Hücresel telefonlarla ilgisi yoktur.

Spread Spectrum aygıtları için FCC lisansı gerektirmez.

Kullanıcılar kendi ürünleri ile altyapılarını kurabilirler.Herhangi bir hizmet ücretlendirmesi yoktur.

Bütün wireless ekipmanlar aynı frekansta(2.4GHz) çalışmalı ve aynı modülasyon tipini ( FH veya DS) kullanmalıdır.
 

 

Resim3 . Amatör Frekans Bandları

 

Resim4. Kablosuz ağın Access Point ile Kablolu ağa entegrasyonu

Wired(Kablolu) LAN ile Wireless(Kablosuz) LAN birbirine entegre edilebilir(Resim4).Wired LAN 'larda kullanıcıların yeri sabittir ve hareket edemezler.WLAN'larda ise kaplama alanı içinde kullanıcılar istedikleri gibi yer değiştirebilirler.Wired Lan'daki bütün kaynaklara erişebilirler, kablo hızında ve fazlasında (11Mbit, 55Mbit ) WLAN'a erişebilirler.  

 

Resim5. Tipik Çoklu Hücre Wireless LAN Topolojisi

Basic Service area ( BSA ) , access point tarafından sağlanan RF kaplama alanıdır.RF kaplama alanını artırmak için sisteme bir access point daha eklemek yeterlidir.Böylece varolan kablolu LAN'a erişim mesafesi artırılmış olur.

Access point ( AP ), ethernet omurgasına bağlanır ve kaplama alanı (Cell ) içindeki bütün kablosuz client'larla iletişim kurar.AP , cell içinde yöneticidir ve network içindeki trafik akışını kontrol eder.Uzaktaki kablosuz client'lar birbirleriyle direkt değil , AP aracılığı ile haberleşirler.

Eğer tek bir cell, yeterli kaplama alanını sağlamazsa, ek cell'ler eklenerek kaplama alanı genişletilebilir.Bu ortama Extended service area denir.(Resim5)

 

Resim6. Wireless Repeater Topolojisi

Eğer wireless kaplama alanının genişletilmesi gerekiyor fakat LAN backbone'a erişmek maliyet, mesafe ve diğer nedenlerden dolayı mümkün olmuyorsa bir wireless repeater ( Kablolu LAN'a bağlı olmayan bir AP ) eklenerek kaplama alanı artırılabilir.Omurgadaki AP ve Wireless repeater'ın bulunduğu cell'lerin  %50'si üstüste biner.( Overlap-Resim6 )

 

Resim7.  Sistem Yedekleme Topolojisi

Eğer bir sistemde , haberleşmenin devamlılığı çok önemliyse yedekli çalışma önem kazanır.Bazı üreticilerin direct sequence ürünlerinin herbiri aynı frekans ve batgenişliğine set edilir.Bu durumda aynı anda yalnızca bir AP aktif olabilir.Ünitelerden biri devredışı kaldığında diğerünite üzerinden transmisyon sağlanır.Fakat bu durumda sistem yedekliliği sağlanmasına rağmen haberleşme hızı tek bir AP'in sağladığı hızı aşamaz.

Diğer bir durumda ise; Cisco'nun ünitelerinde AP'ler farklı kanallara set edilir(Resim7).Ve client' lar her iki aktif AP üzerinden load balancing yapabilirler.Yani bütün sistem tek bir AP performansında çalışmak zorunda kalmamaktadır.Unitelerden biri devre dışı kaldığında client'lar diğer ünite üzerinden çalışmaya devam ederler.

 

Resim8.   Peer to Peer Konfigürasyon ( Ad Hoc Mode )

Ad hoc (Resim8) uygulamasında herhangi bir AP'e gerek yoktur.Small-Home ofis uygulamalarında laptop ile ana bilgisayar'a bağlanma ve birkaç kişinin dosyalarını paylaştığı ortamlarda çözüm olabilir.

 

Resim9.   AP Kaplama alanı ve Data rate ilişkisi

Bir client, AP'ten uzaklaşıyorsa , AP ile client arasındaki transmisyonda zayıflama olur.Bu durumda sistemin çalışma güvenilirliği ve sürekliliğini bozmaktansa , AP hızını düşürür.Bu olaya datarate shifting denir. Client Ap'ten uzaklaştıkça hız sırasıyla 11Mbit,  5,5Mbit, 2Mbit ve 1Mbit hızlara düşer(Resim9).Bu hız düşüşü sırasında herhangi bir bağlantı kaybı oluşmaz. 

::. 802.11 Standartları .::

• 802.11 1997 yılında standart olmuştur.

• İki RF teknolojisi tanımlanmıştır.

  • Direct Sequence Spread Spectrum ( DSSS) - 2 Mbps  11 Mbps

  • Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) - 1Mbps ve 2Mbps

• 802.11b

  • Eylül 1999 yılında standart olmuştur.

  • Sadece bir RF teknolojisi tanımlanmıştır - DSSS@11Mbps

  • 2.4GHz spektrumunu kullanır.Bu spektrum aynı zamanda kablosuz telefon ve çoğu bluetooth ürünleri tarafından da kullanılmaktadır.

  • Maksimum 11Mbit bantgenişliği sağlar.

  • Kapsama alanı kapalı alanlarda 30-45metre (100-150 feet)

  • WiFi uyumlu farklı marka cihazlar, birbirleriyle uymlu çalışabilir.

  • Şu anda çok ucuz ve popülerdir.

• 802.11a

  • 5GHz radyo bandını kullanır.

  • Maksimum 54Mbit bant genişliği sağlar.

  • 802.11b ve 802.11g standartlarıyla uyumsuzdur.

  • 802.11a veya 802.11g ürünlerinin kurulu olduğu bir ortamda herhangi bir interferens yaratmayacağı için  kullanılabilir.

  • Kapsama alanı kapalı alanlarda 7,5- 22,5 metre ( 25-75 feet )

  • Şu anda geriye doğru uyumlu olmadığı ve pahalı olduğundan popüler değildir.

• 802.11g

  • 2.4GHz spektrumunu kullanır.

  • Maksimum bant genişliği 54Mbit.

  • 802.11b ürünleriyle uyumludur.

  • Kapsama alanı kapalı alanlarda 30-45metre (100-150 feet)

  • 802.11b ürünleriyle uyumlu çalışabilir.

  • 802.11b ile aynı frekans spektrumunu kullandığından popüler olma olasılığı yüksektir.

::. Wireless Bridge .::

Wireless bridge'ler genellikle birbirinden ayrı binalarda bullunan kablolu LAN networklerini birbirine bağlayarak daha büyük bir network yaratmak için kullanılır.

Resim10. Wireless Bridge Uygulaması

::. Wireless Bridge Alternatifleri.::

Servis	Dezavantajları
Telefon Hattı ( 56K , T1 )	Aylık Kira maliyeti Kuruluş Maliyeti Fazladan ekipman ihtiyaçları
Kablo	Kuruluş Maliyeti Esnek olmayan yapı Fiziksel engeller
Mikrodalga	FCC lisans alma gerekliliği Kurulum Zorluğu Yüksek Maliyet

Resim11.  Point to Point Bağlantı

Aralarındaki mesafenin 40Km'ye vardığı iki binanın bağlantısı point to point(Resim11) yapılabilir.Aradaki bina, ağaç, tepe gibi etkenler iletişim problemlerine neden olabilir.Bu yapıda her iki binadaki ethernet segmentleri tek bir ethernet segmenti gibi davranır.Bridge'lerin birbirleriyle bağlantı kurabilmeleri için biri master , diğeri slave olmalıdır.

 

Resim12.  Point to Multipoint Bağlantı

Multipoint bridge'de(Resim12) genelde merkezde bir omni directional anten kullanılır.Diğer uçlar( Building B ve Building C )  merkezle( Building A ) bağlantı kurarlar.( Direkt birbirleriyle bağlantı kurmazlar.).

Aynı şekilde bütün LAN'lar tek bir LAN gibi görünür.Bir uzak uçtan diğerine ( Örneğin Building B 'den Building C'ye olan trafik )  giden trafik önce merkeze gider buradan  diğer uzak uca yönlendirilir.

Bridge'lerden biri master , diğerleri slave olmalıdır.
 

Resim13.  802.11 standardına göre mesafe limitleri

Eğer uçlar arasındaki mesafe 1,6 Km'den azsa varolan Access Point  ürünleri kullanılabilir.Fakat mesafe 1,6 Km'yi aşıyorsa bir bridge kullanılması tavsiye edilir.Buna rağmen bir Access Point kullanılması kabul edilebilir bir iletişim sağlamaz.

 

Resim14.    Wireless Bridge Uygulaması

::. RF POWER .::

Kablosuz LAN ( WLAN ) RF Güç Değerlenin Tanımı

Desibel (dB), sinyal gücünün miktarıdır.dB sembolü, hangi ölçü değerleri ile karşılaştırıldığını belirtmek için çoğu kez diğer ölçü sembolleriyle birlikte kullanılır. Örnek olarak dBm , 1 miliwatt karşılığı desibel değeridir.Ve dBw 1 watt karşılığı desibel değeridir.

Güç (dB)=10*log10(Sinyal/Referans)

• Sinyal değeri , sinyalin gücüdür.( Örnek olarak 50mW)

• Referans, referans gücüdür.( Örnek olarak 1mW )

Desibel ile ilgili genel kurallar:
 

Artış miktarı	Azalış miktarı	Sonuç(watt,mwatt)
3dB		Güç iki katına çıkar
	3dB	Güç yarıya düşer
10dB		Güç 10 kat artar
	10dB	Güç 10 kat artar
30dB		Güç 100 kat artar
	30dB	Güç 100 kat artar

dBm-mw değer Tablosu

Antenler

dB terimi aynı zamanda antenlerin güç seviyesini tanımlamak için kullanılır.Izotropik antenler için dBi kullanılır.( Bütün yönlere aynı yoğunlukta güç gönderen teorik antenlerdir.). dBd terimi ise dipol antenleri belirtir. Antenler bu ideal ölçülerle ifade edilir.Ve bütün FCC hesaplamaları , bu ölçüyü kullanır.( dBi ). Dipol antenler pratiğe daha yakın antenlerdir.Bazı antenler dBd ile belirtilirken çoğu dBi kullanır.dBd ile dBi arasındakiş güç oranı farkı yaklaşık olarak 2.2' dir. 0dBd=2.2dBi. Bu yüzden gücü 3dBd olan bir anten FCC ve aynı zamanda Cisco tarafından 5.2dBi olarak kabul edilir.

Efektif Izotropik Yayılma Gücü ( EIRP )

Yayılma ( transmit edilen) güc, dBm veya Watt ile belirtilir.Antenden çıkan güç ise EIRP olarak tanımlanır.EIRP , 2.4GHz kablosuz ekipman uygulamalarında güç limitlerini ölçme ve tanımlamada  FCC veya ETSI gibi standart kuruluşların tanımladığı değerdir.

EIRP hesaplanırken, transmit edilen güce( dBm ), anten kazancı (dBi ) eklenir ve kablo kaybı ( dB ) çıkarılır.

Örnek olarak:

   Güç Zayıflaması

Bir sinyalin iletim mesafesi, çeşitli faktörlere bağlıdır.Temel donanım etkenleri şunlardır;

• Vericinin ( Transmitter power )

• Verici ile anteni arasındaki kablo kayıpları

• Vericinin anten kazancı

• İki antenin konumları ( aradaki uzunluk, engeller )

• Alınan anten gücü

• Alıcı ile anteni arasındaki kablo kayıpları

• Alıcının duyarlılık seviyesi ( Receiver Sensitivity )    

Alıcı duyarlılığı, alıcının verilen sinyali tam olarak çözebilmesi için gereken minimum sinyal güç seviyesi olarak tanımlanır.Aşağıdaki tablo alıcı duyarlılık değerlerini göstermektedir.

Cisco Aironet ürünlerinin alıcı duyarlılığı -84dBm veya 0.000000004mW 'dır.

Dış ortamlar  ( Outdoor ) için  tahmini  Mesafe Hesaplaması

Dış ortamlarda iki nokta arasındaki kablosuz link mesafesi , Cisco'nun basit bir hesaplamasıyla tahmin edilebilmektedir.Buna göre;

• Her 6 dB artış , mesafeyi iki katına çıkarır.

• Her 6 dB azalış,  mesafeyi yarısına düşürür.   

Mesafe ayarlamalarını yapabilmek için , yüksek veya düşük kazançlı antenler, uzun veya kısa kablolar seçilebilir.

Elimizdeki bir çift Cisco BR350 bridge ( 15 metre kabloya bağlı dish anten) 18 mil mesafede çalışabilir.Aşağıdaki değişiklikleri yaparak teorik performansı değiştirebiliriz.

• Her iki noktada 15 metre kablo yerine 30 metre kablo kullanmamız 3 dB kayba neden olur.Her iki tarftaki toplam 6dB kayıp mesafenin 9 mile düşmesine neden olur.

• Dish anten yerine 13.5 dBi kazaçlı Yagi anten kullanırsak toplamda 14dBi kaybımız olur ve buda mesafeyi 4 milin altına düşürür.

 İç ortamlar ( Indoor ) için tahmini mesafe hesaplaması

Aslında indoor ortamlar için bir hesaplama yöntemi yoktur.Indoor RF propogasyonu , outdoor'dan farklıdır.Bununla birlikte bazı basit hesaplamalarla performans tahminleri yapılabilir.

• Her 9 dB artış ,etki alanını iki katına çıkarır.

• Her 9 dB azalış, etki alanını yarısına düşürür.   

Örnek olarak Cisco AP340 access point , tipik olarak 2.2dBi dipol antenle kurulur.Radio gücü yaklaşık olarak 15dBm' dir.Bu ürün 5.2dBi omni antenli AP350 access point ürününe yükseltilirse, etki alanı yaklaşık iki katına çıkar.( AP340->AP350 yükseltimi için +5 dBi ve anten yükseltimi içinde +3 dBi , toplamda +8 dBi kazanç ile )  

::.KABLOSUZ NETWORKLERDE KARŞILAŞILAN PROBLEMLER.::

Performans

Radyo dalgaları gerçekte bütün yönlerde aynı mesafeye erişemezler.Duvarlar, kapılar, insanlar, asansör boşlukları ve diğer engeller , radyo frekansı yayılma paterninin bozulmasına ve düzensiz olmasına neden olurlar.

Performansı etkileyen temel kriterler:

1-Kablosuz cihazlar arasındaki mesafe, Erişim noktası ile kablosuz ethernet kartı arasınki mesafe.
2-Transmisyon güç seviyesi
3-Bina ve evdeki materyaller
4-Radio frekanslarının birbirine karışması
5-Sinyal yayılımı
6-Anten tipi ve yerleşimi

Kablosuz network uygulamalarından iyi bir performans alabilmek şu noktalar göz önünde bulundurulmalıdır;

1-   Kablosuz uygulama alanında,  AP ( Erişim Noktası) , ile kullanıcılar  arasındaki mesafe performansı doğrudan etkiler.Mesafe arttıkça transmisyon hızı düşer.

2-   Kablosuz cihazların yerleşimi ve doğrultusu da önemli bir etkendir.

3-   Uygulamanın yapıldığı binanın yapısı, bina malzemesi, konstrüksiyon tipi sinyal kalitesini ve sinyal hızını etkiler.
AP ile kullanıcı arasındaki duvarın yapısına göre zayıflama değerleri* :
* Her 3 dB zayıflama sinyal gücünün yarıya düşmesine neden olur

      4-   Fiber duvarlar, alüminyum yüzeyler, boru ve elektrik kablolaması, mikrodalga fırınlar ve kablosuz telefonlar ise, kablosuz sistemin etkin olabileceği mesafeleri ve kaplama alanını olumsuz etkiler.

Elektromagnetik Etkileşim

2.4Ghz radyo frekans spektrumunda çalışan diğer kablosuz cihazlar , 802.11b kablosuz cihazlarla aynı ortamda kullanıldığında  elektromagnetik etkileşime neden olabilir.

 2.4GHz kablosuz telefonlar, mikrodalga fırınlar, yakın mesafedeki fluerosan aydınlatma sistemleri ve yakın mesafedeki başka bir 802.11b kablosuz network bunlara örnek olarak verilebilir.

 Güvenlik

Kablosuz sistemlerde dikkat edilmesi gereken en önemli özellik güvenliktir.Standart güvenlik sağlayan ürünler yerine kendi gelişmiş güvenlik algoritmalarını kullanan ürünler tercih edilmelidir.Ancak Paketlerin yüksek seviyede ( 128bit, 256bit )  kodlanması ve alıcıda tekrar kodların çözülmesi , iletişimde gecikmeye neden olduğundan network performansında azalmaya neden olur.  

 Gemi gibi yapılarda dikkat edilmesi gereken ilave noktalar

Etraftaki metal yapıların çokluğu göz önüne alınarak , doğrudan veya dolaylı çoklu yansımalarla oluşabilecek transmisyon hatalarından kaçınmak için,  Erişim Noktaları ( Access Point) uygun bir şekilde yerleştirilmelidir.

Katlar arasındaki alüminyum kaplama malzemeleri , erişim noktaları arasındaki transmisyonu zayıflatacağı için Erişim noktaları kablo bağlantısı ile haberleştirilmelidir.

Gemilerde navigasyon ve haberleşme amacıyla kullanılan telsiz , radar gibi elektronik cihazlar , Erişim noktaları ile etkileşebileceğinden , erişim noktaları mümkün olduğunca bu cihazlardan uzak noktalara konumlandırılmalıdır.

Metal esaslı pencere jaluzileri , Elektromagnetik dalgaları döngüye sokarak sönümlemektedir.Bu nedenle kablosuz uygulama yapılmak istenen ortamlarda bu tür malzemeler kullanılmamalıdır.

::. GÜVENLİK.::

Yapım aşamasındadır.
 

Aytan KIZILTAN  ( CCNA Certified )

Veritim Veri İletişimi Ltd.

Not: Cisco wireless  ürünleri referans alınmıştır.