Wi-Fi 4
IEEE 802.11n-2009 veya kısaca 802.11n, veri hızlarını artırmak için çoklu antenler kullanan bir kablosuz ağ standardıdır. Wi-Fi İttifakı, bu teknoloji standardını geriye dönük olarak Wi-Fi 4 olarak adlandırmıştır. Standart, MIMO (Çoklu Giriş Çoklu Çıkış), çerçeve birleştirme (frame aggregation) ve güvenlik iyileştirmelerini standartlaştırmış olup 2.4 GHz veya 5 GHz frekans bantlarında kullanılabilir.
Standardın amacı, önceki iki standart olan 802.11a ve 802.11g'ye kıyasla ağ verimini artırmaktır. Tek bir uzamsal akış ve 20 MHz kanal ile net veri hızı 54 Mbit/s'den 72 Mbit/s'ye; dört uzamsal akış ve 40 MHz kanal genişliği kullanılarak ise 600 Mbit/s hıza kadar çıkabilir.
Tanım ve Özellikler
IEEE 802.11n, önceki standartların üzerine inşa edilmiş olup, fiziksel katmana (PHY) MIMO ve 40 MHz kanalları, MAC katmanına ise çerçeve birleştirmeyi ekler.
MIMO (Çoklu Giriş Çoklu Çıkış)
MIMO, tek bir anten kullanılarak mümkün olandan daha fazla bilgiyi tutarlı bir şekilde çözümlemek için birden fazla anten kullanan bir teknolojidir. Bu teknoloji, verimi artırmak için Uzamsal Bölmeli Çoğullama (SDM) kullanır. SDM, birden fazla bağımsız veri akışını aynı spektral bant genişliği içinde aynı anda uzamsal olarak çoğullar. Her uzamsal akış, hem vericide hem de alıcıda ayrı bir anten gerektirir.
40 MHz Kanallar
802.11n, kanal genişliğini önceki standartlardaki 20 MHz'den 40 MHz'e çıkararak veri iletim hızını ikiye katlama seçeneği sunar. Bu özellik 5 GHz modunda etkinleştirilebilir; ancak 2.4 GHz modunda, diğer Wi-Fi veya Bluetooth sistemleriyle parazit yaratmayacağı biliniyorsa kullanılmalıdır.
Çerçeve Birleştirme (Frame Aggregation)
PHY seviyesindeki veri hızı, çekişme süreci, çerçeveler arası boşluklar ve paket başlıkları gibi protokol yükleri (overhead) nedeniyle kullanıcı seviyesindeki verimle eşleşmez. 802.11n, bu yükü azaltmak için iki tür birleştirme sunar:
- A-MSDU: MAC hizmet veri birimlerinin birleştirilmesi.
- A-MPDU: MAC protokol veri birimlerinin birleştirilmesi.
Bu işlem, birden fazla veri birimini tek bir iletimde paketleyerek verimi artırır.
Veri Hızları
802.11n, çeşitli modülasyon şemaları ve kodlama oranları kullanır. Bunlar "Modülasyon ve Kodlama Şeması (MCS) İndeksi" ile tanımlanır.
Aşağıda 400 ns Koruma Aralığı (Guard Interval - SGI) kullanıldığında ulaşılan maksimum teorik hızlar verilmiştir:
| MCS İndeksi | Uzamsal Akış | Modülasyon | 20 MHz Hızı (Mbit/s) | 40 MHz Hızı (Mbit/s) |
|---|
| 0 | 1 | BPSK | 7.2 | 15 |
| 7 | 1 | 64-QAM | 72.2 | 150 |
| 15 | 2 | 64-QAM | 144.4 | 300 |
| 23 | 3 | 64-QAM | 216.7 | 450 |
| 31 | 4 | 64-QAM | 288.8 | 600 |
40 MHz kanal genişliğinde ve 4 uzamsal akışla maksimum 600 Mbit/s hıza ulaşmak mümkündür, ancak bu genellikle temiz bir spektrum gerektiren 5 GHz bandında daha uygulanabilirdir.
Geriye Dönük Uyumluluk ve Dağıtım
802.11n, eski cihazlarla (802.11a/b/g) uyumluluğu sağlamak için koruma mekanizmaları içerir. Karma modda (Mixed Mode), 802.11n iletimleri eski cihazların anlayabileceği şekilde gömülür.
- 2.4 GHz Bandı: Oldukça kalabalıktır. 40 MHz kanal kullanımı (kanal birleştirme), bandın %82'sini kaplayabileceğinden, paraziti önlemek için genellikle 20 MHz modu önerilir.
- 5 GHz Bandı: Daha fazla örtüşmeyen kanala sahip olduğu için 802.11n ve 40 MHz genişliğindeki kanallar için idealdir. Kurumsal erişim noktaları, çift bantlı (dual-band) istemcileri 5 GHz bandına yönlendirmek için "Band Steering" (Bant Yönlendirme) teknolojisini kullanabilir.
Tarihçe
Geliştirme süreci 2002 yılında Yüksek Verim Çalışma Grubu'nun (HTSG) kurulmasıyla başlamıştır. Standartlaşma süreci boyunca birçok taslak (draft) yayınlanmıştır.
- Eylül 2003: TGn (Task Group n) ilk toplantısını yaptı.
- Haziran 2007: Wi-Fi İttifakı, Taslak 2.0 (Draft 2.0) tabanlı ürünleri sertifikalandırmaya başladı.
- Ekim 2009: Standart, IEEE 802.11n-2009 olarak resmen yayınlandı.
