İsimler : Köksal İçöz, Çağdaş Yürekli, Emre Uzun, Mustafa Ünsal Numaralar : , , , Grup No : E-1

Transkript

1 EHB 481 Temel Haberleşme Sistemleri Tasarım ve Uygulamaları Güz Yarıyılı Proje Aşama Raporu:. Aşama Standardizasyon Çalışmalarını İncelemesi Aşama : Aktivitenin Çıktıları İsimler : Köksal İçöz, Çağdaş Yürekli, Emre Uzun, Mustafa Ünsal Numaralar : , , , Grup No : E g Standardının İncelenmesi 1. Proje Kapsamı: WLAN uygulamalarında en çok kullanılan ve bugünkü popülerliğini kazandıran 1 tarafından yayınlan bir dizi standarttır. 802 LAN/MAN standart komitesi ilk olarak Haziran 1997 de standardını yayımlamıştır. Bu temel standarda göre 2.4 GHz frekans bandında FHSS DSSS teknikleri kullanılarak 2 e kadar veri iletişimi sağlanabilmektedir standardın esas amacı mevcut kablolu LAN ların, kablosuz olarak genişlemesine olanak tanımak ve sabit sistemlerle mobil sistemleri bir çatı altında toplamaktır. Elde edilen başarı sonrasında tarafından WLAN uygulamaları için x adı altında bir dizi standart daha yayımlanmıştır. Bu standartları geliştirme ve yeni standartlar hazırlama çalışmaları devam etmektedir. 2.4 GHz bandında çalışan ve 11 veri iletişim hızına sahip olan b Türkiye dahil dünyanın bir çok yerinde yaygın olarak kullanılmaktadır yılında dünyada yaşanan iletişim sektöründeki çöküşe rağmen WLAN sistemleri inanılmaz bir başarı elde etmiştir. Bugünlerde yine aynı frekans bandında çalışan fakat veri iletişimini 54 e kadar çıkaran g standardı cihazlar rağbet görmektedir. Yaptığımız proje kapsamında bu standartlardan g standardını inceleyeceğiz. Tabloda geliştirme çalışmaları tamamlanmış ve ürünleri piyasada bulunan x standartlarının genel özellikleri verilmiştir. 1

2 Standart Adı a b g Tablo 1. Bazı x Standartları Ve Genel Özellikleri Frekans Bandı 2,4 GHz ISM Modülasyon Tekniği FHSS DSSS 5 GHz OFDM 2,4 GHz ISM 2,4 GHz ISM DSSS DSSS OFDM Kanal Sayısı (dahili/harici) 4 (dahili) 11 (harici) (dahili/harici) (dahili/harici) Güvenlik Veri Hızı Açıklama İlk hazırlanan ve temel standart Çoklu ortam uygulamaları ve yüksek veri hızı için Yaygın kullanım ve düşük maliyetli sistemler b nin yüksek hızlar için gelişmiş hali Proje kapsamında inceleyeceğimiz standardın başlıca özellikleri şöyledir; g adını verdiği yeni bir kablosuz iletişim standardını 200 yılında duyurmuştur. Bu standart 2.4 GHz standardını kullanması itibariyle b ile uyumlu olmakla birlikte veri transfer hızı itibariyle 54 veri aktarım hızına ulaşmaktadır. Bu standartta a 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 g 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 g standardında da b de olduğu gibi birbiriyle çakışmayan kanal kullanılmaktadır. Ancak kanalların bant genişliği 22 MHz dir. 2.1 Senaryo 1: g Standardının Video Yayını İçin Uygulamalarının Kullanımı Açıklaması: g 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 farklı senaryo denenmiştir. Bu senaryolar 2

3 10 kullanıcılı bir yapıda 2,, 6 mbps hızlarında video yayını yapılmasıdır. Mesafeyle ilgili testlerde 2 senaryo kullanılmıştır. Bu senaryolar kullanıcılı bir yapıda 2,, 6 mbps hızlarında video yayını yapılmasıdır Beklenen Başarım: SD video yayınında g standardı 10 kullanıcı için sorunsuz bir şekilde çalışması beklenir Standardın Sağladığı Faydalar: Video iletimi için gerekli band genişliğini 54 mbps ile fazlasıyla karşılar. Açık alanlarda 8 metre kapalı alanlarda 150 metreye kadar çalışabilmesi ile uzun mesafelere kablosuz yayın yapmayı sağlar. 2.2 Senaryo 2: g Standardının VoIP Hizmeti için Kullanımı Açıklaması: VoIP (Voice Over IP) kelime manasıyla sesin IP üzerinden iletimi manasına gelir. VoIP teknolojisi hali hazırda kullandığımız PTSN (Public Switched Telephone Network) altyapısı (Yerel Telefon Ağları) yerine interneti kullanır. Bir başka deyişle devre anahtarlamalı ağlar yerine paket anahtarlamalı ağlar kullanmaktır. Dolayısıyla artıları olduğu gibi eksileri de mevcuttur. En basit anlatımla devre anahtarlamalı devrelerde ağ koptuğu zaman telefon görüşmesi düşer. Paket anahtarlamalı devrelerde bu gerçekleşmez. Bunun yerine paket sırasının bozulması, paketlerin kaybolması gibi daha farklı sorunlar çıkmaktadır. Şekil 1. Normal Telefonlar ile VoIP Telefonlar ın ISP ye Ulaşması

4 VoIP İhtiyaçları: i) Ortalama Tek Yollu Gecikme: VoIP standardı için en kritik ihtiyaçtır. Çünkü gecikme video ve seste istenmeyen durumdur. Gecikmelerin olması telefon konuşmasının kalitesini azaltır. ITU-T nin belirlediği değerler sayesinde başarım oranı belirlenebilir. Bu değerlerden biri şudur: Müşteri ile Access Point arası gecikme 10 ms den az olmalıdır. ii) Jitter: Jitter paket iletimi sırasında paketlerin farklı zamanlarda hedefe ulaşmasından kaynaklanan sapmadır. Modern sistemlerde jitteri yumuşatmak için adaptif yöntemler izlenmektedir. Jitter WIFI de az olur; çünkü burada paket boyutları az ve gecikme de azdır. Az olması QoS (Quality of Service) açısından da iyidir. iii) Paket Kayıp Oranı: Sesin kaliteli ve anlaşılır olması için Paket Kayıp Oranının %1 den büyük olmaması gereklidir. Mobil sistemlerde baz istasyonlarından uzaklaşıldığında Paket Kayıp Oranları artacağından Wifi standartlarında daha iyidir ve %1 sınırını aşmaz. iv) Verimlilik: Sesin kodlandıktan sonra iletimi için bir Bit Hızına ihtiyacı vardır. Normal konuşma 64 kbits dır. VoIP de G.729 sıkıştırması kullanılarak bu iletim hızı 8 kbits e kadar düşer g standardında bit iletim hızı 54 Mbits e kadar vardığından dolayı verimlilik çok yüksektir Beklenen Başarım: Standartın (802.11g) kaliteli bir VoIP konuşma desteğini vermesi için VoIP ihtiyaçları olan gecikme, jitter, paket kayıp oranı ve verimliliği sağlamalıdır g standardı açıklamada da belirtildiği gibi bu ihtiyaçları karşılar Standardın Sağladığı Faydalar: g standartı ile G.729 sıkıştırması yapılarak 20 ms paket süresi elde edilebilir. Bu paket sürelerinin iletimin kaliteli olması açısından önemi mevcuttur. Bunu Şekil 2 den görebiliriz. 4

5 Şekil a/b/g Protokollerinin Paket Süreleri Kıyaslaması Görüldüğü üzere b standardı a/g standartlarına göre kötü performans gösterir. Sonuç olarak g standardı ile kaliteli bir VoIP hizmeti sunulabilir.. Sonuçlar: İncelenen bu iki kullanım senaryosuna baktığımızda g standardının bize kalite ve hız bakımından a ve b standartlarına göre daha iyi bir ortam sunduğunu söyleyebiliriz. Bunun yanında g standardı eşzamanlı kullanıcıyı destekler. Tüm kullanım senaryoları için ekonomik açıdan bakarsak a standardına göre daha ucuz olmasına karşın b standardından maliyeti fazladır a ve b standardlarına göre daha iyi gözükmesine rağmen g standardından da özellikle hız ve kalite açısında daha iyi olup kullanılan standart türü de bulunmaktadır. 5

6 Kaynaklar [1] Arlindo F. da Conceiçao et al., Is ready for VoIP? in Multimedia Signal Processing th Workshop on, Victoria BC, 2006, pp [2] J. Martin et al., Broadcasting Video Over g Networks Using Application FEC presented at Clemson University, Clemson, USA [] Wireless LAN [Online]. Avaliable: [4] VoIP [Online]. Avaliable: [5] Texas Insturuments (200, Dec). Low Power Advantage of a/g vs b [Online]. Available: [6] Cisco (2006, Feb 02). Understanding Jitter in Packet Voice Networks [Online]. Available: [7] Cisco (2006, Feb 02). Understanding Delay in Packet Voice Networks [Online]. Available: 6