Wi-Fi Bant Genişliği Nedir? Ağ Hızı Hakkında Her Şey

Wi-Fi ağlarının bant genişliği, standardın ömrü boyunca sürekli olarak artmaktadır. Yirmi yılı aşkın bir süredir kablosuz ağlar, ağ hızında ciddi bir artış yaşamaktadır.

Bu makalede, Wi-Fi'nin tarihini ve gelişimini inceleyecek ve teknolojinin maksimum hızının nasıl ve neden arttığını analiz edeceğiz... ve bunu yapmaya devam ediyoruz!

Kablosuz Ağ Evrimi

Wi-Fi, IEEE 802.11 standardı tarafından tanımlanmaktadır. 1997 yılında yayınlanan orijinal standart maksimum 2 Mbps ağ bant genişliği sunmuştur. 2024 yılının başlarında resmi olarak yayınlanması beklenen IEEE 802.11be tarafından tanımlanan teknolojinin henüz yayınlanmamış en son sürümünün 40 Gbps bant genişliği kapasitesi sunması beklenmektedir.

Bu, bant genişliği hızında 20.000 katlık olağanüstü bir artış demek!!!

Kablosuz ağ bant genişliğinin tarihsel gelişimi

Aşağıda Wi-Fi'nin gelişimindeki önemli kilometre taşları gösterilmekte ve her bir standart tarafından kullanılan tarihler, maksimum hız ve frekanslar yer almaktadır. Ayrıca, standardın en son yinelemeleri için kullanılan Wi-Fi standardının resmi adı da yer almaktadır:

• 1997
• 1999
• 1999
• 2003
• 2008
• 2014
• 2019
• 2020
• 2024*

\* Tahmini

Wi-Fi ağ hızını ne etkiler?

Bir Wi-Fi ağının birçok faktörü ulaşılabilir ağ bant genişliğini etkiler. Bant genişliğini en çok etkileyenler şunlardır:

• Kullanılan frekans bantları
• Kanal genişliği
• Modülasyon yöntemleri
• Anten düzenlemeleri
• İşlemci gücü

Frekans bantları

Veri iletmek için kullanılan kablosuz sinyalin frekansı, kablosuz bağlantının maksimum kapasitesini etkiler. Tipik olarak, frekans ne kadar yüksekse, o kadar yüksek hızlar elde edilebilir. Bunun nedeni, daha yüksek frekansların daha yüksek veri kapasitesi ve yoğunluk kapasitesine sahip olmasıdır.

Lisanssız frekans bantları

Wi-Fi, dünya çapında çoğu ülkede mevcut olan lisanssız frekans bantlarını kullanır. Lisanssız olması, sinyal gücü yasal sınırlar içinde kaldığı sürece önceden izin alınmadan serbestçe kullanılabileceği anlamına gelir. Bu frekans bantları 2,4 GHz, 5 GHz ve 6 GHz aralıklarında bulunur. Belirli aralıklar şunlardır:

• 2.4 GHz: 2.401 - 2.495 GHz, 11 ila 14 örtüşen kanal ile
• 5 GHz: 25'ten fazla örtüşmeyen kanal ile 5.030 - 5.990 GHz
• 6 GHz: 50'den fazla örtüşmeyen kanal ile 5.945 - 7.125 GHz

Her aralık için mevcut Wi-Fi kanallarının sayısı, söz konusu ülkeye veya dünyanın hangi bölgesinde bulunduğuna bağlıdır. Her üç aralık için de kanal genişliği 20 MHz'dir.

Aşağıdaki resimde 2,4 GHz bandında kullanıma sunulan frekans aralığı ve kanallar gösterilmektedir.

Kırmızı ile işaretlenmiş olan sadece üç çakışmayan kanal olduğuna dikkat edin. Geri kalanlar çakışıyor. Bu, bu özel Wi-Fi bandının ne kadar küçük ve esnek olmadığını göstermektedir.

Parazit

Buna ek olarak, ne kadar bant genişliği elde edebileceğiniz, bir kablosuz ağ cihazının aynı frekanslarda yakındaki kaynaklardan yaşayacağı potansiyel parazite de bağlı olacaktır.

İnternet servis sağlayıcıları genellikle internet bağlantılarını diğer kablosuz cihazlarla aynı frekanslarda çalışan kablosuz yönlendiricilerle sağlar, bu nedenle parazit potansiyeli büyüktür. 2,4 GHz bandı çok kalabalıktır, 5 ve 6 GHz bantları ise çok daha geniştir, parazit potansiyeli daha azdır ve dolayısıyla ortalama bant genişliği daha yüksektir.

Kanal genişliği

Mevcut spektrumdaki her frekans aralığı, 20 MHz'lik standart genişlikte kanallar sunar. Bununla birlikte, çeşitli Wi-Fi standartları, bant genişliğini artırmak için daha geniş kablosuz kanallar oluşturmak üzere kanal bağlama yeteneği sağlar.

Kanal bağlama kullanan standartlar

Örneğin, 2,4 GHz bandında çalışan 802.11n standardı, iki 20 MHz kanalı tek bir 40 MHz kanala bağlayarak istemciye daha fazla bant genişliği sağlayabilir. Benzer şekilde, Wi-Fi 6 olarak da bilinen 802.11ax, birden fazla kanalı 40, 80 ve hatta 160 MHz genişliğinde bir kanala bağlayabilir.

Kanal bağlamanın artıları ve eksileri

Kanal birleştirme, kablosuz ağlar için daha yüksek bant genişliği elde edilmesine yardımcı olan önemli bir gelişmedir. Bununla birlikte, kanal birleştirme mevcut spektrumun daha fazlasını alır, böylece diğer cihazlarla parazit potansiyelini artırır.

Modülasyon teknikleri

Modülasyon, bilginin kablosuz sinyale kodlandığı yöntemdir. Modülasyon yöntemi ne kadar verimli olursa, sinyal içindeki veri yoğunluğu o kadar yüksek olur; böylece daha yüksek hızlara ulaşılabilir.

Orijinal 802.11 standardı, modülasyon şeması olarak Doğrudan Sıralı Yayılı Spektrum (DSSS) ve Frekans Atlamalı Yayılı Spektrum (FHSS) kullanır. Bunlar, standardın sonraki yinelemelerinde yerini Ortogonal Frekans Bölmeli Çoğullama (OFDM) ve çok girişli çok çıkışlı OFDM'ye (MIMO-OFDM) bırakmıştır.

Modülasyon türleri

MIMO hakkında biraz daha konuşacağız. OFDM'ye gelince, daha yoğun modülasyon türlerinin kullanılmasıyla sürekli olarak gelişmekte ve bu da aynı sinyale daha fazla veri paketlenmesine neden olmaktadır. Bu modülasyon türlerine Quadrature Amplitude Modulation (QAM) denir.

802.11be tarafından tanımlanan en son Wi-Fi standardının, kablosuz sinyal darbesi başına 12 bit veri sağlayan 4096-QAM veya 4K-QAM kullanması planlanmaktadır; burada 12 bit veri 4096'ya kadar farklı değer sağlayabilir. Bunu, ilk WI-Fi standartlarında sağlanan kablosuz sinyal darbesi başına bir, iki veya üç bit veri ile karşılaştırın.

Anten Düzenlemeleri

Antenler, kablosuz ağ bağlantı hızları için daha büyük indirme ve yükleme kapasitesi sağlamada önemli bir rol oynar. Çoklu giriş, çoklu çıkış veya MIMO adı verilen bir teknik, çok yollu yayılma olarak bilinen durumdan yararlanarak kablosuz LAN hızını artırmak için kullanılır. Bu, çeşitli katı nesneler üzerindeki yansımalarından kaynaklanan kablosuz sinyallerde meydana gelen bir olgudur.

MIMO ne işe yarar?

MIMO, birden fazla yansıyan sinyali almak için birden fazla anten kullanır ve aynı radyo kanalı üzerinden aynı anda birden fazla veri sinyalinin gönderilmesine ve alınmasına olanak tanır. MIMO'yu ilk kullanan 802.11n, dört adede kadar eşzamanlı veri akışına izin verir. 802.11be standardının 16 adede kadar eşzamanlı veri akışı sunması bekleniyor. Söylemeye gerek yok, bu daha yüksek kapasite ve daha yüksek hızlarla sonuçlanır,ve ek bant genişliği.

MIMO, kablosuz standartların tanımladığı yükleme hızlarına ve indirme kapasitesine ulaşmak için modülasyon tekniğiyle birlikte kullanılabilir.

İşlemci gücü

Modülasyon, MIMO, kanal yönetimi ve veri yoğunluğu işlem gücü gerektirir. Erişim noktaları, yönlendiriciler ve istemciler, kendilerini tanımlayan standartlar tarafından vaat edilen bu gelişmiş kablosuz bant genişliği bağlantılarını elde etmek için sinyalleri daha yüksek hızlarda işleyecek CPU özelliklerine sahip olmalıdır.

Neyse ki, giderek daha yüksek CPU gücü daha küçük cihazlara sığdırılıyor ve kablosuz bir ağdaki birden fazla cihaza daha fazla bant genişliği sağlıyor.

Artan WiFi bant genişliğinin pratik faydaları

Kendimizi kandırmayalım. Daha fazla bant genişliği her koşulda her zaman daha iyidir. Ancak kablosuz için hangi faydalar özellikle önemlidir? İşte daha fazla bant genişliğinin itici güçlerinden birkaçı.

İnternet servis sağlayıcıları tarafından sunulan internet hızı

İnternet hızı, ilk çevirmeli modemlerin kullanıma sunulmasından bu yana artmaktadır. Bugün, yerel İnternet sağlayıcısı dünyanın birçok yerinde 1 Gbps'yi aşan kablolu bağlantı hızları sunabilmektedir. Bu hızlardan yararlanmak için, kablosuz bant genişliği gereksinimleri en azından mevcut İnternet bağlantı hızına ulaşmalıdır.

Zorlu ağ uygulamaları

Günümüzün birçok ağ uygulaması ve hizmeti muazzam bant genişliği gerektirmektedir. Video akışı, müzik akışı, büyük dosyaların paylaşımı, sanal ve artırılmış gerçeklik ve modern oyunlar genellikle muazzam İnternet kaynakları gerektirmektedir.

Kablosuzdan yararlanan cihazlardaki dijital faaliyetlerimizin giderek artması ve daha fazla cihazın daha fazla veriye ihtiyaç duyması, kablosuz hızlara olan talebi artırıyor.

Gelecek kablosuz hızlar için ne vaat ediyor?

Kablosuz iletişim hızlarındaki artışın doğal bir sınırı olduğuna dair herhangi bir belirti yok gibi görünüyor. Bu sürekli artışa katkıda bulunan çeşitli faktörler var ve bunlar arasında şunlar yer alıyor

Lisanssız spektrumun genişletilmesi

Hükümetler Wi-Fi kullanımı için sürekli olarak daha fazla frekans spektrumunu serbest bırakmaktadır. 900 MHz, 3.65 GHz ve 60 GHz aralıklarındaki frekanslar buna dahildir. Bunlar şu anda lisanssız olmasa da, Federal İletişim Komisyonu (FCC) ve dünya çapındaki diğer düzenleyici kurumlar tarafından talep arttıkça yeni aralıklar açma planları vardır.

Gelişen cihaz teknolojileri

Çift bantlı Wi-Fi ve çift bantlı yönlendirici, sadece birkaç yıl önce yenilik olarak kabul edilen teknoloji ve cihazlara sadece iki örnektir. Günümüzün kablosuz cihazları, muazzam işlem güçleri ve anten düzenlemeleriyle çok daha gelişmiştir. Bu yeniliğin önümüzdeki yıllarda daha fazla hız ve bant genişliği sunarak artması beklenmektedir.

Talep artışı

İnternet hızı ve daha zorlu uygulamalar daha yüksek bant genişliği gereksinimlerini zorlamaya devam edecektir. Bu da gelecekte kablosuz ağ bant genişliği gereksinimlerini daha da zorlayacaktır.

Sonuç

Wi-Fi bant genişliğinden bahsettiğimizde hız birçok şeyi ifade eder. Ancak, bağlı bir cihazın yükleme kapasitesi ve indirme hızı en önemlisidir. Bu, kullanıcıların bir kablosuz bağlantının kalitesini değerlendirdiği en önemli ölçüdür. Teknoloji ilerledikçe, on yıl önce bile sadece hayal edebileceğimiz hızların giderek arttığını göreceğiz.