遠程工作人員為了盡可能的保持電池電量，總是傾向于在有電源插座的情況下就使用電源適配器。如果你不認同我的觀點的話，就試著在機場找一個開放的電源插座看看難度有多大。遠程工作人員都知道，對顯示屏和硬盤驅(qū)動器進行定時設(shè)置可以節(jié)省電力。但無線網(wǎng)絡(luò)適配器的省電功能卻并不廣為人知。

  好的，省電始終是一件好事。那么，為什么設(shè)備廠商在默認情況下禁用該功能呢？為了找到原因，我們先來了解一下802.11省電技術(shù)的運行方式。

電源物理狀態(tài)

  一般人都認為，一個無線客戶端只有兩種工作模式，在線或者離線。但是很抱歉，它實際上復(fù)雜的多。從關(guān)于無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的文章“如何選擇無線電力儲存協(xié)議以降低電力消耗”中，我們可以發(fā)現(xiàn)，好的選擇可以大大降低電力消耗。

  關(guān)閉：在這個模式下，唯一的電力消耗就是泄漏電流，但從這個模式離開的話，需要很長的時間（按毫秒計算）

  睡眠/待機：設(shè)備在這個模式下至少消耗一百七十五微瓦的電量，但如果主要部分沒有關(guān)閉的話，可以很快被喚醒。

  監(jiān)聽：這個模式下，設(shè)備會監(jiān)聽一個數(shù)據(jù)包的到達，因此大部分無線電部件是在工作狀態(tài)的。無線設(shè)備在這種情況下的電力耗費一般是在一百一十毫瓦左右。

  Rx激活：類似監(jiān)聽模式，但是使用了額外的電路。802.11g的無線局域網(wǎng)設(shè)備在這種情況下，電力的消耗為一百四十毫瓦。

  Tx激活：在這種模式下，傳輸?shù)臅r間包括了射頻功率放大器，這是高功率傳輸系統(tǒng)中的一個耗電大戶。
802.11g的無線局域網(wǎng)設(shè)備在15dBm的Tx這種情況下，電力的消耗是四百五十毫瓦。

現(xiàn)在我們了解了五種不同功率模式，下一步就可以找出802.11標(biāo)準下的節(jié)電方式。

電力儲備模式

  對于無線網(wǎng)絡(luò)來說，時間就是一切；特別是自從802.11技術(shù)采用了載波偵聽多路訪問/沖突避免（CSMA/CA）協(xié)議以后。而對于電力儲備模式來說，時間也是很重要的；當(dāng)無線客戶端在一個預(yù)定的時間長度后進入睡眠/待機模式，以節(jié)省電力。但睡眠的無線客戶端遇到傳輸時，會發(fā)生什么情況呢？電力儲備模式已經(jīng)涵蓋這個問題。如果客戶端是在降低功耗模式下運行時，接入點可以作為無線客戶端的緩沖使用。下面是詳細信息：

  在進入電力儲備模式的時間，無線客戶端會向接入點發(fā)送一個數(shù)據(jù)包。這個數(shù)據(jù)包會通知接入點，該無線客戶端會停掉除了一個簡單的計時器外的所有其它行動。計時器的主要目的是控制時間，以便無線客戶端恢復(fù)到正常的工作模式。

接到數(shù)據(jù)包后，接入點會和無線客戶端同步計時器，并對時間進行分配。

然后，接入點將會對數(shù)據(jù)傳輸進行控制。當(dāng)無線客戶端完全關(guān)閉后，接入點就開始緩沖相關(guān)的數(shù)據(jù)。

  最后，無線客戶端開放了廣播傳輸指示信息（ATIM）窗口。接入點就可以利用該廣播傳輸指示信息（ATIM）窗口發(fā)送一個封包。

  由于無線客戶端處于電力儲備模式下，接入點會使用一種特殊的延遲傳輸指示消息（DTIM）封包。該延遲傳輸指示消息（DTIM）數(shù)據(jù)包會同步計時器并通知無線客戶端是否有緩沖的數(shù)據(jù)。

  在利用延遲傳輸指示消息（DTIM）數(shù)據(jù)包通知無線客戶端后，接入點會傳輸相關(guān)的數(shù)據(jù)。如果沒有數(shù)據(jù)傳輸存在的話，客戶端將馬上回到電力儲備模式。

單向傳輸

如果有緩沖的數(shù)據(jù)，接入點有兩種方法進行傳輸：

  省電輪詢PSP模式：無線客戶端將發(fā)送一條有關(guān)省電輪詢PSP的信息給接入點，請求釋放數(shù)據(jù)。如果接入點的數(shù)據(jù)量超過了原來的要求，額外的信息將繼續(xù)傳輸，直到所有的數(shù)據(jù)都轉(zhuǎn)移到無線客戶端。這時，接入點將顯示沒有更多的數(shù)據(jù)，無線客戶端已關(guān)閉。

  連續(xù)感知CAM模式：無線客戶端連接發(fā)出請求的接入點，這就進入了連續(xù)感知CAM模式。在一段時間內(nèi)，這樣可以接受到更多的數(shù)據(jù)。這種做法可以免除多次省電輪詢的握手，但耗費的電量更大。

因此，問題出在什么地方？

  大家可以很容易地看到電力儲備模式是要增加無線網(wǎng)絡(luò)的連接，而這并不是一件好事，因為無線網(wǎng)絡(luò)的管理已經(jīng)很復(fù)雜了。存在的第一個問題是潛伏期，無線客戶端需要等待延遲傳輸指示消息數(shù)據(jù)包才能接收數(shù)據(jù)。通常情況下，延遲傳輸指示消息的區(qū)間要間隔三百毫秒，從表面上看上去似乎沒什么問題，但考慮到無線網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量（QoS）的時間，意義其實是非常重大的。

  第二個問題是數(shù)據(jù)吞吐量將會惡化。電力儲備模式需要無線客戶端在睡眠/待機模式之間轉(zhuǎn)換。大量寶貴的帶寬將分配給省電輪詢的信息。

有趣的測試結(jié)果

  我剛讀完一篇來自網(wǎng)絡(luò)世界的文章，是由Farpoint集團的C. J.馬賽寫的，題目是“可能并不值得努力的無線計算節(jié)電措施”，文中的測試結(jié)果非常有趣。在這個前提下的測試結(jié)果是：

  “啟用無線網(wǎng)絡(luò)電源保護技術(shù)的時間，其實是在能否節(jié)省有意義的電費和如何保證數(shù)據(jù)傳輸率之間進行取舍。”

  詳情請參閱文中的圖表，你會發(fā)現(xiàn)使用電力儲備模式節(jié)省的電量很少。這不是什么好事情。馬賽先生進一步的落井下石，還提到了電力儲備模式的一些負面影響。

  “大部分情況下，電力儲備模式是無害的，但也有可能產(chǎn)生非常負面的性能影響。在測試的時間，我們還注意到，英特爾適配器儲存方式的測試將不能完成。錯誤的時間信息，表明筆記本電腦根本沒有回應(yīng)。因此，用戶需要被提醒，沒有足夠?qū)I(yè)知識的時間，對電力儲備模式進行設(shè)置，有可能產(chǎn)生的破壞后果。”

為什么電力儲備模式?jīng)]有幫助？

馬賽先生也反思了為什么電力儲備模式?jīng)]有想象中那么大的價值：

  “無線局域網(wǎng)的設(shè)計牽扯到了非常多的方面，802.11標(biāo)準是在處理器時鐘在100MHz至200MHz范圍內(nèi)的時間制定的。但是，在今天，無線適配器是高度集成的，也就意味著更省電。而筆記本電腦的其它部分，象處理器（更高的時鐘速率）和顯示器和背光（高得多的對比度）比過去消耗的電量更多。”

  盡管筆記本電腦的設(shè)計者在使用更大的電池和通用的電源適配器等方面得到了用戶的支持。但很多情況下，無線局域網(wǎng)適配器在電腦電量消耗中的比率已經(jīng)發(fā)生了很大的變化。

電力儲備模式的啟用

  這是一些非常有趣的觀點。因此，我認為至少應(yīng)該舉一個例子，如何進行無線網(wǎng)絡(luò)的省電設(shè)置。下面的圖片是英特爾無線客戶端應(yīng)用程序下，適配器設(shè)置的情況：

在這個例子中， 無線客戶端電源配置設(shè)置為最高性能，所以電力儲備模式是禁用的。如前所述，這通常是默認的設(shè)置。

省電的研究

  在省電方面，現(xiàn)在有大量進行中的相關(guān)研究。考慮到802.11n標(biāo)準的廣泛使用，這個問題顯得相當(dāng)重要。馬賽先生明白這一點，并提到了兩種新方法：

  省電輪詢：它是802.11n標(biāo)準的一個組成部分。是因為擔(dān)心基于多輸入多輸出MIMO的系統(tǒng)使用更多的信號，導(dǎo)致對電池壽命產(chǎn)生重大的影響而產(chǎn)生的。非排程自動省電（U-APSD）模式和排程自動省電（S-APSD）模式將投入使用。這種技術(shù)可以更好的針對大數(shù)據(jù)量的傳輸。

  動態(tài)多輸入多輸出省電：這種技術(shù)可以讓基于多輸入多輸出（802.11n標(biāo)準）的無線設(shè)備進行配置（例如從2×2到1×1）以減輕傳輸?shù)膲毫Α?/span>

最后的思考

  我們已經(jīng)有了足夠的信息。明白了為什么設(shè)備供應(yīng)商在默認情況下禁用電力儲備模式。如果電力儲備模式是一個可行的省電技術(shù)，研究人員需要做的就是確定無線客戶端啟用它的恰當(dāng)時間。