中國(guó)業(yè)內(nèi)優(yōu)秀品牌質(zhì)量保證
掌握行業(yè)核心技術(shù)

  遠(yuǎn)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(rèn)同我的觀點(diǎn)的話，就試著在機(jī)場(chǎng)找一個(gè)開(kāi)放的電源插座看看難度有多大。遠(yuǎn)程工作人員都知道，對(duì)顯示屏和硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行定時(shí)設(shè)置可以節(jié)省電力。但無(wú)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(rèn)情況下禁用該功能呢？為了找到原因，我們先來(lái)了解一下802.11省電技術(shù)的運(yùn)行方式。

電源物理狀態(tài)

  一般人都認(rèn)為，一個(gè)無(wú)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(shí)際上復(fù)雜的多。從關(guān)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的文章“如何選擇無(wú)線電力儲(chǔ)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(gè)模式下，唯一的電力消耗就是泄漏電流，但從這個(gè)模式離開(kāi)的話，需要很長(zhǎng)的時(shí)間（按毫秒計(jì)算）

  睡眠/待機(jī)：設(shè)備在這個(gè)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(méi)有關(guān)閉的話，可以很快被喚醒。

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

  Rx激活：類似監(jiān)聽(tīng)模式，但是使用了額外的電路。802.11g的無(wú)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(shí)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(gè)耗電大戶。
802.11g的無(wú)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(zhǔn)下的節(jié)電方式。

電力儲(chǔ)備模式

  對(duì)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，時(shí)間就是一切；特別是自從802.11技術(shù)采用了載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突避免（CSMA/CA）協(xié)議以后。而對(duì)于電力儲(chǔ)備模式來(lái)說(shuō)，時(shí)間也是很重要的；當(dāng)無(wú)線客戶端在一個(gè)預(yù)定的時(shí)間長(zhǎng)度后進(jìn)入睡眠/待機(jī)模式，以節(jié)省電力。但睡眠的無(wú)線客戶端遇到傳輸時(shí)，會(huì)發(fā)生什么情況呢？電力儲(chǔ)備模式已經(jīng)涵蓋這個(gè)問(wèn)題。如果客戶端是在降低功耗模式下運(yùn)行時(shí)，接入點(diǎn)可以作為無(wú)線客戶端的緩沖使用。下面是詳細(xì)信息：

  在進(jìn)入電力儲(chǔ)備模式的時(shí)間，無(wú)線客戶端會(huì)向接入點(diǎn)發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包。這個(gè)數(shù)據(jù)包會(huì)通知接入點(diǎn)，該無(wú)線客戶端會(huì)停掉除了一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)時(shí)器外的所有其它行動(dòng)。計(jì)時(shí)器的主要目的是控制時(shí)間，以便無(wú)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(diǎn)會(huì)和無(wú)線客戶端同步計(jì)時(shí)器，并對(duì)時(shí)間進(jìn)行分配。

然后，接入點(diǎn)將會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行控制。當(dāng)無(wú)線客戶端完全關(guān)閉后，接入點(diǎn)就開(kāi)始緩沖相關(guān)的數(shù)據(jù)。

  最后，無(wú)線客戶端開(kāi)放了廣播傳輸指示信息（ATIM）窗口。接入點(diǎn)就可以利用該廣播傳輸指示信息（ATIM）窗口發(fā)送一個(gè)封包。

  由于無(wú)線客戶端處于電力儲(chǔ)備模式下，接入點(diǎn)會(huì)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(huì)同步計(jì)時(shí)器并通知無(wú)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(wú)線客戶端后，接入點(diǎn)會(huì)傳輸相關(guān)的數(shù)據(jù)。如果沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸存在的話，客戶端將馬上回到電力儲(chǔ)備模式。

單向傳輸

如果有緩沖的數(shù)據(jù)，接入點(diǎn)有兩種方法進(jìn)行傳輸：

  省電輪詢PSP模式：無(wú)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(diǎn)，請(qǐng)求釋放數(shù)據(jù)。如果接入點(diǎn)的數(shù)據(jù)量超過(guò)了原來(lái)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(wú)線客戶端。這時(shí)，接入點(diǎn)將顯示沒(méi)有更多的數(shù)據(jù)，無(wú)線客戶端已關(guān)閉。

  連續(xù)感知CAM模式：無(wú)線客戶端連接發(fā)出請(qǐng)求的接入點(diǎn)，這就進(jìn)入了連續(xù)感知CAM模式。在一段時(shí)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(fèi)的電量更大。

因此，問(wèn)題出在什么地方？

  大家可以很容易地看到電力儲(chǔ)備模式是要增加無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的連接，而這并不是一件好事，因?yàn)闊o(wú)線網(wǎng)絡(luò)的管理已經(jīng)很復(fù)雜了。存在的第一個(gè)問(wèn)題是潛伏期，無(wú)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(méi)什么問(wèn)題，但考慮到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量（QoS）的時(shí)間，意義其實(shí)是非常重大的。

  第二個(gè)問(wèn)題是數(shù)據(jù)吞吐量將會(huì)惡化。電力儲(chǔ)備模式需要無(wú)線客戶端在睡眠/待機(jī)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(cè)試結(jié)果

  我剛讀完一篇來(lái)自網(wǎng)絡(luò)世界的文章，是由Farpoint集團(tuán)的C. J.馬賽寫(xiě)的，題目是“可能并不值得努力的無(wú)線計(jì)算節(jié)電措施”，文中的測(cè)試結(jié)果非常有趣。在這個(gè)前提下的測(cè)試結(jié)果是：

  “啟用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)電源保護(hù)技術(shù)的時(shí)間，其實(shí)是在能否節(jié)省有意義的電費(fèi)和如何保證數(shù)據(jù)傳輸率之間進(jìn)行取舍?！?/span>

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

  “大部分情況下，電力儲(chǔ)備模式是無(wú)害的，但也有可能產(chǎn)生非常負(fù)面的性能影響。在測(cè)試的時(shí)間，我們還注意到，英特爾適配器儲(chǔ)存方式的測(cè)試將不能完成。錯(cuò)誤的時(shí)間信息，表明筆記本電腦根本沒(méi)有回應(yīng)。因此，用戶需要被提醒，沒(méi)有足夠?qū)I(yè)知識(shí)的時(shí)間，對(duì)電力儲(chǔ)備模式進(jìn)行設(shè)置，有可能產(chǎn)生的破壞后果?！?/span>

為什么電力儲(chǔ)備模式?jīng)]有幫助？

馬賽先生也反思了為什么電力儲(chǔ)備模式?jīng)]有想象中那么大的價(jià)值：

  “無(wú)線局域網(wǎng)的設(shè)計(jì)牽扯到了非常多的方面，802.11標(biāo)準(zhǔn)是在處理器時(shí)鐘在100MHz至200MHz范圍內(nèi)的時(shí)間制定的。但是，在今天，無(wú)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(shí)鐘速率）和顯示器和背光（高得多的對(duì)比度）比過(guò)去消耗的電量更多。”

  盡管筆記本電腦的設(shè)計(jì)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(wú)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(chǔ)備模式的啟用

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

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

省電的研究

  在省電方面，現(xiàn)在有大量進(jìn)行中的相關(guān)研究?？紤]到802.11n標(biāo)準(zhǔn)的廣泛使用，這個(gè)問(wèn)題顯得相當(dāng)重要。馬賽先生明白這一點(diǎn)，并提到了兩種新方法：

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

  動(dòng)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(zhǔn)）的無(wú)線設(shè)備進(jìn)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(rèn)情況下禁用電力儲(chǔ)備模式。如果電力儲(chǔ)備模式是一個(gè)可行的省電技術(shù)，研究人員需要做的就是確定無(wú)線客戶端啟用它的恰當(dāng)時(shí)間。