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  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，對顯示屏和硬盤驅動器進行定時設置可以節省電力。但無線網絡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省電技術的運行方式。

電源物理狀態

  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，它實際上復雜的多。從關于無線網絡設計的文章“如何選擇無線電力儲存協議以降低電力消耗”中，我們可以發現，好的選擇可以大大降低電力消耗。

  關閉：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閉的話，可以很快被喚醒。

  監聽：這個模式下，設備會監聽一個數據包的到達，因此大部分無線電部件是在工作狀態的。無線設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：類似監聽模式，但是使用了額外的電路。802.11g的無線局域網設備在這種情況下，電力的消耗為一百四十毫瓦。

  Tx激活：在這種模式下，傳輸的時間包括了射頻功率放大器，這是高功率傳輸系統中的一個耗電大戶。
802.11g的無線局域網設備在15dBm的Tx這種情況下，電力的消耗是四百五十毫瓦。

現在我們了解了五種不同功率模式，下一步就可以找出802.11標準下的節電方式。

電力儲備模式

  對于無線網絡來說，時間就是一切；特別是自從802.11技術采用了載波偵聽多路訪問/沖突避免（CSMA/CA）協議以后。而對于電力儲備模式來說，時間也是很重要的；當無線客戶端在一個預定的時間長度后進入睡眠/待機模式，以節省電力。但睡眠的無線客戶端遇到傳輸時，會發生什么情況呢？電力儲備模式已經涵蓋這個問題。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送一個數據包。這個數據包會通知接入點，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到正常的工作模式。

接到數據包后，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，接入點將會對數據傳輸進行控制。當無線客戶端完全關閉后，接入點就開始緩沖相關的數據。

  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）數據包會同步計時器并通知無線客戶端是否有緩沖的數據。

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

單向傳輸

如果有緩沖的數據，接入點有兩種方法進行傳輸：

  省電輪詢PSP模式：無線客戶端將發送一條有關省電輪詢PSP的信息給接入點，請求釋放數據。如果接入點的數據量超過了原來的要求，額外的信息將繼續傳輸，直到所有的數據都轉移到無線客戶端。這時，接入點將顯示沒有更多的數據，無線客戶端已關閉。

  連續感知CAM模式：無線客戶端連接發出請求的接入點，這就進入了連續感知CAM模式。在一段時間內，這樣可以接受到更多的數據。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絡的連接，而這并不是一件好事，因為無線網絡的管理已經很復雜了。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據包才能接收數據。通常情況下，延遲傳輸指示消息的區間要間隔三百毫秒，從表面上看上去似乎沒什么問題，但考慮到無線網絡的服務質量（QoS）的時間，意義其實是非常重大的。

  第二個問題是數據吞吐量將會惡化。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。

有趣的測試結果

  我剛讀完一篇來自網絡世界的文章，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電措施”，文中的測試結果非常有趣。在這個前提下的測試結果是：

  “啟用無線網絡電源保護技術的時間，其實是在能否節省有意義的電費和如何保證數據傳輸率之間進行取舍。”

  詳情請參閱文中的圖表，你會發現使用電力儲備模式節省的電量很少。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。因此，用戶需要被提醒，沒有足夠專業知識的時間，對電力儲備模式進行設置，有可能產生的破壞后果。”

為什么電力儲備模式沒有幫助？

馬賽先生也反思了為什么電力儲備模式沒有想象中那么大的價值：

  “無線局域網的設計牽扯到了非常多的方面，802.11標準是在處理器時鐘在100MHz至200MHz范圍內的時間制定的。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，無線局域網適配器在電腦電量消耗中的比率已經發生了很大的變化。

電力儲備模式的啟用

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

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

省電的研究

  在省電方面，現在有大量進行中的相關研究。考慮到802.11n標準的廣泛使用，這個問題顯得相當重要。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標準的一個組成部分。是因為擔心基于多輸入多輸出MIMO的系統使用更多的信號，導致對電池壽命產生重大的影響而產生的。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。這種技術可以更好的針對大數據量的傳輸。

  動態多輸入多輸出省電：這種技術可以讓基于多輸入多輸出（802.11n標準）的無線設備進行配置（例如從2×2到1×1）以減輕傳輸的壓力。

最后的思考

  我們已經有了足夠的信息。明白了為什么設備供應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，研究人員需要做的就是確定無線客戶端啟用它的恰當時間。