Mechanizmy oszczędzania energii

Funkcje zarządzania energią oraz oszczędzania życia baterii były wprowadzone jako część standardu IEEE 802.11 już w pierwszej jego wersji w 1997 roku. Przedstawimy wykorzystywane obecnie technologie ochrony energii w urządzeniach WLAN. Warto pamiętać, że nie wszystkie urządzenia korzystają z każdej z wymienionych technologii, a ich specyficzne implementacje mogą się różnić.

1. CAM (Constantly Awake Mode) - najczęściej wybierana przez producentów technologia ochrony energii w Wi-Fi, ponieważ w niewielkim stopniu zmniejsza wydajność urządzeń. CAM występuje zwykle jako domyślna opcja w większości obecnie oferowanych produktów. Klient Wi-Fi przekazuje do punktu dostępowego informację, że przechodzi na określony czas w tryb aktywności i wtedy możliwy jest odbiór danych z punktu dostępowego. Ta metoda eliminuje narzuty protokołów, ale wykorzystuje więcej energii.

2. PSM (Power Save Mode) - metoda zdefiniowana w standardzie 802.11. W przypadku mobilnych urządzeń polega na zawieszeniu radiowej aktywności podczas zmiennych, ale w przewidywalnych okresach braku aktywności, a następnie okresowemu wybudzaniu (zazwyczaj około trzech ramek początkowych, które normalnie trwają 100 ms każda), w celu sprawdzenia, czy infrastruktura zakolejkowała ruch przeznaczony dla karty.

3. U-APSD (Unscheduled Automatic Power Save Delivery) - asynchronicza metoda oszczędzania energii - zdefiniowana w 802.11, znana także pod nazwą WMM Power Save. Klient Wi-Fi ma możliwość odpytywania o zakolejkowany ruch na punkcie dostępowym w dowolnym momencie. Nie musi już oczekiwać na ramki zezwalające na taką transmisję. Technika może być efektywniejsza przy lekkim obciążeniu przesyłanych danych.

4. Metoda PSP - klient Wi-Fi wysyła wiadomość PSP (Power Save Poll) do punktu dostępowego, przekazując informację o zdolności do odebrania ruchu. Punkt dostępowy przekazuje dane do klienta. Jeżeli całkowita wielkość zbuforowanego ruchu przez punkt dostępowy przekracza wielkość zadeklarowaną w wiadomości PSP, następuje dodatkowa wymiana wiadomości PSP do momentu, w którym wszystkie dane zostaną przesłane do klienta. Po tym, punkt dostępowy stwierdza, że nie ma więcej danych dla klienta, więc ten przechodzi w stan uśpienia.

5. WMM-PS (WMM Power Save) - technika stworzona przez Wi-Fi Alliance, wprowadzona wraz z pojawieniem się standardu 802.11e oraz odpowiadającej mu specyfikacji WMM (Wireless Multimedia). Oparto ją na U-APSD i jest często stosowana w zestawach słuchawkowych Wi-Fi. Dodatkowo zdefiniowano wersję synchroniczną z zastosowaniem S-APSD.

6. PSMP (Power Save Multi-Poll) - mechanizm specyfikowany jako część standardu 802.11n. Rozwijany głównie w rozwiązaniach MIMO, wykorzystujących wiele układów radiowych i anten. Punkt dostępowy przeznacza slot czasowy dla każdej stacji klienckiej i w tym czasie wycisza pozostałe. Ta technika może być dobrym rozwiązaniem przy relatywnie większym obciążeniu ruchem.

7. Dynamic MIMO Power Save - technika pozwalająca urządzeniom opartym na MIMO (802.11n), na przełączenie się w tryb mniej agresywnej konfiguracji (np. 2x2 na 1x1). Przełączenie następuje tylko przy niewielkim obciążeniu ruchem punktu dostępowego.

8. Wake on Wireless - firma Atheros implementuje tę technikę w części układów WLAN; pozwala ona infrastrukturze na inicjalizację przemieszczających się urządzeń radiowych.

Techniki oszczędzania energii Wi-Fi są jedynie częścią całego planu wdrażania mobilnych rozwiązań energetycznych. Inne ważne elementy zielonych rozwiązań Wi-Fi wykorzystują technologie półprzewodnikowe o niskim zapotrzebowaniu energetycznym. Wyraźnie widać tu dbałość producentów w projektowaniu elektroniki z wbudowanymi funkcjami energooszczędnymi. Kolejny aspekt energetycznej ekologii związany jest z postępem w dziedzinie udoskonalenia technologii baterii.