Найден способ вдвое уменьшить энергозатраты на Wi-Fi

Ученый из университета Дьюка (США) Джастин Мэнуайлер (Justin Manweiler) утверждает, что нашел путь к серьезной экономии заряда батареи мобильного устройства при работе через беспроводные подключения Wi-Fi.

Предложение Мэнуайлера заключается в том, чтобы гораздо чаще использовать "спящий" режим беспроводного адаптера, когда рядом с аппаратом есть сразу несколько точек доступа одной и той же сети.

В нынешней реализации клиентские Wi-Fi-адаптеры в мобильных устройствах постоянно опрашивают ближайшие точки доступа с целью проверить, нет ли данных, которые нужно передать на устройство. В принципе, уже существует технология энергосбережения Wi-Fi PSM (Power Save Mode), которая обеспечивает буферизацию данных на точках доступа, чтобы клиентскому устройству не нужно было постоянно опрашивать точки доступа по каждому ничтожному поводу. Вместо постоянного опроса точек доступа, технология PSM предусматривает сбор данных в более крупные наборы, которые передаются в один прием, когда адаптер включается в работу по запросу пользователя. Таким образом время нахождения адаптера в спящем режиме увеличивается до максимума, но задержки настолько малы, что пользователь не чувствует их, например, при загрузке потокового видео.

Интересно, что чем больше точек доступа находится в пределах досягаемости аппарата, тем быстрее садится батарея аппарата, потому что аппарат вынужден гораздо чаще опрашивать доступные точки доступа. Чтобы справиться с этой проблемой, Мэнуайлер предлагает собственную технологию под названием SleepWell ("крепкий сон"). Эта технология предусматривает динамическое изменение графика передач на точках доступа. Каждый конкретный клиент может получить данные о том, когда другие клиенты будут работать с точкой доступа - в это время этот клиент вообще не будет опрашивать точку доступа. Кроме того, клиент может быть уверен - когда придет его время, другие клиенты не будут мешать работе с выбранной точкой доступа.
Модифицированная точка доступа с технологией SleepWell требует очень точной синхронизации часов с клиентскими устройствами. Именно точная синхронизация позволяет гибко адаптировать расписание подключений и включать клиентский радиомодуль в короткие промежутки времени без ущерба для скорости передачи данных. Свои выводы и открытия по работе с технологией SleepWell автор опубликовал в своей статье "Avoiding the Rush Hours: Wi-Fi Energy Management via Traffic Isolation" (Как избежать часов пик: контроль энергопотребления для Wi-Fi через изоляцию трафика). Как утверждает Мэйнуайлер, при сильном сигнале от точки доступа аппарат потребляет в среднем в 2 раза меньше энергии. При слабом сигнале и большом количестве точек доступа экономия может оказаться гораздо больше.

Реализация технологии SleepWell была проведена путем модификации драйвера ath9k с открытым исходным кодом для беспроводного адаптера Atheros 802.11n с интерфейсом PCIe - такие адаптеры используются в настольных ПК. Поскольку включения радиомодуля выполняются периодически на короткие промежутки времени, технология SleepWell может приносить экономию даже тогда, когда не все окружающие точки доступа поддерживают эту технологию SleepWell.
Сам Мэнуайлер считает, что внедрить технологию SleepWell достаточно лишь на точке доступа, так что совсем необязательно менять код радиомодуля на стороне клиента - обеспечивается совместимость со всеми стандартными клиентскими устройствами. При испытании технологии SleepWell на разных ноутбуках и смартфонах, как пишет Мэнуайлер, зафиксирована экономия энергии от 38 до 51 процента на таких реальных онлайн-приложениях, как YouTube, Pandora, Last.fm и даже FTP.

Пока единственным препятствием для массового развертывания SleepWell является недостаточно малая задержка сигнала для голосовой Интернет-телефонии на базе протокола VoIP. Кстати, даже технология PSM порой вызывает помехи в Интернет-телефонии, когда включается без предупреждения. Подробнее узнать о работе Мэнуайлера можно в его оригинальной статье на сайте университета Дьюка.