Wi-Fi 8 正在到来——它将大大提升 AI 的速度

Wi-Fi 8 优先考虑在挑战性条件下的稳定性,并引入了动态频谱管理和硬件加速的遥测技术,专为网络边缘的 AI 工作负载设计。
2025-10-23 17:06:28  |   作者:开源爱好者  |   来源:

Wi-Fi 8 正在到来——它将大大提升 AI 的速度

Wi-Fi 8 优先考虑在挑战性条件下的稳定性,并引入了动态频谱管理和硬件加速的遥测技术,专为网络边缘的 AI 工作负载设计。
2025-10-23 17:06:28
作者:开源爱好者
来源:

尽管看似 Wi-Fi 7 发布并不久,但 Wi-Fi 8 的工作已经开始。

博通刚刚宣布了业内首款 Wi-Fi 8 芯片,作为领先的早期产品,提前于规范完成之前推出。Wi-Fi 8 被正式称为 IEEE 802.11bn,预计直到 2028 年才会最终确定,但这并没有减缓技术发展的步伐。

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与之前的 Wi-Fi 版本专注于峰值吞吐量不同,Wi-Fi 8 优先考虑在挑战性条件下的稳定表现。该规范引入了协调的多接入点特性、动态频谱管理以及专为网络边缘的 AI 工作负载设计的硬件加速遥测。

802.11bn 规范还标志着 Wi-Fi 代际的一个重要变化。以往的标准侧重于某一项关键能力:Wi-Fi 6 的 OFDMA、Wi-Fi 6E 的 6 GHz 频谱、Wi-Fi 7 的 320 MHz 信道。而 Wi-Fi 8 则将多种协调技术捆绑在一起,解决中位数和尾延迟问题。

博通产品营销总监 Christopher Szymanski 向媒体解释道:“Wi-Fi 8 完全不同,你不会看到单一的关键特性。这里有多种功能共同作用,协同工作,创造出更好的用户体验。”

超高可靠性架构

Wi-Fi 8 架构的核心部分是一种被称为超高可靠性(Ultra High Reliability,UHR)的方法。这种架构理念目标是提供 99 百分位的用户体验,而不是理想的最佳情境。该创新解决了 AI 应用对对称带宽、一致的低于 5 毫秒延迟和可靠的上行性能的需求。

传统的 Wi-Fi 优化的是 90/10 的下载与上传比率,而 AI 应用则趋向于 50/50 的对称性。语音助手、边缘 AI 处理和传感器数据都需要稳定的上行带宽。

Szymanski 解释道:“AI 流量看起来不一样。它越来越对称,来自这些边缘设备的上行需求非常重。这些设备将所有数据推送到云端或者本地,这就需要更智能的资源管理。”

协调的多接入点操作

Wi-Fi 8 引入了接入点间协调作为核心创新。多个接入点进行通信和协作,而不是独立运行。这代表了一个显著的架构变化,突破了独立接入点操作的传统。企业部署能够在基础设施中实现优先的数据包处理。接入点协同标记和处理语音及视频流量,确保延迟敏感的应用即使在拥塞时也能获得所需资源。

这种协调是通过一系列技术实现的,包括:

协调空间重用(Co-SR) 允许接入点动态协商传输功率。当一个接入点检测到某个客户端的信号强度较强时,它会通知邻近的接入点。那些邻近的接入点可以增加其自身客户端的功率,而不会造成干扰。该协调机制防止了隐藏节点问题,同时最大化了空间重用。

协调波束赋形(Co-BF) 将这一概念扩展到定向传输。接入点共享客户端位置数据,并协调波束模式。多个接入点可以通过避免相互之间的客户端,利用定向波束同时服务同一区域内的不同客户端。

Szymanski 说道:“这将让你感觉像是有一个统一的网络,而不是四个或三个重叠的网状网络。”

动态频谱接入创新

Wi-Fi 8 引入了三项相关功能,根本改变了设备如何访问可用频谱。这三项功能协同工作,以最大化频谱效率。博通的公寓密度模拟显示,Wi-Fi 8 相较于 Wi-Fi 7,99 百分位的延迟降低了 6 倍,中位数吞吐量提高了 200%。

非主频道接入(NPCA) 打破了主频道的要求。目前的 Wi-Fi 要求在使用任何频谱之前,主频道必须清空。一个具备 160 MHz 能力的设备,如果主 80 MHz 信道繁忙,就无法使用次 80 MHz 信道。

NPCA 允许设备在无需等待主频道可用的情况下,在次要频道上传输数据。这填补了本应保持空闲的频谱。

Szymanski 解释道:“并不是每个人都在相同的带宽上传输。你有带宽较窄的物联网设备,或者有支持 320 MHz 的笔记本电脑。现在,这些频谱将被闲置。通过非主频道接入,你可以填满整个频谱。”

动态子频道操作(DSO) 使接入点能够实时识别并避免拥塞的频谱。接入点不再固定在一个配置频道,而是动态地切换到其操作带宽内更清晰的频率。此功能是按每次传输进行操作的。

动态带宽扩展(DBE) 允许根据客户端的能力和频谱条件实时改变频道宽度。一个接入点可以为一台具备 320 MHz 能力的笔记本分配 320 MHz 带宽,同时为一台智能手机分配 20 MHz 带宽。随着频谱的变化,带宽会动态调整。

扩展范围技术进入 Wi-Fi 8

Wi-Fi 8 引入了专为物联网设备设计的 扩展长距离(ELR)模式。该功能通过使用更低的数据速率和更强的编码,延长覆盖范围。它的权衡是接受吞吐量的降低,以大幅提高传输范围。

ELR 通过增加符号持续时间并使用较低阶的调制方式来操作。这改善了电池供电传感器、智能家居设备和户外物联网部署的链路预算。据博通称,在视距情况下,Wi-Fi 8 提供了 2 倍的覆盖范围,在非视距条件下比 Wi-Fi 7 提高了 1.5 倍。

分布式资源单元(dRu) 补充了 ELR,通过允许非连续的频谱分配,使物联网设备能够使用跨频带的频谱碎片来保持连接。这在频谱拥挤的环境中尤其有价值,能够在没有连续清晰频谱的情况下仍然保持连接。

规范中还包含了精细化的调制与编码方案(MCS)。Wi-Fi 8 增加了现有 MCS 级别之间的更细粒度速率步进。这提供了信号条件变化时更平滑的过渡,设备在子最优速率下的时间更少。

改进的低密度奇偶校验检查(LDPC)编码 增强了错误纠正能力。更好的前向错误纠正允许在给定信噪比下实现更高的数据速率。这改善了在噪声较大的射频环境中的表现。

这些功能共同作用,使电池供电的物联网设备在延长有效范围的同时,减少了 50% 的活跃功耗。

无缝漫游增强

Wi-Fi 8 强化了漫游功能,以保持亚毫秒级的切换延迟。该规范包括改进的快速初始链路建立(FILS),并引入了跨基础设施的协调漫游决策。

接入点在切换前共享客户端上下文信息。当设备移动时,新接入点已经知道客户端的能力、安全凭证和 QoS(服务质量)需求。这消除了导致音频掉线和视频卡顿的重新认证延迟。

协调式方法防止了“乒乓漫游”。接入点根据当前负载和信号质量,而不仅仅是信号强度,来协商由哪一个接入点为客户端提供服务。客户端不会在覆盖边界上反复在两个接入点之间切换。

Szymanski 说道:“增强的漫游意味着,无论你坐在家中或网络中的哪个位置,你都在一个接入点旁边。这将提供那种统一的网络体验。”

这一改进特别有利于语音和视频应用。目前的 Wi-Fi 在漫游时可能会出现 50-100 毫秒的间隙,而 Wi-Fi 8 的目标是单数字毫秒级的切换。

博通的 Wi-Fi 8 芯片组合

作为 Wi-Fi 8 工作的一部分,博通宣布了四款芯片,覆盖了住宅、企业和移动市场。

BCM6718:一款四流、320 MHz 的三频射频芯片,用于住宅网关和服务提供商设备,配备 BroadStream 遥测引擎和第三代 DPD 前端模块。

BCM43840:一款四流 Wi-Fi 8 芯片,适用于企业接入点,具有高级位置跟踪功能,支持更高客户端密度。

BCM43820:一款两流扫描和分析射频芯片,用于企业部署中的专用监控,独立于数据射频操作。

BCM43109:一款移动设备的组合芯片,集成了两流 320 MHz Wi-Fi 8、Bluetooth 6.0、Thread v1.4、Zigbee Pro 和 802.11az 安全测距。

博通的 Wi-Fi 8 芯片基于 802.11bn 草案 1.5版本。Szymanski 也表示,尽管规范仍在 IEEE 开发中,但他对兼容性充满信心。他说:“草案 1.5 已经定稿,但仍在通过过程。我们对其完全符合 bn 规范以及 Wi-Fi 联盟认证充满信心。”