Apple 裝置中的 Wi-Fi 漫遊支援
連接至 Wi-Fi 網絡的裝置需負責維護其 802.11 連線。 此連線關係的一部份會決定何時漫遊至新的基本服務組(BSS)或連接點(AP)。 裝置會根據不同因素作出決定,包括在相同網絡或裝置之前加入的其他網絡,以及在設定為自動加入的網絡上,所接收到的訊號強度以及連接點的可用性。 當裝置開始尋找漫遊可用網絡時,會實施各種漫遊最佳化支援技術,以提高漫遊效能和裝置電池壽命,其功能包括:
無線電測量(802.11k): 以傳送相鄰連接點的列表。
「快速 BSS 轉換」(802.11r)和 Cisco 適應性 802.11r: 以協助裝置快速並安全地在連接點之間漫遊。
成對主密鑰識別碼(PMKID)快取: 以啟用快速漫遊回到之前關聯的連接點。
與外部網路互通(802.11u): 以達成簡單且安全的 Wi-Fi 服務偵測和連線。
無線網絡管理(802.11v): 有助於識別漫遊的最佳無線連接點。
Apple 裝置適用的漫遊最佳化支援
Apple 裝置可支援這些輔助漫遊技術:
技術 | 802.11k | 802.11r | PMKID | 802.11u | 802.11v |
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iPhone 5s 或較新型號 | |||||
iPad Pro 13 吋(M4) | |||||
iPad Pro 9.7 吋或較新型號 | |||||
iPad Air(第 1 代)或較新型號 | |||||
iPad(第 5 代)或較新型號 | |||||
iPad mini 2 或較新型號 | |||||
Apple Vision Pro | |||||
配備 Apple 晶片的 Mac | |||||
以 Intel 為基礎的 Mac |
裝置決定執行漫遊
裝置透過評估目前連線的接收訊號強度指示器(RSSI)值與新連接點的 RSSI 值進行比較來偵測何時漫遊。 訊號衰減到某個值(稱為漫遊觸發臨界值)後,裝置會評估漫遊適用網絡。 考慮的因素包括漫遊觸發臨界值、頻段以及漫遊適用網絡連接點使用的物理層(PHY)技術。
觸發臨界值和基地台重疊
Mac 電腦監控並維持目前 BSSID 的連接,直到 RSSI 超過 –75 dBm 臨界值。 iPhone 和 iPad 裝置監控並維護基本服務設定識別碼(BSSID)的連接,直到接收訊號強度指示器(RSSI)超過 –70 dBm。 Mac、iPhone 或 iPad 超過其漫遊觸發臨界值後,裝置會掃描目前延伸服務設定識別碼(ESSID)的漫遊適用 BSSID。
裝置上的天線因型號而異,它們偵測到的基地台界限可能與預期不同。 當你設計無線基地台並計算其訊號重疊時,請注意這一點。 測量基地台重疊時,最好使用目標裝置。
技術 | 漫遊觸發臨界值 | 傳輸資料時獲得 BSS 相對訊號強度 | 閒置時獲得 BSS 相對訊號強度 |
---|---|---|---|
配備 Apple 晶片的 Mac | –75 dBm | 12 dB 較強 | 12 dB 較強 |
以 Intel 為基礎的 Mac | –75 dBm | 12 dB 較強 | 12 dB 較強 |
iPhone 5s 或較新型號 | –70 dBm | 8 dB 較強 | 12 dB 較強 |
iPad Pro 13 吋(M4) | –70 dBm | 8 dB 較強 | 12 dB 較強 |
iPad Pro 9.7 吋或較新型號 | –70 dBm | 8 dB 較強 | 12 dB 較強 |
iPad Air(第 1 代)或較新型號 | –70 dBm | 8 dB 較強 | 12 dB 較強 |
iPad(第 5 代)或較新型號 | –70 dBm | 8 dB 較強 | 12 dB 較強 |
iPad mini 2 或較新型號 | –70 dBm | 8 dB 較強 | 12 dB 較強 |
Apple Vision Pro | –70 dBm | 8 dB 較強 | 12 dB 較強 |
頻段、網絡和漫遊適用網絡的選擇標準
除了達到漫遊觸發臨界值外,適用網絡的基本服務設定(或連接點)的訊號必須比目前的訊號更好。 針對 macOS,無論 Mac 處於閒置狀態或正在傳送數據,適用網絡 BSS 的 RSSI 必須比目前 BSS 強 12 dB。 針對 iOS、iPadOS 和 visionOS,如果 iPhone、iPad 或 Apple Vision Pro 正在傳送數據,則適用網絡 BSS 的 RSSI 必須強 8 dB,又或如裝置為閒置狀態,則 RSSI 強度要強 12 dB。
例如,iPhone 已連接的 SSID 在 WLAN 語音(VoWLAN)通話期間目前連線的 RSSI 可能會降至 –75 dBm。 發生這種情況時,裝置稍後會搜尋 RSSI 至少為 –67 dBm 的漫遊適用 BSSID。 如 Mac 已連接相同網絡且目前連接的 RSSI 降至 –75 dBm,則裝置會搜尋 RSSI 至少為 –63 dBm 的漫遊適用網絡 BSSID。
思考部署如 iPhone 或 iPad 正在使用專為 6 GHz 或 5 GHz 無線電頻段基地台設計的網絡,其具有 –67 dBm 的重疊。 在此情況下,裝置會與 BSSID 保持連線時間比預期長。 這是因為 iPhone 或 iPad 使用 –70 dBm 漫遊觸發臨界值。
iOS、iPadOS、macOS 和 visionOS 會使用網絡共享的有關頻道利用率和用户端數量的相關資料,以及接收的訊號強度測量值來對候適用網絡進行評分。 評分較高的網絡可提供較好的 Wi-Fi 體驗。 那些作業系統也會根據以下條件選擇網絡:
Wi-Fi 7(802.11be)優於 Wi-Fi 6(802.11ax)
Wi-Fi 6(802.11ax)優於 Wi-Fi 5(802.11ac)
Wi-Fi 5(802.11ac)優於 Wi-Fi 4(802.11n)或 802.11a
Wi-Fi 4(802.11n)優於 802.11a
160 MHz 頻寬優於 80 MHz、40 MHz 或 20 MHz
80 MHz 頻寬優於 40 MHz 或 20 MHz
40 MHz 頻寬優於 20 MHz
了解用户端漫遊的方式,以及了解適用網絡 BSS 所需的訊號強度,可以助你設計支援即時服務(例如語音和視訊)的無線網絡。
漫遊最佳化支援
尋找有效網絡和連接點只是程序的一部份。 用户端必須快速並且不間斷地完成漫遊程序,以使用户不會經歷停用時間。 漫遊涉及用户端根據新 BSSID 進行身份驗證以及根據當前 BSSID 取消身份驗證。 而保安和認證的方式決定了執行的速度。
首先,802.1X 式的認證需要用户端完成整個 EAP 密鑰交換。 然後,它可以從目前 BSSID 取消身份驗證。 視乎環境中的認證架構,此程序可能需時幾秒。 終端用户會經歷服務中斷,因為認證完成前數據無法在網絡上通過。
iPhone、iPad、配備 Apple 晶片的 Mac 和 Apple Vision Pro 可支援 802.11k 標準修訂 802.11k、802.11r 和 802.11v。 即使裝置不支援 802.11r,所有裝置皆支援 PMKID 快取。 透過此類型的快取,裝置會檢查由用户端傳送的成對主密鑰識別碼(PMKID)。 你可以配搭部份無線設備使用 PMKID 快取,以提升連接點之間的漫遊。 其他形式的快取(黏性密鑰快取,SKC)會將漫遊最佳化成之前關聯的連接點。 黏性密鑰快取並不等於、也不相容於隨機密鑰快取。 如你希望能夠支援具備 FT 功能和 PMKID 快取的裝置,你會需要更多服務集識別碼。
無線電測量(802.11k)
802.11k 可讓這些裝置快速識別周遭可用於漫遊的連接點。 當目前 AP 的訊號強度減弱,而你的裝置需要漫遊至新連接點,裝置會知道哪個連接點提供最佳的連線。
漫遊掃描是裝置用來檢查支援目前關聯的 ESSID 連接點的程序。 裝置會查看 2.4 GHz、5 GHz 中的所有可用頻道以及 6 GHz 中的主要掃描頻道。 此外,透過聽取 2.4 GHz 和 5 GHz 頻段中信標的「簡化鄰近報告」資料元件,發現 6 GHz 網絡在頻段以外。
如網絡上已啟用 802.11k,則漫遊掃描能更快執行。 支援的 Apple 裝置和作業系統會使用「鄰近報告」中的前六個項目來確定要掃描頻道的優先順序,故此會有幫助。 如未啟用 802.11k「鄰近報告」,這些裝置必須更有條理地進行掃描。
例如,正在通話的用户可能會走到建築物的另一側。 當 iPhone 超過 -70 dBm 臨界值時,它會掃描漫遊目標。 如其使用 802.11k 提供的「鄰近報告」,則會在三個頻道上尋找支援目前 ESSID 的 AP。 裝置立即掃描這些頻道,如發現頻道上的 AP 具有適當的訊號強度,就會進行漫遊。 如網絡上未啟用 802.11k,用户端必須掃描每個頻段上的每個頻道才能找到漫遊目標。 這樣會對程序增加數秒時間。
「快速 BSS 轉換」(802.11r)
當你的裝置從一個 AP 漫遊至相同網絡上的另一個 AP 時,802.11r 會使用名為「快速 BSS 轉換」(FT)的功能來簡化認證流程。 FT 可讓裝置更快地與 AP 產生關聯。 視你的 Wi-Fi 硬件供應商而定,FT 可同時配搭預先共享密鑰(PSK)和 802.1X 認證方式使用。 以 Intel 為基礎的 Mac 電腦不支援「快速 BSS 轉換」,但這些電腦會與「快速 BSS 轉換」網絡互通,因此無需部署額外的 SSID。
在 Cisco 網絡上,支援適應性 802.11r 以允許支援 FT 的 Apple 裝置與不支援 FT 的舊版裝置,在配置為同時允許 FT 和非 FT 用户端的 SSID 上共存。 支援的 Apple 裝置以及 Cisco AP 會相互發出訊號以偵測網絡是否支援適應性 802.11r,以及 FT 是否可用。 不支援 802.11r 的舊版無線用户端仍可以加入同一網絡,但無法受益於較快的 FT 漫遊。 適應性 802.11r 需要 Cisco 版本 8.3 或較新版本以及執行 iOS 10、iPadOS 13.1 和 macOS 10.13 或較新版本的支援的 Apple 裝置。
PMKID 快取
PMKID 快取可加快重新連線過程。 用户端裝置(之前已透過完成初始 EAP(可延伸的認證通訊協定)認證和密鑰交換來建立成對主密鑰)可以傳回相同的連接點,其 PMKID 在該位置已經快取。 透過加速從一個連接點或 BSS 到另一個之前加入的連接點重新連接,可以改善漫遊時間。iOS、iPadOS 和 macOS 支援靜態 PMKID 快取,以協助最佳化相同 ESSID 中 BSSID 之間的漫遊。
與外部網絡互通(802.11u)
機構使用 802.11u(也稱為 Wi-Fi Certified Passpoint 或 HotSpot 2.0)以允許用户自動從 Wi-Fi 網絡移至另一個 Wi-Fi 網絡(類似數據漫遊),無需更改任何登入資料。 當裝置偵測到授權的 802.11u 連接點時,裝置便會自動連接該網絡。
無線網絡管理(802.11v)
802.11v 提供有關鄰近連接點(可能是加入的最佳選擇)的其他資料。 當裝置必須漫遊時,系統會檢視「BSS 轉換」資料(由網絡提供)以讓裝置可以快速決定最適用於漫遊的連接點。