Wi-Fi roaming 802.11k/v/r: perché il telefono resta attaccato all'AP sbagliato

Sei in ufficio, cammini dalla scrivania alla sala riunioni con una chiamata VoIP attiva e a metà corridoio l'audio si spezza per due secondi. Il telefono era ancora agganciato all'access point della scrivania, con un segnale a -82 dBm, mentre a cinque metri ce n'era un altro a -45 dBm. Questo comportamento non è un guasto: è il funzionamento normale del Wi-Fi, e gli standard 802.11k, 802.11v e 802.11r esistono proprio per correggerlo.

Chi decide quando cambiare access point

Il punto fondamentale, spesso ignorato: la decisione di roaming appartiene al client, non alla rete. L'access point non può forzare un dispositivo a spostarsi. Il telefono, il portatile o il tablet valutano autonomamente il segnale e decidono se cercare un AP migliore.

Ogni produttore implementa la propria logica, quasi sempre conservativa. Un client tipico inizia a cercare alternative solo quando il segnale scende sotto una soglia intorno a -70/-75 dBm, e spesso richiede che il candidato sia migliore di almeno 5-10 dB prima di muoversi. Il risultato è il fenomeno noto come sticky client: il dispositivo resta agganciato a un AP ormai lontano finché la connessione non diventa quasi inutilizzabile.

Gli standard k, v e r non tolgono la decisione al client, ma gli danno informazioni migliori e rendono il passaggio più veloce.

802.11k — Radio Resource Measurement

Senza 802.11k, quando un client decide di cercare un altro access point deve fare una scansione completa: passare su ogni canale disponibile, ascoltare i beacon, tornare sul canale originale. Su 5 GHz questo significa esplorare anche venticinque canali, con interruzioni del traffico dati durante la scansione.

Con 802.11k l'access point fornisce al client una neighbor report list: l'elenco degli AP vicini della stessa rete, con canale e potenza. Il client sa esattamente dove guardare e limita la scansione a due o tre canali.

Effetto pratico: scansione da centinaia di millisecondi a poche decine, con molte meno microinterruzioni durante una chiamata.

802.11v — BSS Transition Management

802.11v aggiunge la possibilità per la rete di suggerire un cambio. L'access point invia al client un frame BSS Transition Management Request che dice, in sostanza: "conviene spostarsi sull'AP con questo BSSID".

Il client può ignorare il suggerimento — resta lui a decidere — ma la maggior parte dei dispositivi moderni lo rispetta. Questo permette al controller di gestire scenari che il client da solo non vede:

• Bilanciamento del carico quando trenta dispositivi si concentrano su un solo AP
• Band steering, spingendo i client dual-band da 2.4 a 5 o 6 GHz
• Svuotamento ordinato di un AP prima di un riavvio programmato

802.11r — Fast BSS Transition

Gli standard k e v riducono il tempo di ricerca. 802.11r attacca il problema successivo: il tempo di riautenticazione.

Su una rete WPA2/WPA3 Enterprise, ogni cambio di access point richiede normalmente un handshake 802.1X completo con il server RADIUS. Il processo può richiedere da 200 a oltre 500 millisecondi, durante i quali il traffico è fermo. Per una sessione VoIP significa audio tagliato in modo percepibile.

Con 802.11r le chiavi vengono pre-distribuite tra gli access point tramite una gerarchia di chiavi condivise. Il client si riautentica sul nuovo AP in meno di 50 millisecondi, spesso sotto i 20. Il passaggio diventa impercettibile anche durante una chiamata.

802.11r funziona in due modalità:

• Over-the-air: il client comunica direttamente con l'AP di destinazione
• Over-the-DS (Distribution System): il client comunica con l'AP di destinazione passando dall'AP corrente, utile quando il segnale del nuovo AP è ancora debole

Il problema di compatibilità da conoscere

802.11r ha una storia di incompatibilità con dispositivi vecchi. Alcuni client Android datati, stampanti Wi-Fi, dispositivi IoT economici e vecchi lettori barcode non riescono ad associarsi a una SSID con Fast Transition attivo, oppure si associano e poi perdono la connessione ciclicamente.

Approccio consigliato:

• Attivare k e v su tutte le SSID: sono sicuri e non causano problemi di associazione
• Attivare r sulla SSID usata da telefoni VoIP e portatili aziendali
• Mantenere una SSID separata senza r per IoT, stampanti e dispositivi legacy

Progettazione: il roaming buono nasce dal survey

Nessuno di questi standard compensa una copertura progettata male. Alcuni principi che contano più della configurazione:

• Sovrapposizione controllata: le celle adiacenti devono sovrapporsi del 15-20% circa a -67 dBm, non di più
• Ridurre la potenza di trasmissione: AP a potenza massima creano celle enormi e sovrapposte in cui i client non hanno motivo di spostarsi. Spesso conviene scendere a 11-14 dBm
• Disattivare i data rate bassi: disabilitare 1, 2, 5.5 e 11 Mbps su 2.4 GHz forza i client a preferire AP più vicini e libera tempo di trasmissione
• Canali non sovrapposti: su 2.4 GHz solo 1, 6 e 11; su 5 GHz canali a 40 o 80 MHz con riuso pianificato

Come verificare il comportamento reale

Per capire se il roaming funziona, camminare lungo il percorso critico con un dispositivo di test e monitorare BSSID e RSSI. Su Android l'app WiFiman o Wifi Analyzer mostrano il BSSID corrente in tempo reale; su Linux:

# Mostra BSSID, canale e potenza del segnale ogni secondo
watch -n1 'iw dev wlan0 link | grep -E "SSID|signal|freq"'

Se il BSSID resta invariato mentre l'RSSI scende sotto -75 dBm, il client è sticky. Se cambia AP ogni pochi secondi restando fermo, le celle sono troppo sovrapposte o la potenza è troppo alta.

Un roaming ben progettato non si nota: è esattamente l'obiettivo.