Что такое джиттер: понимание этого явления для более быстрого интернета

В сфере цифровых коммуникаций решающее значение имеют такие важные параметры, как « джиттер ». Без надлежащего управления и оптимизации джиттера пользователи могут столкнуться с целым рядом проблем, включая задержки соединения и неоптимальное взаимодействие.

В следующем руководстве мы подробно рассмотрим концепцию дрожания сигнала и обсудим, как его можно уменьшить для обеспечения более плавной и эффективной коммуникации.

Что такое дрожание сигнала?

Пакеты данных передают информацию с вашего компьютера к месту назначения через интернет. Эти пакеты требуют определенного времени для передачи и часто отправляются через регулярные интервалы. Джиттеринг возникает всякий раз, когда происходит временное прерывание передачи этих пакетов данных по вашей сети.

Наиболее вероятными причинами этой проблемы являются перегрузка сети или изменение маршрута. Вкратце, дрожание сигнала — это проблема, которая может возникнуть, когда пакеты данных доставляются слишком долго.

Джиттер может вызывать ряд проблем, включая мерцание экрана , прерывания аудиосигнала и повреждение или потерю данных во время передачи по сети. Стоит отметить, что допустимый уровень джиттера значительно варьируется в зависимости от приложения.

Рассмотрим, например, бизнес-ситуацию, где колебания сигнала крайне проблематичны при IP-телефонных звонках и видеоконференциях, поскольку это примеры связи в реальном времени. Более того, это серьезная проблема для инфраструктуры виртуальных рабочих столов (VDI) ⓘ и размещенных рабочих столов. Колебания могут вызывать искажения в передаче аудио- и видеосигнала, то есть нерегулярности или несоответствия, снижающие качество сигнала.

Связь между задержкой и дрожанием сигнала

Задержка (латентность) — это время, необходимое для передачи данных по сети или каналу связи между отправкой пакета данных из источника и его прибытием в пункт назначения.

Джиттер — это колебания времени прибытия пакетов данных. Это нерегулярность или непоследовательность во времени доставки пакетов, а не во времени, прошедшем между источником и пунктом назначения.

Взаимосвязь между задержкой и колебаниями заключается в том, что колебания приводят к увеличению задержки. Когда пакеты поступают с непостоянными задержками или колебаниями, это приводит к дополнительной задержке, поскольку принимающая система должна компенсировать нерегулярное время поступления.

Скачки задержки возникают, когда пакеты испытывают значительные задержки из-за сильных колебаний. Это нарушает поток данных и может вызывать проблемы с производительностью в приложениях реального времени.

Причины дрожания

Вот некоторые потенциальные источники волатильности:

• Низкая производительность устройстваКолебания в сети могут возникать из-за использования устаревшей сети с неактуальным оборудованием.
• Недостаток доступной пропускной способностиКогда к сети подключено слишком много устройств, скорость соединения снижается, поскольку пропускной способности недостаточно для всех.
  Сбои в работе беспроводной сетиКачество сетевого соединения ухудшается при использовании беспроводной сети. Что касается решений для видео- и телефонной связи, проводное соединение обычно обеспечивает лучшее взаимодействие с пользователем (UX). В случае любых сетевых помех, таких как высокий пинг, могут возникать колебания.
• Неприменение приоритета пакетаВ IP-аудиосистемах происходят колебания. (VoIP) Когда передача голосовых данных не имеет приоритета над другими формами связи.

Важно понимать, что во время выполнения программы или поступления системных событий могут возникать колебания. Это может быть связано с такими факторами, как планирование задач, обработка прерываний, промахи кэша и изменения системной нагрузки.

Дрожание сигнала может негативно влиять на системы и приложения, требующие точной синхронизации в реальном времени, что приводит к нарушениям временных параметров, срыву сроков или снижению производительности.

Какой уровень дрожания сигнала считается допустимым?

В руководствах нет конкретного « значения », определяющего допустимый уровень дрожания сигнала; можно просто сказать: « чем меньше, тем лучше ». Следовательно, существуют разные степени «допустимого дрожания». Определенный уровень колебаний сигнала, называемый дрожанием, считается допустимым.

Разница во времени, или колебания, измеряются в миллисекундах (мс). При задержке в 30 миллисекунд и более звонки могут стать неразборчивыми и прерывистыми.

Какой допустимый стандарт дрожания сигнала (jitter) используется в приложениях?

Стоит отметить, что « величина колебаний в беспроводных сетях связи » также зависит главным образом от типа приложения.

Например, в приложениях для обработки звука в реальном времени обычно предпочтительны значения амплитуды колебаний менее нескольких миллисекунд (мс), чтобы обеспечить плавное воспроизведение без заметных прерываний. Напротив, для приложений, не работающих в реальном времени, таких как передача файлов или просмотр веб-страниц, более высокие уровни амплитуды колебаний в некоторой степени допустимы, если они не оказывают существенного влияния на общую производительность.

В других случаях, например, в мультимедийных приложениях реального времени, таких как потоковое видео или онлайн-игры, низкий уровень колебаний необходим для обеспечения плавного воспроизведения или взаимодействия в реальном времени. Более высокие уровни колебаний приводят к задержкам буферизации, искажению видео или лагам в игре.

Для поддержания четкого и бесперебойного голосового соединения в VoIP-приложениях требуется низкий пинг. Вам ведь не хотелось бы, чтобы звонок в WhatsApp постоянно « переподключался », даже если ваше интернет-соединение работает идеально. Именно поэтому низкий пинг является стандартом в таких приложениях.

Что такое метрика джиттера для сетей?

Величина дрожания сигнала варьируется в зависимости от сети, и для каждой сети существует свой стандартный предел дрожания сигнала.

Ethernet

Стандарт IEEE 802.3 Ethernet обычно определяет пределы колебаний в терминах максимально допустимого отклонения от оптимального времени. Например, стандарт Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ab) устанавливает максимальный предел колебаний в 2.8 наносекунды (нан) для стороны передачи и 0.5 наносекунды для стороны приема. Эти ограничения обеспечивают надежную передачу данных по сетям Ethernet.

USB

Спецификация универсальной последовательной шины (USB) определяет различные допустимые уровни джиттера в зависимости от конкретной версии USB. Для USB 2.0 максимально допустимый джиттер обычно составляет 480 пикосекунд (пс) . USB 3.0 и более поздние версии также предъявляют более строгие требования, устанавливая пределы джиттера в диапазоне десятков пикосекунд.

↳ Ознакомьтесь с нашим подробным анализом, сравнивающим USB 2.0, 3.0 и 3.1, если вас интересует также разница между наиболее распространенными сегодня спецификациями USB.

PCI-Express

Стандарт PCI-Express (PCIe) , широко используемый для высокоскоростной передачи данных в компьютерных системах, определяет конкретные пределы дрожания сигнала для различных скоростей передачи. Например, в PCIe Gen3 предел дрожания сигнала обычно устанавливается на уровне 70 пикосекунд (пс) (от пика до пика) для передающей стороны и 0.5 UI (единица периода) для приемной стороны.

Как уменьшить дрожание звука?

Воспользуйтесь этими простыми методами устранения неполадок, чтобы попытаться уменьшить дрожание сигнала в вашей сети.

Проверьте качество вашего соединения.

Часто причиной дрожания сигнала является плохое интернет-соединение. Если скорость и надежность вашего интернета оставляют желать лучшего, вы можете обратиться к своему провайдеру по поводу перехода на более быстрый тарифный план или даже на тариф для бизнеса. В качестве альтернативы, в большинстве случаев эффективным решением является перезагрузка маршрутизатора.

Используйте кабель Ethernet.

Подключение по Ethernet может показаться устаревшим, но оно полезно, если вы работаете за настольным компьютером, а не за ноутбуком. Хотя Wi-Fi-соединение удобно в поездках, оно подвержено помехам от находящихся рядом устройств.

Это означает, что использование кабеля Ethernet повышает качество связи на рабочем месте и в конечном итоге помогает уменьшить дрожание сигнала.

Сортировать посылки по приоритету

Ваш маршрутизатор, скорее всего, имеет функцию QoS (Quality of Service), которая позволяет отдавать приоритет определенным типам трафика. Приоритизация пакетов может помочь, если дрожание сигнала вызвано перегрузкой сети. Это необходимо делать только в том случае, если вы отдаете приоритет интернет-звонкам перед другим трафиком. Если ваша сеть или приложение уже отдают приоритет пакетам, вы можете испытывать чрезмерное дрожание сигнала для некоторых приложений.

Выявление и исправление ошибок

Внедрение кодов коррекции ошибок (ECC) или прямой коррекции ошибок (FEC) может помочь компенсировать ошибки, вызванные дрожанием сигнала. Эти методы добавляют избыточность к передаваемым данным, позволяя приемнику обнаруживать и исправлять ошибки, возникающие из-за разницы во времени.

Кроме того, обеспечение точных и синхронизированных тактовых сигналов между передатчиками и приемниками может уменьшить расхождения во времени и минимизировать дрожание. Для синхронизации тактовых сигналов и повышения точности синхронизации могут использоваться такие методы, как схемы восстановления синхронизации, фазовые автоподстройки частоты (ФАПЧ) или точные опорные сигналы синхронизации.

Приобретите высокопроизводительный маршрутизатор.

В наши дни интернет используется в большинстве рабочих мест как для передачи данных, так и для телефонных звонков. Качество ваших звонков может ухудшиться, если ваш маршрутизатор не отдает приоритет пакетам данных. Проблемы с нестабильностью интернет-соединения можно уменьшить, обновив маршрутизатор до модели, которая отдает приоритет телефонным звонкам перед всей остальной сетевой активностью.

Кроме того, для более быстрой передачи пакетов данных, что снижает дрожание сигнала, необходим высокопроизводительный маршрутизатор. Убедитесь, что ваша пропускная способность достаточна для всех ваших устройств дома или на работе, и, если возможно, используйте модем в дополнение к маршрутизатору.

Снизьте использование полосы пропускания.

Если вы работаете удаленно, вы, вероятно, используете свой ноутбук для самых разных целей, как профессиональных, так и личных. Работая из дома, вы можете избежать зависаний. Ускорьте загрузки и избавьтесь от надоедливой буферизации, ограничив использование Netflix и других онлайн-игр членами вашей семьи в рабочее время.

Также следует обновлять программное обеспечение компьютера во время простоя. Таким образом, вы сможете сэкономить на передаче данных, при этом получая необходимые обновления в рабочее время.

Уменьшить помехи

Одной из причин дрожания сигнала является высокий уровень электронного шума и помех. Снижение уровня электронного шума, помех сигнала и перекрестных помех позволяет уменьшить дрожание.

Однако это потребует значительных усилий, поскольку придется прибегнуть к соответствующей экранировке, высококачественным кабелям, обработке сигнала или использованию методов снижения помех, таких как дифференциальная передача сигналов или модуляция с расширенным спектром.

Для предотвращения повторения подобных проблем необходима современная ИТ-коммуникационная инфраструктура.

Проверьте частоту на вашем устройстве.

Иногда проблема заключается не в вашем соединении, а в самом устройстве. Если ваш телефон работает на частоте выше стандартных 2.4 ГГц , это может быть причиной проблем. Максимальная частота, на которой может работать мобильный телефон, составляет 5.8 ГГц , что может создавать значительные проблемы с соединением из-за дрожания сигнала.

Использование буфера дрожания

Использование буфера для подавления дрожания сигнала — отличный способ уменьшить количество дрожания сигнала в режиме реального времени. Буфер для подавления дрожания сигнала — прекрасное дополнение к любой системе. VoIPПринцип работы заключается во временном удержании входящих аудиопакетов до более позднего времени. Данные хранятся в течение короткого периода времени — обычно от 30 до 200 миллисекунд — перед их передачей.
Благодаря этому методу пакеты данных будут поступать последовательно и с минимальной задержкой.

Также он может переупорядочивать пакеты данных в буфере на основе меток времени их передачи. Интеграция буфера дрожания в ваши настройки может:

• Реорганизация передаваемых пакетов данных.
• Улучшить качество звука.
• Повышение качества интернет-телефонных звонков.

В рабочей среде снижение уровня дрожания часто достигается методом проб и ошибок, поскольку причина не всегда очевидна. Поэтому:

• Выполните проверку соединения.
• Проверьте ещё раз свой роутер.
• Приобретите дополнительное оборудование, например, буфер для подавления дрожания сигнала.

Заключение

Джиттер — это колебания времени поступления пакетов данных во время передачи, которые могут вызывать такие проблемы, как мерцание экрана, прерывания звука и повреждение данных. Допустимый уровень джиттера зависит от конкретного приложения и требований сети.

К методам устранения неполадок, позволяющим уменьшить дрожание сигнала, относятся улучшение сетевой связи, внедрение механизмов коррекции ошибок, обеспечение синхронизации часов и приоритизация пакетов.

Джиттер – Часто задаваемые вопросы

Что такое дрожание сигнала и почему оно важно в цифровых коммуникациях?

Джиттер — это изменение времени поступления пакетов данных во время передачи. Он важен, поскольку чрезмерный джиттер может вызывать такие проблемы, как мерцание экрана, прерывания звука и повреждение данных, влияя на качество и надежность соединения.

Каков допустимый уровень дрожания сигнала в различных приложениях?

Допустимый уровень дрожания сигнала зависит от конкретного приложения. В приложениях реального времени, таких как VoIP или потоковое видео, для бесперебойной работы и непрерывного соединения предпочтительны низкие значения дрожания сигнала — несколько миллисекунд или меньше.

Существует ли взаимосвязь между задержкой и дрожанием сигнала?

Да, существует взаимосвязь между задержкой и дрожанием сигнала. Задержка — это временная задержка при отправке пакетов данных от источника к получателю. Дрожание сигнала — это колебания времени прибытия этих пакетов.

Как уменьшить дрожание сигнала в сети?

Существует несколько методов уменьшения дрожания сигнала, включая улучшение сетевой связи, внедрение механизмов коррекции ошибок, обеспечение синхронизации часов, приоритизацию пакетов, снижение шума и электронных помех, модернизацию аппаратных компонентов и использование буферов дрожания для хранения и перегруппировки пакетов данных.

Возможно ли полностью устранить дрожание сигнала в сети?

Нет, полностью устранить дрожание сигнала в сети невозможно, поскольку к его возникновению могут приводить различные факторы.