джиттер что это такое простыми словами
Джиттер всемогущий
Сохранить и прочитать потом —
Цифровой звук хорош тем, что описание сигнала не изменится со временем — копируйте его сколько угодно. Но при переводе кода в собственно аналоговую волну это самое время, порезанное плохоньким клоком на неравные отрезки, сыграет злую шутку со слушателем. Музыка отыграет паршиво, хотя формально все биты «на бумаге» остались на месте. Так работает джиттер, о котором сегодня поговорим чуть подробнее.
Наберусь смелости заявить, что в современных Hi-Fi-аудиоисточниках проблема джиттера более-менее решена и самые страшные картинки остались в 90-х. Однако ЦАПами сейчас оснащаются даже электрочайники, поэтому во многих периферийных устройствах и даже AV-ресиверах тактирование может быть не очень точным. К чему это приводит — посмотрим на примере аудиовыхода неоднократно мною упомянутого Wi-Fi-роутера Airport Express.
В отличие от портативных устройств iOS Apple с блестящими измерениями, Airport Express показывает средненькие цифры. Более того, после обновления прошивки ради совместимости с мультирумом AirPlay2, из чрева Airport Express начинают валить неадекватно адские искажения. Причем как на аналоговом, так и на оптическом аудиовыходах модема, что указывает на проблему уровня первичной обработки беспроводного аудиосигнала. Об этом факте на форумах иногда раздаются одинокие жалобные попискивания. Но уважаемая компания давно забила на подразделение роутеров и не спешит чесаться в отношении модели, снятой с производства.
К счастью, Airport Express не использует подписывание хеша, как это учинено в мобильных устройствах. Благодаря этому, его прошивку можно откатить назад на что-то из старого — лишь бы ниже роковой 7.8 с AirPlay2. И тогда через старый однотуннельный AirPlay на оптический выход Airport Express возвращается режим bit perfect. То есть все крестики и нолики вроде бы передаются. Вроде бы. Но тухловатый звук при этом наблюдается на обоих вариантах вывода звука. Как же так? Помимо опубликованных ранее измерений, настало время оценить уровень джиттера (т.е. микронарушения фазы) Airport Express.
Фундаментальные основы исследования джиттера в аудиоустройствах впервые были заложены знаменитым специалистом Audio Engineering Society (AES) Джулианом Данном (Julian Dunn) в начале 90-х. Здесь можно ознакомиться с посмертной публикацией Данна, посвященной данному вопросу.
Строго говоря, не существует цифровых устройств, полностью свободных от джиттера. Любой клок-генератор, задающий частоту дискретизации, формирует поток импульсов, фронт которых будет отличаться от математического идеала.
Уровень и характер джиттера обычно проверяют по спектральной реакции аналоговых выходов ЦАПа на тон, представляющий собой четверть частоты дискретизации — так называемый J-Test signal. Для CD-стандарта (44,1 кГц) высота тона будет установлена на 11025 Гц. Для дискретизации 48 кГц потребуется другой тестовый сигнал с частотой, как уже несложно догадаться, 12 кГц.
Любые артефакты в J-тесте, которые образуются вокруг референсного сигнала, указывают на модуляцию вследствие джиттера. И чем дальше паразитные пики отстоят от основного тона, тем более высокочастотным является характер джиттера.
Поскольку AirPlay использует передачу данных CD-стандарта, то проверять его будем по первому варианту с сигналом 11025 Гц. И, разумеется, собственный джиттер измеряющего устройства должен быть намного ниже испытуемого, иначе в тесте не будет никакого смысла.
Характер джиттера аудиовыхода роутера Airport Express. Имеет место значительный низкочастотный джиттер, а также периодическое смещение частоты основного тона (см. второй график).
Итак, на графике видно, что наш Airport Express показывает целую «юбку» низкочастотного джиттера вокруг основного тона, причем она не выглядит стабильной, постоянно колышется. Бывает, что вместо 11025 Гц пик смещается в ту или иную сторону, допустим, на 11022 или 11030 Гц. Это разнузданное поведение непременно даст о себе знать, когда мы подключим такой S/PDIF-транспорт к внешнему ЦАПу. Доводилась читать на форумах, что некоторые внешние ЦАПы теряли синхронизацию с Airport Express. Вот, видимо, поэтому и теряли. Не хватало сил у PLL в конвертере.
И каким бы High-End этот DAC ни оказался, в силу законов S/PDIF-цепи он является slave-устройством. То есть в буквальном смысле послушным «рабом», частоту тактирования которому задает master-транспорт. Продемонстрируем это на примере отличника — рекордера Sony PCM-D100. Посмотрим на уровень его собственного джиттера при воспроизведении J-Test signal из собственной памяти. Очень хорошо.
Характер джиттера аудиовыхода воспроизводящего тракта рекордера Sony PCM-D100
А теперь в режиме DAC подадим на оптический вход Sony PCM-D100 сигнал от Airport Express и посмотрим изменение джиттера на его аналоговом выходе.
Характер джиттера аудиовыхода рекордера Sony PCM-D100 в режиме ЦАПа, при подаче на его оптический вход сигнала от AirPort Express. Сохраняется смещение частоты основного тона.
Спору нет, это лучше, чем то, что творится на собственном аналоговом выходе Airport Express, но! Здесь мы видим ряд симметричных полос, которые добавились от S/PDIF-приемника Sony PCM-D100. Они относительно невелики, но сохраняются и при подключении других источников по оптике к рекордеру. Как видите, в роли ЦАПа Sony тоже имеет чуть больший уровень джиттера, чем в режиме плеера.
Но в данном случае самое важное то, что референсная частота 11 025 Гц, увы, тоже может смещаться, так же, как велел Airport Express. И ничего с этим не поделать. Хреновое тактирование S/PDIF-транспорта уже не исправить никакой прошивкой — разве что выдрать клок и заменить более точным. Или все-таки можно что-то еще исправить без паяльника?
Давайте попробуем не спешить выводить J-Test signal наружу в аналог. Пока просто запишем его с AirPort Express непосредственно в память рекордера Sony PCM-D100. А затем воспроизведем содеянное. О чудо! Все блуждания и боковые полосы частот пропали, а опрятная картинка вернулась.
Теперь Sony PCM-D100 выводит переданный от Airport Express сигнал, но уже из своей памяти и опираясь на собственный клок. Что-то подобное, но только «на лету», выполняют ЦАПы снабженные специальным SRC-ресемплером для отвязки от часов транспорта.
Однако устройств с подобным функционалом на рынке предлагается довольно мало. А самое главное, даже там, где используется реклокинг, отсутствует диагностическая информация. Какова была фазовая погрешность входящего потока транспорта и стоило ли ее пересчитывать? Пользователю совершенно не очевидно, кого в этой паре назначить «мастером». Так что окончательный выбор опять приходиться делать на слух.
Итак, мы видим, что S/PDIF-источник с ужасным джиттером может испортить показатели любого прекрасного ЦАПа. Но при этом на уровне цифрового домена все еще сохраняется способность транспорта передать информацию без ошибок. Иными словами, все хорошо, пока сигнал бежит себе в виде кода. Все беды начинаются на рубеже преобразования PCM в аналог. Поэтому очень важно расколдовать этот код с должным тактом. Сверим часы!
Что такое джиттер?
Недавно спрашивал про преимущества проводного подключения над Wi-Fi и кто-то упомянул про джиттер. Кто может объяснить простыми словами, что есть джиттер, как его вычислить и насколько оно выражено в домашних сетях.
Простой 4 комментария
Если джиттер это:
В телекоммуникациях под джиттером часто понимается разброс минимального и максимального времени прохождения пакета IP от среднего времени прохождения пакета[5]. Например, посылается 100 пакетов IP. Минимальное время прохождения пакета IP — 395 мс, среднее — 400 мс, максимальное — 405 мс. В этом случае (405-400=5; 400-395=5) джиттер можно считать маленьким. Если же посылается 100 пакетов IP, и минимальное время прохождения пакета — 1 мс, среднее — 50 мс, максимальное — 100 мс, (100-50=50; 50-1=49) джиттер большой.
И если пинг по Wi-Fi практически идентичен пингу проводного подключения (±1 мс), то можно ли говорить о влиянии джиттера на качество связи(гейминга) в FPS шутере?
Если я немного прав, кто может пояснить, что помимо нижеперечисленного определяет ту самую существенную разность между проводным и беспроводным геймингом:
К Wi-Fi подключено 1 устройство — ПК.
Расстояние между роутером и компьютером минимальное (скажем, 1 метр);
Устройства в одной комнате и между ними нет препятствий (стена, перегородка, какой-нибудь предмет);
Нет помех, Wi-Fi канал не перекрывается, роутер работает на 5Ггц.
Разность пингов проводного и Wi-Fi не более 1-2 мс, потери пакетов отсутствуют.
Что ещё?
Tomaszz, примите поздравления, у вас идеальный wi-fi.
Для полного счастья можно еще ширину канала измерить, может там тоже все красиво.
На практике так везет не всем, и сильно не всегда. Гораздо чаще встречаются ситуации, когда полно шумов, преград, помех, соседей, багов в драйверах и прочей фигни.
Но вообще на 5Ггц на коротких дистанциях не должно быть проблем. Он для этого и создавался как раз.
Если вы не наблюдаете рандомных задержек пинга даже при существенной нагрузке на сеть, то проблемы джиттера у вас нет.
Что такое сетевой джиттер и как его предотвратить?
Что такое джиттер?
Джиттер или дисперсия задержки пакета это термин, используемый для обозначения колебаний задержки при передаче пакетов по сети. Таким образом, джиттер является изменяющейся скоростью задержки в сети и измеряется в миллисекундах. Например, если у вас есть два компьютера, которые общаются друг с другом в офисе, произойдет обмен пакетами данных. В исправных сетях эти пакеты будут проходить с постоянным интервалом (примерно 10 мс задержки на пакет).
В сети, испытывающей дрожание, уровень задержки во время передачи будет колебаться и может привести к задержке 50 мс при передаче пакетов. Конечный результат перегрузка сети, когда устройства борются за одно и то же пространство. Чем больше трафика перегружено, тем больше вероятность потери пакетов..
На изображении выше изображен диалог VoIP, в котором пакеты преобразуют звук голоса пользователя и транспортируют его в конечный пункт назначения. Как вы можете видеть с левой стороны, пакеты проходят через интервалы без изменений. Однако с правой стороны компоновка пакетов была нарушена, и конечный пользователь получает пакеты вне времени. Это приводит к аудио, которое трудно различить и понять.
Что такое приемлемый джиттер?
Хотя дрожание далеко не идеально, во многих случаях небольшое дрожание в вашей сети не окажет заметного влияния на вашу связь. Иногда возникают аномальные колебания, которые не имеют длительного эффекта. В этих случаях джиттер не является большой проблемой. Cisco предполагает, что приемлемые уровни дрожания или уровни допуска дрожания являются следующими:
В идеале, вы должны стараться держать джиттер ниже 20 мс для лучшей производительности. Если ваш джиттер превышает 30 мс, это будет заметно влиять на качество ваших разговоров в реальном времени. На 30 мс или старше вы начнете испытывать искажения, которые сделают другого пользователя более трудным для понимания.
В случае, если ваш джиттер, потеря пакета или задержка превысят показатели, перечисленные выше, вам следует немедленно предпринять действия, чтобы найти причину проблемы. Поддерживая эти ключевые показатели ниже пороговых значений, вы можете гарантировать, что важные службы, включающие видеозвонки и VOIP-звонки, не испытывают серьезных проблем с производительностью.
Как джиттер влияет на сеть?
Эффект джиттера зависит от услуги, которую вы используете. На некоторых сервисах дрожание не будет очень заметным, но на других, таких как VoIP-звонки и видеозвонки, оно будет гораздо более выраженным. Джиттер оказывает наибольшее влияние на услуги реального времени, такие как трафик VoIP. Когда вы разговариваете по телефону VoIP, вы общаетесь с другим пользователем вживую, и все, что вы слышите, должно быть кристально чистым. Это означает, что поступающие аудиосигналы должны поддерживаться в последовательности, чтобы оставаться понятными.
То же самое нельзя сказать о загрузках файлов, когда вы не сможете определить, вызвало ли дрожание пакеты, которые были задержаны или скремблированы. Для разговоров по VoIP, что-либо меньшее, чем доставка сигнала в реальном времени, приведет к разговору с неразборчивыми аудиосигналами. Пропуски в аудио и шаткие звуковые сигналы характерны для джиттера, принимающего разговор.
Почему джиттер является такой проблемой для телефонных звонков VoIP?
Всякий раз, когда обсуждается дрожание сети, телефонные звонки VoIP являются одной из наиболее часто упоминаемых областей, где дрожание является вредным. Это в первую очередь из-за способа передачи данных VoIP. Когда вы говорите в VoIP телефон ваш голос преобразуется в данные, которые передаются через Интернет. Ваш голос разбивается на множество разных пакетов и затем передается вызывающему абоненту на другом конце.
Однако, пока ваши сегментированные речевые данные находятся в пути, они конкурируют с диапазоном другого трафика, проходящего через вашу сеть. Все эти данные влияют на сетевые ресурсы, что иногда приводит к задержке. Эта задержка может не проявляться при загрузке файла, но когда ваш голос проходит через неорганизованные пакеты, это может привести к путанице и искажению того, что вы первоначально сказали пользователю.
Напротив, когда вы отправляете электронное письмо, пакеты повторно собираются непосредственно перед тем, как они достигают пользователя на другом конце. С вызовами VoIP на это нет времени, и поэтому ваш голос звучит не по порядку. Именно по этой причине VoIP является одной из ключевых проблем, когда речь идет о дрожании сети, поскольку он является одним из наиболее восприимчивых. Это верно и для других сервисов реального времени, таких как видеозвонки и видеоигры..
Одной из наиболее распространенных причин дрожания услуг VoIP является отсутствие приоритетов пакетов. Если голосовые пакеты не имеют приоритета, то конечный пользователь, скорее всего, получит дрожание. Решение заключается в том, чтобы перейти к маршрутизатору и определить приоритеты пакетов, которые передаются по сети (подробнее о расстановке приоритетов мы рассмотрим ниже).
Как найти джиттер с помощью инструментов мониторинга сети
Мониторинг джиттера очень важен, потому что он позволяет вам действовать в тот момент, когда он становится проблемой. Это также дает вам контекст проблемы производительности, чтобы вы могли проводить информированное устранение неполадок в будущем. Благодаря появлению возможности дрожания сети ваши усилия по устранению и предотвращению дрожания сети в будущем будут более информированными и эффективными..
В следующем разделе мы рассмотрим, как вы можете использовать инструменты мониторинга сети для реализации мониторинга QoS. Следя за проблемами производительности, такими как дрожание и задержка, вы сможете определить, когда ваша сеть работает хорошо и когда вам нужно вмешаться.
Вот два лучших инструмента для борьбы с дрожанием сети:
Мониторинг QoS для джиттера: PRTG Network Monitor (БЕСПЛАТНАЯ ПРОБНАЯ ВЕРСИЯ)
Paessler PRTG Сетевой монитор предлагает ряд функций, которые очень полезны для мониторинга джиттера. Инструмент включает в себя QOS датчик прохождения сигнала, Односторонний датчик QOS, Cisco IP SLA Sensor, и, в частности, Датчик дрожания пинга предназначен для измерения степени влияния джиттера на ваш сервис. Датчик Ping Jitter отправляет ICMP-запросы на URL для определения статистического значения джиттера и времени выполнения.
Результат показан на циферблатах с прозрачным цветом, как показано на рисунке выше. Эта функция полезна для тех, кто хочет определить, насколько сильно дрожание влияет на ключевой сервис. Также вы можете использовать PRTG Сетевой монитор настроить свои собственные уникальные оповещения, чтобы уведомлять вас, когда у службы возникают проблемы с производительностью. В реальной среде это помогает вам быстро реагировать на дрожание, когда оно происходит. Вы можете попробовать Paessler Ping Jitter Sensor который поставляется в комплекте в Paessler PRTG Сетевой монитор на 30-дневную бесплатную пробную версию.
Сетевой монитор Paessler PRTG с датчиком Ping Jitter Скачать 30-дневную бесплатную пробную версию
Мониторинг QoS для телефонов VoIP: VoIP SolarWinds & Менеджер качества сети (БЕСПЛАТНАЯ ПРОБНАЯ ВЕРСИЯ)
Учитывая, что дрожание сети является проблемой, которая очень проблематична для вызовов VoIP, принятие Решение по мониторингу QoS для VoIP поможет вам устранить неполадки для поддержания этой важной службы. Инструменты сетевого мониторинга, такие как SolarWinds VoIP & Менеджер по качеству сети позволяют измерять такие показатели, как дрожание, задержка, и потеря пакета которые влияют на конечную производительность вызовов VoIP.
SolarWinds VoIP & Менеджер по качеству сети Это хороший выбор, потому что он не только отслеживает эти метрики, но и активно уведомляет вас при обнаружении джиттера. Это означает, что вы будете получать оповещение каждый раз, когда выполнение вызова падает против любого количества предопределенных параметров. Знание того, как именно ваш звонок терпит неудачу, позволяет вам устранять неполадки с гораздо большей информацией. SolarWinds VoIP & Менеджер по качеству сети доступна на 30-дневную бесплатную пробную версию для оценки.
SolarWinds VoIP & Диспетчер качества сетиСкачать 30-дневная БЕСПЛАТНАЯ пробная версия
Как предотвратить дрожание
Конечно, как только вы обнаружите, что у вас есть дрожание сети, вам нужно будет принять меры для его устранения. Есть несколько различных способов сделать это от приоритезации определенного трафика до развертывания буфера дрожания. В этом разделе мы собираемся обсудить некоторые из наиболее распространенных способов борьбы с дрожанием сети и вернуть сеть к полной работе..
Самое замечательное в большинстве этих техник состоит в том, что они удваиваются, чтобы уменьшить задержку. Некоторые из приведенных ниже шагов позволяют вам «убить двух зайцев одним выстрелом», чтобы устранить задержки и дрожание одновременно. Перед выполнением любого из этих изменений вы должны быть абсолютно уверены в влиянии джиттера на вашу сеть (идентифицируя его с помощью инструмента сетевого мониторинга).
Буферы джиттера для минимизации джиттера
В контексте VoIP или видеовызова это привело бы к меньшему дрожанию и разговору, который остается понятным для обеих сторон. Буфер дрожания будет задержать пакеты данных перед отправкой в попытке чтобы убедиться, что пакеты поступают в последовательности. В вызове VoIP конечный результат сводит к минимуму дрожание и перерывы в качестве вызова.
Однако важно отметить, что с помощью буфера дрожания вы будете увеличивать общую задержку в вашей сети. Удерживая пакеты буфер дрожания буквально добавляет задержку на службу. Аналогично, вы должны быть осторожны с настройкой буферов дрожания при реализации полнодуплексной связи. В результате вы хотите проверить канал передачи перед развертыванием буфера дрожания.
Основная проблема с буферами дрожания состоит в том, что они являются решением проблемы с полосой. Они не обращаются к основной причине дрожания, они только обращаются к признакам. Если вы хотите полностью устранить дрожание сети, вам нужно углубиться в сердце вашего маршрутизатора. Добавление новых настроек QoS позволит вам начать решать корень проблемы и улучшить свой сервис.
Настройки QoS: расстановка приоритетов пакетов
Для поддержки вызова VoIP и обеспечения наилучшего качества вам необходимо убедиться, что любые пакеты, содержащие медиаданные VoIP, имеют приоритет над другим трафиком. Вы должны установить канал передачи данных с «высоким приоритетом», чтобы этот трафик обрабатывался раньше всего. В случае перегрузки канала передачи данных неприоритетный трафик будет отброшен до приоритетного трафика..
Чтобы расставить приоритеты VoIP-трафика, вы можете приоритезировать транспортный протокол в реальном времени (RTP) пакеты. Как это сделать, будет зависеть от дизайна вашего роутера. Например, на маршрутизаторе Linksys вы можете перейти к представлению QoS в веб-интерфейсе. Чтобы расставить приоритеты RTP-трафика, вы должны ввести следующее номера портов:
После перезапуска трафик RTP будет более привилегированным, чем любой другой трафик. Независимо от того, какое устройство вы используете, вы хотите сохранить настройки как можно более простыми, чтобы не перегружать свои конфигурации.
Другие решения
Здесь мы рассмотрим некоторые другие решения, которые, тем не менее, не являются наиболее распространенными способами предотвращения дрожания сети, тем не менее, заслуживают рассмотрения..
1. Купите новый, более мощный маршрутизатор
Если ваш маршрутизатор недостаточно мощный, чтобы справиться с текущими сетевыми требованиями, неудивительно, что вы испытываете дрожание. Покупка нового маршрутизатора может быть одним из самых быстрых способов улучшить ваш сервис и устранить дрожание сети. Однако вы должны убедиться, что тщательно изучили свой новый маршрутизатор перед его развертыванием. Самое главное, чтобы убедиться, что он имеет пропускную способность для хорошей обработки вашего сетевого трафика.
2. Увеличьте пропускную способность или перейдите на высокоскоростное подключение к Интернету.
В ряде случаев проблема заключается не в вашей инфраструктуре, а в скорости вашего соединения. Низкие скорости соединения имеют тенденцию создавать дрожание, особенно при совместном использовании полосы пропускания с другими устройствами. Увеличение пропускной способности вашего текущего интернет-провайдера или смена поставщиков услуг может привести к заметному улучшению обслуживания, которое устраняет дрожание.
QoS останавливает дрожание сети
В большинстве случаев дрожание сети не является большой проблемой. Однако, если вы начнете использовать расширенные сервисы, такие как системы VoIP-телефонов и программное обеспечение для видеоконференций, вам, скорее всего, потребуется внедрить QoS для управления дрожанием сети. Даже если вы не страдаете от джиттера в сети, оставайтесь на связи и следите за качеством своих услуг с помощью монитора производительности сети, чтобы убедиться, что джиттер не станет нерешенной проблемой.
Как только дрожание сети становится очевидным, измерьте, насколько оно сильное. Если он превышает пороговые значения, указанные Cisco, тогда стоит вмешаться и принять меры. Вы можете сделать это, установив приоритет передачи критических пакетов и развернув буфер дрожания. Хотя обновление пропускной способности также является возможным решением, оно часто лучше оптимизировать текущую пропускную способность, чем просто покупать больше пропускной способности.
Принимая упреждающий подход к смягчению последствий дрожания сети, вы убедитесь, что в следующий раз, когда вы общаетесь с клиентом или коллегой, весь разговор протекает естественно. Помните, что плохое голосовое общение не только неудобно, но и потенциально может стоить вам значительной суммы денег (особенно если вы общаетесь с клиентом!). Инвестирование в инструменты мониторинга сети и другие решения теперь поможет вам сэкономить деньги в будущем.