Netzwerk-Jitter – Häufige Ursachen und beste Lösungen | IR
Ein umfassender Leitfaden zum Verständnis, zur Überwachung und zur Behebung von Netzwerk-Jitter.
Die weltweite Einführung von VoIP und Video als primäre Kommunikationslösungen ist ein Segen für UCC. Eine der häufigsten Herausforderungen ist jedoch eine schlechte Netzwerkleistung, und einer der Schuldigen ist Netzwerk-Jitter, was bedeutet, dass eine reibungslose Kommunikation problematisch wird.
Jitter gehört zu den gleichen Komplikationen bei der Netzwerkleistung wie Latenz und Paketverlust.
In diesem umfassenden Leitfaden erfahren Sie alles, was Sie über Jitter in Computernetzwerken wissen müssen.
Wir gehen ausführlich auf die Definition von Jitter in Netzwerken ein und erklären, wie man Netzwerk-Jitter überwacht und wie man ihn reduziert.
Laden Sie eine PDF-Version des Leitfadens zur Optimierung Ihres Netzwerks herunter
Was ist Netzwerk-Jitter?
Technisch gesehen ist Jitter eine Abweichung in der Latenz oder der Zeitverzögerung zwischen der Übertragung und dem Empfang eines Signals. Diese Abweichung wird in Millisekunden (ms) gemessen und als Unterbrechung der normalen Abfolge beim Senden von Datenpaketen beschrieben.
Die Technologie hinter Jitter
Datenpakete
Um Jitter in Netzwerken zu definieren, kommt es auf Pakete an.
Die Definition von Paket-Jitter bedeutet, dass alle Daten, eigentlich alles, was Sie im Internet tun, Pakete beinhaltet. Alle Texte, Bilder, Audio- oder Videodaten werden in Paketen über einen bestimmten Netzwerkpfad übertragen. Wenn Sie eine E-Mail senden oder empfangen, nach Informationen auf Webseiten suchen, streamen, spielen oder online einkaufen, werden digitale Informationen gesendet, empfangen, „entschlüsselt“ und „wieder zusammengesetzt“, so dass Sie sie ansehen und anhören können. Paketvermittelte Netze ermöglichen den Austausch all dieser Informationen.
Die meisten Netzpakete sind in drei Teile aufgeteilt:
Kopfzeile – Die Kopfzeile enthält Anweisungen über die Daten, die das Paket transportiert, wie zum Beispiel:
- Paketlänge – einige Netze haben Pakete mit fester Länge, während andere sich auf die Kopfzeile verlassen, um diese Informationen zu enthalten.
- Synchronisierung – um das Paket an das Netz anzupassen.
- Paketnummer – zur Identifizierung des Pakets in der Sequenz.
- Protokoll – legt fest, welche Art von Paket übertragen wird, ob es sich um eine E-Mail, eine Webseite oder ein Streaming-Video handelt.
- Zieladresse – wohin das Paket geht
- Ursprungsadresse – woher das Paket kam
Payload – dies sind die eigentlichen Daten oder der Körper, der an das Ziel geliefert wird. Wenn ein Paket eine feste Länge hat, kann die Nutzlast mit leeren Informationen aufgefüllt werden, um die richtige Größe zu erreichen.
Trailer – Der Trailer, manchmal auch Footer genannt, teilt dem empfangenden Gerät mit, dass es das Ende des Pakets erreicht hat. Er kann auch eine Art von Fehlerprüfung enthalten. Die häufigste Fehlerprüfung in Paketen ist die zyklische Redundanzprüfung (CRC).
Jitter VoIP
Die VoIP-Technologie wandelt Fragmente Ihrer Sprache in Datenpakete um, die digital über das Internet übertragen werden. Eine der häufigsten Ursachen für Jitter bei VoIP-Diensten ist das Fehlen einer Priorisierung der Pakete. Wenn Sprachpakete nicht priorisiert werden, ist es sehr wahrscheinlich, dass der Endnutzer Jitter wahrnimmt.
Eine riesige Menge an Informationen wird ständig hin- und herübertragen – Millionen von Paketen pro Sekunde – und all diese Daten beanspruchen die Netzwerkressourcen, was oft zu Verzögerungen führt. Die Verzögerung mag beim Herunterladen einer Datei oder einer E-Mail nicht so offensichtlich sein, aber wenn Ihre Stimme in ungeordneten Paketen ankommt, klingt sie verzerrt und nicht in der richtigen Reihenfolge.
Beispiele für Jitter
Konstanter Jitter – Dies ist ein ungefähres konstantes Niveau von Verzögerungsschwankungen von Paket zu Paket.
Transient Jitter – Gekennzeichnet durch eine beträchtliche, allmähliche Verzögerung, die durch ein einzelnes Paket entstehen kann.
Kurzfristige Verzögerungsvariation – Eine Zunahme der Verzögerung, die für eine bestimmte Anzahl von Paketen anhält und von einer Zunahme der Verzögerungsvariation von Paket zu Paket begleitet sein kann. Diese Art von Jitter ist in der Regel auf Überlastung und Routenänderungen zurückzuführen.
Die Auswirkungen von Jitter
Paketjitter kann flackernde Bildschirme, verzögerte Datenübertragung und schlechte Prozessorleistung verursachen.
IP-Jitter in der VoIP-Kommunikation kann die Gesprächsqualität von Telefon- und Videokonferenzen stark beeinträchtigen und sogar dazu führen, dass Gespräche „abbrechen“, durcheinandergeraten und schwer zu verstehen sind.
Daher ist hoher Jitter ein großes Problem für Echtzeitanwendungen wie digitale Sprach- und Videokommunikation sowie Streaming und Online-Spiele.
Was ist akzeptabler Netzwerk-Jitter?
Einige Anwendungen und Dienste haben eine höhere Toleranzgrenze für Jitter als andere. Was ist also ein akzeptabler Netzwerk-Jitter?
Beispielsweise beeinträchtigt Jitter das Senden von E-Mails nicht so sehr wie einen Voice-Chat. Es hängt also davon ab, was wir bereit sind, als Unregelmäßigkeiten und Schwankungen bei der Datenübertragung zu akzeptieren. Eine schlechte Audio- und Videoqualität führt jedoch zu einem schlechten Benutzererlebnis und kann sich auf das Endergebnis eines Unternehmens auswirken.
Alle Netze weisen ein gewisses Maß an Latenz auf, insbesondere Weitverkehrsnetze. Im Idealfall werden Pakete in einem normal funktionierenden Netzwerk in gleichen Abständen mit einer Verzögerung von 10 ms zwischen den Paketen übertragen. Bei hohem Jitter kann sich diese Verzögerung auf 50 ms erhöhen, wodurch die Intervalle stark gestört werden und es für den empfangenden Computer schwierig wird, die Daten zu verarbeiten.
Im Idealfall sollte der Jitter unter 30 ms liegen. Der Paketverlust sollte nicht mehr als 1 % betragen, und die Netzwerklatenz sollte 150 ms für den Hinweg (300 ms für den Rückweg) nicht überschreiten.
Was kann Netzwerk-Jitter verursachen?
Um den Netzwerk-Jitter in den Griff zu bekommen, muss man verstehen, was Jitter in Computernetzen verursacht. Ein regelmäßiger Netzwerk-Jitter-Test kann die Häufigkeit von Jitter in Ihrem Netzwerk reduzieren.
Netzüberlastung – Nicht genügend Bandbreite ist ein häufiges Problem. Netzwerke werden überfüllt, wenn zu viele aktive Geräte Bandbreite verbrauchen.
Schlechte Hardwareleistung – Ältere Netzwerke mit veralteten Geräten wie Routern, Kabeln oder Switches können die Ursache für Jitter sein.
Wireless Jitter – Einer der Nachteile der Verwendung eines drahtlosen Netzwerks ist die geringere Qualität der Netzwerkverbindung. Kabelgebundene Verbindungen tragen dazu bei, dass Sprach- und Videoanrufsysteme eine bessere Qualität liefern.
Nicht implementierte Paketpriorisierung – Insbesondere bei VoIP-Systemen tritt Jitter auf, wenn Audiodaten nicht vorrangig vor anderen Verkehrsarten zugestellt werden.
Quality of Services (QoS) und Jitter
QoS ist die Technologie, die den Datenverkehr verwaltet, um Jitter in Ihrem Netzwerk zu reduzieren und die Verschlechterung der Qualität zu verhindern oder zu verringern. QoS kontrolliert und verwaltet die Netzressourcen, indem es Prioritäten festlegt, nach denen die Daten im Netz gesendet werden.
Es gibt Werkzeuge und Techniken, die oft in die Service Level Agreements (SLA) eines Unternehmensnetzes aufgenommen werden, um ein akzeptables Leistungsniveau zu garantieren.
QoS-Tools gegen Jitter
Queuing – Ermöglicht es, Pakete zu priorisieren oder zu ordnen, so dass verzögerungsempfindliche Pakete die Warteschlangen schneller verlassen als verzögerungsunempfindliche Pakete.
Link Fragmentierung und Interleaving (LFI) – Router können einem Paket, das gerade übertragen wird, nicht zuvorkommen, daher reduziert LFI die Größe größerer Pakete in kleinere Fragmente, bevor sie gesendet werden.
Komprimierung – Nutzdaten oder Kopfzeilen können komprimiert werden, wodurch die Gesamtzahl der für die Übertragung der Daten erforderlichen Bits verringert wird. Dadurch wird weniger Bandbreite benötigt, was bedeutet, dass die Warteschlangen schrumpfen, was wiederum die Verzögerung verringert.
Traffic Shaping – Erhöht künstlich die Verzögerung, um den Ausfall in einem Frame Relay- oder ATM-Netz zu reduzieren.
Wie wird das Netzwerk gemessen?
Einzelner Endpunkt
Wenn Ihr Netzwerk nur einen der Endpunkte kontrolliert (auch bekannt als „single-ended“), wird der Jitter durch Messung der mittleren Round-Trip-Time (RTT) und der minimalen RTT einer Reihe von Sprachpaketen bestimmt.
Doppelter Endpunkt
In einem Pfad mit doppeltem Endpunkt wird die Messung des momentanen Jitters verwendet, oder die Variation zwischen den Intervallen für das Senden und Empfangen eines einzelnen Pakets. Jitter ist die durchschnittliche Differenz zwischen dem augenblicklich gemessenen Jitter und dem durchschnittlichen augenblicklichen Jitter während der Übertragung einer Reihe von Datenpaketen.
Bandbreitentest
Mit Hilfe eines Bandbreitentests lässt sich auch die Höhe des Jitters bestimmen. Ein Bandbreitentest bewertet die Upload- und Download-Geschwindigkeiten Ihrer Internetverbindung, die Jitter-Zeiten und die Gesamtkapazität Ihres Netzwerks.
Wie man Netzwerk-Jitter-Probleme behebt
Die Fehlersuche bei Netzwerk-Jitter kann aufgrund seiner Unvorhersehbarkeit schwierig sein. Um Jitter auf ein Minimum zu reduzieren, muss zunächst sichergestellt werden, dass Ihr Netzwerk richtig eingerichtet ist. Eine qualitativ hochwertige Netzwerkverbindung, eine ausreichende Bandbreite und eine vorhersehbare Latenzzeit können dazu beitragen, den Netzwerk-Jitter zu reduzieren.
Jitter-Pufferung – VoIP-Endpunkte wie Tischtelefone und ATAs enthalten in der Regel einen Jitter-Puffer, um eingehende Datenpakete absichtlich zu verzögern. Ein Jitter-Puffer sorgt dafür, dass das empfangende Gerät eine bestimmte Anzahl von Paketen speichern und sie dann in der richtigen Reihenfolge neu ausrichten kann, so dass der Empfänger nur minimale Klangverzerrungen erfährt.
Jitter-Puffer sind eine Möglichkeit, Netzwerk-Jitter und Latenz zu beheben, funktionieren aber nicht immer. Wenn ein Jitter-Puffer zu klein ist, können zu viele Pakete verworfen werden, was zu einer schlechten Gesprächsqualität führt. Ist ein Jitter-Puffer zu groß, kann die zusätzliche Verzögerung zu Gesprächsschwierigkeiten führen.
Eine typische Jitter-Puffer-Konfiguration hat eine Größe von 30 ms bis 50 ms. Sie können die Puffergröße bis zu einem gewissen Grad erhöhen, aber normalerweise sind sie nur bei Verzögerungsschwankungen von weniger als 100 ms wirksam.
Durchführen eines Bandbreitentests – Beim Bandbreitentest werden Dateien über ein Netzwerk an einen bestimmten Computer gesendet und dann die Zeit gemessen, die die Dateien zum Herunterladen am Zielort benötigen. Dadurch wird die theoretische Datengeschwindigkeit zwischen den beiden Punkten ermittelt, die in Kilobit pro Sekunde (Kbps) oder Megabit pro Sekunde (Mbps) gemessen wird.
Bandbreitentests können sehr unterschiedlich ausfallen. Faktoren, die sich auf die Tests auswirken, können der Internetverkehr, das Rauschen auf den Datenleitungen, die Dateigrößen und die Belastung des Servers zum Zeitpunkt der Tests sein. Bandbreitentests sollten idealerweise mehrmals durchgeführt werden, um einen durchschnittlichen Durchsatz zu ermitteln.
Verbesserungen von innen – Die Lösung der Jitter-Probleme Ihres VoIP-Netzwerks ist vielleicht nicht so schwierig, wie Sie denken.
Aufrüstung Ihres Ethernet-Kabels – Veraltete Kabel und Switches können oft hohe Jitter-Probleme verursachen. Die neuesten Kabel sind in der Lage, Daten mit 250 MHz statt mit 125 MHz zu übertragen, wodurch der Ethernet-Jitter behoben werden kann.
Prüfen Sie die Frequenz Ihres Geräts – Ein VoIP-Telefon, das mit einer höheren Frequenz als der Standardfrequenz von 2,4 GHz arbeitet, könnte Störungen in Ihrem Netz verursachen. Einige Telefone arbeiten mit Frequenzen von bis zu 5,8 GHz, was den Jitter in Ihrem Netzwerk potenziell verschlimmern kann.
Reduzieren Sie die unnötige Bandbreitennutzung während der Arbeitszeit – Die Nutzung großer Mengen an Bandbreite für Aktivitäten, die nichts mit der Arbeit zu tun haben, wie z. B. Netzwerkspiele oder das Streaming von Videoinhalten, kann den Jitter verschlimmern
Planen Sie Aktualisierungen außerhalb der Geschäftszeiten – Die Aktualisierung von Anwendungen und Betriebssystemen sollte außerhalb der Arbeitszeiten erfolgen, um Kapazitäten für wichtigere Kommunikationen freizugeben.
Zusammenfassung – Netzwerk-Jitter-Definition und -Leitfaden
Dieser umfassende Leitfaden wurde erstellt, um zu definieren, was unter Netzwerk-Jitter zu verstehen ist, und um dabei zu helfen, die häufigsten Probleme im Zusammenhang mit Jitter in Computernetzwerken zu erkennen, zu verstehen und zu beheben.
Die wichtigsten Erkenntnisse sind, dass Netzwerk-Jitter, Paketverluste und Netzwerk-Latenzzeiten große Hindernisse darstellen, die einer klaren Kommunikation im Wege stehen und die Benutzererfahrung generell beeinträchtigen können. Weitere aufschlussreiche Informationen zu Komplikationen bei der Netzwerkleistung finden Sie in unseren zusätzlichen Leitfäden zu Paketverlust und Latenz:
‚Was ist Netzwerk-Paketverlust? Ein kompletter Leitfaden zum Verstehen, Überwachen und Beheben von Netzwerk-Paketverlusten.
‚ Was ist Netzwerk-Latenz? A Complete Guide to Understanding, Monitoring and Fixing Network Latency.
Prognosis UC Assessor ist eine 100% softwarebasierte Lösung, mit der Probleme vor der Migration gefunden und behoben werden können, ohne dass Netzwerksonden erforderlich sind.
Sichern Sie sich ein positives Endbenutzererlebnis durch die Fehlerbehebung mit nur einem Klick für alle Netzwerkprobleme, die die UC-Leistung beeinträchtigen. Die Bereitstellung und Inbetriebnahme ist schnell und liefert innerhalb weniger Minuten nach der Installation Erkenntnisse für mehrere Standorte in Ihrer Umgebung.