ネットワーク・ジッター VoIP のジッターをテスト、測定、削減する方法

9月 11, 2021admin

ネットワークのジッターは、イライラしますがよくあることで、VoIP (Voice-over Internet Protocol) 電話が成功するか失敗するかの分かれ目になることがあります。顧客を獲得したり、健全なビジネス関係を維持するために通話に依存している企業にとって、質の悪い VoIP 通話は、顧客満足度、売上を達成する能力、主要な関係者間のコミュニケーションの容易さに大きな影響を与える可能性があります。

ネットワーク管理者にとって、ネットワークジッターを測定し、ping ジッターテストを実施する方法を知ることは、その役割の重要な部分です。このガイドでは、VoIP のジッター、ジッターの原因、ネットワークの遅延とジッターの測定方法、VoIP のジッターを低減する方法について理解するのに役立つ情報を提供します。また、ジッター監視のためのツールとして SolarWinds® VoIP & Network Quality Manager (VNQM) を推奨し、このソフトウェアの最も注目すべき機能の概要を説明します (VNQM の説明にスキップ)。

ネットワークジッターとは

ネットワークジッターは、数百万のインターネット接続-同じIPネットワークを使用しようとする小さなデータパケット-によって同時に生じる輻輳のことです。

VoIPネットワークジッターとは

VoIPジッターの技術的定義は、ネットワーク遅延の時間的な変動です。

このガイドでは、「遅延」と「パケットロス」という用語が出てくるので、これらの意味を理解することが重要です。遅延とは、パケットがあるエンドポイントから別のエンドポイントに移動するのにかかる時間のことで、パケットロスとは、1つまたは複数のパケットが目的地に到達できないことを指します。ジッターは「吃音」や「ping スパイク」とも呼ばれます。

ジッターの原因は何か

高い VoIP ジッターは VoIP コールの品質問題の最も一般的な原因の 1 つです。各パケットは、送信者と受信者の間を移動するために異なるルートを使用することができます。つまり、パケットは同じ場所に到達しますが、当初送信された順序とは異なります。実際には、VoIP 通話でのネットワークのジッターは、単語や文章が乱れたり、完全に欠落したりします。

VoIP 通話品質低下のその他の原因

ジッターの原因を理解したところで、VoIP 通話品質低下のその他の原因について見ていきましょう。

VoIP 遅延

VoIP 遅延は、通話品質が低い一般的な原因です。 VoIP 遅延と呼ばれることもありますが、VoIP 遅延は、音が話し手の口から出て聞き手の耳に届くまでの時間の長さによって特徴付けられます。 VoIP電話でエコーを聞いたり、Skypeのビデオチャットで話し手の唇の動きと聞こえる言葉が同期していないことがあれば、レイテンシーを認識できるかもしれません。

VoIP ネットワークで発生しやすい遅延には 3 つのタイプがあります:

伝搬遅延
処理遅延
キューイング遅延

コンピューターネットワークでは、伝搬遅延とは信号のヘッドが送信者と受信者の間を移動するためにかかる時間量を指します。遅延は、リンクの長さと特定の媒体上の伝搬速度をマッピングした比率として計算されます。数学的には、この種の遅延は d/s に等しく、「s」は波の伝搬速度、「d」は距離です。

銅やファイバーを伝わる光と電子の速度は、この遅延を生み出す上で重要な役割を果たします。

銅やファイバーを伝わる光や電子の速度が、この遅延を生み出す重要な役割を果たします。たとえば、13,000 マイルに及ぶファイバーネットワークでは、70 ミリ秒の遅延が発生します。

VoIPコールの詳細

ハンドリングの遅延は、最も一般的なVoIPネットワークの遅延の1つです。ハンドリング遅延は、ネットワークを通じてフレームを転送するデバイスによって引き起こされ、標準的な電話ネットワークに影響を与える可能性があります。

最後に、キューイング遅延があります。混雑が激しい場合、いくつかのパケットがキューに保持されることがあります。

インターネット接続の不備

平均的なインターネットサービスプロバイダー (ISP) は、Web サーフィンを容易にすることを目的としており、それ以上のことはしませんが、音声パケットの転送は異なるプロセスです。

この問題を解決するために、企業はプロバイダーをエンタープライズグレードの VoIP 対応 ISP に変更することを検討する必要があります。あるいは、現在のインターネットプロバイダーに、ビジネスクラスの高速インターネットサービスを提供しているかどうか相談してみるのもよいでしょう。

これはおそらく、通話品質の問題の最も一般的な原因でしょう。多くの企業は、インターネット接続をデータと音声の両方に使用していますが、ルーターが VoIP トラフィックを優先させることができれば、必ずしも問題ではありません。

たとえば、通話中に他のユーザーが大きなファイルのダウンロードを開始した場合、適切なパケット優先順位が設定されていないと、通話品質が低下する可能性があります。

許容できる VoIP ジッターと VoIP 遅延

低いジッターレベルが接続に顕著な影響を与えることはほとんどないため、少量のジッターは必ずしも問題ではありません。ジッターの異常な変動が発生する場合もありますが、これは短時間であり、予測することは不可能です。

ジッターが接続性に影響を与える場合は、ネットワークジッターテストを実施し、許容できるネットワークジッターの量を決定することをお勧めします。

一般に、30 ミリ秒未満の遅延では、音質の顕著な劣化は見られず、1% 未満のパケット損失や、150 ミリ秒未満の全体的なネットワーク遅延も発生しません。 ping ジッターテストを実施すると、VoIP のジッターと遅延が許容レベルであるかどうかを把握できます。

ネットワークジッターテストの実施とネットワークジッターの測定方法

ネットワークジッターを測定するには、パケット間の平均遅延時間を正しく計算する必要があります。あるいは、順次オンライン通信における絶対的なパケット遅延の間の変動を測定することもできます。ジッターを確認する方法は、トラフィックの種類によって異なります。

一方のエンドポイントしか制御できない場合、一連のパケットの平均往復時間と最小往復時間を計算することにより、ping ジッターテストを実行することができます。両方のエンドポイントを制御できる場合は、瞬時ジッター測定と呼ばれる方法でジッターを確認できます。これは、1つのパケットの送信間隔と受信間隔の変動を指します。この場合、ジッターは、瞬時ジッター測定間の平均差、および複数のパケットの送信にわたる平均瞬時ジッターとして計算されます。

初心者がこれらの計算を行うと、圧倒されるように感じるかもしれません。そのような場合は、帯域幅テストもジッターを確認する有効な方法の 1 つです。帯域幅のテストを実行することにより、ネットワークが直面しているジッターのレベルを知ることができます。

VoIPでのジッターを低減する方法

ネットワークジッターテストの実行方法がわかったところで、トラブルシューティングとジッター低減方法について理解する必要があります。残念ながら、ping ジッターテストだけでは、ジッターの根本原因を必ずしも明らかにすることはできません。

ジッターを減らすためにできることはいくつかありますが、ジッターの問題は自分ではどうにもならないこともあります。

最高の機器と設定を使用しても、貧弱なインターネットサービスによってジッターが発生する場合があります。

たとえば、インターネットサービスがあまり普及していない遠隔地に住んでいる場合、都市部に住んでいる人よりもジッターが発生する可能性は高くなります。

ジッターバッファーの配置

ジッターは、1 つの VoIP 通話中でさえ、その程度が大きく変化することがあります。 VoIP システムにインストールされるデバイスであるジッターバッファは、これを支援することができます。

ジッターバッファは、受信する音声パケットを意図的に遅延させ、短時間保存します。

ジッターバッファは、受信する音声パケットを意図的に遅延させ、短時間保存するもので、エンドユーザーに送信される前に、30 ～ 200 ミリ秒の間トラフィックをバッファするよう構成されます。

正しく実装されたジッターバッファは、伝送遅延の影響を受けたデータパケットを再編成します。これらのサウンドパケットは、プロセッサによってオーディオに変換され、連続したストリームで再生されます。パケットを正しい順序で保存し、均等に分散した間隔で再送信することにより、ジッターバッファーは、パケットが順番に届くようにし、著しくクリアな VoIP 通話品質を達成することができます。

注目すべきは、ジッターバッファーを採用しても、すべてを解決できるわけではないということです。ジッターバッファーは VoIP 通話品質を向上させ、パケットが順番に、最小限の歪みで届くようにしますが、ネットワーク全体の遅延も増加させることになります。

ジッターバッファーの使用に関する重要な問題は、問題の根本的な原因を解決せず、症状のみを解決していることです。ネットワークジッターを完全に根絶するには、おそらくルーターを深く掘り下げる必要があります。

パケットの優先順位

パケットの優先順位は、特定のトラフィックタイプに他のものより優先権を与える QoS 設定を指し、ネットワーク上の混雑を緩和します。

優先するトラフィックは、伝送特権を持ち、最初に配信されます。これは、輻輳が高いジッターの根本原因である場合、VoIP 通話品質を高める効果的な方法です。一般に、パケットの優先順位付けは、維持しようとしているサービスが常に高いパフォーマンスを要求し、組織にとって極めて重要な場合にのみ利用されます。

VoIP通話をサポートすることにした場合、VoIPデータを含むパケットが他のトラフィックタイプよりも優先されることを保証する必要があります。これは、データリンクを「高優先度」に設定することで実現でき、VoIP トラフィックが他の何よりも優先して送信されることが保証されます。

VoIP トラフィックの優先順位付けのプロセスでは、リアルタイムトランスポートプロトコルパケットの優先順位付けが行われます。すべてのルーターは、わずかに異なる方法でこれを行う必要があります。たとえば、Linksys ルーターを使用している場合、Web インターフェイスの QoS ビューに移動して、ポート番号 5004 および 5005 を入力します。

使用しているデバイスに関係なく、設定や構成ができるだけ単純であることを確認し、設定ミスの問題を回避します。

帯域幅のテスト

帯域幅テストは、ジッターが高い原因がインターネットサービスプロバイダーによるものかどうかを確認する優れた方法です。このテストを実行する場合、コンピューターまたはラップトップをモデムに直接接続する必要があります。

このテストの結果が満足のいくものであれば、VoIP 電話システムのプロバイダーに連絡して、問題のトラブルシューティングを依頼してください。 ping ジッターテストと同様に、帯域幅テストはジッター問題の根本を突き止めるための迅速で比較的簡単な方法です。

その他の内部対策

ジッターを減らすためにできる他の内部対策はいくつかありますが、その中でも最も成功例があります:

デバイスの周波数をチェックする。インターネット電話をお持ちで、それが 2.4GHz (これは標準です) よりも高い周波数で動作している場合、これがネットワーク干渉の原因になっている可能性があります。最大 5.8GHz の周波数で動作している接続された電話は、ジッターを最小化するための試みを妨げている可能性があります。イーサネットケーブルのアップグレードが必要な場合、高レベルのジッターの原因になっている可能性があります。 Ethernet ケーブルを変更することは、これを修正する簡単な方法です。最新のカテゴリ 6 Ethernet ケーブルは、古いケーブルの 2 倍の速度でデータを伝送できるため、単純なアップグレードでジッターの問題のほとんどを解決できる可能性があります。ネットワークゲームや Netflix でのストリーミングなど、不要な活動に大量の帯域幅を使用することが多い場合は、勤務時間中にこれらの仕事に関係のない習慣の使用を制限すると、ジッターを大幅に削減できる可能性があります。さらに、勤務時間外に更新をスケジュールすることで、帯域幅を節約し、重要なビジネス通信の品質を維持することができます。

最高のジッター監視ツール

SolarWinds VoIP & Network Quality Manager は VoIP 監視ツールで、重要なコール QoS 測定基準と WAN パフォーマンスデータについて深い洞察を与えるために設計されています。 VNQMは、VoIPコール品質トラブルシューティング、リアルタイムWANモニタリング、Cisco VoIPゲートウェイおよびPRIトランクモニタリング、Cisco SIPおよびCUBEトランクモニタリング、VoIPコールパスのビジュアルトレースなど、高度なユーティリティを搭載しているのが特徴です。

VoIP Network Quality Manager

VNQMは、SolarWindsのソフトウェアの多くと同様に、SolarWinds Orion® プラットフォーム上に構築されており、さまざまなツールをシームレスに拡張可能に統合することを可能にします。 VNQMが最高のジッター監視ツールの中で高く評価されている要因の1つは、SolarWindsがEnterprise Operations Console (EOC)と呼ぶ、印象的なエンタープライズコマンドセンターです。このコンソールは、すべての主要な測定基準を 1 か所にまとめて、チーム全体に集中的な表示を提供するため、VNQM が企業規模の要件に適していることに貢献します。

EOC は、インストールされた多数の SolarWinds サーバーからパフォーマンスデータを収集し、データを読みやすい複合ビューにまとめます。ウィジェットには、Orion Platform サイトの状態、企業ノード、ホスト、ネットワークデバイス、アプリケーション、およびその他多数が含まれます。

VNQM によって提供されるネットワークジッター監視機能は、よく設計されており、広範囲にわたっています。これらには、すべての VoIP コールとコールディテールレコード (CDR) を詳細に監視する機能が含まれているため、最大ジッターや現在のジッターなどのメトリックにアクセスできます。

VNQM は IP SLA 対応のノード検出もサポートしているので、迅速かつ簡単に監視を開始することができます。

vnqm

VoIP 監視およびパフォーマンス視覚化機能を強化するために、VNQM では合成 VoIP トラフィックを生成することが可能です。

VNQMはまた、既存のマルチベンダーVoIP展開のためのキャパシティプランニングをアシストします。

CallManager のモニタリングは、VNQM のもう 1 つの顕著な機能です。このソフトウェアは、CallManager の状態、登録された電話、ゲートウェイ、メディアデバイスなどを監視し、Cisco Management Information Base (MIB) を参照して、すべての CallManager および CallManager Express 装置の IP SLA 監視機能を提供します。 SNMPポーリングにより、CallManagerのコンポーネントを観察し、設定上の問題やサービス停止の可能性を特定することができます。さらに、VNQM はカスタム MIB ポーラーを使用するので、その機能は他のメーカーが提供するコールマネージャーにも拡張されます。

このツールの最大の特徴の 1 つは、強力な検索機能です。 VNQM では、CDR に保存されたネットワークジッターデータに従って、すべての VoIP コールを検索およびフィルターできます。

VNQMは、レイヤー 3 スイッチおよび Cisco ルーターでの Cisco IP SLA のセットアッププロセスを簡略化します。 WAN パフォーマンスデータを継続的に取得するようにネットワークを構成し、VoIP パフォーマンスのピークを確保し、他のネットワークアプリケーションのパフォーマンスを保護することができます。

VNQMは、オプションで高可用性も提供します。これは、OSのクラッシュ、ネットワーク接続の問題、データベースの可用性の問題、およびアプリケーションの障害から監視環境を保護するものです。

全体として、SolarWinds VNQMは最高品質のジッター監視および広範なVoIP監視ソリューションを提供します。

全体として、SolarWinds VNQMは最高品質のジッター監視および広範なVoIP監視ソリューションを提供します。機能の範囲と精巧さを考えると、ユーザーフレンドリーなインターフェイスと相まって、VNQMが市場で最も人気のある監視ソリューションの1つであることは驚くにはあたりません。 30日間の無料トライアルが利用可能です。