Network Jitter: Como testar, medir e reduzir o Jitter em VoIP

Jitter de rede é uma ocorrência frustrante mas comum, e pode fazer a diferença entre uma chamada telefónica de VoIP (Voice-over Internet Protocol) bem sucedida e uma chamada falhada. Para as empresas que dependem de chamadas para clientes fixos ou que mantêm relações comerciais saudáveis, uma chamada VoIP de má qualidade pode ter um impacto significativo na satisfação do cliente, na capacidade de fechar vendas e na facilidade de comunicação entre as partes-chave. Como complicações de desempenho da rede, o jitter da rede anda de mãos dadas com atraso, latência e perda de pacotes.

Para um administrador de rede, medir o jitter da rede e saber como conduzir um teste de ping jitter é uma parte importante do seu papel. Este guia irá ajudá-lo a entender o jitter VoIP, o que causa o jitter, como medir a latência da rede e o jitter, e como reduzir o jitter no VoIP. Também irá recomendar SolarWinds® VoIP & Network Quality Manager (VNQM) como uma ferramenta para monitoramento de jitter, e fornecer um esboço das características mais notáveis do software (pule para a descrição do VNQM).

What Is Network Jitter?

Network jitter é o congestionamento gerado por milhões de conexões de Internet – pequenos pacotes de dados tentando usar a mesma rede IP – todos ativos simultaneamente. Se você imaginar que a rede IP é uma estrada, o jitter VoIP é essencialmente um congestionamento causado por muitos carros.

A definição técnica de jitter VoIP é a variabilidade ao longo do tempo da latência da rede. A latência, por sua vez, é definida como o tempo que um pacote de dados leva para passar ao longo de sua rota.

É importante entender o significado de “atraso” e “perda de pacotes”, pois estes termos surgirão neste guia. Atraso refere-se ao tempo que um pacote leva para viajar de um ponto final para outro, e perda de pacotes é a falha de um ou mais pacotes para chegar ao seu destino. Jitter também é referido como “gagueira” ou “ping spikes”

O que causa Jitter?

High VoIP jitter é uma das razões mais comuns para problemas de qualidade de chamadas VoIP. É causado pela divisão da informação que passa pela chamada em pacotes: cada pacote pode usar uma rota diferente para viajar entre o remetente e o receptor, o que significa que os pacotes acabam no mesmo lugar, mas em uma ordem diferente da originalmente enviada.

Todos nós já experimentamos jitter na rede. Na prática, o jitter da rede em uma chamada VoIP resulta em palavras e sentenças que se misturam ou desaparecem completamente. Quando o jitter VoIP é especialmente alto, a qualidade do som VoIP pode ser tão distorcida que a comunicação pode muito bem tornar-se impossível, com pedaços inteiros da conversa a desaparecer ou a ser ininterpretável.

Outras causas de baixa qualidade de chamadas VoIP

Agora que você entenda o que causa o jitter, vamos dar uma olhada no que mais pode causar baixa qualidade de chamadas VoIP. Reconhecer as diferenças entre as seguintes causas irá ajudá-lo a identificar quais delas são responsáveis pelos problemas específicos de VoIP que o seu negócio enfrenta.

Latência VoIP

Latência VoIP é uma causa comum de baixa qualidade de chamadas. Às vezes chamada de atraso VoIP, a latência VoIP é caracterizada pelo tempo que leva para que o som saia da boca do locutor e chegue ao ouvido do ouvinte. Você pode reconhecer a latência se já ouviu um eco em uma chamada telefônica VoIP ou esteve em uma sessão de videoconferência do Skype onde as palavras que você ouve estão fora de sincronia com o movimento dos lábios do alto-falante.

Existem três tipos de atrasos que podem ocorrer em redes VoIP:

1. Atrasos de propagação
2. Atrasos de manipulação
3. Atrasos de enfileiramento

Em redes de computadores, um atraso de propagação refere-se à quantidade de tempo que a cabeça de um sinal leva para viajar entre o emissor e o receptor. O atraso é computado como uma relação, mapeando o comprimento do link e a velocidade de propagação sobre um meio específico. Matematicamente, este tipo de atraso é igual a d/s, onde “s” é a velocidade de propagação da onda, e “d” é a distância.

A velocidade da luz e dos elétrons viajando através do cobre ou fibra tem um papel chave na criação deste atraso. Por exemplo, uma rede de fibra que se estende por 13.000 milhas geraria um atraso de 70 milissegundos. Este atraso é geralmente imperceptível para o ouvido humano, mas quando combinado com os atrasos de manipulação, os atrasos de propagação podem causar problemas notáveis na qualidade da chamada.

Atrasos de manipulação são outro dos atrasos mais comuns da rede VoIP. Um atraso de manuseio é causado por dispositivos que encaminham o frame através da rede e pode ter um impacto nas redes telefônicas padrão. Em ambientes com pacotes, estes atrasos causam problemas significativos.

Lastly, existem atrasos na fila de espera. Se houver muito congestionamento, vários pacotes podem ser mantidos em fila de espera. Isso acontece quando mais pacotes são enviados do que a interface pode gerenciar em um determinado momento.

Poor Internet Connection

O provedor de internet (ISP) médio visa facilitar a navegação na web e não muito mais, mas o transporte de pacotes de voz é um processo diferente. Como tal, chamadas VoIP requerem certos protocolos de Internet que o seu ISP normal pode não lhe estar a fornecer.

Para rectificar este problema, as empresas devem considerar mudar o seu fornecedor para um ISP de nível empresarial, pronto para VoIP. Alternativamente, você poderia falar com seu provedor de Internet atual para ver se eles oferecem serviços de Internet de alta velocidade de classe empresarial.

Roteador Insuficiente

Esta talvez seja a causa mais comum de problemas de qualidade de chamadas. Muitas empresas usam sua conexão de Internet tanto para dados quanto para voz, o que não é necessariamente um problema se o roteador pode fazer do tráfego VoIP uma prioridade. Entretanto, se a priorização de pacotes não estiver configurada em seu roteador, a qualidade das chamadas VoIP provavelmente será impactada por outros usuários da rede.

Se, por exemplo, você estiver no meio de uma chamada e outro usuário começar a baixar um arquivo grande, a falta de uma priorização de pacotes apropriada pode resultar em baixa qualidade de chamadas. Os roteadores VoIP são a solução para este problema, porque eles dão prioridade ao tráfego de voz sobre o tráfego de rede alternativa.

Jitter VoIP aceitável e Latência VoIP

Uma pequena quantidade de jitter não é necessariamente um problema, porque baixos níveis de jitter são improváveis de ter um impacto perceptível na sua conectividade. Pode até haver casos de flutuações anômalas no jitter, que são de curta duração e impossíveis de prever. Nesses casos, o jitter não é uma grande preocupação.

Se o jitter está impactando sua conectividade, então você vai querer conduzir um teste de jitter de rede e determinar a quantidade de jitter que você está disposto a aceitar. Embora não haja uma resposta concreta para esta pergunta, geralmente se entende que um atraso de mais de 30 milissegundos provavelmente resultará em má qualidade de chamada, chamadas sendo descartadas e distorção de voz.

Tipicamente, um atraso de menos de 30 milissegundos não causará uma deterioração notável da qualidade do som, nem menos de 1% de perda de pacotes ou uma latência geral da rede inferior a 150 milissegundos. Conduzir um teste de jitter de ping pode ajudá-lo a descobrir se o seu jitter e latência VoIP estão a um nível aceitável.

Como conduzir um teste de jitter de rede e medir o jitter de rede

Para medir o jitter de rede, você precisará calcular corretamente o tempo médio de atraso de pacote para pacote. Alternativamente, você pode medir a variação entre os atrasos absolutos de pacotes nas comunicações online sequenciais. Como você verifica o jitter irá variar de acordo com o tipo de tráfego. Em relação ao tráfego VoIP, o método para verificar o jitter será baseado em se você tem controle sobre um ou ambos os pontos finais.

Se você só tem controle de um ponto final, você pode executar um teste de ping jitter calculando o tempo médio de ida e volta e o tempo mínimo de ida e volta para uma série de pacotes. Se você tiver controle de ambos os pontos terminais, você pode verificar o jitter com o que é chamado de medição instantânea do jitter – isto se refere à variação entre intervalos de transmissão e recepção para um único pacote. Neste caso, o jitter é calculado como a diferença média entre as medidas de jitter instantâneo, e o jitter instantâneo médio através da transmissão de múltiplos pacotes.

Fazendo estes cálculos como um iniciante pode parecer esmagador. Se você achar que este é o caso, o teste de largura de banda é outro método viável para verificar o jitter. Ao executar um teste de largura de banda, você pode obter uma visão do nível de jitter que sua rede está enfrentando.

Como reduzir o jitter no VoIP

Agora que você sabe como executar um teste de jitter de rede, você precisa entender como solucionar problemas e reduzir o jitter. Infelizmente, um teste de ping jitter sozinho não revelará necessariamente a causa raiz do jitter. Na verdade, altos níveis de jitter podem ser causados por múltiplos fatores.

Existem várias coisas que você pode fazer para reduzir o jitter, mas às vezes, o problema do jitter está fora do seu controle. Mesmo com os melhores equipamentos e configurações, o jitter pode ainda ser causado por um mau serviço de internet.

Por exemplo, se você vive em um local remoto onde o serviço de internet é menos difundido, é mais provável que você experimente jitter do que alguém que vive em uma cidade. Embora isto signifique erradicar completamente o jitter pode não ser possível, você ainda pode reduzi-lo dando os seguintes passos.

Empregue um Buffer Jitter

Jitter pode variar enormemente em grau, mesmo no decorrer de uma única chamada VoIP. Um jitter buffer, que é um dispositivo instalado em um sistema VoIP, pode ajudar com isso. Se a taxa de jitter está a exceder um limite aceitável, é altamente recomendável que você implemente um buffer jitter, que conta o atraso e a latência.

Jitter buffers atrasam propositadamente os pacotes de voz recebidos e os armazenam por um curto período de tempo. Eles são configurados para o tráfego de buffer por 30 a 200 milissegundos, antes que o tráfego seja enviado ao usuário final. Este processo garante que os pacotes de dados cheguem em ordem e com um atraso mínimo.

Um buffer jitter implementado corretamente irá reorganizar os pacotes de dados afetados por atrasos de transmissão. Estes pacotes de som serão então reproduzidos em um fluxo contínuo, através de processadores que os convertem de volta para áudio. Ao armazenar os pacotes na seqüência correta e retransmiti-los em intervalos distribuídos uniformemente, um buffer jitter pode assegurar que eles cheguem em seqüência e atinjam uma qualidade de chamada VoIP visivelmente mais clara.

Vale a pena notar, empregar um buffer jitter não vai corrigir tudo. Enquanto o buffer jitter melhora a qualidade das chamadas VoIP, assegurando que os pacotes chegam em ordem e com o mínimo de distorção, ele também aumenta o atraso geral da rede. Isto porque o buffer jitter mantém o tráfego por até 200 milissegundos, adicionando latência ao serviço.

Um problema chave com o uso de buffers jitter é que eles não resolvem a causa raiz do problema, apenas os sintomas. Para erradicar completamente o jitter da rede, você provavelmente precisará cavar fundo no seu roteador. Adicionar novas configurações de Qualidade de Serviço (QoS) é aconselhável: isto irá ajudá-lo a começar a resolver a raiz dos seus problemas de jitter, para que o seu serviço global possa ser melhorado.

Prioritize Packets

Prioritização de pacotes refere-se a uma configuração de QoS que dá prioridade a certos tipos de tráfego sobre outros, o que reduz o congestionamento numa rede. O tráfego priorizado terá privilégios de transmissão e será entregue primeiro, o que é uma forma eficaz de aumentar a qualidade da chamada VoIP se o congestionamento for a causa raiz do alto jitter.

O tráfego que você decidir priorizar dependerá de qual serviço você quer manter ou melhorar a qualidade do mesmo. Tipicamente, a priorização de pacotes só é utilizada quando o serviço que você está tentando manter exige um alto desempenho constante e é de importância crítica para sua organização.

Se você optar por suportar chamadas VoIP, então você precisará assegurar que quaisquer pacotes contendo dados VoIP tenham prioridade sobre outros tipos de tráfego. Você pode fazer isso definindo o link de dados como “alta prioridade”, o que garantirá que o tráfego VoIP seja transmitido antes de qualquer outro tipo de tráfego. Se o link de dados estiver sobrecarregado, o tráfego não prioritário será descartado antes do tráfego priorizado.

O processo para priorizar o tráfego VoIP envolve priorizar os pacotes do protocolo de transporte em tempo real. Cada roteador irá requerer que você faça isso de uma maneira ligeiramente diferente. Por exemplo, se você tiver um roteador Linksys, você irá para a visualização da interface web QoS e digitará os números de porta 5004 e 5005. Uma vez reiniciado o roteador, pacotes de protocolo de transporte em tempo real teriam prioridade.

Não importa o dispositivo que você esteja usando, certifique-se de que as configurações e configurações sejam o mais simples possível, para evitar problemas de configuração incorreta.

Test Bandwidth

Um teste de largura de banda é uma ótima maneira de descobrir se o seu alto jitter é causado pelo seu provedor de serviços de Internet. Quando você realiza este teste, seu computador ou laptop deve ser conectado diretamente ao seu modem. Se você não conseguir fazer isso, seu provedor poderá resolver problemas de jitter em seu nome.

Se os resultados desse teste forem satisfatórios, então entre em contato com o provedor do seu sistema telefônico VoIP e peça para que eles resolvam o problema. Como os testes ping jitter, os testes de largura de banda são uma forma rápida e relativamente fácil de chegar à raiz dos problemas de jitter.

Outras medidas internas

Existem várias outras medidas internas que você pode tomar para reduzir o jitter, as mais bem sucedidas incluem o seguinte:

• Verifique a frequência do seu dispositivo. Se você tiver um telefone de internet, e ele estiver operando a uma freqüência maior que 2,4GHz (que é o padrão), isso pode estar causando interferência na rede. Telefones conectados operando em freqüências de até 5.8GHz podem estar impedindo suas tentativas de minimizar o jitter.
• Mude seu cabo Ethernet. Se o seu cabo Ethernet precisar de atualização, isto pode estar contribuindo para altos níveis de jitter. Mudar o seu cabo Ethernet é uma maneira fácil de corrigir isso. Os mais novos cabos Ethernet de Categoria 6 são capazes de transmitir dados ao dobro da velocidade dos cabos mais antigos, por isso uma simples atualização pode potencialmente corrigir a maioria dos seus problemas de jitter.
• Minimizar o uso desnecessário de largura de banda. Se a sua equipa utiliza frequentemente uma grande quantidade de largura de banda para actividades não essenciais, como jogos em rede ou streaming na Netflix, restringir o seu uso destes hábitos não relacionados com o trabalho durante as horas de trabalho pode reduzir significativamente o jitter. Além disso, o agendamento de atualizações fora do horário de trabalho também economizará largura de banda, preservando a qualidade das comunicações comerciais essenciais.

A Melhor Ferramenta de Monitoramento de Jitter

SolarWinds VoIP & Network Quality Manager é uma ferramenta de monitoramento de VoIP projetada para lhe dar uma visão profunda sobre as métricas críticas de QoS de chamadas, e dados de desempenho WAN. O VNQM possui uma gama de utilitários altamente avançados, incluindo solução de problemas de qualidade de chamadas VoIP, monitoramento em tempo real de WAN, gateway VoIP Cisco e monitoramento de tronco PRI, monitoramento de tronco Cisco SIP e CUBE, e rastreamento visual do caminho da chamada VoIP. Estas capacidades vão muito além dos testes ping jitter e monitoramento de jitter para fornecer uma solução totalmente abrangente.

VNQM, como grande parte do software da SolarWinds, é construído sobre a Plataforma SolarWinds Orion®, o que permite a integração contínua e escalável de várias ferramentas. Um dos fatores que classificam o VNQM entre as melhores ferramentas de monitoramento é seu impressionante centro de comando empresarial, que o SolarWinds chama de Console de Operações Empresariais (EOC). Este console contribui para a adequação do VNQM aos requisitos de nível empresarial, pois fornece uma visão centralizada para toda a sua equipe, compilando todas as métricas chave em um só lugar.

EOC coleta dados de desempenho de uma base instalada de numerosos servidores SolarWinds e resume os dados em uma visão composta de fácil leitura. Os widgets incluem o status do site da plataforma Orion, nós corporativos, hosts, dispositivos de rede, aplicativos, e muito mais. Cada widget pode ser editado e movido para priorizar os dados mais relevantes e importantes para o seu negócio.

Os recursos de monitoramento de jitter de rede oferecidos pelo VNQM são bem projetados e extensivos. Eles incluem a capacidade de monitorar de perto todas as chamadas VoIP e registros detalhados de chamadas (CDRs), para que você possa acessar métricas como jitter máximo e jitter atual. Estes dados podem ajudá-lo a medir o desempenho geral e a qualidade do tráfego VoIP.

VNQM também suporta a descoberta de nós com capacidade SLA IP, para que você possa começar a monitorar rápida e facilmente. Você pode monitorar perda de pacotes e latência, jitter de rede, e latência de rede, entre outras métricas, todas as quais informam diretamente o seu entendimento do jitter de rede e o ajudam a solucionar a causa raiz.

Para melhorar as suas capacidades de monitoramento e visualização de desempenho VoIP, o VNQM permite que você gere tráfego VoIP sintético. Isto permite-lhe monitorizar a qualidade da rede quando não existem chamadas activas, para que possa obter uma visão da performance VoIP num ambiente de baixo risco e simulado.

VNQM também auxilia no planeamento da capacidade para implementações VoIP multi-vendor existentes. Pode até medir a qualidade da voz antes de novas implementações VoIP e, com suporte out-of-the-box para Cisco CallManager, monitorizar soluções de telefonia IP da Cisco.

CallManager monitoring is another nottable feature of VNQM. O software monitora o status do CallManager, telefones registrados, gateways, dispositivos de mídia, entre outros, e faz referência ao Cisco Management Information Base (MIB) para fornecer funcionalidades de monitoramento SLA IP para todos os equipamentos CallManager e CallManager Express. Com a pesquisa SNMP, ele é capaz de observar os componentes do CallManager e identificar possíveis problemas de configuração e interrupções de serviço. Além disso, como o VNQM utiliza sondagens MIB personalizadas, suas capacidades se estendem aos gerentes de chamadas fornecidas por outros fabricantes.

Um dos melhores recursos da ferramenta é a poderosa capacidade de busca. O VNQM permite pesquisar e filtrar todas as chamadas VoIP de acordo com os dados de jitter da rede armazenados nos CDRs. A filtragem pode ser implementada com base nos códigos de erro e métricas de qualidade de chamadas mais comuns, para que possa identificar rapidamente onde o jitter está a exceder as restrições de limiar predefinidas.

VNQM simplifica o processo de configuração do SLA IP da Cisco nos seus switches de camada 3 e routers Cisco. Pode configurar a sua rede para capturar dados de desempenho WAN continuamente, assegurando o pico de desempenho VoIP e salvaguardando o desempenho de outras aplicações de rede.

VNQM também oferece alta disponibilidade opcional, uma funcionalidade SolarWinds concebida para assegurar que os seus servidores Orion e sondagens através de sub-redes permanecem disponíveis 24 horas por dia, 7 dias por semana. Isto protege o seu ambiente de monitorização de falhas O/S, problemas de conectividade de rede, problemas de disponibilidade de bases de dados e falhas de aplicações. O VNQM é um poderoso e sofisticado recurso de monitoramento VNQM, além de outras ferramentas de monitoramento de jitter e VoIP.

Overall, o SolarWinds VNQM oferece um monitoramento de jitter e uma solução mais ampla de monitoramento VoIP da mais alta qualidade. Dada a variedade e sofisticação dos recursos, combinados com a interface amigável, não é surpresa que o VNQM esteja entre as soluções de monitoramento mais populares no mercado. Um teste gratuito de 30 dias está disponível.