Nätverksjitter: Hur man testar, mäter och minskar jitter i VoIP

Nätverksjitter är en frustrerande men vanlig företeelse, och det kan vara skillnaden mellan ett lyckat och ett misslyckat telefonsamtal via Voice-over Internet Protocol (VoIP). För företag som är beroende av samtal för att landa kunder eller upprätthålla sunda affärsrelationer kan ett VoIP-samtal av dålig kvalitet ha en betydande inverkan på kundnöjdheten, förmågan att avsluta försäljningen och den enkla kommunikationen mellan viktiga parter. Liksom komplikationer för nätverksprestanda går nätverksjitter hand i hand med fördröjning, latens och paketförlust.

För en nätverksadministratör är mätning av nätverksjitter och kunskap om hur man utför ett ping jitter-test en viktig del av deras roll. Den här guiden hjälper dig att förstå VoIP-jitter, vad som orsakar jitter, hur man mäter nätverkslatens och jitter och hur man minskar jitter i VoIP. Den rekommenderar också SolarWinds® VoIP & Network Quality Manager (VNQM) som ett verktyg för jitterövervakning och ger en översikt över programvarans mest anmärkningsvärda funktioner (hoppa till VNQM-beskrivningen).

Vad är nätverksjitter?

Nätverksjitter är överbelastning som genereras av miljontals internetanslutningar – små datapaket som försöker använda samma IP-nätverk – som alla är aktiva samtidigt. Om man föreställer sig att IP-nätet är en väg är VoIP-jitter i huvudsak trafikstockningar som orsakas av för många bilar.

Den tekniska definitionen av VoIP-jitter är nätverkslatensens variabilitet över tiden. Latency definieras i sin tur som den tid det tar för ett datapaket att passera längs sin väg.

Det är viktigt att förstå innebörden av ”fördröjning” och ”paketförlust”, eftersom dessa termer kommer att dyka upp i den här guiden. Fördröjning avser hur lång tid det tar för ett paket att färdas från en slutpunkt till en annan, och paketförlust är när ett eller flera paket inte når fram till sin destination. Jitter kallas också för ”stuttrande” eller ”pingspikar”.

Vad orsakar jitter?

Hög VoIP-jitter är en av de vanligaste orsakerna till problem med VoIP-samtalskvalitet. Det orsakas av uppdelningen av information som passerar genom samtalet i paket: varje paket kan använda en annan väg för att färdas mellan avsändaren och mottagaren, vilket innebär att paketen hamnar på samma ställe, men i en annan ordning än den som ursprungligen skickades ut.

Vi har alla upplevt nätverksjitter. I praktiken leder nätverksjitter i ett VoIP-samtal till att ord och meningar blandas ihop eller försvinner helt och hållet. När VoIP-jitter är särskilt hög kan VoIP-ljudkvaliteten bli så förvrängd att kommunikationen kan bli omöjlig, med hela delar av samtalet som försvinner eller är svårtolkade.

Andra orsaker till låg VoIP-samtalskvalitet

Nu när du förstår vad som orsakar jitter, låt oss ta en titt på vad som annars kan orsaka låg VoIP-samtalskvalitet. Om du känner igen skillnaderna mellan följande orsaker kan du lättare identifiera vilka av dem som är ansvariga för de specifika VoIP-problem som ditt företag står inför.

VoIP-latens

VoIP-latens är en vanlig orsak till låg samtalskvalitet. Ibland kallad VoIP-fördröjning, kännetecknas VoIP-latency av den tid det tar för ljudet att lämna talarens mun och nå lyssnarens öra. Du kanske känner igen latens om du någonsin har hört ett eko under ett VoIP-telefonsamtal eller varit med i en Skype-videochat-session där orden du hör inte är synkroniserade med talarens läpprörelser.

Det finns tre typer av fördröjningar som sannolikt förekommer i VoIP-nätverk:

1. Propagationsfördröjningar
2. Hanteringsfördröjningar
3. Köfördröjningar

I datornätverk avser en propagationsfördröjning den tid det tar för huvudet på en signal att färdas mellan avsändaren och mottagaren. Fördröjningen beräknas som ett förhållande som kartlägger länklängd och utbredningshastighet över ett visst medium. Matematiskt sett är denna typ av fördröjning lika med d/s, där ”s” är vågutbredningshastigheten och ”d” är avståndet.

Ljusets och elektronernas hastighet när de färdas genom koppar eller fiber spelar en viktig roll för att skapa denna fördröjning. Ett fibernät som sträcker sig 13 000 mil skulle till exempel generera en fördröjning på 70 millisekunder. Denna fördröjning är i allmänhet omärklig för det mänskliga örat, men i kombination med hanteringsfördröjningar kan spridningsfördröjningar orsaka märkbara problem med samtalskvaliteten.

Hanteringsfördröjningar är en annan av de vanligaste VoIP-nätverksfördröjningarna. En hanteringsfördröjning orsakas av enheter som vidarebefordrar ramen genom nätverket och kan påverka vanliga telefonnät. I paketerade miljöer orsakar dessa fördröjningar betydande problem.

Sist finns det köfördröjningar. Om det finns för mycket överbelastning kan flera paket hållas kvar i en kö. Detta händer när fler paket skickas ut än vad gränssnittet kan hantera vid en viss tidpunkt.

Dålig internetanslutning

Den genomsnittliga internetleverantören (ISP) syftar till att underlätta webbsurfning och inte så mycket annat, men att transportera röstpaket är en annan process. VoIP-samtal kräver därför vissa internetprotokoll som din vanliga internetleverantör kanske inte ger dig.

För att åtgärda detta problem bör företag överväga att byta ut sin leverantör mot en företagsklassad internetleverantör som är redo för VoIP. Alternativt kan du prata med din nuvarande internetleverantör för att se om de erbjuder höghastighetsinternet i företagsklass.

Otillräcklig router

Detta är kanske den vanligaste orsaken till samtalskvalitetsproblem. Många företag använder sin internetanslutning för både data och röst, vilket inte nödvändigtvis är ett problem om routern kan prioritera VoIP-trafik. Om paketprioritering inte är konfigurerad på routern är det dock troligt att kvaliteten på VoIP-samtalen påverkas av andra nätverksanvändare.

Om du till exempel är mitt i ett samtal och en annan användare börjar ladda ner en stor fil kan bristen på lämplig paketprioritering leda till dålig samtalskvalitet. VoIP-routrar är lösningen på detta problem, eftersom de prioriterar taltrafik framför alternativ nätverkstrafik.

Acceptabelt VoIP-jitter och VoIP-latens

En liten mängd jitter är inte nödvändigtvis ett problem, eftersom det är osannolikt att låga jitternivåer kommer att ha en märkbar inverkan på din uppkoppling. Det kan till och med förekomma fall av onormala fluktuationer i jitter, som är kortvariga och omöjliga att förutsäga. I dessa fall är jitter inget större problem.

Om jitter påverkar din konnektivitet bör du utföra ett jittertest av nätverket och bestämma hur mycket jitter du är villig att acceptera. Det finns inget konkret svar på den här frågan, men det är allmänt känt att en fördröjning på mer än 30 millisekunder sannolikt kommer att leda till dålig samtalskvalitet, att samtalen avbryts och att rösten förvrängs.

Typiskt sett kommer en fördröjning på mindre än 30 millisekunder inte att leda till någon märkbar försämring av ljudkvaliteten, och det kommer inte heller att leda till en paketförlust på mindre än 1 % eller en total nätverkslatensitet på mindre än 150 millisekunder. Genom att utföra ett ping jittertest kan du ta reda på om ditt VoIP-jitter och din latens är på en acceptabel nivå.

Hur man utför ett nätverksjittertest och mäter nätverksjitter

För att mäta nätverksjitter måste du korrekt beräkna den genomsnittliga fördröjningstiden från paket till paket. Alternativt kan du mäta variationen mellan absoluta paketfördröjningar i sekventiell onlinekommunikation. Hur du kontrollerar jitter varierar beroende på typ av trafik. När det gäller VoIP-trafik kommer metoden för att kontrollera jitter att baseras på om du har kontroll över en eller båda slutpunkterna.

Om du bara har kontroll över en slutpunkt kan du utföra ett ping-jittertest genom att räkna ut den genomsnittliga rundgångstiden och den minsta rundgångstiden för en serie paket. Om du har kontroll över båda ändpunkterna kan du kontrollera jitter med en så kallad momentan jittermätning – detta avser variationen mellan sändnings- och mottagningsintervallen för ett enskilt paket. I det här fallet beräknas jitter som den genomsnittliga skillnaden mellan momentana jittermätningar och den genomsnittliga momentana jittern över överföringen av flera paket.

Att göra dessa beräkningar som nybörjare kan kännas överväldigande. Om du tycker att detta är fallet är bandbreddstestning en annan genomförbar metod för att kontrollera jitter. Genom att utföra ett bandbreddtest kan du få en inblick i nivån av jitter som ditt nätverk står inför.

Hur man minskar jitter i VoIP

Nu när du vet hur man utför ett jittertest i nätverket måste du förstå hur man felsöker och minskar jitter. Tyvärr avslöjar enbart ett ping jittertest inte nödvändigtvis grundorsaken till jitter. Faktum är att höga nivåer av jitter kan orsakas av flera faktorer.

Det finns flera saker du kan göra för att minska jitter, men ibland är problemet med jitter utanför din kontroll. Även med den bästa utrustningen och konfigurationen kan jitter fortfarande orsakas av dålig internettjänst.

Om du till exempel bor på en avlägset belägen plats där internettjänsten är mindre utbredd är det troligare att du upplever jitter än någon som bor i en stad. Även om detta innebär att det kanske inte är möjligt att utrota jitter helt och hållet kan du ändå minska det genom att vidta följande åtgärder.

Deployera en jitterbuffert

Jitter kan variera enormt i grad, även under loppet av ett enda VoIP-samtal. En jitterbuffert, som är en enhet installerad på ett VoIP-system, kan hjälpa till med detta. Om jitterhastigheten överskrider ett acceptabelt tröskelvärde rekommenderas det starkt att du installerar en jitterbuffert, som motverkar fördröjning och latens.

Jitterbuffertar fördröjer avsiktligt inkommande röstpaket och lagrar dem under en kort tid. De är konfigurerade för att buffra trafiken i 30 till 200 millisekunder, innan trafiken skickas vidare till slutanvändaren. Denna process säkerställer att datapaketen kommer fram i ordning och med minimal fördröjning.

En korrekt implementerad jitterbuffert omorganiserar datapaket som påverkas av överföringsfördröjningar. Dessa ljudpaket kommer sedan att spelas upp i en kontinuerlig ström, via processorer som omvandlar dem tillbaka till ljud. Genom att lagra paketen i rätt ordning och vidarebefordra dem med jämnt fördelade intervaller kan en jitterbuffert se till att de anländer i rätt ordning och uppnå märkbart tydligare VoIP-samtalskvalitet.

Det är värt att notera att användningen av en jitterbuffert inte löser allt. Även om jitterbuffert förbättrar VoIP-samtalskvaliteten genom att se till att paketen anländer i ordning och med minimal förvrängning, ökar den också den totala nätverksfördröjningen. Detta beror på att jitterbufferten håller kvar trafiken i upp till 200 millisekunder, vilket ökar latensen i tjänsten.

Ett av de största problemen med att använda jitterbuffertar är att de inte tar itu med grundorsaken till problemet, utan bara med symptomen. För att helt utrota nätverksjitter måste du förmodligen gräva djupt i din router. Det är tillrådligt att lägga till nya inställningar för Quality of Service (QoS): på så sätt kan du börja ta itu med roten till dina jitterproblem, så att din övergripande tjänst kan förbättras.

Prioritera paket

Paketprioritering hänvisar till en QoS-inställning som ger vissa trafiktyper företräde framför andra, vilket minskar överbelastningen i ett nätverk. Prioriterad trafik får överföringsprivilegier och levereras först, vilket är ett effektivt sätt att öka VoIP-samtalskvaliteten om överbelastning är grundorsaken till högt jitter.

Den trafik du väljer att prioritera beror på vilken tjänst du vill bibehålla eller förbättra kvaliteten på. Vanligtvis används paketprioritering endast när den tjänst du försöker upprätthålla kräver konstant hög prestanda och är av avgörande betydelse för din organisation.

Om du väljer att stödja VoIP-samtal måste du se till att alla paket som innehåller VoIP-data prioriteras framför andra trafiktyper. Detta kan du göra genom att ställa in datalänken till ”hög prioritet”, vilket garanterar att VoIP-trafiken överförs före allt annat. Om datalänken blir överbelastad kommer icke-prioriterad trafik att kasseras före prioriterad trafik.

Processen för prioritering av VoIP-trafik innebär att man prioriterar transportprotokollpaket i realtid. Varje router kräver att du gör detta på ett något annorlunda sätt. Om du till exempel har en Linksys-router ska du gå till vyn QoS i webbgränssnittet och ange portnumren 5004 och 5005. När du har startat om routern kommer transportprotokollpaket i realtid att prioriteras.

Oavsett vilken enhet du använder ska du se till att inställningarna och konfigurationerna är så enkla som möjligt för att undvika problem med felkonfigurationer.

Test av bandbredd

Ett bandbreddstest är ett bra sätt att ta reda på om ditt höga jitter orsakas av din internetleverantör. När du utför detta test ska din dator eller bärbara dator vara ansluten direkt till ditt modem. Om du inte kan göra detta kan din internetleverantör kanske lösa jitterproblem för din räkning.

Om resultaten av detta test är tillfredsställande kan du kontakta din leverantör av VoIP-telefonsystem och be dem lösa problemet. Liksom ping jittertester är bandbreddtester ett snabbt och relativt enkelt sätt att komma till roten av jitterproblem.

Andra interna åtgärder

Det finns flera andra interna åtgärder som du kan vidta för att minska jitter, varav de mest framgångsrika är följande:

• Kontrollera frekvensen på din enhet. Om du har en internettelefon och den arbetar på en högre frekvens än 2,4 GHz (som är standard) kan detta orsaka nätverksstörningar. Anslutna telefoner som körs på frekvenser på upp till 5,8 GHz kan hindra dina försök att minimera jitter.
• Byt ut din Ethernet-kabel. Om din Ethernet-kabel behöver uppgraderas kan detta bidra till höga nivåer av jitter. Att byta din Ethernet-kabel är ett enkelt sätt att åtgärda detta. De senaste Ethernet-kablarna i kategori 6 kan överföra data med dubbelt så hög hastighet som äldre kablar, så en enkel uppgradering kan potentiellt lösa de flesta av dina jitterproblem.
• Minimera onödig användning av bandbredd. Om ditt team ofta använder en stor mängd bandbredd för icke nödvändiga aktiviteter, som nätverksspel eller streaming på Netflix, kan en begränsning av deras användning av dessa icke arbetsrelaterade vanor under arbetstid avsevärt minska jitter. Om du dessutom schemalägger uppdateringar utanför arbetstid sparar du också bandbredd och bevarar kvaliteten på viktig affärskommunikation.

Det bästa verktyget för övervakning av jitter

SolarWinds VoIP & Network Quality Manager är ett VoIP-övervakningsverktyg som är utformat för att ge dig en djupgående inblick i kritiska mätvärden för samtals-QoS och data om WAN-prestanda. VNQM har en rad mycket avancerade verktyg, inklusive felsökning av VoIP-samtalskvalitet, WAN-övervakning i realtid, övervakning av Cisco VoIP-gateway och PRI-trunk, Cisco SIP- och CUBE-trunk-övervakning och visuell spårning av VoIP-samtalsvägar. Dessa funktioner sträcker sig långt bortom ping jitter-tester och jitter-övervakning för att leverera en heltäckande lösning.

VNQM, liksom en stor del av SolarWinds mjukvara, är byggd på SolarWinds Orion®-plattformen, vilket gör det möjligt att integrera olika verktyg sömlöst och skalbart. En av de faktorer som rankar VNQM så högt bland de bästa verktygen för jitterövervakning är dess imponerande kommandocentral för företag, som SolarWinds kallar Enterprise Operations Console (EOC). Denna konsol bidrar till VNQM:s lämplighet för företagsklassade krav, eftersom den ger en centraliserad vy för hela teamet genom att sammanställa alla viktiga mätvärden på ett och samma ställe.

EOC samlar in prestandadata från en installerad bas av många SolarWinds-servrar och sammanfattar data i en lättläst sammansatt vy. Widgets inkluderar Orion Platform site status, företagsnoder, värdar, nätverksenheter, applikationer och mycket mer. Varje widget kan redigeras och flyttas för att prioritera de data som är mest relevanta och viktiga för din verksamhet.

Nätverksjitterövervakningsfunktionerna som erbjuds av VNQM är väl utformade och omfattande. De inkluderar möjligheten att noggrant övervaka alla VoIP-samtal och samtalsdataregister (CDR), så att du kan få tillgång till mätvärden som maximal jitter och aktuell jitter. Dessa data kan hjälpa dig att mäta den totala prestandan och kvaliteten på VoIP-trafiken.

VNQM har också stöd för IP SLA-kapabel node discovery, så att du kan börja övervaka snabbt och enkelt. Du kan övervaka paketförlust och latens, nätverksjitter och nätverkslatens, bland andra mätvärden, som alla direkt informerar din förståelse av nätverksjitter och hjälper dig att felsöka grundorsaken.

För att förbättra dina VoIP-övervaknings- och prestandavisualiseringsmöjligheter kan du med VNQM generera syntetisk VoIP-trafik. På så sätt kan du övervaka nätverkskvaliteten när det inte finns några aktiva samtal, så att du kan få en inblick i VoIP-prestanda i en simulerad miljö med låg risk.

VNQM hjälper också till med kapacitetsplanering för befintliga VoIP-installationer med flera leverantörer. Du kan till och med mäta röstkvaliteten före nya VoIP-installationer och, med stöd för Cisco CallManager, övervaka Cisco IP-telefonilösningar.

CallManager-övervakning är en annan anmärkningsvärd funktion i VNQM. Programvaran övervakar CallManager-status, registrerade telefoner, gateways, mediaenheter med mera och hänvisar till Ciscos Management Information Base (MIB) för att leverera IP SLA-övervakningsfunktioner för all CallManager- och CallManager Express-utrustning. Med SNMP-polling kan den observera CallManager-komponenter och identifiera eventuella konfigurationsproblem och tjänsteavbrott. Eftersom VNQM använder sig av anpassade MIB-avlyssnare kan dess funktioner dessutom utvidgas till att omfatta call managers som tillhandahålls av andra tillverkare.

En av verktygets bästa funktioner är den kraftfulla sökfunktionen. VNQM gör det möjligt att söka och filtrera alla VoIP-samtal enligt nätverksjitterdata som lagras i CDR:erna. Filtrering kan implementeras baserat på de vanligaste felkoderna och mätvärden för samtalskvalitet, så att du snabbt kan identifiera var jitter överskrider fördefinierade tröskelgränser.

VNNQM förenklar installationsprocessen för Cisco IP SLA på dina Layer 3-switchar och Cisco-routrar. Du kan konfigurera ditt nätverk för att samla in data om WAN-prestanda kontinuerligt, vilket säkerställer bästa möjliga VoIP-prestanda och skyddar prestandan för andra nätverksapplikationer.

VNQM erbjuder också valfri hög tillgänglighet, en SolarWinds-funktion som är utformad för att se till att dina Orion-servrar och pollers i olika undernät förblir tillgängliga dygnet runt. Detta skyddar din övervakningsmiljö från O/S-krascher, nätverksanslutningsproblem, problem med databastillgänglighet och programfel. Det är en kraftfull och sofistikerad funktion som skiljer VNQM från andra verktyg för jitterövervakning och VoIP-övervakning.

Som helhet levererar SolarWinds VNQM en lösning för jitterövervakning och bredare VoIP-övervakning av högsta kvalitet. Med tanke på funktionernas bredd och sofistikering, i kombination med det användarvänliga gränssnittet, är det ingen överraskning att VNQM är bland de mest populära övervakningslösningarna på marknaden. En 30-dagars gratis provperiod är tillgänglig.