Akceptowalne jitter i opóźnienia dla VoIP: wszystko, co musisz wiedzieć

Chociaż rozwiązania VoIP, VoLTE i Business VoIP oferują ogromną listę korzyści w porównaniu ze starszą telefonią, istnieje jedna scentralizowana wada. Ostatecznie jakość usług VoIP będzie zależeć w szczególności od jakości połączenia internetowego. Jest to po prostu nieuniknione ze względu na charakter VoIP, który w końcu oznacza Voice over Internet Protocol.

Rozwiązania VoIP przeszły bardzo długą drogę od pierwszych dni zerwanych i niestabilnych połączeń. W rzeczywistości prędkość Internetu również przeszła długą drogę. Dzięki nowoczesnym połączeniom internetowym, nowoczesnemu sprzętowi sieciowemu i należytej dbałości o konfigurację sieci można praktycznie uniknąć negatywnych skutków wolnego połączenia internetowego.

Ponieważ jednak usługi VoIP nadal są uzależnione od połączeń internetowych, niemożliwe jest całkowite wyeliminowanie przerw spowodowanych opóźnieniami. Największym z nich jest przerażający JITTER.

Zanim wyciągniesz pochopne wnioski lub wyrzucisz swój system, warto zrozumieć, jakie są ograniczenia VoIP i jakie można uznać za dopuszczalne poziomy opóźnień i fluktuacji dla połączeń VoIP.

VoIP = pakiety danych

Bez zbytniego bieżnikowania niektórych podstawowych informacji, połączenia VoIP są dostarczane przez Internet. Nowoczesne rozwiązania VoIP oparte na chmurze idą o krok dalej i dostarczają całą platformę również przez Internet. Te platformy jako usługa umożliwiają użytkownikom łączenie się z zaawansowanymi usługami udostępnianymi w centrum danych dostawcy i korzystanie z nich.

To właśnie sprawia, że ​​biznesowe rozwiązania VoIP są tak potężne. Ale, podobnie jak w przypadku wszystkich rzeczy opartych na Internecie, wyniki mogą ucierpieć, jeśli połączenie jest słabe. Aby zrozumieć dlaczego, musimy zrozumieć, w jaki sposób VoIP przesyła Twój głos.

Zamiast wysyłać dane przez miedziane linie telefoniczne sieci PSTN, gdy użytkownik mówi do swojego telefonu, usługi VoIP przekształcają te informacje dźwiękowe w pakiety danych. Wszystko przesyłane przez Internet jest przesyłane jako „pakiet” informacji lub danych.

Pakiety = fragmenty danych przesyłane przez sieć, więc podczas rozmowy telefonicznej będzie to oznaczać Twój głos.

Jeśli wszystko pójdzie dobrze i nie będzie żadnych przerw ani opóźnień na żadnym końcu, te pakiety danych zostaną wysłane szybko i we właściwej kolejności. Problemy zaczynają się w momencie wystąpienia zakłóceń w sieci, które mogą spowodować opóźnienie w transmisji danych, co może mieć postać:

• Czas oczekiwania
• Drganie
• Utrata pakietów

Zakłócenia te mogą prowadzić do opóźnień i pustej przestrzeni w rozmowie, a nawet wysyłania pakietów w złym porządku. Prowadziłoby to do pomieszanej rozmowy, w której słowa i pomysły byłyby niewłaściwie uporządkowane, a niektóre słowa potencjalnie byłyby pomijane lub były niezrozumiałe.

Mówiąc najprościej, VoIP wymaga solidnego i stabilnego połączenia internetowego dla płynnych i stabilnych połączeń telefonicznych. Ale znowu, ponieważ mówimy o Internecie, obecnie niemożliwe jest przesyłanie danych, a następnie odbieranie danych z prędkością światła bez całkowicie kontrolowanego i wolnego od zakłóceń środowiska.

Co to jest opóźnienie?

W najprostszej definicji opóźnienie to po prostu zmierzone opóźnienie, czas potrzebny na wykonanie zadania. Dla bardziej formalnej definicji opóźnienie to „opóźnienie przed rozpoczęciem przesyłania danych po wydaniu polecenia ich przekazania”.

Opóźnienie jest ogólnie określane jako „opóźnienie” i będzie niezwykle znane każdemu, kto grał w gry wideo przez Internet, a nawet miał problemy z oglądaniem filmu, który był przerywany i spowalniał.

W prostym języku angielskim, a konkretnie w przypadku VoIP, opóźnienie zwykle występuje na dwa konkretne sposoby:

• Opóźnienie między osobą mówiącą, a odbiorcą po drugiej stronie telefonu, który słyszy te słowa
• Czas potrzebny rozwiązaniu VoIP na faktyczne przetworzenie i przekształcenie informacji głosowych na pakiety danych

To oczywiście bezpośrednio wpływa na jakość rozmowy telefonicznej, prowadząc do długich przerw i nakładających się dźwięków lub słów, a głośniki przerywają sobie nawzajem. Krótko mówiąc, chcesz rzucić telefonem o ścianę. Bez względu na to, co robisz, zawsze będzie jakaś forma opóźnienia.

W obecnych warunkach rozwiązania VoIP oraz obecna technologia i sprzęt sieciowy nie mogą po prostu odbierać danych wejściowych (takich jak Twój głos), analizować je, konwertować na pakiety, przesyłać w powietrzu do innej fizycznej lokalizacji w czasie i przestrzeni , i „rozpakuj” ten pakiet danych, aby dostarczyć go jako nagranie głosowe innej osobie w absolutnie 100% natychmiastowym czasie — lub z prędkością światła. Po prostu nie możemy jeszcze tego zrobić.

Co zwiększa opóźnienie?

Opóźnienie może w rzeczywistości zostać zwiększone przez wiele różnych czynników, w tym:

• Sprzęt sieciowy – Na przykład niektóre routery mogą przesyłać dane tylko z ograniczoną szybkością, mają ograniczoną moc obliczeniową.

Sieci bezprzewodowe zwykle mają zwiększone opóźnienia z powodu zakłóceń bezprzewodowych, odległości między urządzeniami i braku stabilności, która towarzyszy połączeniu przewodowemu. Na przykład ściany spowolnią twoje Wi-Fi.

• Oprogramowanie i konfiguracja sieci — zapory programowe, które są niewłaściwie ustawione, ustawienia jakości usług lub ustawienia NAT mogą opóźnić transmisję danych
• Lokalizacja — największą i najczęstszą przyczyną opóźnienia jest odległość. Im dalej, tym dłużej trwa przesyłanie tych danych.
• Zatłoczenie – Pomyśl o swojej sieci jak o autostradzie, a pakiety danych jak o samochodach. Przepustowość to rozmiar drogi, prędkość sieci to szybkość, z jaką poruszają się samochody, a opóźnienie to zatory spowodowane dodatkowym ruchem. Zarządzanie pozwala uniknąć nadmiernej subskrypcji.

Im więcej danych jest przesyłanych w stosunku do przepustowości sieci, tym wolniej. Ogólnie oznacza to, że Twoja sieć jest przeciążona (zbyt wiele połączeń wideo, połączeń konferencyjnych, połączeń VoIP, netflixingu, strumieniowego przesyłania muzyki itp.) lub Twoja firma nie ma wystarczającej ilości nadsubskrypcji, aby obsłużyć normalny, codzienny ruch internetowy.

Pomiar opóźnienia za pomocą testu ping

Tak więc, ponieważ ostatecznie rozumiemy, że latencji nie można wyeliminować z istnienia, musimy zrozumieć, jak latencja wpłynie na nasze połączenia. Zasadniczo potrzebujemy punktu odniesienia, w stosunku do którego można się zmierzyć — akceptowanego poziomu.

Na szczęście pomiar opóźnień jest dość łatwy do wykonania. Ponieważ opóźnienie sieci to czas potrzebny na wykonanie zadania, wystarczy wykonać zadanie, a następnie określić, jak długo to trwało. Aby to zrobić, musimy wykonać tak zwany test ping.

Test ping jest naprawdę prosty: aby zmierzyć czas, jaki zajmuje Twojej sieci wysłanie i odebranie pakietu danych, możesz poinstruować urządzenie, aby wysłało „ping”, bardzo podstawowy pakiet danych, do innego urządzenia. Urządzenie odbierające wysyła następnie „ping” z powrotem, a czas potrzebny na wykonanie tego wszystkiego jest mierzony, najczęściej w milisekundach (ms) .

Zasadniczo twój komputer wita się z innym komputerem, a ty mierzysz czas potrzebny do wystąpienia ping-ponga. W rzeczywistości możemy wykonać test ping ręcznie lub za pomocą kilku pomocnych narzędzi online.

Testy ping online

Korzystając z narzędzi internetowych, generalnie testów prędkości, możesz uzyskać podstawową wiedzę na temat opóźnień w swojej sieci. Większość użytkowników może przejść od razu do testu szybkości, takiego jak ten, który znajduje się na naszej własnej stronie — ale chociaż jest to świetne, aby określić przepustowość twojego Internetu, tak naprawdę nie zapewnia pełnego opisu opóźnień.

Za pomocą testu ping chcemy wysłać wiele kolejnych pingów. Opóźnienie czasowe każdego pingu powinno być następnie uśrednione, aby zapewnić ogólne średnie opóźnienie. Możesz to zrobić za pomocą narzędzi online, takich jak:

• http://ping-test.net/
• https://www.dotcom-tools.com/ping-test.aspx

Różne narzędzia mogą wykonywać nieco inne testy, na przykład mogą pingować konkretne centra danych w sieci lub użytkownicy mogą pingować bezpośrednio konkretną stronę internetową.

Jak wspomniano wcześniej, lokalizacja będzie odgrywać dużą rolę w opóźnieniach, więc użytkownicy powinni wziąć to pod uwagę podczas pingowania różnych witryn internetowych lub centrów danych w odniesieniu do ich własnej sieci, a także centrum danych swojej biznesowej usługi VoIP.

Ręczne testowanie ping

Jak opisano w moim poście na temat utraty pakietów, użytkownicy mogą ręcznie wysyłać pingi za pomocą wiersza polecenia systemu Windows za pomocą polecenia ping. Spowoduje to wysłanie polecenia „ping” na wybrany adres IP lub witrynę internetową i powrót z odpowiedzią. Opóźnienie to miara czasu potrzebnego na wysłanie i odebranie sygnału (lub ping) w milisekundach.

Po otwarciu wiersza polecenia wpisz polecenie:

ping -n 100 <nazwa hosta>

Nazwa hosta to Twój własny wybór strony internetowej lub serwera. Możesz nawet użyć google.com, aby uprościć ten proces. To polecenie wyśle ​​100 pingów do wybranego hosta i miejmy nadzieję, że zwróci 100 pingów. Ale jeśli wyślesz 100, a odebrano tylko 50, odkryłeś utratę 50% pakietów. Po zakończeniu pingowania powinieneś otrzymać komunikat podobny do tego:

100 wysłanych pakietów, 50 odebranych, 50% utraty pakietów, czas 201ms

Oczywiście możesz pingować dowolną liczbę hostów tyle razy, ile chcesz. Zalecamy wielokrotne uruchamianie testu, zarówno z tymi samymi, jak i nowymi hostami, aby zebrać dużą grupę danych.

Co to jest jitter?

Chociaż jest bezpośrednio związany z latencją, jitter nie jest dokładnie tym samym, co latencja. W rzeczywistości Cisco definiuje Jitter jako „odmianę opóźnienia odbieranych pakietów”, co oznacza, że ​​Jitter jest w rzeczywistości różnicą w obrębie opóźnienia (lub opóźnienia) między każdym pakietem danych.

Pakiety są wysyłane „w ciągłym strumieniu, przy czym pakiety są równomiernie rozmieszczone”. Jednak z powodu przeciążenia sieci Cisco twierdzi, że „ten stały strumień może stać się niejednolity lub opóźnienie między każdym pakietem może się zmieniać, zamiast pozostawać na stałym poziomie”. Możesz zapoznać się z naszym szczegółowym przewodnikiem dotyczącym Jittera, aby jeszcze bardziej zagłębić się w szczegóły.

Co zwiększa jitter?

Mówiąc prościej, jitter jest najprawdopodobniej i powszechnie spowodowany zwiększonym opóźnieniem w sieci, co jest spowodowane zwiększonym przeciążeniem. Jak wspomniałem powyżej:

• Przeciążenie sieci — prawdopodobnie najbardziej oczywistą i najczęstszą przyczyną jittera jest po prostu przepełniona sieć. Jeśli masz zbyt wiele urządzeń szukających w tej samej sieci, wszystkie są używane w tym samym czasie, zabraknie Ci przepustowości i spowolnisz połączenie z indeksowaniem.

Niewystarczająca przepustowość do obsługi połączenia VoIP spowoduje odrzucenie lub dostarczenie pakietów w złym porządku.

• Sieci bezprzewodowe — chociaż sieć bezprzewodowa umożliwia mobilność i uwalnia nas od kabli biegnących przez biuro, istnieje duże prawdopodobieństwo, że połączenie sieciowe będzie pogorszone. Chociaż jest to dobre dla naszych urządzeń mobilnych, Wi-Fi niekoniecznie jest wystarczająco wydajne lub stabilne, aby można było na nim polegać podczas naszych połączeń telefonicznych.
• Zły sprzęt — nasze sieci internetowe zazwyczaj składają się z kilku różnych elementów sprzętu, przynajmniej modemu i routera, a czasem także przełączników. Zły sprzęt, taki jak przestarzały modem, uszkodzony kabel Ethernet lub źle skonfigurowany router, może prowadzić do problemów z jakością połączeń.

Według Cisco ponownie, to przeciążenie może „wystąpić albo na interfejsach routera, albo w sieci dostawcy lub operatora”. Niestety, w przypadku zakłóceń w sieci dostawcy lub operatora wszystko wymyka się spod Twoich rąk. Skupimy się jednak na tym, co możemy zmienić, i dotkniemy nieco więcej, jak zidentyfikować, a nawet skorygować opóźnienia, a tym samym ostatecznie naprawić jitter.

Pomiar jittera za pomocą testu prędkości

Na szczęście jitter jest niezwykle łatwy do zauważenia. Podobnie jak w przypadku Packet Loss, jitter spowoduje pomieszanie połączeń ze słowami lub zdaniami nie w porządku, a głośniki będą sobie nawzajem przerywać. Ale, podobnie jak w przypadku opóźnień, istnieje bezpośredni sposób pomiaru jittera w sieci.

Tutaj przyda się nasz test prędkości, ponieważ może on bezpośrednio mierzyć jitter.

Stąd możesz lepiej zrozumieć, do czego jest zdolny Twój Internet: prędkości pobierania i wysyłania są bezpośrednimi wskaźnikami tego, jak szybko Twoje połączenie może odbierać lub przesyłać dane, a także opóźnienia i fluktuacje spowodowane tym opóźnieniem.

Opóźnienia, Jitter i VoIP

W tym momencie oczywiste jest, że ponieważ VoIP wysyła Twój głos jako pakiety danych przez Internet, będzie to miało bezpośredni wpływ na opóźnienie w Twojej sieci.

Oznacza to, że na VoIP będą miały bezpośredni wpływ opóźnienia spowodowane przeciążeniem, brakiem przepustowości do obsługi ruchu lub ograniczeniem konfiguracji sprzętu i oprogramowania.

Przy wyższych opóźnieniach w sieci szanse wystąpienia fluktuacji są znacznie większe. Ze względu na niższą przepustowość i wolniejsze prędkości pobierania/przesyłania Twoja sieć będzie w stanie obsłużyć mniej kolejnych działań, zanim zwolni.

Więc co jest dopuszczalne?

Co zatem zapewnia akceptowalny poziom opóźnień w sieci i co zaczyna mieć bezpośredni wpływ na jakość połączeń VoIP i innych usług? Cóż, pod koniec dnia poziom przerwy lub opóźnienia w rozmowie będzie subiektywny.

Ale to, co możemy zrobić, to określić, przy jakim poziomie opóźnienia, mierzonego w milisekundach, mogą zacząć pojawiać się pewne formy przerw. Zgodnie z tymi szczegółowymi informacjami od Cisco:

„Opóźnienie transmisji jednokierunkowej (usta-ucho) nie powinno przekraczać 150 ms (zgodnie z zaleceniem protokołu G.114).”

Oznacza to, że kiedy pingujesz innego użytkownika lub sieć, dotarcie tego pinga do tego odbiorcy nie powinno zająć więcej niż 150 ms. Poza tym Cisco zaleca również:

„Opóźnienie podróży w obie strony nie powinno przekraczać 300 ms, gdy tylko jest to możliwe”.

Wraz ze wzrostem przeciążenia, a tym samym latencji, wzrasta również jitter. Ponownie, według Cisco:

„Średni jednokierunkowy jitter powinien być skierowany na mniej niż 30 ms”

Dlatego patrzymy na dopuszczalne limity w następujący sposób:

Maksymalne opóźnienie w jedną stronę: 150 ms

Maksymalne opóźnienie podróży w obie strony: 300 ms

Maksymalny jitter: 30ms

Co się stanie teraz, jeśli stwierdzisz, że twoje opóźnienie lub fluktuacje są poza akceptowalnymi poziomami? Właściwie jest wiele rzeczy, które możesz zrobić, zepsujemy to zrobione jeden po drugim.

Poprawa sytuacji

Pieniądze nie rozwiązują wszystkich problemów i to samo można powiedzieć o poprawie wydajności sieci. Tylko dlatego, że w Twojej firmie występują duże opóźnienia i fluktuacje połączeń VoIP, nie oznacza to, że powinieneś udać się bezpośrednio do swojego dostawcy usług internetowych i zapłacić za szybszy pakiet internetowy.

To może rozwiązać problem, ale może to nie być jedyny problem.

Każdy aspekt sieci i rozwiązania VOIP powinien zostać przeanalizowany. Wszystko, co może powodować zakłócenia na ścieżce połączenia VoIP, musi zostać zbadane w celu zidentyfikowania potencjalnych wąskich gardeł.

1. Zaktualizowany i sprawny sprzęt

Sieć wewnętrzna składa się z sporej liczby fizycznych komponentów sprzętowych. Fizyczne zapory ogniowe, kontrolery granic sesji, konwertery analogowo-cyfrowe, fizyczne kable i linie sieciowe, modemy, przełączniki, komponenty Wi-Fi łączą się, aby stworzyć Twoją sieć.

Przestarzały sprzęt może oczywiście mieć fizyczne ograniczenia, takie jak brak portów do podłączania urządzeń, lub być fizycznie uszkodzony, na przykład uszkodzony port lub antena. Upewnij się, że sprzęt jest w doskonałym stanie fizycznym i nie jest uszkodzony, ale także nie jest zbyt stary.

Na przykład nowoczesne sieci chcą uniknąć przełączników, starsze modemy i komponenty Wi-Fi, takie jak karty bezprzewodowe, mogą mieć ograniczoną prędkość połączenia lub mogą brakować nowoczesnych, szybszych protokołów. Fizyczne zapory ogniowe lub kontrolery granic sesji, jeśli są niewłaściwie skonfigurowane, mogą nawet ograniczać szybkość przepływu danych.

2. Nie pomijaj routera

Podczas gdy sprzęt, routery zasługują na swoją wyjątkową wzmiankę. Router może być postrzegany jako mózg sieci wewnętrznej, który łączy ze sobą inne komponenty, aby stworzyć kompletny obwód. Twój modem, który zapewnia dostęp do Internetu z zewnętrznego źródła (takiego jak połączenia kablowe lub światłowodowe), łączy się bezpośrednio z routerem, który następnie rozprasza tę łączność na inne urządzenia.

Routery zapewniają zarówno połączenia przewodowe, jak i bezprzewodowe, i mogą tworzyć ogromne wąskie gardło, jeśli nie są w stanie sprostać zadaniu. Routery mogą również mieć ustawienie jakości usług, z którego chcesz skorzystać, umożliwiając użytkownikom priorytetowe traktowanie ruchu VoIP w stosunku do innych danych.

Zapoznaj się z naszym szczegółowym przewodnikiem po routerach, aby lepiej zrozumieć, czego szukasz w routerze i jak kilka opcji łączy się ze sobą.

3. Skonfiguruj QoS i inne ustawienia

Na ogół routery, chociaż czasami zapory i inne składniki oprogramowania sieciowego, są ustawieniami jakości usługi. Dzięki priorytetyzacji QoS pakiety danych VoIP mogą być traktowane preferencyjnie w Twojej sieci.

Jeśli wystąpi przeciążenie, inne dane ucierpią, zanim pakiety głosowe zostaną spowolnione. Może to być jednak ostrze obosieczne. Z jednej strony poprawiasz swoje usługi VoIP, z drugiej strony może ucierpieć inny ruch — należy znaleźć równowagę, ale ustawienie QoS powinno być bezwzględnie odpowiednio skonfigurowane w oparciu o specyficzne potrzeby Twojej firmy i przypadku użycia.

Usługi VoIP wykorzystują również „kodeki” do konwersji tych danych zi na głosy. Niektóre kodeki mogą ograniczać połączenia, a nawet zwiększać opóźnienia.

4. Uważaj na bufory jitter

Ogólnie rzecz biorąc, implementowany tylko wtedy, gdy jitter jest nadal zbliżony do akceptowalnych poziomów, Jitter Buffer to oprogramowanie lub ustawienie konfiguracyjne, które zasadniczo działa w celu „wygładzenia” konwersacji i wyrównania przerw między pakietami danych.

Bufor jittera sam w sobie spowoduje pewne opóźnienie, ale w celu zapewnienia, że ​​twoje zdania są wysyłane we właściwej kolejności. Kiedy jitter staje się prawdziwym problemem, bufor jittera powinien być jedną z pierwszych rzeczy do zrobienia, ale funkcjonalność może być świetna do trzymania wszystkiego w ryzach.

5. Zainwestuj w wystarczającą przepustowość

Pod koniec dnia jest całkiem możliwe, że twoje połączenie internetowe po prostu nie jest w stanie sprostać zadaniu. Współczesne prędkości Internetu osiągnęły dość szalone poziomy i będą się poprawiać, gdy zaczniemy dostrzegać wprowadzanie nowych protokołów, takich jak 5G.

Nie oznacza to jednak, że Twoja firma ma dobre połączenie. Bez wystarczającej przepustowości i odpowiednich prędkości przesyłania/pobierania, w zależności od obciążenia, z jakim ma do czynienia Twoja sieć, nieuchronnie napotkasz problemy.

Organizacje muszą jak najlepiej określić, jaka przepustowość może być potrzebna do obsługi normalnych operacji, a także potencjalnych szczytowych obciążeń operacyjnych. Nie zapomnij uwzględnić kosztów ogólnych, nie tylko dla tych szczytowych obciążeń, ale także dla jeszcze bardziej katastrofalnych scenariuszy, takich jak katastrofy lub przemieszczenia.

Dolna linia

Biznesowa VoIP bez wątpienia szybko staje się ogromną koniecznością dla organizacji każdej wielkości. Zapewniając nawet najmniejszym zespołom niewiarygodnie zaawansowane funkcje, a jednocześnie pozostające przystępne cenowo, każdy może być wyposażony w narzędzia, których potrzebuje, aby zapewnić profesjonalny wizerunek i doświadczenie.

Chociaż sama usługa VoIP może przynieść oszczędności, istnieją inne koszty związane z VoIP, w szczególności oczywiście połączenie internetowe. Koniec końców, cięcie na skróty spowoduje, że firmy będą miały problemy – a omijanie Internetu nie tylko wpłynie na ogólną produktywność, ale wprowadzi również nowe problemy z rozwiązaniami VoIP.

Jittery spowodowane dużymi opóźnieniami to proste problemy z prostymi rozwiązaniami, ale mogą mieć ogromny wpływ na obsługę Twojego rozwiązania. Po prostu podejmij odpowiednie środki ostrożności i zaplanuj z wyprzedzeniem, aby biznesowa technologia VoIP pomagała Twojej organizacji odnieść sukces i nie ucierpieć.