Jitter de rede: como isso afeta as chamadas telefônicas VoIP e como corrigi-lo

Você já esteve em uma ligação comercial em que a qualidade da chamada caiu e depois voltou? Esse erro irritante é causado por instabilidade da rede e perda de pacotes, dois fatores comuns e interligados que interrompem os sistemas de Voz sobre Protocolo de Internet ( Voip ).

A solução desses problemas persistentes de VoIP é uma dor de cabeça, mesmo para profissionais de TI experientes. A boa notícia é que qualquer um pode lidar com a causa comum do jitter de rede: o congestionamento da rede.

Tudo o que você precisa é o conhecimento certo e as ferramentas certas. E em breve você voltará a desfrutar de qualidade de voz cristalina e comunicação suave.

O que é jitter de rede?

Jitter é o atraso de tempo ou variação na latência entre a transmissão e recepção de pacotes de dados em uma rede. O VoIP experimenta instabilidade quando a conexão apresenta atrasos inconsistentes entre o envio e o recebimento de pacotes de dados. Ocorre principalmente devido ao congestionamento da rede, problemas de roteamento, limitações de hardware e interferência na rede.

O jitter de rede mede o tempo de chegada irregular dos pacotes de dados em seu destino, também conhecido como pontuação de jitter, medido em milissegundos (ms). Atrasos altos resultam em uma pontuação alta de jitter, impactando negativamente a qualidade da chamada.

O jitter afeta as atividades online que dependem da comunicação bidirecional em tempo real. Os exemplos incluem jogos online, chamadas de conferência de áudio e vídeo, câmeras de segurança IP e muito mais.

Aqui está um vídeo útil que fornece uma explicação simples sobre jitter de rede.

Por que o Jitter de rede é importante?

Quando os pacotes de dados chegam em intervalos diferentes, as flutuações resultam na queda dos pacotes de voz.

Quando você inicia um filme no Netflix, os primeiros segundos são gastos armazenando o conteúdo em buffer. Esse processo baixa preventivamente uma parte do vídeo, para que você nem perceba se o sinal do Wi-Fi cair. No entanto, em comunicações em tempo real, o jitter tem um impacto mais significativo na qualidade e latência de áudio e vídeo.

Quando se trata de comunicações comerciais , especialmente por VoIP, o jitter é importante!

O alto jitter da rede causa falhas e atrasos que prejudicam a experiência suave que as conexões VoIP oferecem. Ninguém quer ficar preso em um telefonema ruim indefinidamente, e você não quer perder clientes por causa de um problema de rede que é fácil de corrigir (mas pensado de outra forma).

Aqui está uma representação visual que ilustra o que acontece nos bastidores.

Revisitando os fundamentos da rede IP

É uma boa ideia revisar os termos de conectividade de rede para entender melhor o jitter.

1. Pacotes de dados

Os pacotes de dados são a espinha dorsal das comunicações de internet confiáveis. Eles são as unidades básicas de informação transmitidas através de uma rede.

Os dados enviados por uma rede são divididos em pacotes menores para uma transmissão eficiente e confiável. Esses pacotes são então roteados individualmente pela rede e remontados na extremidade receptora para compilar a mensagem original.

Cada pacote consiste em um cabeçalho e uma seção de carga útil.

O cabeçalho contém os endereços de origem e destino, informações de sequenciamento, códigos de detecção de erros e outros dados de controle para roteamento e entrega adequados. A seção de carga útil contém os dados reais que estão sendo transmitidos — texto, imagens, áudio, vídeo ou qualquer outro tipo de informação digital.

Com muitos computadores e dispositivos ativos em uma rede, grandes blocos de dados podem atrasar todos. Os pacotes permitem que todos enviem e recebam informações de forma confiável.

Os pacotes de dados contêm o seguinte:

• Endereços IP de origem e destino e portas
• Sequenciamento e o número de pacotes
• Informações do protocolo, juntamente com suas somas de verificação
• Sinalização de telefonia IP e status de chamada
• Informações de endereço de hardware (por exemplo, endereços MAC)
• Cabeçalhos de dados opcionais de qualidade de serviço (QoS)

Com o tráfego VoIP, as chamadas telefônicas se tornam pacotes de voz em milissegundos. Para fazer isso, o VoIP usa diferentes protocolos de transporte para otimizar o desempenho.

2. Protocolos de transporte

Os próprios pacotes não são confiáveis ​​nem não confiáveis. São dados. Os aplicativos usam protocolos de transporte para alcançar seus destinos de forma rápida e confiável.

• O User Datagram Protocol (UDP) reduz o tempo de ida e volta - a quantidade de tempo que leva para enviar e receber dados. No UDP, os aplicativos mantêm a confiabilidade e a verificação de erros e permitem uma comunicação mais rápida.
• O Transmission Control Protocol (TCP) pode ser usado com comunicações menos urgentes. Entendi? Tem certeza? Bom. Esse é um exemplo de TCP em ação. Ao usar o TCP, dois dispositivos envolvidos confirmam o recebimento de cada pacote de dados e retransmitem os pacotes ausentes.

Falhas nos protocolos de transporte afetam a transmissão de dados, causando latência e atrasos na forma de jitter de rede. Firewalls de inspeção profunda de pacotes

O que causa instabilidade na rede?

Os serviços VoIP são suscetíveis a instabilidade de rede e problemas de conectividade. Aqui estão os principais culpados para procurar.

Causa nº 1: congestionamento da rede

Os roteadores têm uma grande tarefa para atender às necessidades atuais de alta largura de banda, como chamadas de vídeo. Os roteadores segmentam a rede de longa distância (WAN) de sua rede local por padrão. A segmentação roteia, gerencia e otimiza o tráfego entre duas redes com eficiência.

Essa abordagem prática é boa até que todos assistam ao YouTube, transmitam música e participem de videoconferências. Ah, e não se esqueça de todos os laptops conectados ao Wi-Fi também.

O que acontece com uma rede congestionada? Ele experimenta jitter.

Como VoIP, largura de banda, perda de pacotes e jitter estão relacionados?

Cada pacote é importante, pois o VoIP converte som em pacotes de dados. Uma rede congestionada sofre frequentes perdas de pacotes e atrasos, criando lacunas na conversa ou quedas na qualidade da conexão. O caminho de um pacote de sua mesa para um provedor de serviços VoIP nem sempre é tão direto.

À medida que você esgota a largura de banda, o congestionamento da rede resulta em atrasos nas filas que levam a uma latência ainda maior. Os pacotes de dados devem ser remontados no final do receptor. O atraso nessa montagem contribui para o jitter. Quanto maior o atraso, maior o jitter.

O VoIP é propenso a problemas de jitter, pois as pessoas podem perceber e perceber atrasos acima de 30 milissegundos nas chamadas. Dependendo do nível de jitter, o áudio pode ficar entrecortado ou ininteligível.

Embora o congestionamento da rede seja a base, muitos outros problemas de rede causam instabilidade.

Causa nº 2: interferência na rede e sistemas de rede ruins

Interferência eletromagnética (EMI), fiação defeituosa ou interferência de radiofrequência podem causar interferência e instabilidade na rede.

Da mesma forma, hardware desatualizado ou inadequado, como roteadores ou switches, contribui para o jitter. O hardware de rede ruim se esforça para lidar com altos volumes de chamadas, causando inconsistências nos tempos de chegada de pacotes e degradando a qualidade das chamadas.

Para usuários de smartphones, preste atenção ao seu entorno. Você provavelmente terá problemas de qualidade de chamada se entrar em um elevador, entrar em uma sala de suprimentos ou no subsolo. Certos materiais de construção (concreto, metal e películas para janelas) afetam e podem bloquear sinais de celular e Wi-Fi.

Causa nº 3: degradação da qualidade do sinal sem fio

Os problemas de jitter podem afetar qualquer conexão de rede, mas os usuários finais geralmente o experimentam no Wi-Fi. As redes sem fio usam sinais sem fio para transmitir pacotes de dados entre dispositivos e o ponto de acesso à rede.

Ao contrário das conexões com fio, elas são mais propensas a interferências de outros dispositivos sem fio, redes Wi-Fi e até distúrbios ambientais. A degradação do sinal ou as flutuações causadas por interferência podem levar à entrega inconsistente de pacotes e desencadear jitter.

A boa notícia aqui é que, com as redes sem fio de hoje (“Wi-Fi 6”) que operam nos padrões IEEE 802.11ac ou 802.11ax, a latência e a confiabilidade são muito melhores em relação aos predecessores.

Causa nº 4: priorização de pacotes, QoS e configuração de rede

Um fator fácil de ignorar, mas crítico, que destaca as chamadas VoIP de alta qualidade é a priorização de pacotes. Os roteadores podem priorizar o tráfego de dispositivos e classes de tráfego específicos. Essa estratégia é conhecida como Qualidade de Serviço ( QoS ) e pode ser simples de implementar. No entanto, muitos ignoram ou não conseguem configurá-lo adequadamente em sua infraestrutura de rede.

QoS ausente ou mal configurado aumenta a latência e o jitter e degrada a qualidade da chamada.

Como o Jitter afeta a qualidade da chamada VoIP

Todas as conexões de internet têm algum jitter de rede. É normal. Você provavelmente experimentará maior latência entre seu escritório e um provedor de serviços VoIP durante o horário comercial. A variação do atraso do pacote afeta as comunicações do cliente e as chamadas em conferência.

Pense nisso desta maneira. Se partes do seu discurso chegarem em uma ordem diferente, isso afetará sua conversa. VoIP não é diferente.

Se você não tem jitter, as chamadas telefônicas têm excelente qualidade de som. Codecs VoIP de alta definição como G.722 e G.729 oferecem mais fidelidade e clareza nas chamadas VoIP.

Mas se você tiver um jitter alto, a qualidade do som das chamadas telefônicas e das videoconferências será prejudicada. Esses aplicativos usam muitos pacotes de dados; se os pacotes forem lentos, os roteadores os descartarão.

Como é o som do Jitter do VoIP?

Este vídeo de Cee Tee simula condições de rede que causam um alto grau de jitter e alguma perda de pacotes. O fluxo de mídia SIP chega fora de ordem, o que afeta a clareza do áudio da chamada.

O que é um jitter aceitável?

Para VoIP, o jitter mede a variação entre atrasos de pacotes para comunicações de voz. A métrica para isso é expressa em milissegundos ou um centésimo de segundo. A Cisco recomenda que o jitter no tráfego de voz não exceda 30 milissegundos. Idealmente, 30 ms é considerado uma boa taxa de ping e jitter.

Digamos que sua conexão com a Internet chegue ao seu provedor de VoIP em 150 milissegundos. Uma métrica de jitter de 30 milissegundos reflete uma variação de 20%.

O nível aceitável de instabilidade depende da gravidade dos problemas de qualidade da chamada. É temporário? Ou está afetando muitos usuários?

Lembre-se de que o jitter da rede não é uma via de mão única. A latência se aplica a ambos os lados de uma conversa, o que faz com que as pessoas falem umas sobre as outras. Além disso, a variação do atraso do pacote é um sintoma de outros problemas de conexão de rede.

Meça o jitter de mais de um endpoint para isolar problemas locais de qualidade de VoIP . Do ponto de vista da solução de problemas, você deve inspecionar ambas as rotas quanto ao congestionamento da rede.

Como medir o jitter da rede

Não há um teste de jitter de tamanho único, mas você pode adicionar várias ferramentas úteis para medir o jitter à sua caixa de ferramentas. Lembre-se de que o jitter mede a variabilidade da latência de sua rede.

Quase todos os diagnósticos de rede medem o jitter em milissegundos, por isso é fácil de entender. Você pode determinar o nível de jitter executando vários testes.

1. Testes de velocidade online

Os testes de largura de banda nem sempre contam a história completa. Eles indicam problemas com a velocidade e a conexão da Internet. Você pode confirmar problemas como largura de banda, perda de pacotes e latência em segundos.

• Teste de qualidade de rede VoIP do Nextiva – Este teste de velocidade VoIP determina a qualidade da sua rede e quão bem ela pode lidar com chamadas VoIP. É altamente preciso e feito sob medida para conexões VoIP. Ele simula cargas de rede realistas para chamadas VoIP simultâneas. Basta escolher o ponto de partida (localização) das chamadas simultâneas, inserir o número de linhas VoIP a serem simuladas e obter os resultados em poucos minutos.
• Teste de velocidade da Internet da Cloudflare – Este teste de velocidade com foco em tecnologia mostra seus sinais vitais lindamente. Ele exibe largura de banda, latência, jitter de rede e desempenho por tamanho de arquivo.
• Teste de velocidade da Ookla – Este teste de velocidade simples também mede sua velocidade de conexão e ping. Seu teste de endpoint pode ser útil para confirmar condições de alta largura de banda. Também é útil usar o aplicativo móvel gratuito.

2. Teste de jitter de ping baseado em terminal

O teste baseado em navegador pode deixar você com uma visão enganosa do congestionamento de sua rede. As chamadas comerciais VoIP dependem da conectividade de baixa latência para um servidor VoIP específico.

Abra um terminal (“Prompt de comando” para usuários do Windows) e realize testes de ping manuais.

Este comando mostra a velocidade de cada pacote para alcançar essa rede.

• macOS e Linux: ping -c 20 8.8.8.8
• Windows: ping -n 20 8.8.8.8

Este comando fará ping em um servidor (DNS público do Google) com 20 pacotes. Observe os valores exibidos no final.

--- 8.8.8.8 ping statistics ---
20 packets transmitted, 20 packets received, 0.0% packet loss
round-trip min/avg/max/stddev = 21.897/28.623/38.247/ 3.979 ms

Anote o valor “sdev” (desvio padrão). No exemplo acima, isso seria sobre 4ms de nervosismo. Certifique-se de confirmar que não houve nenhuma perda de pacote.

A medição instantânea do jitter revela quais rotas upstream ou downstream são problemáticas. O teste de muitos endpoints revela a variação de atraso de pacote do mundo real.

3) Ferramentas avançadas de monitoramento de rede

Para sistemas telefônicos corporativos , talvez você já tenha acesso a ferramentas robustas de diagnóstico de rede. Essas ferramentas monitoram todo o tráfego de entrada e saída no nível do roteador. Eles analisam todos os tipos de tráfego de diferentes endpoints, incluindo SIP .

• LogicMonitor
• DNA da Cisco
• Dynatrace
• ManageEngine OpManager

Eles alertam você sobre alta instabilidade, perda de pacotes e métricas em tempo real para solucionar problemas. Além disso, você pode responsabilizar os fornecedores com o monitoramento do Acordo de Nível de Serviço (SLA).

Dica profissional: faça uma verificação de rede ao avaliar os sistemas de telefonia em nuvem . Conhecer a velocidade e a estabilidade da sua conexão lhe dá a confiança necessária para migrar para a nuvem.

Como corrigir o jitter (dicas de solução de problemas)

A boa notícia aqui é que você pode reduzir o jitter e a latência rapidamente. As chamadas telefônicas VoIP têm um jitter máximo de 30 ms e largura de banda de 100 Kbps para uma ótima qualidade de chamada.

A primeira etapa é ligar e desligar o equipamento de rede existente, incluindo o modem. Frequentemente, isso resolve problemas temporários de jitter de VoIP.

Aqui estão oito soluções para corrigir o jitter alto que você pode tentar:

1. Teste sua conexão para problemas de jitter

Sua abordagem deve ser determinar a causa raiz da alta latência. Ajustar as configurações de qualidade de serviço VoIP só pode levá-lo até certo ponto.

Use as ferramentas de diagnóstico de rede para controlar os problemas de jitter à medida que eles ocorrem. Faça testes em diferentes horários do dia para ver se o jitter se intensifica em períodos específicos.

Investigar o jitter ajuda a determinar o ponto problemático, seja com sua rede, provedor de serviços de Internet (ISP) ou outros fatores externos. Quando você conhece o problema exato, obtém a vantagem certa para resolvê-lo.

2. Use uma conexão de internet com fio.

As chamadas Wi-Fi permanecem vulneráveis ​​a interferências de micro-ondas e motores elétricos. Se os usuários sentirem instabilidade durante o almoço, quando a rede não estiver tão ocupada, é uma dica para verificar as causas ambientais. Se ocorrer instabilidade durante o horário comercial de pico, verifique a frequência do dispositivo.

Pode haver interferência de outros dispositivos sem fio operando na mesma banda de frequência.

A atualização de cabos Ethernet existentes para cabeamento de categoria 6 pode descartar fiação defeituosa. Além disso, seus pares trançados superiores resistem à interferência e suportam velocidades gigabit de baixa latência.

3. Desabilite os firewalls baseados em inspeção de pacotes.

Os firewalls que analisam os pacotes de voz recebidos podem contribuir para a latência em uma rede. Essas barreiras inspecionam cada quadro dentro de um pacote e se somam em um aplicativo sensível à velocidade, como uma chamada VoIP.

Você deve configurar seu roteador para executar tarefas simples. Quando os gateways de banda larga assumem muitas funções, eles ficam mais lentos. Considere habilitar o recurso Cut-Through Forwarding (CTF) para acelerar o desempenho da rede local.

4. Configure um buffer de jitter.

Em situações com jitter constante, você pode configurar um buffer para acomodar o jitter. Os buffers de jitter funcionam atrasando o áudio VoIP o suficiente para reordenar os pacotes de voz corretamente.

Muito buffer e suas chamadas serão difíceis de seguir. Um buffer muito baixo e você pode aumentar a perda de pacotes. Se o seu roteador oferecer funcionalidade de buffer de jitter, defina-o para menos de 200 milissegundos.

5. Ative a Qualidade de Serviço (QoS).

Muitas redes ficam saturadas com tráfego não-voz. Isso pode limitar a disponibilidade de telefones VoIP e o acesso a redes VoIP. Programe grandes transferências de dados fora do horário comercial para evitar problemas de priorização de pacotes.

Certifique-se de atribuir todo o tráfego VoIP para obter a prioridade mais alta e minimizar o uso desnecessário de largura de banda. Atribua a classe DSCP 46 (pacotes de voz) a prioridade mais alta. A QoS não prejudica suas velocidades de download ou upload - ela garante que o tráfego de voz não fique na fila. A ideia é dedicar largura de banda para pacotes RTP (Real-Time Protocol) encontrados com VoIP e videoconferência .

Use até 85% da largura de banda do seu ISP para dar espaço para despesas gerais. A Cisco oferece conselhos para aprimorar o desempenho do VoIP em redes sem fio . Suas recomendações podem ser aplicadas a muitos outros roteadores de nível empresarial.

6. Aumente a largura de banda da rede WAN.

Se tudo mais falhar, você provavelmente desejará trocar de provedor de WAN. Para a latência mais baixa, opte por uma conexão de fibra óptica. Esta etapa é mais um último recurso, mas uma atualização que vale a pena. Em seguida, configure o Quality of Service para tráfego de protocolo de voz sobre Internet.

Recomendamos consultar seu provedor de VoIP para analisar sua configuração de rede. Às vezes, a correção pode ser tão simples quanto uma atualização de firmware em sistemas VoIP selecionados. Desativar o SIP ALG tem pouco a ver com o jitter do VoIP, mas é altamente recomendado.

História rápida aqui. Eu estava solucionando por que só conseguia atingir cerca de metade do desempenho da rede gigabit do meu ISP. Depois de testar tudo, descobriu-se que a porta WAN do roteador simplesmente não conseguia atingir 1000 Mbps, apesar das especificações de hardware anunciadas. Às vezes, atualizar seu roteador é a solução .

Depois de diminuir o jitter, você resolveu um obstáculo à comunicação empresarial.

7. Opte por um provedor VoIP de alta qualidade.

Você pode resolver milhares de problemas com sua rede e ainda ter problemas sem um serviço de VoIP confiável e de qualidade.

Para evitar e atenuar o jitter da rede, você precisa de uma infraestrutura de rede robusta e mecanismos de roteamento otimizados sem se preocupar com o gerenciamento da infraestrutura subjacente. Seu serviço VoIP deve reduzir o jitter e simplificar sua vida, não adicionar gargalos.

Ao escolher um sistema telefônico VoIP:

• Priorize a estabilidade e a tecnologia avançada para minimizar a perda e o atraso de pacotes.
• Procure diagnósticos excelentes e resolução de problemas mais rápida.
• Considere sua infraestrutura de rede, análises de clientes , acordos de nível de serviço (SLAs) e capacidade de lidar e gerenciar com eficácia o tráfego de comunicação em tempo real.

8. Mantenha e monitore regularmente sua rede.

Por fim, uma chamada VoIP eficaz se resume a monitorar de perto sua rede, detectando problemas de jitter antecipadamente e mitigando-os antes que se tornem maiores.

Manutenção: mantenha seu hardware e software atualizados. Atualize regularmente o firmware e os drivers de roteadores, switches e outros dispositivos de rede. Software desatualizado ou com bugs contribui para a instabilidade da rede e aumenta o jitter. Além disso, configure seu equipamento de rede adequadamente para otimizá-lo para lidar com grandes volumes de tráfego VoIP.

Monitore: Rastreie os principais indicadores de desempenho (KPIs), incluindo latência, perda de pacotes e níveis de jitter. Suas ferramentas de diagnóstico devem fornecer informações em tempo real sobre a integridade de sua rede e alertá-lo sobre quaisquer anomalias ou jitter excessivo para monitorar com eficiência o jitter da rede.

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