网络抖动：它如何影响 VoIP 电话呼叫以及如何修复它

您是否曾经在拨打商务电话时通话质量下降然后又恢复？ 这种恼人的错误是由网络抖动和数据包丢失引起的，这是破坏互联网协议语音 ( VoIP ) 系统的两个常见且相互交织的因素。

即使对于经验丰富的 IT 专业人员来说，解决这些持续存在的 VoIP 问题也是一件令人头疼的事情。 好消息是，任何人都可以解决网络抖动的常见原因：网络拥塞。

您所需要的只是正确的知识和正确的工具。 很快，您将重新享受水晶般清晰的语音质量和流畅的通信。

什么是网络抖动？

抖动是网络上数据包传输和接收之间的时间延迟或延迟变化。 当连接发送和接收数据包之间的延迟不一致时，VoIP 会出现抖动。 它的发生主要是由于网络拥塞、路由问题、硬件限制和网络干扰。

网络抖动衡量数据包到达目的地的不规律到达时间，也称为抖动分数，以毫秒 (ms) 为单位。 高延迟会导致高抖动分数，从而对通话质量产生负面影响。

抖动会影响依赖双向实时通信的在线活动。 示例包括在线游戏、音频和视频电话会议、IP 安全摄像头等。

这是一个有用的视频，提供了网络抖动的简单解释。

为什么网络抖动很重要？

当数据包以不同的间隔到达时，波动会导致语音包被丢弃。

当您在 Netflix 上观看电影时，前几秒钟会花在缓冲内容上。 此过程会抢先下载视频的一部分，因此您甚至不会注意到 Wi-Fi 信号是否下降。 然而，在实时通信中，抖动对音视频质量和延迟的影响更为显着。

当涉及商业通信时，尤其是通过 VoIP 进行通信时，抖动很重要！

高网络抖动会导致故障和延迟，从而降低 VoIP 连接提供的流畅体验。 没有人愿意无休止地被困在一个糟糕的电话中，你也不想因为一个很容易解决的网络问题（但以其他方式考虑）而失去客户。

这是一个视觉表示，说明了幕后发生的事情。

重温 IP 网络基础知识

复习网络连接术语以更好地理解抖动是个好主意。

1. 数据包

数据包是可靠互联网通信的支柱。 它们是通过网络传输的信息的基本单位。

通过网络发送的数据被分解为更小的数据包，以实现高效、可靠的传输。 然后，这些数据包通过网络单独路由，并在接收端重新组装以编译原始消息。

每个数据包由标头和有效负载部分组成。

标头包含源地址和目标地址、排序信息、错误检测代码以及用于正确路由和传送的其他控制数据。 有效负载部分包含正在传输的实际数据——文本、图像、音频、视频或任何其他类型的数字信息。

由于网络上有许多计算机和活动设备，大量数据可能会减慢每个人的速度。 数据包使每个人都能可靠地发送和接收信息。

数据包包含以下内容：

• 源和目标 IP 地址和端口
• 排序和数据包数量
• 协议信息及其校验和
• IP 电话信令和呼叫状态
• 硬件地址信息（例如MAC地址）
• 可选的服务质量 (QoS) 数据标头

通过 VoIP 流量，电话呼叫在几毫秒内就变成了语音数据包。 为此，VoIP 使用不同的传输协议来实现最佳性能。

2. 传输协议

数据包本身既不可靠也不不可靠。 这是数据。 应用程序使用传输协议快速可靠地到达目的地。

• 用户数据报协议 (UDP)减少了往返时间——发送和接收数据所需的时间。 在 UDP 中，应用程序保持可靠性和错误检查并实现更快的通信。
• 传输控制协议 (TCP)可用于不太紧急的通信。 知道了？ 你确定吗？ 好的。 这是 TCP 实际应用的一个例子。 使用 TCP 时，涉及的两个设备确认每个数据包的接收并重新传输任何丢失的数据包。

传输协议中的故障会影响数据传输，从而导致网络抖动形式的延迟和延迟。 深度包检测防火墙

网络抖动的原因是什么？

VoIP 服务容易受到网络抖动和连接问题的影响。 以下是需要寻找的首要罪魁祸首。

原因#1：网络拥塞

路由器的一项艰巨任务是支持当今的视频通话等高带宽需求。 默认情况下，路由器将广域网 (WAN) 与本地网络分开。 分段有效地路由、管理和优化两个网络之间的流量。

在每个人都观看 YouTube、流媒体音乐和参加视频会议之前，这种不干涉的方法是很好的。 哦，也不要忘记所有连接到 Wi-Fi 的笔记本电脑。

拥塞的网络会发生什么？ 它会经历抖动。

VoIP、带宽、丢包和抖动有何关系？

每个数据包都很重要，因为 VoIP 将声音转换为数据包。 拥塞的网络会频繁出现数据包丢失和延迟，从而造成会话中断或连接质量下降。 数据包从您的办公桌到 VoIP 服务提供商的路径并不总是那么直接。

当带宽耗尽时，网络拥塞会导致排队延迟，从而导致更高的延迟。 数据包必须在接收端重新组装。 该组件中的延迟会导致抖动。 延迟越高，抖动越高。

VoIP 很容易出现抖动问题，因为人们可以感知并注意到超过 30 毫秒的呼叫延迟。 根据抖动级别，音频可能会断断续续或难以理解。

虽然网络拥塞是根本问题，但许多其他网络问题也会导致抖动。

原因#2：网络干扰和网络系统不良

电磁干扰 (EMI)、接线错误或射频干扰可能会导致网络干扰和抖动。

同样，过时或不足的硬件（例如路由器或交换机）也会导致抖动。 较差的网络硬件难以处理大量呼叫，导致数据包到达时间不一致并降低呼叫质量。

对于智能手机用户，请注意周围环境。 如果您进入电梯、进入供应室或进入地下，您一定会遇到通话质量问题。 某些建筑材料（混凝土、金属和窗膜）会影响并可能阻挡蜂窝和 Wi-Fi 信号。

原因#3：无线信号质量下降

抖动问题可能会影响任何网络连接，但最终用户经常在 Wi-Fi 上遇到该问题。 无线网络使用无线信号在设备和网络接入点之间传输数据包。

与有线连接不同，它们更容易受到其他无线设备、Wi-Fi 网络甚至环境干扰的干扰。 干扰引起的信号衰减或波动可能导致数据包传输不一致并触发抖动。

好消息是，当今的无线网络（“Wi-Fi 6”）按照 IEEE 802.11ac 或 802.11ax 标准运行，延迟和可靠性比前代产品有了很大改善。

原因#4：数据包优先级、QoS 和网络配置

强调高质量 VoIP 呼叫的一个容易被忽视但关键的因素是数据包优先级。 路由器可以对来自特定设备和流量类别的流量进行优先级排序。 该策略称为服务质量 ( QoS )，实施起来很简单。 然而，许多人忽视或未能在其网络基础设施上正确配置它。

QoS 缺失或配置错误会增加延迟和抖动，并降低通话质量。

抖动如何影响 VoIP 通话质量

所有互联网连接都有一些网络抖动。 这是正常的。 在工作时间内，您的办公室和 VoIP 服务提供商之间可能会遇到较高的延迟。 数据包延迟变化会影响客户通信和电话会议。

这样想吧。 如果您讲话的某些部分以不同的顺序到达，则会影响您的谈话。 VoIP 也没有什么不同。

如果没有抖动，打电话的音质就很好。 G.722 和 G.729 等高清VoIP 编解码器可提高 VoIP 呼叫的保真度和清晰度。

但如果抖动较高，电话和视频会议的音质就会受到影响。 这些应用程序使用许多数据包； 如果数据包速度慢，路由器将丢弃它们。

VoIP 抖动听起来怎么样？

Cee Tee的这段视频模拟了导致高度抖动和一些数据包丢失的网络条件。 SIP媒体流乱序到达，影响通话音频清晰度。

什么是可接受的抖动？

对于 VoIP，抖动测量语音通信的数据包延迟之间的变化。 其度量以毫秒或百分之一秒表示。 思科建议语音流量的抖动不应超过 30 毫秒。 理想情况下，30 毫秒被认为是良好的 ping 和抖动率。

假设您的互联网连接在 150 毫秒内到达您的 VoIP 提供商。 30 毫秒的抖动指标反映了 20% 的方差。

可接受的抖动水平取决于通话质量问题的严重程度。 是暂时的吗？ 或者它是否影响了许多用户？

请记住，网络抖动不是一条单行道。 延迟适用于对话双方，这会导致人们互相交谈。 此外，数据包延迟变化也是其他令人不安的网络连接问题的症状。

测量来自多个端点的抖动，以隔离本地VoIP 质量问题。 从故障排除的角度来看，您应该检查两条路由是否存在网络拥塞。

如何测量网络抖动

没有一种通用的抖动测试，但您可以在工具箱中添加大量有用的工具来测量抖动。 请记住，抖动衡量网络延迟的变化性。

几乎所有网络诊断都以毫秒为单位测量抖动，因此很容易理解。 您可以通过运行各种测试来确定抖动级别。

1. 在线速度测试

带宽测试并不总是能说明全部情况。 他们确实会提示您解决互联网速度和连接问题。 您可以在几秒钟内确认带宽、丢包和延迟等问题。

• Nextiva 的 VoIP 网络质量测试– 该 VoIP 速度测试可确定您的网络质量及其处理 VoIP 呼叫的能力。 它高度准确，专为 VoIP 连接量身定制。 它模拟同时 VoIP 呼叫的真实网络负载。 只需选择并发呼叫起点（位置），输入要模拟的 VoIP 线路数量，几分钟内即可获得结果。
• Cloudflare 的互联网速度测试– 这项以技术为重点的速度测试可以完美地显示您的生命体征。 它按文件大小显示带宽、延迟、网络抖动和性能。
• Ookla 的速度测试– 这个简单的速度测试还可以测量您的连接速度和 ping。 其端点测试可用于确认高带宽条件。 使用他们的免费移动应用程序也很方便。

2、基于终端的Ping抖动测试

基于浏览器的测试可能会让您对网络拥塞产生误导性的看法。 商务 VoIP 呼叫取决于与特定 VoIP 服务器的低延迟连接。

打开终端（Windows 用户为“命令提示符”）并进行手动 ping 测试。

此命令显示每个数据包到达该网络的速度。

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

此命令将使用 20 个数据包对服务器（Google 公共 DNS）执行 ping 操作。 观察最后显示的值。

--- 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

记下“sdev”（标准差）值。 在上面的例子中，大约是4毫秒的抖动。 请务必确认零丢包。

瞬时抖动测量可揭示哪些上游或下游路由存在问题。 来自多个端点的测试揭示了真实世界的数据包延迟变化。

3）先进的网络监控工具

对于企业电话系统，您可能已经可以使用强大的网络诊断工具。 这些工具监视路由器级别的所有入站和出站流量。 他们分析来自不同端点的各种流量，包括SIP 。

• 逻辑监视器
• 思科DNA
• Dynatrace
• ManageEngine OpManager

这些会提醒您注意高抖动、数据包丢失和实时指标以进行故障排除。 此外，您还可以通过服务级别协议 (SLA) 监控让供应商负责。

专业提示：评估云电话系统时执行网络检查。 了解连接的速度和稳定性让您有信心迁移到云。

如何修复抖动（故障排除技巧）

好消息是您可以快速减少抖动和延迟。 VoIP 电话呼叫的最大抖动为 30 毫秒，带宽为 100 Kbps，可实现最佳呼叫质量。

第一步是重新启动现有网络设备，包括调制解调器。 通常，这可以解决临时的 VoIP 抖动问题。

您可以尝试以下八种解决高抖动的解决方案：

1. 测试连接是否存在抖动问题

您的方法应该是确定高延迟的根本原因。 调整 VoIP 服务质量设置只能让您达到此目的。

使用网络诊断工具密切关注发生的抖动问题。 在一天中的不同时间运行测试，看看抖动是否在特定时段加剧。

深入挖掘抖动可以帮助您确定痛点，无论是与您的网络、互联网服务提供商 (ISP) 还是其他外部因素有关。 当您知道确切的问题时，您就可以正确地开始解决它。

2. 使用有线互联网连接。

Wi-Fi 通话仍然容易受到微波和电动机的干扰。 如果用户在午餐期间网络不太繁忙时遇到抖动，则表明需要检查环境原因。 如果业务高峰时段出现抖动，请检查设备频率。

可能存在来自在同一频段运行的其他无线设备的干扰。

将现有以太网电缆升级为 6 类电缆可以排除接线缺陷。 此外，其卓越的双绞线可抵抗干扰并支持低延迟千兆位速度。

3. 禁用基于数据包检查的防火墙。

分析传入语音数据包的防火墙可能会导致网络延迟。 这些屏障检查数据包中的每个帧，并在 VoIP 呼叫等速度敏感的应用程序中累加。

您应该配置路由器来执行简单的任务。 当宽带网关承担太多职责时，它们的速度就会变慢。 考虑启用直通转发 (CTF) 功能以提高本地网络性能。

4. 设置抖动缓冲器。

在抖动恒定的情况下，您可以设置缓冲区来适应抖动。 抖动缓冲区的工作原理是延迟 VoIP 音频，使其足以正确地重新排序语音数据包。

缓冲区太多，您的呼叫将难以跟上。 缓冲区太低，可能会增加数据包丢失。 如果您的路由器提供抖动缓冲功能，请将其设置为 200 毫秒以下。

5. 启用服务质量 (QoS)。

许多网络都因非语音流量而饱和。 这可能会限制VoIP 电话的可用性和对 VoIP 网络的访问。 将大量数据传输安排在工作时间之外，以避免数据包优先级问题。

请务必分配所有 VoIP 流量以获得最高优先级并最大限度地减少不必要的带宽使用。 将 DSCP 类别 46（语音数据包）分配为最高优先级。 QoS 不会影响您的下载速度或上传速度 — 它确保语音流量不会排队。 这个想法是将带宽专用于 VoIP 和视频会议中发现的实时协议 (RTP) 数据包。

使用 ISP 提供的高达 85% 的带宽来留出开销空间。 思科提供了有关增强无线网络VoIP性能的建议。 其建议可适用于许多其他企业级路由器。

6. 增加 WAN 网络带宽。

如果所有其他方法都失败，您可能需要更换 WAN 提供商。 为了实现最低延迟，请选择光纤连接。 这一步更像是最后的手段，但却是值得的升级。 然后，设置 Internet 协议语音流量的服务质量。

我们建议咨询您的 VoIP 提供商来分析您的网络配置。 有时，修复可能就像在选定的 VoIP 系统上升级固件一样简单。 禁用 SIP ALG与 VoIP 抖动关系不大，但强烈建议这样做。

这里是快速故事。 我正在解决为什么我只能从 ISP 获得大约一半的千兆位网络性能。 测试完所有内容后，结果发现，尽管公布了硬件规格，但路由器的 WAN 端口根本无法达到 1000 Mbps。 有时，升级路由器即可解决问题。

一旦降低了抖动，您就解决了业务通信的一个障碍。

7. 选择高质量的 VoIP 提供商。

您可以解决数以千计的网络问题，但仍然会遇到没有优质可靠的 VoIP 服务的问题。

为了避免和减轻网络抖动，您需要强大的网络基础设施和优化的路由机制，而不必担心管理底层基础设施。 您的 VoIP 服务应该减少抖动并简化您的生活，而不是增加瓶颈。

选择 VoIP 电话系统时：

• 优先考虑稳定性和先进技术，以最大限度地减少数据包丢失和延迟。
• 寻求出色的诊断和更快的问题解决。
• 考虑其网络基础设施、客户评论、服务级别协议 (SLA) 以及有效处理和管理实时通信流量的能力。

8. 定期维护和监控您的网络。

最后，有效的 VoIP 呼叫归结为密切监控网络、及早检测抖动问题并在问题变得更大之前加以缓解。

维护：保持您的硬件和软件最新。 定期更新路由器、交换机和其他网络设备的固件和驱动程序。 过时或有缺陷的软件会导致网络不稳定并增加抖动。 此外，适当配置您的网络设备以对其进行优化，以处理大量 VoIP 流量。

监控：跟踪关键性能指标 (KPI)，包括延迟、数据包丢失和抖动级别。 您的诊断工具应该能够实时洞察网络的健康状况，并就任何异常或过度抖动发出警报，以有效监控网络抖动。

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