Jitter что это

29.08.202228.08.2022 admin 0 Комментариев

Jitter что это

Что такое сетевой джиттер и как его предотвратить?

Что такое джиттер?

Джиттер или дисперсия задержки пакета это термин, используемый для обозначения колебаний задержки при передаче пакетов по сети. Таким образом, джиттер является изменяющейся скоростью задержки в сети и измеряется в миллисекундах. Например, если у вас есть два компьютера, которые общаются друг с другом в офисе, произойдет обмен пакетами данных. В исправных сетях эти пакеты будут проходить с постоянным интервалом (примерно 10 мс задержки на пакет).

В сети, испытывающей дрожание, уровень задержки во время передачи будет колебаться и может привести к задержке 50 мс при передаче пакетов. Конечный результат перегрузка сети, когда устройства борются за одно и то же пространство. Чем больше трафика перегружено, тем больше вероятность потери пакетов..

На изображении выше изображен диалог VoIP, в котором пакеты преобразуют звук голоса пользователя и транспортируют его в конечный пункт назначения. Как вы можете видеть с левой стороны, пакеты проходят через интервалы без изменений. Однако с правой стороны компоновка пакетов была нарушена, и конечный пользователь получает пакеты вне времени. Это приводит к аудио, которое трудно различить и понять.

Что такое приемлемый джиттер?

Хотя дрожание далеко не идеально, во многих случаях небольшое дрожание в вашей сети не окажет заметного влияния на вашу связь. Иногда возникают аномальные колебания, которые не имеют длительного эффекта. В этих случаях джиттер не является большой проблемой. Cisco предполагает, что приемлемые уровни дрожания или уровни допуска дрожания являются следующими:

В идеале, вы должны стараться держать джиттер ниже 20 мс для лучшей производительности. Если ваш джиттер превышает 30 мс, это будет заметно влиять на качество ваших разговоров в реальном времени. На 30 мс или старше вы начнете испытывать искажения, которые сделают другого пользователя более трудным для понимания.

В случае, если ваш джиттер, потеря пакета или задержка превысят показатели, перечисленные выше, вам следует немедленно предпринять действия, чтобы найти причину проблемы. Поддерживая эти ключевые показатели ниже пороговых значений, вы можете гарантировать, что важные службы, включающие видеозвонки и VOIP-звонки, не испытывают серьезных проблем с производительностью.

Как джиттер влияет на сеть?

Эффект джиттера зависит от услуги, которую вы используете. На некоторых сервисах дрожание не будет очень заметным, но на других, таких как VoIP-звонки и видеозвонки, оно будет гораздо более выраженным. Джиттер оказывает наибольшее влияние на услуги реального времени, такие как трафик VoIP. Когда вы разговариваете по телефону VoIP, вы общаетесь с другим пользователем вживую, и все, что вы слышите, должно быть кристально чистым. Это означает, что поступающие аудиосигналы должны поддерживаться в последовательности, чтобы оставаться понятными.

То же самое нельзя сказать о загрузках файлов, когда вы не сможете определить, вызвало ли дрожание пакеты, которые были задержаны или скремблированы. Для разговоров по VoIP, что-либо меньшее, чем доставка сигнала в реальном времени, приведет к разговору с неразборчивыми аудиосигналами. Пропуски в аудио и шаткие звуковые сигналы характерны для джиттера, принимающего разговор.

Почему джиттер является такой проблемой для телефонных звонков VoIP?

Всякий раз, когда обсуждается дрожание сети, телефонные звонки VoIP являются одной из наиболее часто упоминаемых областей, где дрожание является вредным. Это в первую очередь из-за способа передачи данных VoIP. Когда вы говорите в VoIP телефон ваш голос преобразуется в данные, которые передаются через Интернет. Ваш голос разбивается на множество разных пакетов и затем передается вызывающему абоненту на другом конце.

Однако, пока ваши сегментированные речевые данные находятся в пути, они конкурируют с диапазоном другого трафика, проходящего через вашу сеть. Все эти данные влияют на сетевые ресурсы, что иногда приводит к задержке. Эта задержка может не проявляться при загрузке файла, но когда ваш голос проходит через неорганизованные пакеты, это может привести к путанице и искажению того, что вы первоначально сказали пользователю.

Напротив, когда вы отправляете электронное письмо, пакеты повторно собираются непосредственно перед тем, как они достигают пользователя на другом конце. С вызовами VoIP на это нет времени, и поэтому ваш голос звучит не по порядку. Именно по этой причине VoIP является одной из ключевых проблем, когда речь идет о дрожании сети, поскольку он является одним из наиболее восприимчивых. Это верно и для других сервисов реального времени, таких как видеозвонки и видеоигры..

Одной из наиболее распространенных причин дрожания услуг VoIP является отсутствие приоритетов пакетов. Если голосовые пакеты не имеют приоритета, то конечный пользователь, скорее всего, получит дрожание. Решение заключается в том, чтобы перейти к маршрутизатору и определить приоритеты пакетов, которые передаются по сети (подробнее о расстановке приоритетов мы рассмотрим ниже).

Как найти джиттер с помощью инструментов мониторинга сети

Мониторинг джиттера очень важен, потому что он позволяет вам действовать в тот момент, когда он становится проблемой. Это также дает вам контекст проблемы производительности, чтобы вы могли проводить информированное устранение неполадок в будущем. Благодаря появлению возможности дрожания сети ваши усилия по устранению и предотвращению дрожания сети в будущем будут более информированными и эффективными..

В следующем разделе мы рассмотрим, как вы можете использовать инструменты мониторинга сети для реализации мониторинга QoS. Следя за проблемами производительности, такими как дрожание и задержка, вы сможете определить, когда ваша сеть работает хорошо и когда вам нужно вмешаться.

Вот два лучших инструмента для борьбы с дрожанием сети:

Мониторинг QoS для джиттера: PRTG Network Monitor (БЕСПЛАТНАЯ ПРОБНАЯ ВЕРСИЯ)

Paessler PRTG Сетевой монитор предлагает ряд функций, которые очень полезны для мониторинга джиттера. Инструмент включает в себя QOS датчик прохождения сигнала, Односторонний датчик QOS, Cisco IP SLA Sensor, и, в частности, Датчик дрожания пинга предназначен для измерения степени влияния джиттера на ваш сервис. Датчик Ping Jitter отправляет ICMP-запросы на URL для определения статистического значения джиттера и времени выполнения.

Результат показан на циферблатах с прозрачным цветом, как показано на рисунке выше. Эта функция полезна для тех, кто хочет определить, насколько сильно дрожание влияет на ключевой сервис. Также вы можете использовать PRTG Сетевой монитор настроить свои собственные уникальные оповещения, чтобы уведомлять вас, когда у службы возникают проблемы с производительностью. В реальной среде это помогает вам быстро реагировать на дрожание, когда оно происходит. Вы можете попробовать Paessler Ping Jitter Sensor который поставляется в комплекте в Paessler PRTG Сетевой монитор на 30-дневную бесплатную пробную версию.

Сетевой монитор Paessler PRTG с датчиком Ping Jitter Скачать 30-дневную бесплатную пробную версию

Мониторинг QoS для телефонов VoIP: VoIP SolarWinds & Менеджер качества сети (БЕСПЛАТНАЯ ПРОБНАЯ ВЕРСИЯ)

Учитывая, что дрожание сети является проблемой, которая очень проблематична для вызовов VoIP, принятие Решение по мониторингу QoS для VoIP поможет вам устранить неполадки для поддержания этой важной службы. Инструменты сетевого мониторинга, такие как SolarWinds VoIP & Менеджер по качеству сети позволяют измерять такие показатели, как дрожание, задержка, и потеря пакета которые влияют на конечную производительность вызовов VoIP.

SolarWinds VoIP & Менеджер по качеству сети Это хороший выбор, потому что он не только отслеживает эти метрики, но и активно уведомляет вас при обнаружении джиттера. Это означает, что вы будете получать оповещение каждый раз, когда выполнение вызова падает против любого количества предопределенных параметров. Знание того, как именно ваш звонок терпит неудачу, позволяет вам устранять неполадки с гораздо большей информацией. SolarWinds VoIP & Менеджер по качеству сети доступна на 30-дневную бесплатную пробную версию для оценки.

SolarWinds VoIP & Диспетчер качества сетиСкачать 30-дневная БЕСПЛАТНАЯ пробная версия

Как предотвратить дрожание

Конечно, как только вы обнаружите, что у вас есть дрожание сети, вам нужно будет принять меры для его устранения. Есть несколько различных способов сделать это от приоритезации определенного трафика до развертывания буфера дрожания. В этом разделе мы собираемся обсудить некоторые из наиболее распространенных способов борьбы с дрожанием сети и вернуть сеть к полной работе..

Самое замечательное в большинстве этих техник состоит в том, что они удваиваются, чтобы уменьшить задержку. Некоторые из приведенных ниже шагов позволяют вам «убить двух зайцев одним выстрелом», чтобы устранить задержки и дрожание одновременно. Перед выполнением любого из этих изменений вы должны быть абсолютно уверены в влиянии джиттера на вашу сеть (идентифицируя его с помощью инструмента сетевого мониторинга).

Буферы джиттера для минимизации джиттера

В контексте VoIP или видеовызова это привело бы к меньшему дрожанию и разговору, который остается понятным для обеих сторон. Буфер дрожания будет задержать пакеты данных перед отправкой в попытке чтобы убедиться, что пакеты поступают в последовательности. В вызове VoIP конечный результат сводит к минимуму дрожание и перерывы в качестве вызова.

Однако важно отметить, что с помощью буфера дрожания вы будете увеличивать общую задержку в вашей сети. Удерживая пакеты буфер дрожания буквально добавляет задержку на службу. Аналогично, вы должны быть осторожны с настройкой буферов дрожания при реализации полнодуплексной связи. В результате вы хотите проверить канал передачи перед развертыванием буфера дрожания.

Основная проблема с буферами дрожания состоит в том, что они являются решением проблемы с полосой. Они не обращаются к основной причине дрожания, они только обращаются к признакам. Если вы хотите полностью устранить дрожание сети, вам нужно углубиться в сердце вашего маршрутизатора. Добавление новых настроек QoS позволит вам начать решать корень проблемы и улучшить свой сервис.

Настройки QoS: расстановка приоритетов пакетов

Для поддержки вызова VoIP и обеспечения наилучшего качества вам необходимо убедиться, что любые пакеты, содержащие медиаданные VoIP, имеют приоритет над другим трафиком. Вы должны установить канал передачи данных с «высоким приоритетом», чтобы этот трафик обрабатывался раньше всего. В случае перегрузки канала передачи данных неприоритетный трафик будет отброшен до приоритетного трафика..

Чтобы расставить приоритеты VoIP-трафика, вы можете приоритезировать транспортный протокол в реальном времени (RTP) пакеты. Как это сделать, будет зависеть от дизайна вашего роутера. Например, на маршрутизаторе Linksys вы можете перейти к представлению QoS в веб-интерфейсе. Чтобы расставить приоритеты RTP-трафика, вы должны ввести следующее номера портов:

После перезапуска трафик RTP будет более привилегированным, чем любой другой трафик. Независимо от того, какое устройство вы используете, вы хотите сохранить настройки как можно более простыми, чтобы не перегружать свои конфигурации.

Другие решения

Здесь мы рассмотрим некоторые другие решения, которые, тем не менее, не являются наиболее распространенными способами предотвращения дрожания сети, тем не менее, заслуживают рассмотрения..

1. Купите новый, более мощный маршрутизатор

Если ваш маршрутизатор недостаточно мощный, чтобы справиться с текущими сетевыми требованиями, неудивительно, что вы испытываете дрожание. Покупка нового маршрутизатора может быть одним из самых быстрых способов улучшить ваш сервис и устранить дрожание сети. Однако вы должны убедиться, что тщательно изучили свой новый маршрутизатор перед его развертыванием. Самое главное, чтобы убедиться, что он имеет пропускную способность для хорошей обработки вашего сетевого трафика.

2. Увеличьте пропускную способность или перейдите на высокоскоростное подключение к Интернету.

В ряде случаев проблема заключается не в вашей инфраструктуре, а в скорости вашего соединения. Низкие скорости соединения имеют тенденцию создавать дрожание, особенно при совместном использовании полосы пропускания с другими устройствами. Увеличение пропускной способности вашего текущего интернет-провайдера или смена поставщиков услуг может привести к заметному улучшению обслуживания, которое устраняет дрожание.

QoS останавливает дрожание сети

В большинстве случаев дрожание сети не является большой проблемой. Однако, если вы начнете использовать расширенные сервисы, такие как системы VoIP-телефонов и программное обеспечение для видеоконференций, вам, скорее всего, потребуется внедрить QoS для управления дрожанием сети. Даже если вы не страдаете от джиттера в сети, оставайтесь на связи и следите за качеством своих услуг с помощью монитора производительности сети, чтобы убедиться, что джиттер не станет нерешенной проблемой.

Как только дрожание сети становится очевидным, измерьте, насколько оно сильное. Если он превышает пороговые значения, указанные Cisco, тогда стоит вмешаться и принять меры. Вы можете сделать это, установив приоритет передачи критических пакетов и развернув буфер дрожания. Хотя обновление пропускной способности также является возможным решением, оно часто лучше оптимизировать текущую пропускную способность, чем просто покупать больше пропускной способности.

Принимая упреждающий подход к смягчению последствий дрожания сети, вы убедитесь, что в следующий раз, когда вы общаетесь с клиентом или коллегой, весь разговор протекает естественно. Помните, что плохое голосовое общение не только неудобно, но и потенциально может стоить вам значительной суммы денег (особенно если вы общаетесь с клиентом!). Инвестирование в инструменты мониторинга сети и другие решения теперь поможет вам сэкономить деньги в будущем.

Источник

Лаги, джиттер и потеря пакетов: откуда берутся проблемы с неткодом и как их решать

Если вы когда-либо играли в онлайн-игры, то наверняка знаете о лагах не понаслышке. Пропущенный выстрел, который должен был попасть в цель; мяч, резко меняющий направление прямо в воздухе; вы вдруг снова оказываетесь на несколько шагов назад в том месте, где находились секундой ранее. В этом нет ничего сверхъестественного: это обычные артефакты систем, обеспечивающих совместную игру с людьми из других стран почти так же эффективно, как и с соседом по комнате. По крайней мере, большую часть времени.

В этой статье речь пойдет о самых базовых вещах, почему вообще возникает сетевая задержка, с какими еще проблемами неткода можно столкнуться, а также с тем, что можно сделать со своей стороны, чтобы улучшить ситуацию. Также разберем остальную часть конвейера между ПК и игровым сервером, который может повлиять на получение лучшего игрового опыта без задержек и прочих неприятностей.

Итак, почему вообще возникают лаги? Почему в 2021 году это все еще является проблемой — с мощностью современных компьютеров, повсеместным использованием широкополосного Интернета и спустя десятилетия попыток разработчиков решить эту проблему?

С точки зрения разработчиков, реализация даже базового мультиплеерного режима — задача непростая. Необходимо получать данные от множества игроков одновременно, неоднократно — тысячи раз в секунду — передавать эту информацию на некий центральный сервер, а затем возвращать обработанный результат на ПК каждого игрока.

Состояние игры должно быть идеально синхронизировано с минимальной задержкой независимо от того, имеете ли вы дело с игроками в одной локальной сети или с разных континентов. Поэтому вам придется придумать способ компенсации задержки игроков. При этом лучше избегать необходимости ожидания игроками, пока сервер сообщит им результаты их же собственных действий, ведь динамике это на пользу не пойдет. Для этого вам, вероятно, потребуется показать эффекты ввода каждого игрока сразу же, а затем уже сглаживать любые различия между ПК игрока и сервером таким образом, чтобы это было внешне неочевидно.

Мы не можем знать, что делают другие игроки, пока сервер не сообщит нам об этом. Поэтому мы вынуждены отображать действия других игроков в матче такими, какими они были в прошлом. Также достаточно большую проблему может составить читерство, поэтому необходимо убедиться, что игроки имеют ограниченный доступ к данным с сервера, не позволяющий компьютеру игрока принимать решения о том, что на самом деле произошло в игре — например, насколько успешен был выстрел или какое количество здоровья осталось у игрока.

С двумя-то игроками это реализовать достаточно сложно, а теперь представьте, каково организовать подобное для игры с 10, 20 или даже сотнями игроков на одном сервере. При разработке игры жанра battle royale со всеми ее особенностями реализация хорошего мультиплеера является одной из самых сложных частей разработки даже для опытной команды, поэтому неудивительно, что временами в игре могут возникать сетевые проблемы. Конечно, это не делает такие сбои менее раздражающими, и чем быстрее скорость и выше конкуренция в игре, тем больше такой опыт может помешать вам получить от нее удовольствие.

Помимо лагов и сбоев, могут возникнуть и другие проблемы с сетью: rubber banding, когда игровой мир возвращает вас туда, где вы были несколько секунд назад; получение урона сразу после того, как вы оказались за укрытием; промахи ваших собственных выстрелов, а то и вовсе потеря связи с игрой.

Так что же вызывает все эти проблемы?

Обычно в играх можно столкнуться с тремя сетевыми явлениями, каждое из которых по-разному влияет на пакеты данных с вашими вводами и игровые состояния, которые передаются между вашим компьютером и сервером.

Первое из них — задержка. Она возникает тогда, когда пакеты с данными слишком долго передаются серверу и затем возвращаются к игроку. Проще говоря, задержка — это скорость реакции вашего интернет-соединения, то есть время, необходимое для передачи данных с вашего устройства на сервер. Важно отметить, что задержка зависит от качества вашего интернет-соединения, а не от скорости.

Часто задержку путают с лагами, и хотя они не означают одно и то же, но имеют причинно-следственную связь. Лаг — это задержка прибытия пакета от источника к месту назначения или, с точки зрения геймплея, задержка между нажатием кнопки и ответом игры, выведенным на экран. То есть, по сути совокупность вообще всех явлений, которые происходят между этими двумя событиями.

Джиттер — это колебания задержки, означающие, что пакеты отправляются и принимаются с разной скоростью. Это похоже на плохой frame pacing: то ваш пинг меняется с 20 миллисекунд до секунды, то с секунды до 90 миллисекунд, а затем возвращается к 30 миллисекундам, которые были когда-то уже давно.

Потеря пакетов — это когда пакеты вообще не достигают места назначения. Она вызывает необходимость повторной отправки одних и тех же данных и и потенциально — странное поведение игры.

Конечно, наличие даже одной из этих проблем может довольно сильно раздражать. С точки зрения игрока, если вы не чувствуете, что контролируете игру, если ваша производительность страдает от проблем с сетью, велика вероятность, что вы просто закроете игру и больше в нее не зайдете. Для разработчиков и издателей это будет означать, что аудитория станет меньше, а если у вас free-to-play тайтл, это поставит под угрозу само его существование. Особенно важно это для соревновательных игр, поскольку любые повторяющиеся проблемы могут заставить игроков и организаторов турниров отказаться от их проведения до тех пор, пока проблемы не разрешатся.

Так почему же возникают подобные сбои?

Существуют три основных типа проблем с соединением:

проблемы «первой мили», вызванные домашней сетью вашего ПК и подключением к Интернету;

проблемы «средней мили», обусловленные перемещением данных по маршруту между вашим интернет-провайдером и игровым сервером;

проблемы «последней мили», связанные непосредственно с игровым сервером.

Обычно первая и последняя миля вызывают наименьшую задержку — в нашем примере это около одной миллисекунды. Средняя же миля имеет наибольшую задержку, ведь именно на ней пакеты преодолевают все географическое расстояние между вашим компьютером и сервером.

Начнем с того, что может улучшить со своей стороны сам игрок, — с проблем, связанных с ПК и домашней сетью.

Точно так же, как производительность игры ограничивается компонентами ПК, такими как центральный процессор или видеокарта, сетевое соединение тоже зависит от многих элементов. На то, как будут отправляться и приниматься пакеты данных, могут влиять настройки игры, сетевое оборудование вашего ПК и его драйверы, ваша операционная система и ее настройки. Но есть и физические аспекты — например, то, как ваш компьютер подключен к роутеру, какой у вас роутер и как он настроен — и, конечно же, подключение к Интернету, предоставляемое провайдером.

Пожалуй, наиболее важным для игр является переключение с беспроводного на проводной Интернет, что может значительно снизить задержки, джиттер и потерю пакетов. Помимо этого, возможно, стоит изучить роутеры с более гибко настраиваемой прошивкой — например, отдать предпочтение роутерам OpenWRT или pfSense — или просто повысить скорость вашего интернет-соединения — особенно в домашних условиях, где оно используется несколькими людьми, которые могут смотреть потоковые видео, загружать файлы из Интернета и выполнять другие задачи с высокой пропускной способностью одновременно. В идеале роутер должен иметь возможность отдавать приоритет критическим с точки зрения задачам, таким как онлайн-игры и видеоконференции, по сравнению с такими вещами, как воспроизведение видео с YouTube.

Наконец, полезно будет убедиться, что драйвера обновлены, вы отключили все приложения, которые используют значительный объем ЦП или пропускной способности сети в фоновом режиме, а также что сетевые настройки игры установлены правильно.

Теперь поговорим о средней миле, где у вас нет особого контроля над тем, что происходит, ведь пакет данных, отправляемый вашим компьютером, выходит в более широкий Интернет.

В первую очередь ваш пакет должен обработать местный интернет-провайдер. Но совсем скоро он перейдет к оптоволоконным магистралям, которые соединяют города и страны друг с другом. Здесь маршрут, по которому идет пакет, не обязательно окажется самым быстрым, и нет никакой гарантии, что пакет вообще доберется до конечного пункта назначения. Помните, что предшественник Интернета был разработан министерством обороны США для работы в условиях ядерной войны. Таким образом, доставляемость для него важнее скорости.

Сами маршруты со временем могут перенасыщаться и повреждаться, а потому изменяться. Так, вы можете обнаружить, что ваше соединение с определенным сервером может оказаться быстрым и надежным в один день, но на следующий уже совсем никуда не годится.

Так что же могут сделать разработчики игр для оптимизации на этом участке? Географическое расстояние критически влияет на пинг, поэтому можно открывать новые игровые серверы, которые находились бы в недостаточно обслуживаемых регионах базы игроков. Это уменьшит задержку для этих игроков и вероятность того, что какое-то соединение между игроком и сервером замедлится или полностью выйдет из строя. Но, конечно, запускать серверы повсеместно может оказаться непросто, особенно для небольшой компании с ограниченными ресурсами — да и это не решит всех проблем.

Другая идея состоит в том, чтобы вообще не полагаться на общедоступный Интернет для передачи пакетов от игрока к серверу — вместо этого пакеты могут передаваться через частные оптоволоконные маршруты, которые арендуют разработчики или их партнеры. Это дорого, но при использовании таких выделенных полос вы будете меньше зависеть от периодов занятости в вечернее время, когда возможны более высокие пинги и, как следствие, снижение надежности сетевого соединения.

Такой контроль над маршрутизацией также открывает некоторые интересные возможности для киберспорта, где отборочные и другие важные матчи проводятся онлайн. Можно настроить маршрутизацию и выбрать расположение сервера так, чтобы у обеих команд был одинаковый пинг, даже если одна из них находится географически ближе к серверу, и тем самым обеспечить участникам более справедливую игру.

Наконец, перейдем к последней миле в цепочке — игровым серверам.

До сих пор мы предполагали, что имеем дело с игроками, подключенными к одному выделенному серверу для проведения матча, поскольку часто это обеспечивает наилучший опыт. Так разработчики игр или их партнеры могут гарантировать, что на каждом сервере достаточно оборудования и обеспечивается самое быстрое подключение к Интернету, но есть и другие варианты.

Client hosting — это когда ПК одного из игроков сам по себе выступает в качестве сервера. Это хороший способ для разработчиков игр минимизировать затраты, но опыт каждого участника матча будет зависеть от качества соединения игрока-хоста. Таким образом, если такие игроки подключаются к сети через Wi-Fi или вовсе испытывают проблемы с подключением, другие игроки тоже столкнутся с лагами, джиттером и потерей пакетов.

Назначенный хост также имеет нулевую задержку для сервера, что дает ему огромное конкурентное преимущество перед остальными и, конечно, не является идеалом для соревновательных игр. При этом, если он покидает игру, необходимо найти другого хоста, что прерывает игру для всех участников на несколько секунд, пока не поизойдет так называемая миграция хоста.

Другой вариант — одноранговая (peer-to-peer) сеть, где игроки напрямую подключается друг к другу. Как правило, в таком случае тоже существует некий хост, который номинально отвечает за обработку новых соединений, поэтому проблема с миграцией хоста в данном случае сохраняется.

Помимо различных архитектур серверов, разработчикам игр необходимо оптимизировать пакеты, которые отправляются каждому игроку и обратно, и выбирать, как часто будет обновляться игровой мир. Чем чаще это происходит, чем выше частота тиков, тем быстрее должна выполняться обработка состояния игры на ПК игрока и на сервере, но в целом игра при этом становится более отзывчивой.

Некоторые игры работают с переменным весом тиков — например, королевские битвы, в которых скорость тиков повышается по мере выбывания игроков, или Counter-Strike, где сторонние и киберспортивные матчи проводятся со скоростью 128 тиков в секунду по сравнению со встроенным в игру матчмейкингом, работающим на 64 тиках.

Матчмейкинг — наиболее важная часть мультиплеера. Чтобы свести игроков в одном матче, вам, как разработчику игры, понадобится учитывать такие факторы, как пинг, уровень навыков, количество игроков в группе и выбранные каждым игроком карты и режимы. Каждый новый фактор существенно уменьшает размер пула для подбора игроков — что, в свою очередь, увеличивает время ожидания игры в среднем.

Даже небольшие инженерные улучшения или улучшенная маршрутизация в состоянии помочь с матчмейкингом, если это увеличит пул игроков — и, следовательно, позволит улучшить игровой опыт, не увеличивая время ожидания.

Наконец, последнее — методы борьбы с лагами, которые разработчики могут реализовать со своей стороны в коде.

Так называемое предсказание на стороне клиента часто используют в шутерах от первого лица. Его можно разделить на предсказание ввода и расчет траектории (dead reckoning): первое будет скрывать задержку действий самого игрока, в то время как второй — других игроков.

Предсказание ввода подчиняется следующей последовательности: клиент генерирует команду игрока, которая передается на сервер, где происходит вычисление следующего состояния игры, после чего оно отправляется обратно всем клиентам, и каждый из них отображает сцену на своем устройстве. Но все это время игроку тоже нужно что-то показывать, поэтому суть метода состоит в выполнении перемещения клиента локально, просто предполагая, что сервер примет команду. Недостатком его является то, что, если ответ сервера не будет соответствовать прогнозу клиента, возникнет резкое заметное изменение положения аватара игрока на экране.

Dead reckoning — это, по сути, алгоритм оценки положения объекта в виртуальном мире на основе его предыдущего положения, направления движения, скорости, ускорения и других параметров. Получив первый блок данных протокола состояния (protocol data unit, PDU) для объекта (например, персонажа другого игрока), каждый клиент начинает перемещение этого объекта, применяя согласованный алгоритм dead reckoning. Его движение обновляется при получении последующих PDU. Если для пакетов, несущих PDU, возникнет увеличенная задержка или вовсе их потеря, каждая копия виртуального мира продолжит показывать движение объектов в соответствии с алгоритмом до тех пор, пока не получит следующее обновление. Кроме того, при несоответствиях между статусом сервера и предсказанным клиентом некоторые игры могут сделать переход к новому статусу менее резким, используя алгоритмы сглаживания.

В дополнение к предсказанию клиента сервер может прибегать к методу компенсации сетевой задержки, чтобы правильно объединить виртуальные реальности, которые из-за проблем с неткодом испытывают рассинхронизацию. В таком случае сервер хранит историю последних позиций игроков (так, серверы, на которых работает движок Valve Source, сохраняют позиции игроков в течение 1 секунды), и когда ему нужно вычислить новое состояние, он сначала оценивает момент, когда действие было выполнено в клиентской версии состояния игрового мира. Другими словами, сервер «перематывает время» в соответствии с задержкой конкретного клиента, вычисляя выполнение введенной им команды (например, удалось ли выстрелу игрока поразить цель). Для этого используется следующая формула:

Время выполнения команды = Текущее время сервера — Задержка пакета — Интерполяция представления клиента

Иллюстрация выше представляет собой пример скриншота, сделанного на сервере сразу после того, как он подтвердил обращение. Красный хитбокс показывает позицию цели на клиенте, как это было некоторое время назад. Пока команда игрока (то есть, выстрел по цели) добиралась до сервера, цель продолжала двигаться влево. После того, как команда прибыла на сервер, для расчета факта попадания сервер восстанавливает позицию цели (синий хитбокс) на основе предполагаемого времени выполнения команды. Так сервер отслеживает траекторию выстрела и подтверждает или не подтверждает попадание.

Впрочем, иногда такой алгоритм приводит к ошибкам попадания, когда цель уже скрылась за укрытием. Эту проблему можно было бы решить, если бы клиент мог послать сообщение «попадание» вместо сообщения «выстрел». Однако серверы не могут разрешить клиентам сообщать о попаданиях по соображениям безопасности: некоторые клиенты могут этим воспользоваться в собственных целях и прибегнуть к читерству.

Мы рассмотрели основные причины различных задержек и других нежелательных аспектов производительности сети. Как у игрока, у вас есть немало опций, которые могут значительно улучшить качество вашего игрового опыта. Надежное сетевое соединение может сделать игру намного стабильнее и интереснее. Также мы рассмотрели варианты, что со своей стороны могут сделать разработчики и как они могут повлиять на игровой процесс.

Для получения дополнительной информации о лагах и о том, что вы можете с ними сделать, можно ознакомиться с каналом Battle(non)sense: там разбираются тесты сетевых проблем в разных играх и то, как разные технологии на них влияют. Прилагаем также и другие ссылки на видео и статьи о сетевом коде ниже:

Источник

Что такое джиттер?

Недавно спрашивал про преимущества проводного подключения над Wi-Fi и кто-то упомянул про джиттер. Кто может объяснить простыми словами, что есть джиттер, как его вычислить и насколько оно выражено в домашних сетях.

Простой 4 комментария

Если джиттер это:
В телекоммуникациях под джиттером часто понимается разброс минимального и максимального времени прохождения пакета IP от среднего времени прохождения пакета[5]. Например, посылается 100 пакетов IP. Минимальное время прохождения пакета IP — 395 мс, среднее — 400 мс, максимальное — 405 мс. В этом случае (405-400=5; 400-395=5) джиттер можно считать маленьким. Если же посылается 100 пакетов IP, и минимальное время прохождения пакета — 1 мс, среднее — 50 мс, максимальное — 100 мс, (100-50=50; 50-1=49) джиттер большой.

И если пинг по Wi-Fi практически идентичен пингу проводного подключения (±1 мс), то можно ли говорить о влиянии джиттера на качество связи(гейминга) в FPS шутере?

Если я немного прав, кто может пояснить, что помимо нижеперечисленного определяет ту самую существенную разность между проводным и беспроводным геймингом:

К Wi-Fi подключено 1 устройство — ПК.
Расстояние между роутером и компьютером минимальное (скажем, 1 метр);
Устройства в одной комнате и между ними нет препятствий (стена, перегородка, какой-нибудь предмет);
Нет помех, Wi-Fi канал не перекрывается, роутер работает на 5Ггц.
Разность пингов проводного и Wi-Fi не более 1-2 мс, потери пакетов отсутствуют.
Что ещё?

Tomaszz, примите поздравления, у вас идеальный wi-fi.
Для полного счастья можно еще ширину канала измерить, может там тоже все красиво.

На практике так везет не всем, и сильно не всегда. Гораздо чаще встречаются ситуации, когда полно шумов, преград, помех, соседей, багов в драйверах и прочей фигни.

Но вообще на 5Ггц на коротких дистанциях не должно быть проблем. Он для этого и создавался как раз.

Если вы не наблюдаете рандомных задержек пинга даже при существенной нагрузке на сеть, то проблемы джиттера у вас нет.

Источник

[РЕШЕНО] Как исправить ошибки, связанные с JITTER.HLP

Измеряемые параметры джиттера: период и амплитуда
Джи́ттер

(англ. jitter — дрожание) или
фазовое дрожание цифрового сигнала данных
[1] — нежелательные фазовые или частотные отклонения передаваемого сигнала. Возникают вследствие нестабильности задающего генератора, изменений параметров линии передачи во времени и различной скорости распространения частотных составляющих одного и того же сигнала.

В цифровых системах проявляется в виде случайных быстрых (с частотой 10 и более) изменений местоположения фронтов цифрового сигнала во времени, что приводит к рассинхронизации и, как следствие, искажению передаваемой информации. Например, если фронт имеет малую крутизну или «отстал» по времени, то цифровой сигнал как бы запаздывает, сдвигается относительно значащего момента времени — момента времени, в который происходит оценка сигнала.

Устранение джиттера — одна из основных проблем, возникающих при проектировании цифровой электроники, в частности, цифровых интерфейсов. Недостаточно аккуратный расчёт джиттера может привести к его накоплению при прохождении цифрового сигнала по тракту и, в конечном счёте, к неработоспособности устройства.

При цифровой записи звука джиттер вносит в сигнал искажения, подобные детонации

— явлению, вызванному неравномерностью движения магнитной ленты в аналоговом магнитофоне вследствие несовершенства лентопротяжного механизма. Однако, вносимые цифровым джиттером искажения существенно заметнее искажений звука, вносимых детонацией. Видимо, это связано с большей «мягкостью» и «плавностью» детонационных искажений, обусловленных эластичностью магнитной ленты и инерционностью механических элементов лентопротяжных механизмов.

В области телекоммуникаций джиттером называется первая производная задержки

прохождения данных по времени.

На графике «амплитуда сигнала» (ось ординат (y)) — «время» (абсцисс (x), секунды) джиттер — сдвиг по фазе (в секундах) между идеальным и действительным сигналами.

Для наглядного представления джиттера строят график «сдвиг по фазе» (ось ординат, секунды) — «время» (ось абсцисс, секунды).

Цифры, которые не врут

Вы платите поставщику за подключение к Интернету, которое должно в пределах выбранного тарифа соответствовать определенным техническим параметрам. Среди них не только скорость загрузки, но и скорость передачи вместе с задержкой или ответом (пинг).

На практике, однако, измеренные значения могут значительно отличаться от указанных на бумаге. Иногда долгосрочно, иногда только в течение короткого промежутка времени из-за технической проблемы или агрегации – совместного потенциала Интернет-соединения между несколькими пользователями. Speedtest поможет выявить различия и показать вам, каково в действительности ваше подключение. Причем все это в течение нескольких десятков секунд и без сложных настроек.

Как работает измерение скорости Интернета?

С точки зрения пользователя, все просто. Непосредственно в веб-браузере нажмите на кнопку измерения и подождите. Перед тем, как запустить speedtest, важно отключить все задачи, приложения и устройства, которые могли бы использовать подключения к Интернету. Это бы повлияло на результаты, и вы ничего бы не узнали, или же выводы бы не имели требуемую точность.

Технические решения и фон speedtest сами по себе являются сложными, но вкратце и очень упрощенно тест моделирует ситуацию, когда вы пересылаете и загружаете данные. Исходя из того, насколько быстро происходят эти переводы, вычисляются измеряемые значения. Вы можете проверить скорость до тридцати тестовых серверов, размещенных в различных географических точках. А какие данные вы выясните?

Функциональность

При передаче данных и посещении веб-сайта, поскольку веб-сайт представляет собой набор всех пакетов данных, пакеты будут отправляться с сервера по сети на компьютер пользователя или подключенное устройство и загружаться веб-браузером. При сильном джиттере, будет 3 пакета, которые не будут отправлены по запросу. По истечении этого времени все 3 пакета будут доставлены сразу. Это приводит к перегрузке запрашивающего компьютерного устройства. Это приводит к перегрузке и потере пакетов данных по сети. Джиттер можно сравнить с пробкой, в которой данные не могут перемещаться с разумной скоростью, так как все пакеты пришли на перекресток одновременно и ничего не может быть загружено. После этого устройство принимающего компьютера не сможет обработать эту информацию. В результате чего информация будет отсутствовать. Во время потери пакетов, если они не приходят последовательно, конечная точка получения должна компенсировать это и попытаться исправить потерю. В некоторых случаях невозможно внести точные поправки, и эти потери становятся невосполнимыми. При перегрузке сети, сети не могут отправлять одинаковое количество принимаемого трафика, поэтому пакетный буфер заполнится и начнет пропускать пакеты. Даже если джиттер считается препятствием, которое вызывает задержку, нарушение или даже потерю связи по сети, иногда возникают аномальные колебания, которые на самом деле не имеют очень длительного эффекта. В таких ситуациях джиттер не представляет большой проблемы, потому что существуют приемлемые уровни джиттера, которые могут быть допустимы, например, следующие:

На приведенных выше рисунках показаны условия, которые необходимо учитывать, где допустимо дрожание. Приемлемый джиттер просто означает готовность принять неравномерные колебания при передаче данных.[1:1]

Для достижения наилучших результатов дрожание должно быть менее 20 миллисекунд. Если это превысит 30 миллисекунд, то это окажет заметное влияние на качество любого разговора в реальном времени, который может иметь пользователь. С такой скоростью пользователь начнет испытывать искажения, которые повлияют на разговор и усложнят работу с сообщениями для других пользователей. Эффект джиттера зависит от того, какой сервис будет использоваться пользователем. Существуют сервисы, где джиттер будет очень заметен, но все равно будет оставаться значительным в других сервисах, таких как голосовые вызовы и видеозвонки. Джиттер становится проблемой во время голосовых вызовов, потому что это наиболее часто цитируемая услуга, когда джиттер, как было показано, наносит реальный ущерб. В первую очередь, это связано с тем, как происходит передача данных VoIP. Голос пользователя разбивается на различные пакеты и передается вызывающему абоненту на другой стороне.[1:2] При измерении джиттера необходимо вычислить среднее время задержки между пакетами, и это делается несколькими способами в зависимости от типа трафика.

Скорость соединения под увеличительным стеклом

Результаты теста представят ряд ключевых значений, по которым вы можете оценить ваше соединение и сразу же выбрать, например, другой план или другого поставщик. К основным значениям относятся:

Download

Загрузка (download) покажет вам в Мбит / с скорость загрузки данных на вашем устройстве. Чем выше значение, тем лучше, потому что чем быстрее загрузка, тем меньше времени вы будете ждать, пока вы загрузите веб-страницу, или, например, вложение электронной почты. Подключение к Интернету в домашних условиях, как правило, асимметрично. Это означает, что скорость загрузки данных для пользователя выше, чем скорость передачи.

Upload

Указанная скорость передачи (upload) является еще одним основным значением, которое покажут результаты теста. Upload вновь выражает в Мбит / с, как быстро вы можете при данном подключении загружать данные Интернет. Чем выше число, как и при download, тем лучше. Быстрая загрузка важна, например, для резервного копирования в облако или потокового видео. Чем выше значение, тем быстрее вы можете загружать данные из устройства в Интернет.

Три основных параметра завершаются ответом (пинг) в миллисекундах. У него наоборот, чем ниже, тем лучше. Его значение особенно важно для игроков онлайн-игр, которым при игре нужен быстрый ответ сервера, чтобы в игре не было задержки. Относительно быстрым пингом можно считать все ниже 40 мс, а действительно хороший результат – это все в диапазоне 0-10 мс.

Джиттер

Частью результатов является и джиттер. Он выражает в миллисекундах колебания величины пинг, а следовательно, и стабильность соединения. Результат должен быть как можно более низким. Чем выше значение джиттера получится в тесте, тем менее стабильность подключения к Интернету.

Результаты speedtest покажут в деталях, сколько МБ данных теоретически можете скачать и загрузить за определенный период времени. Вы легко найдете, является ли указанный объем данных и, таким образом, скорость, достаточными. Это полезно, не так ли?. Владельцы блогов и веб-сайты имеют возможность встроить тест скорости соединения бесплатно прямо на сайте через код встраивания.

Причины возникновения джиттера

Проверяйте подключение регулярно

Подключение к Интернету – безусловно, не тот случай, когда то, что было вчера, действует и сегодня. Не забывайте время от времени повторить speedtest или применять его каждый раз, когда вы подозреваете проблемы со скоростью соединения.

Он вам немедленно ответит, и у вас есть возможность решить, какие будут ваши следующие шаги. В любом случае, тратить время с медленным Интернетом в настоящее время не имеет смысла.

Проверьте локальную сеть

Перед тем, как приступить к диагностике подключения к Интернету, проверьте для начала вашу локальную сеть. Многие ошибки подключения к Всемирной паутине на самом деле являются проблемами локальной сети (LAN).

Если вы спросите у системного администратора крупной компании, с какой основной сетевой проблемой он сталкивался, то как это ни парадоксально, самым популярным ответом станет отключенный сетевой кабель. Действительно, если внешний кабель, подключенный к роутеру или DSL-модему не подключен к порту, выйти в Интернет не получится. Очень часто неполадки возникают после уборки помещения пылесосом. В этом случае вы знаете что делать.

Кроме того, если выше беспроводное соединение не работает, проверьте, что ваш компьютер подключается к правильной точке доступа. Если устройство пытается подключиться к старой сети Wi-Fi, соединение установить не удастся.

Помните, что если вы сменили пароль аутентификации на маршрутизаторе, то нужно сменить его на всех подключаемых устройствах. Очень часто пользователи сталкиваются с данной проблемой, когда долго не использовали устройство, и в это время успели поменять пароль от беспроводной сети.

Сколько вешать в граммах? Что означает конкретный показатель?

Рассматривая предложения провайдеров, необходимо хотя бы примерно представлять, что именно вы получите при подключении интернет-канала определённой пропускной способности.

Учитывайте, что скорость приёма и отдачи – это величина непостоянная. Она может существенно меняться в течение суток. Поэтому большинство провайдеров указывают в договоре не конкретный диапазон, а расплывчатую фразу: «до Х Мб/сек».

Параметры[ | ]

Влияние джиттера на характеристики АЦП[ | ]

Частота дискретизации АЦП обычно задаётся кварцевым генератором, а любой кварцевый генератор (особенно дешёвый) имеет ненулевые фазовые шумы. Таким образом, моменты времени получения отсчётов сигнала (дискретов, семплов (англ. sample — образец, проба)) расположены на временной оси не совсем равномерно. Это приводит к размыванию спектра сигнала и ухудшению отношения сигнал/шум.

Влияние джиттера АЦП на характеристики цифровой антенной решётки[ | ]

Какие ещё показатели характеризуют качество интернет-соединения?

Помимо скорости можно оценить и показатель под названием Ping – это время ответа сервера, измеряемое в миллисекундах. Чем оно меньше – тем качественнее соединение. Данный параметр особенно важен для тех, кто играет в онлайн-игры или даже участвует в сетевых баталиях. Быстрый ответ сервера в этом случае будет означать отсутствие задержек в игре. Чем ниже значение Ping – тем лучше:

Ping (в миллисекундах)	Что это означает в реальной жизни?
1-40	Подходящий вариант для онлайн-игр и участия в соревнованиях.
41-100	Достаточно для удалённой работы или стратегий, где не требуется немедленной реакции на действия других участников процесса.
Более 100	Некомфортный отклик как для игр, так и для удалённой работы в Сети.

Существует ещё и такой показатель как джиттер – он отображает колебания величины Ping (также в миллисекундах) и демонстрирует стабильность соединения. Чем ниже значение джиттера – тем лучше.

Сопутствующие условия

Задержка

Задержка — это время, необходимое для перемещения небольшого количества данных с одной конечной точки на другую. Обычно это влияет на опыт пользователя и в значительной степени зависит от нескольких факторов. Задержка состоит из четырех компонентов: задержка обработки, задержка очереди, задержка передачи и распространения. В то время как джиттер специально задерживает несоответствия. Это относится к несоответствию между задержками между двумя пакетами. Это приводит к потере пакетов и перегрузке сети. Поэтому джиттер и задержка, как правило, связаны друг с другом, но они не одинаковы.

Задержка

Задержка рассматривается как задержка в сети. Это время, которое необходимо пакету данных, чтобы добраться от источника до места назначения. В результате происходит задержка распространения, сериализация и буферизация пакетов. Задержка — это период, начинающийся с момента передачи пакета от отправителя к получателю, в то время как джиттер — это разница между задержками пересылки двух последовательных полученных пакетов в одних и тех же потоках.[2]

Connection speed under a magnifying glass

The results of the test show you a series of key values that allow you to evaluate your connection and decide, for example, whether to choose a different rate or another provider. The main values include:

Downloading

Downloading shows the download speed of data to your device, expressed in megabits per second (Mbits). A higher value is better because the faster the download, the less time you wait to load a web page or to download an email attachment. A home Internet connection is usually asymmetrical, which means that the data transfer speed to the user is higher than the upload speed.

Uploading

Another basic value revealed by the test results is upload. Upload shows how fast you can upload data to the internet with your connection, also measured in Mbit/s. As with downloading, a higher number is better. A quick upload is important for backing up to the cloud or for streaming. The higher the value, the faster you can upload data from your device to the internet.

Ping measures the time it takes for data to be sent from a host to a destination computer and back again. It is measured in milliseconds (ms). As opposed to downloading and uploading, with ping, the lower the value, the better. This value is especially important for online game players who need a quick response from the server when playing, so that their action in a game is not delayed. A relatively fast ping is less than 40 ms. Anything within the range of 0 to 10 ms is considered a very good result.

Jitter

Jitter expresses the fluctuations of the ping value and, therefore, the stability of the connection. The result (in milliseconds) should be as low as possible. The higher the jitter value displayed in the test, the worse your internet connection stability is.

The detailed results of the speed test show the amount of data in megabytes (MB) that you can theoretically download and upload during a given period of time. Thus, you can easily find out if the data volumes and speed are adequate. This is highly practical. The owners of blogs and websites have the option of inserting a free connection speed test directly on their websites through the embedding code.

Источник

Jitter что это

Джулиан Данн, Audio Precision, Inc.

Оглавление:

Введение

Цифровые аудио системы отличаются от аналоговых двумя главными особенностями:

Обычно моменты квантования определяются аналогово-цифровым преобразователем (АЦП) и цифро-аналоговыми (ЦАП) преобразователем, которые служат для преобразования сигнала из аналоговой формы в цифровую и обратно. Эти устройства зачастую имеют задающий генератор для управления частотой квантования или частотой дискретизации.

Цифровое аудио невосприимчиво к многим недостаткам аналоговой записи и аналоговой передачи сигнала: искажения, шумы на линии, шумы пленки, детонации, взаимное проникновение каналов. И даже если сигнал в цифровой форме не полностью избавлен от недостатков, он несомненно очень устойчив к большинству из таких воздействий. Но на практике цифровой сигнал встречается с новыми проблемами: нестабильность тактового генератора, падение характеристик сигнала в кабеле, паразитные наводки. Все это приводит к изменению формы сигнала и небольшим сдвигам во временной области, или джиттеру.

Джиттер также может возникать в случае самотактующегося сигнала (например, S/PDIF). В этом случае джиттер может привести к ошибкам в распознавании данных, к сбою синхронизации или потере отдельных битов. Джиттер задающего генератора также может ухудшать точность оцифровки в преобразователях в процессе квантования.

Что такое джиттер?

Джиттером называется отклонение сигнала, такого как тактующий сигнал генератора, во времени от номинала.

Составляющая джиттера может быть извлечена из тактового или самотактующегося цифрового сигнала и проанализирована в отдельности. Среди наиболее полезных путей изучения влияния джиттера является исследование частотной характеристики и выявление главных частотных компонентов джиттера.

Измерения джиттера

При небольшом количестве джиттера, фронт меандра смещается назад или вперед на небольшую величину по времени. При увеличении джиттера, смещения достигают больших величин.

Частотой джиттера называют частоту, с которой происходит фазовый сдвиг. Также как в случае наложения шума или помехи, сигнал привносимый джиттером может быть чистой синусоидой, сложным колебанием или полностью случайным процессом.

Интервальная единица (UI)

Интервальной единицей (UI, unit interval) называют отрезок времени, обратно пропорциональный частоте следования данных. Этот термин часто используется при исследованиях джиттера. UI определяется как минимальный номинальный временной интервал в выбранной схеме кодирования. Для сигнала в стандарте AES3 при передачи данных частотой 48 кГц содержатся: 32 бита в субфрейме и 64 бита во фрейме, что дает 128 импульсов на фрейм после применения для кодирования двухфазной модуляции. В этом случае:

1 UI / (128 * 48000) = 163 нс

UI используется в нескольких спецификациях на джиттер в стандарте AES3¹ (стандарт сообщества Audio Engineering Society для интерфейса передачи двухканального цифрового аудио), в результате допуски по спецификации пропорционально масштабируются для разных данных и частот семплирования.

1. AES3-1992—‘Recommended Practice for Digital Audio Engineering—Serial Transmission Format for Two-Channel Linearly Represented Digital Audio Data’ J. Audio Eng. Soc., vol. 40 No. 3, страницы 147-165, июнь 1992. (Последняя версия, включающая поправки, доступна на сайте www.aes.org).

Например, длина UI в секундах для частоты 96 кГц вполовину меньше, чем UI для 48 кГц. Требования по джиттеру для передачи и приема находятся в тех же пропорциях.

Примечание: Некоторые спецификации на пересылку данных определяют UI как продолжительность одного бита при передаче. Такое определение несовместимо со спецификацией AES3 и не будет здесь использоваться.

Как можно увидеть джиттер?

Джиттер цифрового сигнала можно увидеть по смещению импульсов, которые сдвинуты относительно идеального тактового сигнала. И любые правильные измерения джиттера основаны на сравнении подверженного джиттеру сигнала с идеальным клоком.

На практике зачастую нет идеального тактового сигнала, с котором можно сравнить испытуемый сигнал. Поэтому при измерении джиттера приходится опираться на сам сигнал, на смещения по оношению к самому себе.

Вместо этого, можно сэмулировать идеальный тактовый сигнал автоподстройкой фазы относительно низкоджиттерного генератора, используя ФАПЧ (PLL) (см. параграф Фазовая автоматическая подстройка частоты). Такой способ самоуточнения сигнала аналогичен наложению ВЧ фильтра с частотой среза, равной частоте среза ФАПЧ. Полученный идеальный тактовый сигнал можно, например, использовать для внешней тактовки осциллографа или как референсный сигнал при просмотре на двухлучевом осциллографе.

Используя цифровую обработку сигнала (DSP), можно вычислить идеальный задающий сигнал усреднением анализируемого сигнала. После этого есть возможность выделить сигнал и его джиттер с очень большой точностью. По этим данным анализатор может построить отклонение импульсов по амплитуде и времени в виде глазковой диаграммы (график 3); отобразить джиттер во временной области (график 4), или, используя БПФ, построить спектральное разложение джиттера (график 5).

График 4. Джиттер с основной частотой 5 кГц во временной области

График 5. FFT анализ выделенного из сигнала джиттера

Джиттер при семплинге

Джиттер может влиять на цифровой сигнал в двух широких областях: в процессе преобразования аналога в цифру и обратно, и при передаче в цифровом виде.

Джиттером дискретизации или джиттером семплинга (sampling jitter) называют ошибки выбора моментов времени квантования в процессе оцифровки в АЦП, при преобразования в аналог в ЦАП или в преобразователях частоты дискретизации (SRC). Большое значение джиттера в перечисленных случаях может привести к слышимом ухудшении качества сигнала.

Интерфейсный джиттер

В отличие от постепенного ухудшения звука при увеличении джиттера семплинга, большое значение интерфейсного джиттера при передаче звуковых данных может привести к потери целостности данных. Так что становится важным контролировать значение джиттера при передаче данных. Джиттер цифровых звуковых интерфейсов должен находиться в определенных допусках, чтобы его можно было скомпенсировать на приемной стороне.

Джиттер генератора синхросигнала

Во многих задачах цифрового аудио важно хранить, передавать и обрабатывать сигнал синхронно на всех участках цепочки. Это требует стабильной единой частоты дискретизации. В других задачах важно, чтобы частота семплирования сигнала была строго пропорциональной другой частоте, например частоте кадров видеоряда, чтобы не было расхождения видео и аудиодорожки. Способ управления таймингом в этом случае зовется тактовой синхронизацией (clock synchronization).

Когда тактовый генератор синхонизирован с внешним источником синхронизации, добавляется джиттер от генератора синхросигнала. Также джиттер может быть добавлен на этапе передачи сигнала синхронизации. К счастью, можно отфильтровать джиттер сигнала синхронизации. Зная характеристики джиттера генератора синхросигнала, можно отфильтровать джиттер на приемной стороне.

При тактовании от внешнего генератора таким образом, характеристики подавления джиттера сильно влияют на качество звукового сигнала. В других обстоятельствах это становится не так важно.

Фазовая автоматическая подстройка частоты (Phase-Locked Loop)

При быстром вращении тяжелого маховика на скорость его вращения влияют только продолжительно прикладываемые усилия по ускорению и замедлению, с полным игнорированием коротких по времени воздействий. Нечто похожее наблюдается при работе схемы фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ).

На входе ФАПЧ имеется фазовый детектор, который формирует управляющий сигнал на основе сравнения разности фаз входного сигнала и цепи обратной связи. Далее сигнал следует на ФНЧ и генератор управляемый напряжением (VCO). Управление возможно из-за наличия цепи отрицательной обратной связи с заданным коэффициентом усиления (PLL Loop Gain).

Если фазовая разность равна нулю, управляющее воздействие отсутствует, контур замыкается. Если же имеется разность фаз, она управляет источником тока (CP), подающего разностный периодический сигнал на ФНЧ. Отфильтрованный дельта-сигнал управляет генератором VCO, который преобразует напряжение в производную фазы по времени, т.е. в частоту. Происходит регулирование частоты таким образом, чтобы фазовая разность стала равной нулю. Происходит фазовая автоматическая подстройка частоты.

ФНЧ вводится намеренно, для достижения ФАПЧ свойства «маховика». ФНЧ сглаживает ВЧ-помехи во входном сигнале и уменьшает полосу, в которой частота VCO стабилизируется схемой ФАПЧ.

Ниже частоты сопряжения, благодаря ООС, выход ФАПЧ практически повторяет сигнал на входе, при этом фазовый шум ГУН подавляется. С ростом частоты ООС ослабевает, так что джиттер на выходе ФАПЧ будет в большей степени зависеть от собственного фазового шума ГУН и в меньшей от джиттера входного сигнала. Ключевой момент в реализации ФАПЧ приемника или передатчика состоит в компромиссе между собственным джиттером и его подавлением.

Источник

Джиттер. Теория. Часть 1

Джулиан Данн, Audio Precision, Inc.
перевод Максим Лядов, iXBT.com
перепечатка без разрешения редакции запрещена

Оглавление:

Введение

Цифровые аудиосистемы отличаются от аналоговых двумя главными особенностями:

Моменты квантования также могут задаваться преобразователем частоты дискретизации — SRC, который использует математические вычисления для трансформации цифрового сигнала одной частоты в другую. В случае если SRC не имеет физического устройства, задающего моменты квантования, вычислительный процесс производится с использованием виртуального тактового генератора.

Что такое джиттер?

Джиттером называется отклонение сигнала, такого как тактующий сигнал генератора, во времени от номинала.

Например, джиттер сигнала тактового генератора возникает по причине того, что фронт импульса реального и идеального генераторов различаются, что, кстати говоря, совершенно нормально. В отличие от достижимого в теории идеального сигнала, точка пересечения нуля фронта реального сигнала для разных импульсов различается по времени. Говоря иначе, джиттер — это фазовая модуляция формы цифрового сигнала.

Измерения джиттера

Амплитудой джиттера называют величину смещения по времени и измеряют в единицах времени: либо в долях секунды (наносекунды, пикосекунды), либо в интервальных единицах (unit). Для тех кто сталкивается с измерениями джиттера впервые, надписи по осям графика могут сбить с толку — зачастую и по вертикальной, и горизонтальной оси отложено время.

Интервальная единица (UI)

1 UI / (128 * 48000) = 163 нс

1. AES3-1992 — «Recommended Practice for Digital Audio Engineering — Serial Transmission Format for Two-Channel Linearly Represented Digital Audio Data» J. Audio Eng. Soc., vol. 40 No. 3, страницы 147-165, июнь 1992. (Последняя версия, включающая поправки, доступна на сайте www.aes.org).

Как можно увидеть джиттер?

Простейший и наиболее неудачный пример такого пути — это «наблюдение формы сигнала на осциллографе», подключив сигнал с джиттером к осциллографу, как показано на графике 2. К сожалению, вы получите вводящий в заблуждени результат, который будет зависеть от несовершенства генератора осциллографа, а также от спектра джиттера сигнала. Вместо джиттера, такой способ показывает интервальное отклонение. Между ними есть определенная связь, но на некоторых частотах джиттер не будет виден вовсе, тогда как на других амплитуда джиттера может удвоиться. В частности, если речь идет о низкочастотном джиттере.

Если тактовать осциллограф от референсного сигнала с ФАПЧ и отмасштабировать отображение по времени ровно в один UI, множество следующих друг за другом импульсов будут отображаться как один, накладываясь двух на друга из-за послесвечения точек люминофора экрана. Такая характерная картинка называется глазковая диаграмма (eye pattern). Величина открытия глаза на диаграмме зависит от смещения по времени фронтов импульса. Узость глазного просвета показывает джиттер (меньше просвет — больше джиттер).

График 4. Джиттер с основной частотой 5 кГц во временной области

График 5. FFT анализ выделенного из сигнала джиттера

Джиттер при семплинге

Джиттером дискретизации или джиттером семплинга (sampling jitter) называют ошибки выбора моментов времени квантования в процессе оцифровки в АЦП, при преобразования в аналог в ЦАП или в преобразователях частоты дискретизации (SRC). Большое значение джиттера в перечисленных случаях может привести к слышимому ухудшению качества сигнала.

Интерфейсный джиттер

В отличие от постепенного ухудшения звука при увеличении джиттера семплинга, большое значение интерфейсного джиттера при передаче звуковых данных может привести к потере целостности данных. Так что становится важным контролировать значение джиттера при передаче данных. Джиттер цифровых звуковых интерфейсов должен находиться в определенных допусках, чтобы его можно было скомпенсировать на приемной стороне.

Джиттер генератора синхросигнала

Фазовая автоматическая подстройка частоты (Phase-Locked Loop)

Источник

Что такое QoS: а так ли он нам нужен?

Цифры, которые не врут

Настройка приоритизация

Технология QoS необходима во многих сетевых службах и сервисах: потоковое мультимедиа, VoIP и настроенные видеоконференции, новостные порталы, где важен определенный уровень безопасности с минимальными значениями джиттера и задержки.

И, если раньше подбирать параметры и выдавать приоритеты приходилось вручную, обращаясь к командной строке, то в новых маршрутизаторах уже появились отдельные шаблоны под каждую из задач. И даже обращаться в поддержку к диспетчеру уже не требуется, все контролируется вручную.

Выбираются шаблоны в настройках маршрутизатора (адрес 192.168.1.1 или 192.168.0.1), в разделе с NAT / QoS. Перед доступом к параметрам приоритизации придется активировать параметр «качества обслуживания». Если шаблоны не предусмотрены, подбирать значения для служб и сетей придется вручную.

Как работает измерение скорости Интернета?