Che cos’è il jitter? De­fi­ni­zio­ne e misure pre­ven­ti­ve

Si parla di jitter quando si ve­ri­fi­ca­no ritardi o de­via­zio­ni nella tra­smis­sio­ne dei pacchetti di dati. In caso di jitter, di solito il problema è dovuto a un esau­ri­men­to della larghezza di banda della rete o all’utilizzo di una vecchia in­fra­strut­tu­ra di rete, di vecchi cavi Ethernet o vecchi terminali. Per ridurre o per evitare del tutto il jitter, è con­si­glia­bi­le eseguire re­go­lar­men­te un test di rete e un ag­gior­na­men­to dei terminali o delle reti.

Lo schermo trema, la tra­smis­sio­ne audio è instabile e gracchia o il video di Zoom va a scatti: tutti questi in­con­ve­nien­ti possono essere dovuti al jitter. Alla base di tutto vi sono l’in­sta­bi­li­tà nel ciclo di tra­smis­sio­ne dei segnali digitali e la va­ria­zio­ne nei tempi di transito nella tra­smis­sio­ne dei pacchetti di dati. In pratica, il jitter può causare ritardi, rinvii o de­via­zio­ni che in­te­res­sa­no gli impulsi di segnale, i valori di ampiezza e la tem­po­riz­za­zio­ne di fase.

Nelle reti TCP/IP, il jitter indica le de­via­zio­ni di latenza nella tra­smis­sio­ne di pacchetti di dati tra le istanze e i terminali coinvolti. I pacchetti di dati impiegano quindi più tempo del solito per rag­giun­ge­re il de­sti­na­ta­rio.

A seconda del caso, è possibile in­di­vi­dua­re le seguenti tipologie di jitter:

• Jitter costante: in questo caso, la tra­smis­sio­ne dei pacchetti di dati viene sempre ritardata in modo costante.
• Jitter tran­si­to­rio (tem­po­ra­neo): di solito è causato da singoli pacchetti di dati e provoca un breve ma sensibile ritardo nella tra­smis­sio­ne del segnale.
• Ritardi a breve termine: questi ritardi sono va­ria­zio­ni dovute pre­va­len­te­men­te a cam­bia­men­ti nei percorsi di tra­smis­sio­ne o a reti con­ge­stio­na­te. Si ma­ni­fe­sta­no con brevi ritardi crescenti in presenza di una certa quantità di pacchetti di dati e possono causare ritardi variabili da pacchetto a pacchetto.

Di norma, il jitter si manifesta nel tra­sfe­ri­men­to di dati tra due sistemi. Il flusso di pacchetti tra i sistemi è quindi ritardato in modo costante o per breve tempo. Sebbene la va­ria­zio­ne della latenza sia un fenomeno frequente e regolare nelle reti IP, il jitter è par­ti­co­lar­men­te fru­stran­te nella co­mu­ni­ca­zio­ne in tempo reale, ad esempio per le chat video, le vi­deo­con­fe­ren­ze e le te­le­fo­na­te VoIP. Gli effetti del jitter in questi casi sono un degrado nella qualità della co­mu­ni­ca­zio­ne, fruscii, suono grac­chian­te, segnali audio e video ritardati o fram­men­ta­zio­ne del segnale trasmesso. Il jitter può ve­ri­fi­car­si anche nei servizi di hosting del desktop o nelle VDI, in­fra­strut­tu­re desktop virtuali.

Le cause del jitter possono essere diverse a seconda dei casi. In generale possono essere le seguenti:

• Scarsa qualità dell’hardware o dell’in­fra­strut­tu­ra di rete: il jitter sulla rete può ve­ri­fi­car­si in caso di utilizzo di router, modem, computer, cavi, switch o pe­ri­fe­ri­che di tipo obsoleto. I segnali subiscono ral­len­ta­men­ti durante la tra­smis­sio­ne e i comandi vengono eseguiti in ritardo.
• So­vrac­ca­ri­co a causa di ridotta larghezza di banda della rete: a seconda del tipo di rete o del pro­to­col­lo di rete, il jitter si verifica spesso in seguito al so­vrac­ca­ri­co della rete stessa. Ciò avviene, ad esempio, se la larghezza di banda della rete è in­suf­fi­cien­te o se i di­spo­si­ti­vi attivi sono troppi.
• Reti wireless con cattiva con­nes­sio­ne di rete: se la velocità di tra­smis­sio­ne e la larghezza di banda sono in­suf­fi­cien­ti possono essere causa del jitter, so­prat­tut­to nelle reti wireless. Anche per questo motivo le con­nes­sio­ni di rete cablate offrono una migliore tra­smis­sio­ne dei segnali video e audio.
• Assenza di priorità per pacchetti o terminali: in una rete possono ve­ri­fi­car­si de­via­zio­ni e ritardi se non viene stabilita nessuna priorità per de­ter­mi­na­ti pacchetti di dati o terminali. Ciò è par­ti­co­lar­men­te evidente nella tra­smis­sio­ne di dati audio in sistemi VoIP.

Il ritardo o la varianza nella latenza possono essere calcolati uti­liz­zan­do varie metriche. Per la mi­su­ra­zio­ne del jitter si uti­liz­za­no i seguenti metodi:

Si misura il tempo medio e minimo di andata e ritorno (RTT, Round Trip Time) eseguendo un test del ping per il pacchetto lin­gui­sti­co. RTT è il tempo che i pacchetti di dati e i segnali ne­ces­si­ta­no per andare da un’istanza mittente al de­sti­na­ta­rio. Sem­pli­fi­can­do, si tratta di un test del ping simile al comando ping o tra­ce­rou­te.

Il ritardo tra gli in­ter­val­li di tra­smis­sio­ne e ricezione è de­ter­mi­na­to dal jitter istan­ta­neo sui singoli pacchetti.

I test della larghezza di banda misurano la va­ria­zio­ne della latenza e i ritardi nella tra­smis­sio­ne dei dati in base alla larghezza di banda o alla con­ge­stio­ne della rete. I criteri uti­liz­za­ti sono le velocità di upload e download per i pacchetti di dati, i tempi del jitter e la capacità della larghezza di banda della rete. I test della larghezza di banda possono essere uti­liz­za­ti per stabilire se il jitter è causato dal provider internet. È possibile misurare eventuali ritardi in base a una velocità dati teorica in KB/s (kilobit al secondo) o MB/s (megabit al secondo). In questo caso si consiglia di eseguire più test, in quanto le di­men­sio­ni dei file, il rumore di linea e il traffico sulla rete e sul server possono influire sui test.

Per ana­liz­za­re e misurare il jitter sono utili i seguenti strumenti:

• Manager per VoIP/qualità della rete di So­lar­Winds: analizza i record di dati delle chiamate e misura la perdita di pacchetti, la latenza, il jitter e i mean opinion score. Tra le fun­zio­na­li­tà di­spo­ni­bi­li vi sono il mo­ni­to­rag­gio della WAN in tempo reale, l’analisi degli errori per la qualità delle chiamate VoIP, l’analisi visiva dei percorsi delle chiamate VoIP e il mo­ni­to­rag­gio dei trunk PRI (Primary Rate Interface) e dei gateway VoIP Cisco.
• Software di mo­ni­to­rag­gio della rete PRTG (Paessler Router Traffic Grapher): serve a misurare e mo­ni­to­ra­re metriche spe­ci­fi­che come la velocità di tra­sfe­ri­men­to dei dati delle porte dello switch, l’utilizzo della CPU o lo spazio occupato su disco.
• Star­Tri­ni­ty Con­ti­nuous Speed Test Tool: uti­liz­za­to per misurare le con­nes­sio­ni di rete con mo­ni­to­rag­gio della perdita di pacchetti e del jitter re­gi­stran­do a tal fine le marche temporali dei pacchetti. Fra le metriche misurate vi sono la larghezza di banda in upload/download, il jitter in upload/download, la perdita di pacchetti, i ritardi RTT e i tempi di inat­ti­vi­tà.

Per ridurre at­ti­va­men­te o ad­di­rit­tu­ra evitare del tutto il jitter potete ricorrere a diversi metodi:

Con il co­sid­det­to buffering, i pacchetti di dati vengono me­mo­riz­za­ti tem­po­ra­nea­men­te prima di rag­giun­ge­re la loro de­sti­na­zio­ne. Le ap­pli­ca­zio­ni e i servizi ricevono quindi dal buffer i pacchetti di dati secondo un ritmo pre­fis­sa­to, per cui i ritardi, le oscil­la­zio­ni temporali e le de­via­zio­ni possono essere mitigati, com­pen­sa­ti o limitati. Il jitter buffer viene uti­liz­za­to su router, reti o switch.

I cavi e gli switch più vecchi possono essere causa di jitter per via delle loro scarse pre­sta­zio­ni. Il motivo è che i vecchi cavi Ethernet possono tra­smet­te­re solo a 125 MHz. Un ag­gior­na­men­to a cavi Ethernet più recenti può far salire la velocità di tra­smis­sio­ne fino a 250 MHz.

L’ese­cu­zio­ne di ag­gior­na­men­ti o upgrade par­ti­co­lar­men­te grandi per programmi o sistemi operativi può causare un so­vrac­ca­ri­co della larghezza di banda e della rete. Il risultato è un computer che non reagisce più o che reagisce solo con notevole ritardo. Pertanto è con­si­glia­bi­le uti­liz­za­re un software di pia­ni­fi­ca­zio­ne per il sistema operativo, che permette di fissare gli orari gior­na­lie­ri in cui eseguire gli ag­gior­na­men­ti au­to­ma­ti­ci, ad esempio quando si utilizza raramente il di­spo­si­ti­vo o la rete in questione.

La larghezza di banda risente delle ap­pli­ca­zio­ni e delle attività in smart working o in ufficio che non sono es­sen­zia­li per il lavoro vero e proprio, ad esempio lo streaming video e i giochi online. Pertanto è con­si­glia­bi­le ridurre l’utilizzo non ne­ces­sa­rio della larghezza di banda, so­prat­tut­to negli orari di lavoro più intenso.

È possibile ridurre il jitter definendo percorsi di tra­smis­sio­ne stabili pre­ven­ti­va­men­te e as­se­gnan­do le priorità al traffico dati o ai terminali per la tra­smis­sio­ne dei dati.