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.