Джіттер. Методи зменшення впливу джиттера.
Джиттер (англ. jitter - тремтіння) або фазове тремтіння цифрового сигналу даних [1] - небажані фазові та/або частотні випадкові відхилення сигналу, що передається. Виникають внаслідок нестабільності генератора, що задає, змін параметрів лінії передачі в часі і різної швидкості поширення частотних складових одного і того ж сигналу.
У цифрових системах проявляється у вигляді випадкових швидких (з частотою 10 Гц і більше) змін розташування фронтів цифрового сигналу в часі, що призводить до розсинхронізації і, як наслідок, спотворення інформації, що передається. Наприклад, якщо фронт має малу крутість або «відстав» за часом, то цифровий сигнал ніби запізнюється, зсувається щодо моменту часу — моменту часу, в який відбувається оцінка сигналу.
Джиттер є однією з основних проблем при проектуванні пристроїв цифрової електроніки, зокрема цифрових інтерфейсів. Недостатньо акуратний розрахунок джиттера може призвести до його накопичення при проходженні цифрового сигналу трактом і, зрештою, до непрацездатності пристрою.
При цифровому записі звуку джиттер вносить у сигнал спотворення, подібні до детонації - явищу, викликаному нерівномірністю руху магнітної стрічки в аналоговому магнітофоні внаслідок недосконалості стрічкопротяжного механізму. Однак, спотворення, що вносяться цифровим джиттером, істотно помітніше спотворень звуку, що вносяться детонацією. Очевидно, це пов'язано з більшою «м'якістю» і «плавністю» детонаційних спотворень (можна сказати, «аналогового джиттера»), обумовлених еластичність магнітної стрічки та інерційність механічних елементів стрічкопротяжних механізмів.
В області телекомунікацій джиттером називається перша похідна затримки проходження даних почасу.
Причини джиттера.
- Фазові шуми петлі ФАПЧ (фазового автопідстроювання частоти) пристрою, що синхронізується зовнішнім сигналом. Джиттер, що викликається ФАПЧ, проявляється при прослуховуванні матеріалу з записуючого пристрою, що синхронізується від пристрою, що відтворює.
- АЦП. У сучасних цифрових системах звукозапису та відтворення основним джерелом джиттера є АЦП. Нинішні цифрові студійні синхронізатори досить досконалі і часто вносять джиттер менший, ніж АЦП.
Вплив джиттера на характеристику АЦП.
Частота дискретизації АЦП зазвичай визначається кварцовим генератором, а будь-який кварцовий генератор (особливо дешевий) має ненульові фазові шуми. Таким чином, моменти часу отримання відліків сигналу (дискретів) розташовані на осі не зовсім рівномірно. Це призводить до розмивання спектра сигналу і погіршення відношення сигнал/шум.
Боротьба з джиттером.
Під час проектування цифрових пристроїв слід максимально використовувати передачу сигналу з регістру на регістр. Це дозволяє застосувати прості методи розрахунку цифрових сигналів (тимчасові діаграми).
У цифровому звукозаписі слід використовувати високоякісні кварцові генератори з джерелами живлення, що мають малі пульсації та шуми. Також застосування повністю цифрових студій дозволяє звести вплив джиттера до мінімуму. Такою студією може бути і персональний комп'ютер зі звуковою платою, що має гарний АЦП, у разі зберігання, редагування та відтворення звуку лише у цифровому вигляді.
В галузі телекомунікацій з джиттером та його наслідками борються за допомогою буферної пам'яті, пристроїв ФАПЧ, застосуванням спеціальних лінійних кодів, створенням виділених мереж тактовоїсинхронізації.
Джіттер у телекомунікаціях.
У телекомунікаціях під джиттером часто розуміється розкид максимального та мінімального часу проходження пакета від середнього. [2] Наприклад, посилається 100 пакетів мінімальний час проходження пакета - 395 мс, середнє - 400 мс, максимальне - 405 мс, у цьому випадку джиттер можна вважати невеликим. Якщо ж посилається 100 пакетів, мінімальний час проходження пакета — 1 мс, середній — 50 мс, максимальний — 100 мс, у цьому випадку джиттер великий. Наприклад, VoIP дуже чутливий до джиттера.
Заходи забезпечення якості в IP мережах.
Протокол управління з'єднаннями.
Сімейство протоколів Н.323 включає: протокол взаємодії кінцевого обладнання з воротарем RAS, протокол управління з'єднаннями H.225 та протокол управління логічними каналами Н.245.
ITU-T у рекомендації Н.225.0 визначив протокол взаємодії компонентів мережі Н.323 - кінцевого обладнання (терміналів, шлюзів, пристроїв управління конференціями) з воротарем, який отримав назву RAS (Registration, Admission and Status).
Основні процедури, що виконуються кінцевим обладнанням та воротарем за допомогою протоколу RAS:
- реєстрація кінцевого обладнання у воротаря;
- контроль доступу кінцевого обладнання до мережевих ресурсів;
- визначення розташування кінцевого обладнання в мережі;
- зміна смуги пропускання у процесі обслуговування виклику;
- опитування та індикація поточного стану кінцевого обладнання;
- оповіщення воротаря про звільнення смуги пропускання, яка раніше займалася обладнанням.
Виконання перших трьох процедур, передбачених протоколом RAS, є початковою фазою встановлення з'єднання з використаннямсигналізації H.323. Далі йдуть фаза сигналізації H.225.0 (Q.931) та обмін керуючими повідомленнями Н.245. Роз'єднання відбувається у зворотній послідовності: в першу чергу закриваються керуючий канал Н.245 і сигнальний канал H.225.0, після чого по каналу RAS воротар сповіщається про звільнення раніше зайнятої кінцевим обладнанням смуги пропускання.
Для передачі повідомлень протоколу RAS використовується протокол негарантованої доставки інформації UDP.
Виявлення воротаря
5 з жодного воротаря не відповість на GRQ, кінцеве обладнання може повторити запит.
У разі помилки у процесі реєстрації в свого воротаря, тобто. при отриманні відмови у реєстрації або за відсутності відповіді на запит реєстрації, кінцеве обладнання має провести процедуру виявлення воротаря повторно.