ما هو التذبذب (Jitter): فهمه لإنترنت أسرع

يعتمد مجال الاتصالات الرقمية بشكل كبير على معايير حاسمة مثل “التذبذب (Jitter)“. بدون إدارة وتحسين مناسبين للارتعاش، قد يواجه المستخدمون مجموعة من المشكلات، بما في ذلك تأخر الاتصال وتجارب تفاعل دون المستوى الأمثل.

في هذا الدليل التالي، سنستكشف مفهوم التذبذب (Jitter) بالتفصيل ونناقش كيف يمكنك تحسينه لتسهيل اتصال أكثر سلاسة وفعالية.

ما هو التذبذب (Jitter)؟

تحمل حزم البيانات المعلومات من جهاز الكمبيوتر الخاص بك إلى وجهتها عبر الإنترنت. تستغرق هذه الحزم فترة زمنية معينة وغالبًا ما تُرسل على فترات منتظمة. يحدث التذبذب (Jitter) كلما كان هناك توقف مؤقت في إرسال حزم البيانات هذه عبر شبكتك.

يعد الازدحام في الشبكة أو تغيير المسار السبب الأكثر احتمالاً لهذه المشكلة. باختصار، التذبذب (Jitter) هو مشكلة يمكن أن تنشأ عندما تستغرق حزم البيانات وقتًا طويلاً جدًا للوصول.

يمكن أن يسبب التذبذب (Jitter) عدة مشكلات، بما في ذلك تذبذب شاشة العرض، وانقطاع الإشارات الصوتية، وتلف أو فقدان البيانات أثناء الإرسال عبر الشبكة. ومن الجدير بالذكر أن تحمل التذبذب (Jitter) يختلف بشكل كبير حسب التطبيق.

خذ على سبيل المثال موقفًا تجاريًا حيث يكون التذبذب مزعجًا للغاية في مكالمات هاتف IP ومؤتمرات الفيديو، نظرًا لأنها أمثلة على الاتصالات في الوقت الفعلي. بالإضافة إلى ذلك، تعد هذه مشكلة رئيسية لـ البنية التحتية لسطح المكتب الافتراضي (VDI) ⓘ وأجهزة سطح المكتب المستضافة. يمكن أن يتسبب التذبذب في ظهور تشوهات في عمليات نقل الصوت والفيديو، وهي عبارة عن مخالفات أو عدم اتساق يقلل من جودة الإشارة.

الرابط بين زمن الوصول (Latency) والتذبذب (Jitter)

يشير زمن الوصول (Latency) إلى التأخير الزمني بين إرسال حزمة بيانات من المصدر ووصولها إلى الوجهة. وهو الوقت المستغرق لكي تنتقل البيانات عبر شبكة أو رابط اتصال.

يشير التذبذب (Jitter) إلى الاختلافات في وقت وصول حزم البيانات. وهو عدم الانتظام أو عدم الاتساق في زمن وصول تسليم الحزم بدلاً من الوقت المستغرق بين المصدر والوجهة.

تكمن العلاقة بين زمن الوصول والتذبذب في حقيقة أن التذبذب يساهم في زيادة زمن الوصول. عندما تصل الحزم بتأخيرات أو اختلافات غير متسقة، فإن ذلك يؤدي إلى زمن وصول إضافي حيث يجب على النظام المستقبِل التعويض عن أوقات الوصول غير المنتظمة.

تحدث ارتفاعات زمن الوصول عندما تواجه الحزم تأخيرات كبيرة بسبب التذبذب العالي. ومع ذلك، فإن هذا يعطل تدفق البيانات وقد يتسبب في مشكلات في الأداء في تطبيقات الوقت الفعلي.

أسباب التذبذب (Jitter)

فيما يلي بعض المصادر المحتملة للتذبذب:

• ضعف أداء الأجهزة: يمكن أن يحدث التذبذب في الشبكة بسبب استخدام شبكة قديمة بأجهزة عفا عليها الزمن.
• نقص النطاق الترددي المتاح: عندما يكون هناك عدد كبير جدًا من الأجهزة المتصلة بالشبكة، تتباطأ سرعة الاتصال لأنه لا يوجد نطاق ترددي كافٍ للجميع.
  اضطرابات في الشبكة اللاسلكية: تتأثر جودة الاتصال بالشبكة عند استخدام شبكة لاسلكية. عندما يتعلق الأمر بحلول اتصالات الفيديو والهاتف، فإن الاتصال السلكي يعني عادةً تجربة مستخدم (UX) أفضل. في حالة وجود أي اضطرابات في الشبكة، مثل ارتفاع زمن الاستجابة (ping)، يمكن أن يحدث التذبذب.
• عدم تطبيق أولوية الحزم: ينشأ التذبذب في أنظمة الصوت عبر IP (VoIP) عندما لا تُمنح بيانات الصوت أولوية التسليم على أشكال الاتصال الأخرى.

من المهم معرفة أن التذبذب يمكن أن يحدث في وقت تنفيذ عمليات البرامج أو في زمن وصول أحداث النظام. يمكن أن يُعزى ذلك إلى عوامل مثل جدولة المهام، ومعالجة المقاطعات، وأخطاء ذاكرة التخزين المؤقت (cache misses)، والاختلافات في حمل النظام.

يمكن أن يؤثر التذبذب (Jitter) سلبًا على الأنظمة والتطبيقات التي تتطلب توقيتًا دقيقًا في الوقت الفعلي، مما يؤدي إلى انتهاكات في التوقيت، أو عدم الالتزام بالمواعيد النهائية، أو انخفاض في الأداء.

ما هو القدر المقبول من التذبذب (Jitter)؟

لا يوجد “مقدار” محدد في أي دليل يوضح كمية التذبذب (Jitter) المقبولة، ويمكننا تسمية ذلك بـ “كلما قل، كان أفضل“. ونتيجة لذلك، توجد درجات مختلفة من “التذبذب المقبول”. يُعتبر قدر معين من تقلبات الإرسال، والذي يُطلق عليه التذبذب، مقبولاً.

تُقاس اختلافات التوقيت، أو التذبذب، بالمللي ثانية (ms). قد تصبح المكالمات مشوشة ومتقطعة إذا كان هناك تأخير يبلغ 30 مللي ثانية أو أكثر.

ما هو معيار التذبذب (Jitter) المقبول للتطبيقات؟

من الجدير بالذكر أن “مقدار التذبذب لشبكات الاتصال اللاسلكي” يعتمد بشكل أساسي على نوع التطبيق أيضًا.

على سبيل المثال، في تطبيقات الصوت في الوقت الفعلي، يُفضل عادةً أن تكون قيم التذبذب أقل من بضع مللي ثوانٍ (ms) لضمان تشغيل سلس دون انقطاعات ملحوظة. في المقابل، بالنسبة للتطبيقات غير الفورية مثل نقل الملفات أو تصفح الويب، تُعتبر مستويات التذبذب الأعلى مقبولة إلى حد ما طالما أنها لا تؤثر بشكل كبير على الأداء العام.

في حالات أخرى، مثل تطبيقات الوسائط المتعددة في الوقت الفعلي، كـ بث الفيديو أو الألعاب عبر الإنترنت، يُعد التذبذب المنخفض ضروريًا لضمان التشغيل السلس أو التفاعل في الوقت الفعلي. تؤدي المستويات الأعلى من التذبذب إلى تأخيرات في التخزين المؤقت، أو تشوهات في الفيديو، أو تأخر في الألعاب.

تتطلب تطبيقات VoIP تذبذبًا منخفضًا للحفاظ على اتصال صوتي واضح وغير منقطع. لن ترغب في مكالمة WhatsApp تستمر في “إعادة الاتصال” حتى لو كان اتصال الإنترنت لديك يعمل بشكل جيد. لهذا السبب، يُعد التذبذب المنخفض معيارًا في هذه التطبيقات.

ما هو معيار التذبذب (Jitter) للشبكات؟

يختلف التذبذب (Jitter) باختلاف الشبكات، ولكل شبكة حد قياسي مختلف محدد للتذبذب.

Ethernet

يحدد معيار IEEE 802.3 لـ Ethernet عادةً حدود التذبذب من حيث أقصى انحراف مسموح به عن التوقيت المثالي. على سبيل المثال، يحدد معيار Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ab) حدًا أقصى للتذبذب يبلغ 2.8 نانو ثانية (nanoseconds) لجانب الإرسال و0.5 نانو ثانية لجانب الاستقبال. تضمن هذه الحدود نقل بيانات موثوق به عبر شبكات Ethernet.

USB

يحدد مواصفات الناقل التسلسلي العالمي (USB) مستويات مختلفة مقبولة من التذبذب (Jitter) (Jitter) اعتمادًا على إصدار USB المحدد. بالنسبة لـ USB 2.0، يُحدد الحد الأقصى المسموح به للارتعاش عادةً بـ 480 بيكو ثانية (ps). تتطلب إصدارات USB 3.0 والإصدارات الأحدث متطلبات أكثر صرامة أيضًا، مع حدود للارتعاش تتراوح في نطاق عشرات البيكو ثانية.

↳ اطلع على تحليلنا الشامل لمقارنة USB 2.0 مقابل 3.0 مقابل 3.1 إذا كنت مهتمًا بمعرفة المزيد عن الاختلاف بين مواصفات USB الأكثر شيوعًا المستخدمة اليوم.

PCI-Express

يحدد معيار PCI-Express (PCIe)، الذي يُستخدم بشكل شائع لـ نقل البيانات عالي السرعة في أنظمة الكمبيوتر، حدودًا محددة للارتعاش لمعدلات الإرسال المختلفة. على سبيل المثال، في PCIe Gen3، تُحدد حدود التذبذب (Jitter) عادةً بـ 70 بيكو ثانية (ps) (من الذروة إلى الذروة) لجانب المرسل و0.5 UI (فترة الوحدة) لجانب المستقبل.

كيفية تقليل التذبذب (Jitter) (Jitter)؟

اتبع طرق استكشاف الأخطاء وإصلاحها البسيطة هذه لمحاولة تقليل التذبذب (Jitter) في شبكتك.

تحقق من جودة اتصالك

غالبًا ما تنجم مشاكل التذبذب (Jitter) عن اتصال إنترنت دون المستوى المطلوب. إذا لم تكن سرعة وموثوقية اتصالك بالإنترنت على المستوى المطلوب، فقد ترغب في الاستفسار من مزود الخدمة الخاص بك حول الترقية إلى خطة أسرع أو حتى خدمة على مستوى الأعمال. بدلاً من ذلك، يعد إعادة تشغيل جهاز التوجيه (الراوتر) حلاً فعالاً في معظم الحالات.

استخدم كابل إيثرنت

قد يبدو اتصال الإيثرنت قديمًا، لكنه مفيد إذا كنت تعمل من جهاز كمبيوتر مكتبي بدلاً من جهاز كمبيوتر محمول. على الرغم من أن اتصالات Wi-Fi مريحة عند السفر، إلا أنها عرضة للتداخل من الأجهزة القريبة.

هذا يعني أن قوة الاتصال في مكان العمل تتحسن باستخدام كابل إيثرنت ويساعد في النهاية على تقليل التذبذب (Jitter).

فرز الحزم حسب الأولوية

من المحتمل أن يحتوي جهاز التوجيه (الراوتر) الخاص بك على ميزة QoS (جودة الخدمة) التي تتيح لك إعطاء الأولوية لبعض أنواع حركة المرور على حساب أنواع أخرى. يمكن أن يساعد تحديد أولويات الحزم إذا كان التذبذب (Jitter) ناتجًا عن ازدحام الشبكة. تحتاج إلى القيام بذلك فقط إذا كنت تعطي الأولوية لمكالمات الإنترنت على حركة المرور الأخرى. إذا كانت الشبكة أو التطبيق الذي تستخدمه يقوم بفرز الحزم حسب الأولوية، فقد يكون هناك ارتعاش مفرط لتطبيقات معينة.

اكتشاف الأخطاء وتصحيحها

يمكن أن يساعد تطبيق آليات رموز تصحيح الأخطاء (ECC) أو التصحيح الأمامي للأخطاء (FEC) في التعويض عن الأخطاء الناتجة عن التذبذب (Jitter). تضيف هذه التقنيات تكرارًا للبيانات المرسلة، مما يسمح للمستقبل باكتشاف وتصحيح الأخطاء الناتجة عن اختلافات التوقيت.

بالإضافة إلى ذلك، فإن ضمان وجود ساعات دقيقة ومتزامنة بين أجهزة الإرسال والاستقبال يمكن أن يقلل من تباينات التوقيت ويخفض التذبذب (Jitter). يمكن استخدام تقنيات مثل دوائر استعادة التوقيت، أو حلقات القفل الطوري (PLLs)، أو مراجع التوقيت الدقيقة لمزامنة الساعات وتحسين دقة التوقيت.

احصل على جهاز توجيه (راوتر) عالي الأداء

في هذه الأيام، يُستخدم الإنترنت لكل من البيانات والمكالمات الهاتفية في معظم أماكن العمل. قد تتأثر جودة مكالماتك إذا لم يدعم جهاز التوجيه (الراوتر) الخاص بك أولوية حزم البيانات. يمكن تخفيف مشكلات التذبذب (Jitter) على الإنترنت عن طريق الترقية إلى جهاز توجيه (راوتر) يمنح الأولوية للمكالمات الهاتفية فوق جميع أنشطة الشبكة الأخرى.

بالإضافة إلى ذلك، يُعد جهاز التوجيه (الراوتر) عالي الأداء ضروريًا أيضًا لنقل حزم البيانات بشكل أسرع، مما يؤدي إلى تقليل التذبذب (Jitter). تأكد من أن عرض النطاق الترددي (Bandwidth) الخاص بك يمكنه دعم جميع أجهزتك في المنزل أو في مكان العمل، وإذا أمكن، استخدم مودمًا بالإضافة إلى جهاز توجيه (راوتر).

قلل استخدام عرض النطاق الترددي (Bandwidth)

إذا كنت تعمل عن بُعد، فمن المحتمل أنك تستخدم جهاز الكمبيوتر المحمول الخاص بك لمجموعة واسعة من الأغراض، سواء المهنية أو غيرها. إذا كنت تعمل من المنزل، يمكنك تجنب التذبذب (Jitter). سرّع التنزيلات وتخلص من التخزين المؤقت المزعج عن طريق الحد من استخدام عائلتك لـ Netflix والألعاب الأخرى عبر الإنترنت خلال ساعات العمل.

يجب عليك أيضًا تحديث برامج جهاز الكمبيوتر الخاص بك خلال أوقات التوقف. بهذه الطريقة، قد توفر نقل البيانات بينما لا تزال تتلقى أي تحديثات مطلوبة بشكل عاجل أثناء العمل.

تقليل التداخل

أحد الأسباب التي تؤدي إلى حدوث التذبذب (Jitter) هو المستويات العالية من الضوضاء الإلكترونية وأنماط التداخل. يسمح لك تقليل الضوضاء الإلكترونية وتداخل الإشارة والتداخل البيني (Crosstalk) بتقليل التذبذب (Jitter).

ومع ذلك، سيتطلب ذلك جهدًا كبيرًا حيث سيتعين على المرء اللجوء إلى التدريع المناسب، والكابلات عالية الجودة، وتكييف الإشارة، أو استخدام تقنيات تقليل التداخل مثل الإشارة التفاضلية (Differential Signaling) أو تعديل الطيف المنتشر (Spread Spectrum Modulation).

يتطلب الأمر بنية تحتية حديثة لاتصالات تكنولوجيا المعلومات لضمان عدم ظهور التذبذب (Jitter) مرة أخرى.

التحقق من التردد على جهازك

في بعض الأحيان، لا تكون المشكلة في اتصالك بل في الجهاز نفسه. إذا كان هاتفك يعمل بتردد أعلى من التردد الطبيعي 2.4 GHz، فقد يكون ذلك هو سبب مشاكلك. أقصى تردد يمكن أن يعمل عليه الهاتف المحمول هو 5.8 GHz، مما قد يخلق مشاكل اتصال كبيرة بسبب التذبذب (jitter).

استخدام مخزن التذبذب (Jitter Buffer)

يُعد استخدام مخزن التذبذب (jitter buffer) نهجًا ممتازًا لتقليل كمية التذبذب (jitter) التي تحدث عبر الإنترنت. يُعتبر مخزن التذبذب إضافة رائعة لأي نظام VoIP. يعمل عن طريق احتجاز حزم الصوت الواردة مؤقتًا حتى وقت لاحق. يخزن البيانات لفترة قصيرة من الزمن—عادة ما بين 30 و 200 مللي ثانية—قبل إرسالها.
ستصل حزم البيانات بتسلسل متتابع وبقليل من التأخير بفضل هذه الطريقة.

يمكنه أيضًا إعادة ترتيب حزم البيانات في المخزن بناءً على طوابعها الزمنية للإرسال. يمكن أن يؤدي دمج مخزن التذبذب (jitter buffer) في إعداداتك إلى:

• إعادة تنظيم حزم البيانات المرسلة.
• تحسين جودة الصوت.
• تحسين استمرارية المكالمات الهاتفية عبر الإنترنت.

في بيئة العمل، يعد تقليل التذبذب (jitter) مسألة تجربة وخطأ، حيث لا يكون السبب واضحًا دائمًا. لذا:

• إجراء اختبار اتصال.
• التحقق مرة أخرى من جهاز التوجيه (الراوتر) الخاص بك.
• شراء معدات إضافية، مثل مخزن التذبذب (jitter buffer).

الخاتمة

يشير التذبذب (Jitter) إلى الاختلافات في وقت وصول حزم البيانات أثناء الإرسال، ويمكن أن يسبب مشاكل مثل وميض الشاشة، وانقطاعات الصوت، وتلف البيانات. يعتمد المستوى المقبول من التذبذب (jitter) على التطبيق المحدد ومتطلبات الشبكة.

تشمل طرق استكشاف الأخطاء وإصلاحها لتقليل التذبذب (jitter) تحسين اتصالات الشبكة، وتطبيق آليات تصحيح الأخطاء، وضمان مزامنة الساعة، وتحديد أولويات الحزم.

التذبذب (Jitter) – الأسئلة الشائعة

ما هو التذبذب (jitter) ولماذا هو مهم في الاتصالات الرقمية؟

يشير التذبذب (Jitter) إلى التباين في وقت وصول حزم البيانات أثناء الإرسال. وهو مهم لأن التذبذب المفرط يمكن أن يسبب مشاكل مثل وميض الشاشة، وانقطاعات الصوت، وتلف البيانات، مما يؤثر على جودة وموثوقية الاتصال.

ما هو مقدار التذبذب (jitter) المقبول في التطبيقات المختلفة؟

يختلف المستوى المقبول من التذبذب (jitter) اعتمادًا على التطبيق المحدد. في التطبيقات في الوقت الفعلي مثل VoIP أو بث الفيديو، يُفضل قيم تذبذب منخفضة تبلغ بضع مللي ثانية أو أقل لتشغيل سلس واتصال غير منقطع.

هل توجد علاقة بين زمن الانتقال (latency) والتذبذب (jitter)؟

نعم، توجد علاقة بين زمن الانتقال (latency) والتذبذب (jitter). يشير زمن الانتقال إلى التأخير الزمني في إرسال حزم البيانات من المصدر إلى الوجهة. أما التذبذب، فيشير إلى الاختلافات في وقت وصول تلك الحزم.

كيف يمكنني تقليل التذبذب (jitter) في شبكتي؟

هناك عدة تقنيات لتقليل التذبذب (Jitter)، بما في ذلك تحسين اتصالات الشبكة، وتطبيق آليات تصحيح الأخطاء، وضمان مزامنة الساعة، وتحديد أولويات الحزم، وتقليل الضوضاء والتداخل الإلكتروني، وترقية مكونات الأجهزة، واستخدام مخازن التذبذب المؤقتة للاحتفاظ بحزم البيانات وإعادة ترتيبها.

هل يمكن التخلص من التذبذب (Jitter) بشكل كامل في الشبكة؟

لا، من المستحيل التخلص من التذبذب (Jitter) بشكل كامل في الشبكة، حيث توجد عوامل مختلفة يمكن أن تساهم في حدوثه.