¿Qué es el Jitter (fluctuación de retardo variable en el tiempo durante el envío de señales digitales): cómo funciona y por qué se produce?

por Erick Roch Moraguez

Tabla de contenidos

¿Cómo se produce el jitter?
Tipos de señales digitales y sus causas de jitter
Significado de jitter
Técnicas de medición del jitter
Técnicas de reducción del jitter
Conclusión

Las señales digitales se envían a través de enlaces digitales con el uso de una señal de reloj. Esta señal de reloj se denomina señal de reloj maestro (MCS). La MCS se utiliza para sincronizar todas las demás señales que se incluyen en la transmisión digital. También actúa como un identificador para cada transmisión en particular, de modo que pueda ser identificada y localizada en cualquier momento por su número de serie.

El jitter es una fluctuación no deseada del retardo causada por variaciones en los retardos de propagación, las velocidades de conmutación o la escasez de pérdidas de los medios de transmisión. El jitter se produce cuando los datos se retrasan ligeramente antes de llegar a su destino; este desfase que varía con el retardo puede no ser perceptible, pero afecta a la calidad de la recepción o descodificación de los datos por parte del receptor. Si hay demasiada fluctuación, se producirán errores y distorsiones en la señal recibida, lo que dificultará que los dispositivos posteriores procesen la información correctamente.

¿Cómo se produce el jitter?

Las señales digitales se envían a través de enlaces digitales con el uso de una señal de reloj. Esta señal de reloj se denomina señal de reloj maestro (MCS). La MCS se utiliza para sincronizar todas las demás señales que se incluyen en la transmisión digital. También actúa como identificador de cada transmisión en particular, de modo que pueda ser identificada y localizada en cualquier momento por su número de serie. Cuando un transmisor digital envía una señal digital, genera una señal de reloj utilizando un cristal de cuarzo.

La señal de reloj se modula sobre la señal de datos y se transmite al receptor, donde se demodula y demultiplexa para extraer los datos. El generador de reloj del receptor recibe la señal de reloj recibida. El generador de reloj del receptor tiene una señal de reloj maestro (MCS) con un ligero retardo respecto a la señal de reloj recibida. Si un transmisor envía una trama con una señal de datos y una MCS, el generador de reloj del receptor producirá una señal de datos con un ligero retardo respecto a la señal de reloj transmitida. El receptor tendrá entonces jitter.

Tipos de señales digitales y sus causas de jitter

Podemos distinguir cuatro clases principales de enlaces digitales:

– Enlaces Handshake: estos enlaces se utilizan para conectar dispositivos que pueden generar una señal eléctrica de corriente como conmutadores de red, enrutadores, puntos de acceso inalámbricos, enrutadores inalámbricos y teléfonos inalámbricos.

– Enlaces de datos: estos enlaces se utilizan para transferir datos entre dos dispositivos. Pueden ser alámbricos o inalámbricos y servir para conectar ordenadores, dispositivos electrónicos y periféricos (como impresoras, escáneres y televisores).

– Enlaces de control: estos enlaces se utilizan para transferir datos de control entre dos dispositivos, como sistemas de control industrial, sistemas automatizados y sistemas domóticos.

– Híbridos: combinan más de un tipo de enlace. Por ejemplo, un enlace de datos inalámbrico con un canal de control de apretón de manos y un enlace telefónico híbrido con un canal de datos.

Significado de jitter

El jitter es una señal que varía con el retardo. Indica que los datos transmitidos no tienen un intervalo de tiempo constante entre el inicio y el final del mensaje. El jitter puede deberse a la propia transmisión de la señal, al dispositivo que la recibe o a ambos. El jitter depende del ancho de banda de la señal y de la calidad de la transmisión.

Si la señal tiene poco ancho de banda y es de baja calidad, es posible que la fluctuación sea apenas perceptible, pero que afecte significativamente a la calidad de la señal. Por otro lado, si la señal tiene un ancho de banda elevado, es posible que el jitter sea apenas detectable pero que, aun así, afecte significativamente a la calidad de la señal.

Técnicas de medición del jitter

Existen varias técnicas para medir el jitter. Cada una tiene sus propias ventajas e inconvenientes y debe utilizarse en situaciones en las que aporte el máximo valor a las mediciones.

– Indicación de intensidad de señal recibida (RSSI): RSSI es un método común utilizado para medir la calidad de la señal y se basa en la intensidad de la señal recibida. Cuanto más fuerte sea la señal, mejor. Pero si la señal es inestable, su intensidad variará y la lectura de RSSI también fluctuará.

– Densidad del espectro de potencia (PSD): La PSD es un método más complejo que analiza la amplitud y la frecuencia de la potencia de la señal. Es más eficaz para medir la calidad de la señal, pero sólo puede utilizarse con señales de amplitud suficiente y que no sean demasiado fluctuantes.

– Fluctuación: El jitter es una medida que utiliza las señales de reloj y datos recuperados como entradas y produce un desfase variable en el tiempo.

Técnicas de reducción del jitter

Existen varias técnicas de reducción del jitter que pueden utilizarse para intentar reducir la cantidad de jitter en el enlace.

– Sincronizar los relojes del transmisor y el receptor: una de las técnicas más básicas y eficaces para reducir el jitter es sincronizar los relojes del transmisor y el receptor. Si ambos dispositivos tienen el mismo reloj, la transmisión entre ellos tendrá un retardo constante que reducirá cualquier fluctuación en el enlace.

– Utilizar tramas de datos cortas: cuando un enlace digital transmite tramas de datos, éstas suelen estar compuestas por una cabecera y a continuación los datos propiamente dichos. Esta estructura se denomina longitud de trama. La longitud de la trama es la longitud de la información de cabecera más la longitud de los datos.

Conclusión

El jitter es una fluctuación no deseada del retardo causada por variaciones en los retardos de propagación, las velocidades de conmutación o la dispersión de pérdidas de los medios de transmisión. El jitter se produce cuando los datos sufren un ligero retraso antes de llegar a su destino; este retraso variable puede no ser perceptible, pero afecta a la calidad de la recepción o descodificación de los datos por parte del receptor.

Si hay demasiado jitter, se producirán errores y distorsiones en la señal recibida, lo que dificultará que los dispositivos aguas abajo procesen la información correctamente. Puedes intentar reducir el jitter en tus enlaces digitales sincronizando los relojes entre el transmisor y el receptor, utilizando tramas de datos cortas y ajustando el ancho de banda del enlace si los valores de PSD son altos.

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