Jitter
Se denomina jitter o fluctuación del retardo a la variabilidad temporal durante el envío de señales digitales, una ligera desviación de la exactitud de la señal de reloj. El jitter suele considerarse como una señal de ruido no deseada. En general se denomina jitter a un cambio indeseado y abrupto de la propiedad de una señal. Esto puede afectar tanto a la amplitud como a la frecuencia y la situación de fase. El jitter es la primera consecuencia de un retraso de la señal. La representación espectral de las variaciones temporales se denomina ruido de fase.
En las telecomunicaciones también se denomina jitter a la variabilidad del tiempo de ejecución de los paquetes. Este efecto es especialmente molesto en aplicaciones multimedia en Internet como radio por Internet o telefonía IP, ya que provoca que algunos paquetes lleguen demasiado pronto o tarde para poder entregarlos a tiempo. El efecto puede reducirse con un búfer de jitter, un búfer de datos, pero a costa de un tiempo de ejecución mayor. Este efecto también es de importancia en los semiconductores de procesos. Informaciones críticas del proceso tienen que enviarse y recibirse en un tiempo determinado. Si el jitter es demasiado grande, no puede asegurarse que las informaciones críticas de proceso lleguen a tiempo.
Para evaluar el jitter en forma de valores de medida hay diferentes procedimientos. En el área del procesamiento digital de señales, como por ejemplo audio digital en el marco de AES3 o de señales digitales de video en el marco del Serial Digital Interface (SDI) se expresa el jitter temporal como un tamaño relativo Unit Interval (UI). Un UI corresponde a la duración de un símbolo. En el caso de una transmisión binaria esto es el tiempo para la transmisión de un bit, tal y como se muestra en la imagen contigua para una sucesión binaria a modo de ejemplo de «01001». Las transiciones entre dos bit diferentes consecutivos se muestran con un flanco limado en color azul claro. El jitter da lugar a que el transcurso ideal de la señal (representado por la línea azul oscura) varíe respecto al transcurso real de la señal en el área del flanco.
Un jitter considerable provoca una interferencia entre símbolos mayor y por consiguiente un ratio de error de bit mayor, que se representa con una reducción de la apertura horizontal en el diagrama de ojos. La desviación del momento ideal del flanco también puede ser expresado como un dato de tiempo absoluto junto a los datos relacionados con el ratio de símbolos en UI. Valores absolutos frecuentes como Aj o también de pico-a-pico tal y como se muestran en el diagrama, muestran en transmisiones digitales en serie en el área de megabit y gigabit valores de 100 fs (femtosegundos) hasta unos 100 ps (picosegundos). Para transmisiones más rápidas son, según el procedimiento, en ocasiones valores del jitter aceptables en el área de los microsegundos.
Las desviaciones, cuya representación espectral se denomina ruido de fase, se dividen en partes de jitter periódicos, determinista y casuales. Las partes periódicas se pueden describir en una oscilación básica, descrito en el diagrama con la duración de tiempo Tj, a partir de la cual se da la mayor desviación de tiempo. A ella se le solapan partes espectrales más altas con una amplitud menor y un jitter casual, el cual sopesarse con una intensidad diferente según el motivo.
La frecuencia de jitter fj de la oscilación básica se calcula así:
Para la recepción de flujos de datos digitales y de la fijación temporal de los puntos de muestreo es necesario una señal que se autoajusta en el lado del receptor, la cual se da en diferentes firmas, como por ejemplo el lazo de seguimiento de fase. Aquellos lazos de regulación pueden equilibrar de forma directa partes espectrales del jitter que transcurren de forma lenta, es decir, de baja frecuencia, por medio de ajustes posteriores del oscilador local, mientras que las partes del jitter de alta frecuencia se suprimen por el comportamiento de paso profundo del filtro de lazo y así dar lugar a errores de los muestreos.
Por consiguiente, para la evaluación numérica es necesario dividir las partes del jitter espectrales en las diferentes partes espectrales y evaluarlas de forma independiente o bien según el procedimiento de transmisión fijar valores límite para las diferentes áreas de frecuencia.
Las denominaciones de las partes del jitter superiores no son homogéneas en los diferentes procedimientos de transmisión y en la literatura especializada. A modo de ejemplo en el caso de transmisiones de vídeo digitales (SDI) se conoce como «jitter» de tiempo a aquellas partes espectrales entre 10 Hz y 1 kHz (en el caso de SD-SDI, en el estándar SMPTE 259M) o bien entre 10 Hz y 100 kHz (HD-SDI, en el estándar SMPTE 292M). Estas partes del jitter se pueden equilibrar por regla general de forma directa a través de los lazos de regulación. A las partes espectrales superiores se les denomina «jitter» de alineamiento, dado que pueden causar de forma directa errores de muestreo y no ser compensados por lazos de regulación de fases.
El jitter se subdivide en diferentes tipos con la ayuda de modelos de jitter. En determinados sistemas de transmisión surgen las siguientes partes con diferentes ponderaciones:
Otro ejemplo de jitter son los errores que pueden surgir al convertir una señal analógica en una digital. Para el muestreo se utiliza un determinado periodo de oscilación, por ejemplo en el campo de las señales de audio es 22.67 µs con 44.1 kHz cuyos valores de amplitud se leen.
También en los sistemas de audio digital según la norma AES3 se divide el jitter según la distribución espectrales:
El jitter de muestreo se produce en sistemas de audio digitales, entre otros, durante la conversión analógica-digital, implementadores asíncronos de ratio de muestreo y durante la conversión digital-analógica.
Cuando se implementa una red inalámbrica ad hoc, debido a que todos los nodos participantes en la red desean transmitir mensajes de control, la sincronización no es deseable, pues ocasiona que la red colapse ya que todos los nodos envían y reciben al mismo tiempo. En esta circunstancia, el jitter es deseable, pues aun cuando la implementación de la red busque que cada nodo transmita en momentos distintos, con el paso del tiempo existiría una inevitable sincronización. Para eso algunos protocolos de enrutamiento añaden un valor aleatorio al que se denomina jitter, provocando que cada nodo deba esperar un tiempo aleatorio antes de volver a transmitir un mensaje de control, haciendo más improbable la sincronización.
Jitter periódico:
Donde es el periodo de oscilación de la primera oscilación después del evento iniciador y el periodo de oscilación ideal.
Jitter de ciclo a ciclo:
Se averigua la desviación máxima de un periodo con respecto al siguiente.
Jitter acumulado
En el caso de un jitter acumulado, se relaciona el jitter con un evento iniciador (ej. un flanco ascendiente de una señal de reloj). Cuanto más lejos en el futuro esté la señal de reloj, mayor será el desplazamiento, cuando el jitter no está repartido de forma uniforme.