VoIP에서의 Jitter 값 범위

OPNET Voice Application에서 사용하는 Jitter의 의미와 계산방법은 "Delay Variation과 Jitter의 차이"에서 살펴본 바 있다. 그러면 Jitter 값이 어느 정도의 범위를 가지는 지에 대해서 조금 더 살펴보도록 하자.
다음 그림은 ip32_cloud 노드 모델을 이용하여 normal(0.01, 0.005) 분포("분포 함수(1) - 정규분포" 참조)의 Packet Latency를 발생시켰을 때("네트워크 Jitter(1) - VoIP 실험을 위한 네트워크 Jitter 설정" 참조), G.711 코덱을 사용하는 단말의 Voice Application단에서 측정된 Jitter를 나타낸 것이다(Frame Size : 10msec, Voice Frames per Packet: 2).

 

이 실험의 경우, Jitter이 범위가 -20ms ~ 260ms 범위를 가지는 것을 볼 수 있다. normal(0.01, 0.005) 분포를 사용하였을 때 IP 패킷이 약 300ms 정도까지의 지연시간을 가지는 것을 고려하면("네트워크 지터(4) - Packet Latency 측정" 참조), 약 260ms까지의 Jitter를 가지는 것은 자연스럽다.
그런데, Jitter 값의 음수 범위는 왜 정확히 -20ms까지인 것일까? 이는 실험에서 사용된 VoIP 코덱의 프레임 크기 및 IP 패킷당 프레임수와 관련이 있다. 앞의 실험에서는 G.711 코덱을 사용하였으므로 2개의 10ms 프레임을 하나의 IP 패킷(정확히는 RTP 패킷)에 담아 전송하도록 하였다. 따라서, 송신측에서 IP 패킷간의 간격은 20ms이며, 패킷별 지연시간의 변동으로 인해서 수신측에 패킷이 동시에 도착할 경우 Jitter는 -20ms가 된다. Voice 패킷은 순서대로 재생되므로 Jiiter 값의 음수 범위는 -20ms까지로 제한 된다. 다음 그림은 지터가 음수값을 가지는 경우의 송/수신 시간 관계를 나타낸 것이다.