Bronnen van vertraging bij online musiceren

Bij het online musiceren zijn vier belangrijke bronnen van vertraging om rekening mee te houden. Deze bronnen mogen samen niet meer dan 60 ms vertraging veroorzaken om gelijk te spelen.

Afstand

De eerste bron van vertraging is afstand. Het digitale geluidssignaal gaat van je microfoon naar de Jamulus-server. En vanaf de server komt het samen met het geluid van je medespelers weer terug naar je koptelefoon.

Laten we eens uitrekenen welke afstand het geluidssignaal in 60 ms kan afleggen over het internet. Een datastroom op het internet wordt getransporteerd met een snelheid van ongeveer 30.000 kilometer per seconde. Dat betekent dat de datastroom een afstand van 2000 km kan afleggen. En in die tijd moet dat signaal zowel heen als terug. Daarom is een afstand tot 1000 km van de server het maximum haalbare. Dat laat echter geen ruimte meer voor de andere bronnen van vertraging. In de praktijk zal 1000 km dus alleen in ideale omstandigheden haalbaar zijn.

Zelf heb ik succesvol een afstand van 700 km kunnen overbruggen.

Netwerk in huis

De tweede bron van vertraging is het netwerk in huis. Daarbij is het verschil tussen een draadloos en een bekabeld netwerk aanzienlijk.

Een WiFi-netwerk heeft een vertraging van 2 tot 10 ms. Een verbinding via een ethernetkabel heeft een vertraging van 1 of 2 ms. Het verschil tussen die twee is zo’n 15% van de maximale 60 ms.

Gebruikte apparatuur

De derde bron van vertraging is de gebruikte apparatuur. Het gaat daarbij vooral om de microfoon en koptelefoon.

Microfoon

De geluidskwaliteit wordt mooier door een goede microfoon aan te sluiten. Dat kan door een analoge microfoon via een interface aan te sluiten, of een digitale microfoon aan te sluiten. Deze aansluiting kan via USB of via Thunderbolt. De vertraging is via Thunderbolt minder dan via USB. Echter, de prijs van een interface of microfoon met Thunderboltaansluiting is zoveel hoger dat ik niet zou aanraden meteen op dit gebied te zoeken naar het verminderen van vertraging.

Koptelefoon

Een koptelefoon die met een kabel op de computer (of de interface) wordt aangesloten werkt het best.

Gebruik geen koptelefoon die is aangesloten via Bluetooth!!! Afhankelijk van het type Bluetooth wordt een vertraging geïntroduceerd van 30 tot 150 ms.

Buffers

De vierde en laatste bron van vertraging zijn buffers. Een buffer houdt de datastroom even vast voordat hij wordt doorgestuurd. Wanneer er een datapakket vertraagd aankomt zorgt de buffer ervoor dat dat niet onmiddellijk hoorbaar is. Hoe groter de buffer, des te minder drop-outs er zullen zijn. Een buffer is dus een bewust toegevoegde vertraging.

Uiteraard moet de buffer er niet voor zorgen dat de vertraging boven 60 ms uitkomt, maar als er onder de 60 ms nog ruimte is, kun je uitproberen of je met het vergroten van de buffer onder de 60 ms blijft én de geluidskwaliteit verbetert.

In het geval dat de vertraging al dichtbij het maximum is, houd je de buffers het best zo klein mogelijk. Er ontstaan dan misschien meer drop-outs, maar de vertraging blijft wel acceptabel.

Vertragingsbudget

Je kunt je dus 60 ms vertraging veroorloven. Deze 60 ms is de optelsom van alle vertragingen in de keten. Deze kun je willekeurig verdelen en noem ik het “vertragingsbudget”. Dus als een schakel in de keten veel vertraging oplevert, los je dat op door een andere schakel in de keten juist voor weinig vertraging te laten zorgen. Alles kan daarin, zolang het totaal niet boven het vertragingsbudget uitkomt.

In de tabel hieronder staat van verschillende onderdelen hoeveel vertraging ze opleveren. Twee regels uit de tabel wil ik specifiek benoemen. Zo zie je dat een bluetooth headset alleen al vrijwel het volledige vertragingsbudget opslokt. Als tweede breng ik graag de WiFi onder de aandacht. Op zich is de vertraging die WiFi toevoegt beperkt. Het probleem met WiFi is vooral dat de vertraging enorm fluctueert. De variatie in vertraging wordt opgevangen door de Jitterbuffer in Jamulus. Echter, de variatie in WiFi-vertraging is vaak te groot voor de buffer om op te vangen.