第三讲物理链路故障诊断与排除

第三讲物理链路故障诊断与排除第一页，共六十二页，编辑于2023年，星期四本讲主要内容物理层概述物理链路故障概述链路故障诊断工具双绞线链路故障第二页，共六十二页，编辑于2023年，星期四本讲的重点和难点重点：理解物理层工作原理以及双绞线链路的可能故障难点：网络故障时如何诊断是否为双绞线链路故障，如何排除。第三页，共六十二页，编辑于2023年，星期四本讲主要内容（一）物理层概述物理链路故障概述链路故障诊断工具双绞线链路故障第四页，共六十二页，编辑于2023年，星期四

1）物理层概述第五页，共六十二页，编辑于2023年，星期四

物理层是OSI分层结构体系中最基础的一层，它建立在传输媒体的基础上，实现系统和传输媒体的物理接口。第六页，共六十二页，编辑于2023年，星期四

物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据的比特流，而不是指连接计算机的具体的物理设备或具体的传输媒体。

第七页，共六十二页，编辑于2023年，星期四

物理层主要关心的问题有：（1）线上出现的电压的范围，电压表示何种意义，例如用多少伏特电压表示1，多少伏特电压表示0，一个比特持续多少微秒；（2）是单工、半双工还是全双工；（3）最初的连接如何建立和完成，通信后连接如何终止；第八页，共六十二页，编辑于2023年，星期四

（4）网络接插件的形状和尺寸、有多少针、如何排列针脚、各针的用途是什么等等；（5）信道的最大带宽；（6）传输介质；（7）传输方式：是基带传输还是频带传输，或者二者均可；（8）多路复用技术，如FDM、TDM和WDM等。第九页，共六十二页，编辑于2023年，星期四物理层的标准美国电子工业协会EIA制定的著名物理层标准EIARS-232：规定DCE设备（数据电路端接设备）和DTE设备（数据终端设备）的接口。DCE的作用就是在DTE和传输线路之间提供信号变换和编码的功能，并且负责建立、保持和释放数据链路的连接.第十页，共六十二页，编辑于2023年，星期四物理层的主要问题（1）信号衰减信号衰减限制了信号的传输距离。信号衰减还常常会同时伴随着信号的变形。解决的方法：对信号放大和整形。

第十一页，共六十二页，编辑于2023年，星期四物理层的主要问题（2）噪声干扰噪声可能导致信号传输错误，即接收端难以从混杂了较大噪声的信号中提取出正确的数据。解决的方法：减少噪声的措施，如抵消与屏蔽、良好的端接和接地技术等。第十二页，共六十二页，编辑于2023年，星期四本讲主要内容（二）物理层概述物理链路故障概述链路故障诊断工具双绞线链路故障第十三页，共六十二页，编辑于2023年，星期四物理链路主要是指，网络布线系统所涵盖的建筑群布线、垂直主干布线、水平布线和工作区布线。其中，不包括集线设备的连接。2）物理链路故障概述第十四页，共六十二页，编辑于2023年，星期四水平区布线垂直主干布线管理间子系统建筑群布线设备间子系统工作区布线第十五页，共六十二页，编辑于2023年，星期四工作区链路故障表现故障计算机无法连接至网络，不能实现与其他计算机的通信。计算机虽然可以接入网络，但是数据传输速率非常慢，或者计算机的运行和性能大幅度下降。（1）物理链路故障表现第十六页，共六十二页，编辑于2023年，星期四故障只涉及一台计算机，其他计算机的网络通信不受影响。系统提示网络电缆没有插好，计算机无法访问网络。该链路所接的交换机上相应端口的LED指示灯熄灭。第十七页，共六十二页，编辑于2023年，星期四注意：出现这些现象就可以怀疑是链路故障，但不能确定一定是，或者没有出现上述某个现象，也不代表就一定不是链路故障。需要使用网线测试仪进行测试。第十八页，共六十二页，编辑于2023年，星期四水平链路故障表现水平链路与工作区链路一同构成计算机与交换机连接的整体链路，因此水平链路故障与工作区链路故障基本相同。第十九页，共六十二页，编辑于2023年，星期四垂直主干链路故障表现故障涉及同一楼层的多台计算机。连接至同一接入交换机的所有计算机，无论是否在同一VLAN，均不能连接至核心网络。位于同一接入交换机的同一VLAN的交换机之间可以通信，而不同VLAN间的交换机则不能通信。第二十页，共六十二页，编辑于2023年，星期四接入交换机向上级联端口的LED指示灯熄灭。汇聚交换机与某台或某几台交换机相连接的端口的LED指示灯熄灭。第二十一页，共六十二页，编辑于2023年，星期四建筑群链路故障表现故障涉及同一建筑物内的所有计算机。该建筑物内的所有计算机，无论是否在同一VLAN，均不能连接至核心网络。汇聚交换机向上级联端口的LED指示灯熄灭。核心交换机与该汇聚交换机相连接的端口的LED指示灯熄灭。第二十二页，共六十二页，编辑于2023年，星期四下面的因素将导致物理链路故障：线路短路或断路。电气性能或信号衰减过大。布线施工不规范，不符合技术要求。接插件松动。（2）导致物理链路故障的因素第二十三页，共六十二页，编辑于2023年，星期四链路中的布线产品不匹配。灰尘、氧化和老化。电磁干扰严重传输距离超限第二十四页，共六十二页，编辑于2023年，星期四本讲主要内容（三）物理层概述物理链路故障概述链路故障诊断工具双绞线链路故障第二十五页，共六十二页，编辑于2023年，星期四最常见的测试工具是Fluke公司的全线产品FlukeMircoScannerPro网络测试仪器FlukeNettool在线型网络万用表FlukeDTX简单网络测试仪，如上海三北的“能手”（3）链路故障的一般诊断工具第二十六页，共六十二页，编辑于2023年，星期四使用LED指示灯查找故障。通过LED指示灯可以判断大多数的物理故障。注意：既使两端的LED指示灯都亮，也不能保证线路完全没有问题。第二十七页，共六十二页，编辑于2023年，星期四本讲主要内容（四）物理层概述物理链路故障概述链路故障诊断工具双绞线链路故障第二十八页，共六十二页，编辑于2023年，星期四（1）双绞线概述（2）双绞线链路故障诊断（3）双绞线链路故障排除实践4）双绞线链路故障第二十九页，共六十二页，编辑于2023年，星期四

(1）双绞线概述双绞线是综合布线工程中最常用的一种传输介质。双绞线最外层由绝缘材料包裹，为了降低信号干扰，内部每两根绝缘铜导线相互缠绕。双绞线又可分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)两大类。第三十页，共六十二页，编辑于2023年，星期四

五类非屏蔽双绞线与屏蔽双绞线对比第三十一页，共六十二页，编辑于2023年，星期四双绞线既可用于传输模拟信号，又可用于传输数字信号。美国的电气工业协会/电信工业协会（EIA/TIA）制定标准来评估非屏蔽双绞线，分为多个等级，每个等级的传输速率和应用环境不同。非屏蔽双绞线的标准第三十二页，共六十二页，编辑于2023年，星期四第五类线增加了绕线密度,外套一种高质量的绝缘材料,传输频率为100MHz,用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输，主要用于100base-T和10base-T网络，这就是我们最常用的双绞线。第三十三页，共六十二页，编辑于2023年，星期四超五类线衰减小，串扰少、信噪比更高，性能得到了很大提高。主要用于千兆位以太网（1000Mbps）。第三十四页，共六十二页，编辑于2023年，星期四七类线第三十五页，共六十二页，编辑于2023年，星期四双绞线两端安装有RJ-45头，就是“水晶头”。连接网卡与集线器，最大网线长度为100米，如果要加大网络的范围，在两段双绞线之间可安装中继器，最多可安装4个中继器，如安装4个中继器连5个网段，最大传输范围可达500米。双绞线的使用第三十六页，共六十二页，编辑于2023年，星期四RJ-45（水晶头）

第三十七页，共六十二页，编辑于2023年，星期四传输数据时，双绞线使用的只有八根线芯中的4根，用于双向传输（全双工）。根据连接两端的网络端口不同，会有直通线、交叉线。直通线主要用于不同的两个端口，比如网卡-交换机，交叉线用于连接相同的两个端口，如网卡-网卡。第三十八页，共六十二页，编辑于2023年，星期四第三十九页，共六十二页，编辑于2023年，星期四第四十页，共六十二页，编辑于2023年，星期四10M以太网的网线使用1，2，3，6编号的芯线传递数据；100M以太网的网线使用4，5，7，8编号的芯线传递数据。为什么现在都采用4对(8芯线)的双绞线呢？这主要是为适应更多的使用范围，在不变换基础设施的前提下，就可满足各式各样的用户设备的接线要求。第四十一页，共六十二页，编辑于2023年，星期四（1）双绞线概述（2）双绞线链路故障诊断（3）双绞线链路故障排除实践4）双绞线链路故障第四十二页，共六十二页，编辑于2023年，星期四双绞线故障有很多种，概括起来可以分为连接故障和电气特性故障两类。连接故障多是由于施工工艺或对链路的意外损伤所造成的，如接线错误、短路、开路等；（2）双绞线链路故障诊断第四十三页，共六十二页，编辑于2023年，星期四电气特性故障是指通信介质在信号传输过程中达不到设计要求。影响电气特性的因素除了通信介质材料本身的质量外，还包括施工过程中链路的过度弯曲、捆绑太紧、过力拉伸和过度靠近干扰源等。第四十四页，共六十二页，编辑于2023年，星期四从以下几个方面分析双绞线链路故障：接线图不正确近端串扰未通过链路长度未通过衰减未通过铜导线接头故障第四十五页，共六十二页，编辑于2023年，星期四确认链路连接完整性，主要检查8芯双绞线中每对线是否符合EIA/TIA-568规定的标准。如果接错，便有开路、断路、短路、交叉（跨接）、错对等几种情况出现。接线图不正确第四十六页，共六十二页，编辑于2023年，星期四接线图正常第四十七页，共六十二页，编辑于2023年，星期四开路第四十八页，共六十二页，编辑于2023年，星期四第四十九页，共六十二页，编辑于2023年，星期四第五十页，共六十二页，编辑于2023年，星期四交叉第五十一页，共六十二页，编辑于2023年，星期四跨接跨接两端分别采用T568A和568B，该链路虽然可以用于交换机之间、计算机之间的连接，但不能用于普通的物理链路。第五十二页，共六十二页，编辑于2023年，星期四近端串扰未通过原因可能有：近端连接点有问题；远端连接点短路；串对；外部噪声；链路线缆和接插件性能问题或不是同一类产品；线缆的端接质量问题。第五十三页，共六十二页，编辑于2023年，星期四通常情况下，双绞线的最远传输距离为100米，其中，水平布线不超过90米，两端的跳线分别不超过5米。链路长度未通过第五十四页，共六十二页，编辑于2023年，星期四原因可能有：网络测试仪所设定的NVP（额定传播速率）值不正确，可能会影响测试的精确度，所以在测试连线长度之前应该用已知的好线（不短于15米）确定并重新校准NVP；第五十五页，共六十二页，编辑于2023年，星期四实际长度过长；开路或短路；设备连线和跨接线的总长度过长。第五十六页，共六十二页，编辑于2023年，星期四衰减是信号沿着一定长度的电缆传输所产生损失的度量。衰减与电缆的长度有着直接的关系，并随着频率的上升而增加。衰减的测量单位是“分贝（dB）”，主要表示初始传送端信号与接收信号强度的比值。衰减未通过第五十七页，共六十二页，编辑于2023年，星期四衰减未通过的原因可能有：长度过长；温度过高；连接点问题；链路线缆和接插件性能问题或不是同一类产品；线缆的端接质量问题。第五十八页，共六十二页，编辑于2023年，星期四故障现象1：RJ-45导线接头的故障故障原因：双绞线的头没顶到RJ-45接头顶端;绞线未按照标准脚位压入接头;接头规格不符或者是内部的绞线断了;镀金层的厚度太薄(RJ-45仿冒)。铜导线接头故障第五十九页，共六十二页，编辑于2023年，星期四故障现象2：RJ-45导线接头是符合规范的，但网络无连接故障原因：RJ-45接头的金属片是否已刺