1、网络故障诊断网络故障诊断第三讲第三讲物理链路故障诊断与排除物理链路故障诊断与排除 第1页，共62页。本讲主要内容本讲主要内容o 物理层概述物理层概述o 物理链路故障概述物理链路故障概述o 链路故障诊断工具链路故障诊断工具o 双绞线链路故障双绞线链路故障第2页，共62页。本讲的重点和难点本讲的重点和难点重点：理解物理层工作原理以及双绞重点：理解物理层工作原理以及双绞 线链路的可能故障线链路的可能故障难点：网络故障时如何诊断是否为双难点：网络故障时如何诊断是否为双 绞线链路故障，如何排除。绞线链路故障，如何排除。第3页，共62页。本讲主要内容（一）本讲主要内容（一）o 物理层概述物理层概述o 物理
2、链路故障概述物理链路故障概述o 链路故障诊断工具链路故障诊断工具o 双绞线链路故障双绞线链路故障第4页，共62页。1 1）物理层概述）物理层概述第5页，共62页。物理层是物理层是OSIOSI分层结构体系中最基础的一层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，它建立在传输媒体的基础上，实现系统和传输媒体的传输媒体的物理接口。物理接口。第6页，共62页。物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算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是指连接计算机的具体的物理设备或具体的传输媒
3、体。的传输媒体。第7页，共62页。物理层主要关心的问题有：物理层主要关心的问题有：（1 1）线上出现的电压的范围，电压表示何种）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意义，例如用多少伏特电压表示1 1，多少伏，多少伏特电压表示特电压表示0 0，一个比特持续多少微秒；，一个比特持续多少微秒；（2 2）是单工、半双工还是全双工；）是单工、半双工还是全双工；（3 3）最初的连接如何建立和完成，通信后连）最初的连接如何建立和完成，通信后连接如何终止；接如何终止；第8页，共62页。（4 4）网络接插件的形状和尺寸、有多少针、）网络接插件的形状和尺寸、有多少针、如何排列针脚、各针的
4、用途是什么等等；如何排列针脚、各针的用途是什么等等；（5 5）信道的最大带宽；）信道的最大带宽；（6 6）传输介质；）传输介质；（7 7）传输方式：是基带传输还是频带传输，）传输方式：是基带传输还是频带传输，或者二者均可；或者二者均可；（8 8）多路复用技术，如）多路复用技术，如FDMFDM、TDMTDM和和WDMWDM等。等。第9页，共62页。物理层的标准物理层的标准 美国电子工业协会美国电子工业协会EIAEIA制定的著名物理层标准制定的著名物理层标准EIA RS-232EIA RS-232：规定：规定DCEDCE设备（设备（数据电路端接设备）数据电路端接设备）和和DTEDTE设备（设备（数
5、据终端设备数据终端设备）的接口。）的接口。DCE DCE的作用就是在的作用就是在DTEDTE和传输线路之间提供信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释放数据链路的连接.第10页，共62页。物理层的主要问题物理层的主要问题（1 1）信号衰减）信号衰减信号衰减限制了信号的传输距离。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。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。解决的方法：对信号放大和整形。第11页，共62页。物理层的主要问题物理层的主要问题（2 2）噪声干扰）噪
6、声干扰 噪声可能导致信号传输错误，即接收端难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以从混杂了较大噪声的信号中提取出正确的数据。数据。解决的方法：减少噪声的措施，如抵消与屏解决的方法：减少噪声的措施，如抵消与屏蔽、良好的端接和接地技术等。蔽、良好的端接和接地技术等。第12页，共62页。本讲主要内容（二）本讲主要内容（二）o 物理层概述物理层概述o 物理链路故障概述物理链路故障概述o 链路故障诊断工具链路故障诊断工具o 双绞线链路故障双绞线链路故障第13页，共62页。物理链路主要是指，网络布线系统物理链路主要是指，网络布线系统所涵盖的所涵盖的建筑群布线建筑群布线
7、、垂直主干布线垂直主干布线、水水平布线和工作区布线平布线和工作区布线。其中，不包括集。其中，不包括集线设备的连接。线设备的连接。2 2）物理链路故障概述物理链路故障概述第14页，共62页。水平区布线水平区布线垂直主干布线垂直主干布线管理间子系统管理间子系统建筑群布线建筑群布线设备间子系统设备间子系统工作区布线工作区布线第15页，共62页。工作区链路故障表现工作区链路故障表现l故障计算机无法连接至网络，不能实现与其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。他计算机的通信。l计算机虽然可以接入网络，但是数据传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输速率非常
8、慢，或者计算机的运行和性能大幅度下降。能大幅度下降。（1 1）物理链路故障表现）物理链路故障表现第16页，共62页。l故障只涉及一台计算机，其他计算机的网络故障只涉及一台计算机，其他计算机的网络通信不受影响。通信不受影响。l系统提示网络电缆没有插好，计算机无法访系统提示网络电缆没有插好，计算机无法访问网络。问网络。l该链路所接的交换机上相应端口的该链路所接的交换机上相应端口的LEDLED指示指示灯熄灭。灯熄灭。第17页，共62页。注意：出现这些现象就可以怀疑是链路故障，但注意：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不能确定一定是，或者没有出现上述某个现象，也
9、不代表就一定不是链路故障。象，也不代表就一定不是链路故障。需要使用需要使用网线测试仪网线测试仪进行测试。进行测试。第18页，共62页。水平链路故障表现水平链路故障表现 水平链路与工作区链路一同构成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此水平链路故障与工作区链路故障基本相同。本相同。第19页，共62页。垂直主干链路故障表现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，无论是否在同一接入交换机的所有计算机，无论是否在同一VLANVLAN
10、，均不能连接至核心网络。，均不能连接至核心网络。位于同一接入交换机的同一位于同一接入交换机的同一VLANVLAN的交换机之的交换机之间可以通信，而不同间可以通信，而不同VLANVLAN间的交换机则不能间的交换机则不能通信。通信。第20页，共62页。接入交换机向上级联端口的接入交换机向上级联端口的LEDLED指示灯熄指示灯熄灭。灭。汇聚交换机与某台或某几台交换机相连接汇聚交换机与某台或某几台交换机相连接的端口的的端口的LEDLED指示灯熄灭。指示灯熄灭。第21页，共62页。建筑群链路故障表现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。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
11、机，无论是否在同一该建筑物内的所有计算机，无论是否在同一VLANVLAN，均不能连接至核心网络。，均不能连接至核心网络。汇聚交换机向上级联端口的汇聚交换机向上级联端口的LEDLED指示灯熄灭指示灯熄灭。核心交换机与该汇聚交换机相连接的端口的核心交换机与该汇聚交换机相连接的端口的LEDLED指示灯熄灭。指示灯熄灭。第22页，共62页。下面的因素将导致物理链路故障：下面的因素将导致物理链路故障：l线路短路或断路。线路短路或断路。l电气性能或信号衰减过大。电气性能或信号衰减过大。l布线施工不规范，不符合技术要求。布线施工不规范，不符合技术要求。l接插件松动。接插件松动。（2 2）导致物理链路故障的因
12、素）导致物理链路故障的因素第23页，共62页。l链路中的布线产品不匹配。链路中的布线产品不匹配。l灰尘、氧化和老化。灰尘、氧化和老化。l电磁干扰严重电磁干扰严重l传输距离超限传输距离超限第24页，共62页。本讲主要内容（三）本讲主要内容（三）o 物理层概述物理层概述o 物理链路故障概述物理链路故障概述o 链路故障诊断工具链路故障诊断工具o 双绞线链路故障双绞线链路故障第25页，共62页。最常见的测试工具是最常见的测试工具是FlukeFluke公司的全线产品公司的全线产品Fluke MircoScanner Pro Fluke MircoScanner Pro 网络测试仪器网络测试仪器lFluk
13、e Nettool Fluke Nettool 在线型网络万用表在线型网络万用表lFluke DTXFluke DTX简单网络测试仪，如上海三北的简单网络测试仪，如上海三北的“能手能手”（3 3）链路故障的一般诊断工具）链路故障的一般诊断工具第26页，共62页。使用使用LEDLED指示灯查找故障。指示灯查找故障。通过通过LEDLED指示灯可以判断大多数的物理故障。指示灯可以判断大多数的物理故障。注意：注意：既使两端的既使两端的LEDLED指示灯都亮，也不能指示灯都亮，也不能保证线路完全没有问题保证线路完全没有问题。第27页，共62页。本讲主要内容（四）本讲主要内容（四）o 物理层概述物理层概述
14、o 物理链路故障概述物理链路故障概述o 链路故障诊断工具链路故障诊断工具o 双绞线链路故障双绞线链路故障第28页，共62页。（1 1）双绞线概述）双绞线概述（2 2）双绞线链路故障诊断）双绞线链路故障诊断（3 3）双绞线链路故障排除实践）双绞线链路故障排除实践4 4）双绞线链路故障）双绞线链路故障第29页，共62页。(1(1）双绞线概述）双绞线概述o 双绞线是综合布线工程中最常用的一种传输介质。双绞线是综合布线工程中最常用的一种传输介质。o 双绞线最外层由绝缘材料包裹，为了降低信号干扰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。，内部每两根绝缘铜导线相互缠绕。o
15、 双绞线又可分为非屏蔽双绞线双绞线又可分为非屏蔽双绞线(UTP)(UTP)和屏蔽双绞线和屏蔽双绞线(STP)(STP)两大类。两大类。第30页，共62页。五类非屏蔽双绞线与屏蔽双绞线对比五类非屏蔽双绞线与屏蔽双绞线对比第31页，共62页。双绞线既可用于传输模拟信号，又可用于双绞线既可用于传输模拟信号，又可用于传输数字信号。传输数字信号。美国的电气工业协会美国的电气工业协会/电信工业协会（电信工业协会（EIA/TIAEIA/TIA）制定标准来评估非屏蔽双绞线，分）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为多个等级，每个等级的传输速率和应用环境不同。境不同。非屏蔽双绞线
16、的标准非屏蔽双绞线的标准第32页，共62页。第五类线第五类线 增加了绕线密度增加了绕线密度,外套一种高质量的外套一种高质量的绝缘材料绝缘材料,传输频率为传输频率为100MHz,100MHz,用于语音传用于语音传输和最高传输速率为输和最高传输速率为100Mbps100Mbps的数据传输的数据传输，主要用于，主要用于100base-T100base-T和和10base-T10base-T网络网络，这就是我们最常用的双绞线。，这就是我们最常用的双绞线。第33页，共62页。超五类线超五类线衰减小，串扰少、信噪比更高，衰减小，串扰少、信噪比更高，性能得到了很大提高。主要用于性能得到了很大提高。主要用于千
17、兆位千兆位以太网以太网（1000Mbps1000Mbps）。）。第34页，共62页。七类线七类线第35页，共62页。双绞线两端安装有双绞线两端安装有RJ-45RJ-45头，就是头，就是“水水晶头晶头”。连接网卡与集线器，最大网线长。连接网卡与集线器，最大网线长度为度为100100米，如果要加大网络的范围，在两米，如果要加大网络的范围，在两段双绞线之间可安装中继器，最多可安装段双绞线之间可安装中继器，最多可安装4 4个中继器，如安装个中继器，如安装4 4个中继器连个中继器连5 5个网段个网段，最大传输范围可达，最大传输范围可达500500米。米。双绞线的使用双绞线的使用第36页，共62页。RJ-
18、45RJ-45（水晶头）（水晶头）第37页，共62页。传输数据时，双绞线传输数据时，双绞线使用的只有八根线使用的只有八根线芯中的芯中的4 4根根，用于双向传输（全双工），用于双向传输（全双工）。根据连接两端的网络端口不同，会有直根据连接两端的网络端口不同，会有直通线、交叉线。通线、交叉线。直通线主要用于不同的两直通线主要用于不同的两个端口，个端口，比如网卡比如网卡-交换机，交换机，交叉线用于交叉线用于连接相同的两个端口连接相同的两个端口，如网卡，如网卡-网卡。网卡。第38页，共62页。第39页，共62页。第40页，共62页。10M10M以太网的网线使用以太网的网线使用1 1，2 2，3 3，6
19、 6编号的编号的芯线传递数据；芯线传递数据；100M100M以太网的网线使用以太网的网线使用4 4，5 5，7 7，8 8编号编号的芯线传递数据。的芯线传递数据。为什么现在都采用为什么现在都采用4 4对对(8(8芯线芯线)的双绞线的双绞线呢？呢？这主要是为适应更多的使用范围，在不变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。的用户设备的接线要求。第41页，共62页。（1 1）双绞线概述）双绞线概述（2 2）双绞线链路故障诊断）双绞线链路故障诊断（3 3）双绞线链路故障排除实践）双绞线链路故障排除实践4 4）双
20、绞线链路故障）双绞线链路故障第42页，共62页。双绞线故障有很多种，概括起来可以分为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连接故障和电气特性故障两类。两类。连接故障连接故障多是由于施工工艺或对链路的意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、开外损伤所造成的，如接线错误、短路、开路等；路等；（2 2）双绞线链路故障诊断）双绞线链路故障诊断第43页，共62页。电气特性故障电气特性故障是指通信介质在信号传输过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，还包素除了通信介质材料本
21、身的质量外，还包括施工过程中链路的过度弯曲、捆绑太紧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。、过力拉伸和过度靠近干扰源等。第44页，共62页。从以下几个方面分析双绞线链路故障：从以下几个方面分析双绞线链路故障：接线图不正确接线图不正确近端串扰未通过近端串扰未通过 链路长度未通过链路长度未通过衰减未通过衰减未通过 铜导线接头故障铜导线接头故障第45页，共62页。确认链路连接完整性，主要检查确认链路连接完整性，主要检查8 8芯芯双绞线中每对线是否符合双绞线中每对线是否符合EIA/TIA-568EIA/TIA-568规规定的标准。如果接错，便有开路、断路、短定的标准。如果接
22、错，便有开路、断路、短路、交叉（跨接）、错对等几种情况出现。路、交叉（跨接）、错对等几种情况出现。接线图不正确接线图不正确第46页，共62页。接线图正常第47页，共62页。开路第48页，共62页。第49页，共62页。第50页，共62页。交叉第51页，共62页。跨接o 跨接两端分别采用跨接两端分别采用T568AT568A和和568B568B，该链路虽，该链路虽然可以用于交换机之间、计算机之间的连接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。，但不能用于普通的物理链路。第52页，共62页。近端串扰未通过近端串扰未通过原因可能有：原因可能有：l近端连接点有问题；近端连接点有问题
23、；l远端连接点短路；远端连接点短路；l串对；串对；l外部噪声；外部噪声；l链路线缆和接插件性能问题或不是同一类链路线缆和接插件性能问题或不是同一类产品；产品；l线缆的端接质量问题。线缆的端接质量问题。第53页，共62页。通常情况下，双绞线的最远传输距离为通常情况下，双绞线的最远传输距离为100100米，其中，水平布线不超过米，其中，水平布线不超过9090米，两端米，两端的跳线分别不超过的跳线分别不超过5 5米。米。链路长度未通过链路长度未通过第54页，共62页。原因可能有：原因可能有：网络测试仪所设定的网络测试仪所设定的NVPNVP（额定传播速率（额定传播速率）值不正确，可能会影响测试的精确度
24、，）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所以在测试连线长度之前应该用已知的好线（不短于线（不短于1515米）确定并重新校准米）确定并重新校准NVPNVP；第55页，共62页。实际长度过长；实际长度过长；开路或短路；开路或短路；设备连线和跨接线的总长度过长。设备连线和跨接线的总长度过长。第56页，共62页。衰减是信号沿着一定长度的电缆传输所产生损衰减是信号沿着一定长度的电缆传输所产生损失的度量。失的度量。衰减与电缆的长度有着直接的关系，衰减与电缆的长度有着直接的关系，并随着并随着频率的上升而增加。衰减的测量单位是频率的上升而增加。衰减的测量单位是“分分贝（贝（d
25、BdB）”，主要表示，主要表示初始传送端信号与接初始传送端信号与接收信号强度的比值收信号强度的比值。衰减未通过衰减未通过第57页，共62页。衰减未通过的原因可能有：衰减未通过的原因可能有：长度过长；长度过长；温度过高；温度过高；连接点问题；连接点问题；链路线缆和接插件性能问题或不是同一链路线缆和接插件性能问题或不是同一 类产品；类产品；线缆的端接质量问题。线缆的端接质量问题。第58页，共62页。故障现象故障现象1 1：RJ-45RJ-45导线接头的故障导线接头的故障故障原因：故障原因：l双绞线的头没顶到双绞线的头没顶到RJ-45RJ-45接头顶端接头顶端;l绞线未按照标准脚位压入接头绞线未按照
26、标准脚位压入接头;l接头规格不符或者是内部的绞线断了接头规格不符或者是内部的绞线断了;l镀金层的厚度太薄镀金层的厚度太薄(RJ-45(RJ-45仿冒仿冒)。铜导线接头故障铜导线接头故障第59页，共62页。故障现象故障现象2 2：RJRJ-4545导线接头是符合规范的，导线接头是符合规范的，但网络无连接但网络无连接故障原因：故障原因：lRJ-45RJ-45接头的金属片是否已刺入双绞线中接头的金属片是否已刺入双绞线中,需再对需再对RJ-45RJ-45接头重新压按一次；接头重新压按一次；l双绞线接触不良双绞线接触不良,需再对需再对RJ-45RJ-45接头重新压按一接头重新压按一次；次；l使用剥线工具时切断了绞线使用剥线工具时切断了绞线(绞线绞线 内铜导线内铜导线已断，但皮未断已断，但皮未断)。第60页，共62页。（1 1）双绞线概述）双绞线概述（2 2）双绞线链路故障诊断）双绞线链路故障诊断（3 3）双绞线链路故障排除实践）双绞线链路故障排除实践4 4）双绞线链路故障）双绞线链路故障第61页，共62页。本讲的重点和难点本讲的重点和难点重点：理解物理层工作原理以及双绞重点：理解物理层工作原理以及双绞 线链路的可能故障线链路的可能故障难点：网络故障时如何诊断是否为双难点：网络故障时如何诊断是否为双 绞线链路故障，如何排除。绞线链路故障，如何排除。第62页，共62页。
