1、上一页下一页编辑课件1第三 章 物理层维护物理层维护上一页下一页编辑课件2本章学习目标本章学习目标了解物理层在整个网络体系结构中的功能与作了解物理层在整个网络体系结构中的功能与作用。用。正确识别物理层的网络组件，重点掌握网络物正确识别物理层的网络组件，重点掌握网络物理层的传输介质、传输设备的特性。理层的传输介质、传输设备的特性。掌握物理层网络设备的组网标准与规范，常用掌握物理层网络设备的组网标准与规范，常用的测试方式与故障排除。的测试方式与故障排除。上一页下一页编辑课件3本章要点内容计算机网络体系结构中物理层的主要功能；计算机网络体系结构中物理层的主要功能；物理层的主要网络组件及组网规范；物理
2、层的主要网络组件及组网规范；物理层故障诊断与维护。物理层故障诊断与维护。上一页下一页编辑课件4本章学前要求 对网络体系结构有清楚的理解。对网络体系结构有清楚的理解。已经掌握局域网组网工程方面的知识。已经掌握局域网组网工程方面的知识。对常用的组网传输介质与设备的使用方法比较对常用的组网传输介质与设备的使用方法比较了解。了解。上一页下一页编辑课件53.1 物理层的功能物理层的功能 物理层的主要功能为定义了网络的物理结构及互联标准，传输的电磁标准，比特流的编码及网络的通信同步等。其决定了网络连接类型（端到端或多端连接）及物理拓扑结构。简单地说，这一层主要负责实际的信号传输，物理层最终实现网络上的二进
3、制位流的透明传输。3.1.1 OSI模型中的物理层的功能 物理层是OSI的第一层，它虽然处于最底层，却是整个开放系统的基础。物理层为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备，为数据传输提供可靠的环境。其主要的功能定义为三个方面：1）为数据端设备提供传送数据的通路。2）传输数据。3）完成物理层的一些管理工作。3.1.2 网络互联的物理接口标准 物理层协议规定了建立、维持及断开物理信道所需的机械的、电气的、功能的和规程的方面的特性。其作用是确保比特流能在物理信道上传输。上一页下一页编辑课件63.1 物理层的功能物理层的功能1定义定义DTE和和DCE之间互联规则之间互联规则 OSI模型的物理层所做的
4、定义为：在物理信道实体之间合理地通过中间系统，为比特传输所需的物理连接的激活、保持和去除提供机械的、电气的、功能性和规程性的手段。比特流传输可以采用异步传输，也可以采用同步传输完成。另外，CCITT在X.25建议书第一级（物理级）中也做了类似的定义：利用物理的、电气的、功能的和规程的特性在DTE和DCE之间实现对物理信道的建立、保持和拆除功能。这里的DTE(Date Terminal Equipment)指的是数据终端设备，是对属于用户所有的连网设备或工作站的统称，它们是通信的信源或信宿，如计算机、终端等；DCE(Date Circuit Terminating Equipment 或 Dat
5、e Communications Equipment)，指的是数据电路终接设备或数据通信设备，是对为用户提供入接点的网络设备的统称，如自动呼叫应答设备、调制解调器等。上一页下一页编辑课件73.1 物理层的功能物理层的功能 DTE-DCE的接口框如图3-2所示，物理层接口协议实际上是DTE和DCE或其它通信设备之间的一组约定，主要解决网络节点与物理信道如何连接的问题。物理层协议规定了标准接口的机械连接特性、电气信号特性、信号功能特性以及交换电路的规程特性，这样做的主要目的，是为了便于不同的制造厂家能够根据公认的标准各自独立地制造设备，使各个厂家的产品都能够相互兼容。图3-2 DTE-DCE接口框
6、图 上一页下一页编辑课件83.1 物理层的功能物理层的功能 2网络互联的接口标准举例网络互联的接口标准举例EIA RS-232C是由美国电子工业协会EIA(Electronic Industry Association)在1969年颁布的一种目前使用最广泛的串行物理接口，下面以此为例来讨论网络互联的接口标准在整个网络组建中的功能与作用。RS-232标准提供了一个利用公用电话网络作为传输媒体，并通过调制解调器将远程设备连接起来的技术规定。远程电话网相连接时，通过调制解调器将数字转换成相应的模拟信号，以使其能与电话网相容；在通信线路的另一端，另一个调制解调器将模拟信号逆转换成相应的数字数据，从而实
7、现比特流的传输。图3-3(a)给出了两台远程计算机通过电话网相连的结构图。从图中可看出，DTE实际上是数据的信源或信宿，而DCE则完成数据由信源到信宿的传输任务。RS-232C标准接口只控制DTE与DCE之间的通信，与连接在两个DCE之间的电话网没有直接的关系。上一页下一页编辑课件93.1 物理层的功能物理层的功能 RS-232C标准接口也可以如图3-3(b)所示用于直接连接两台近地设备，此时既不使用电话网也不使用调制解调器。由于这两种设备必须分别以DTE和DCE方式成对出现才符合RS-232C标准接口的要求，所以在这种情况下要借助于一种采用交叉跳接信号线方法的连接电缆，使得连接在电缆两端的D
8、TE通过电缆看对方都好象是DCE一样，从而满足RS-232C接口需要DTE-DCE成对使用的要求。这种使用方式目前被广泛采用。图3-3 RS-232C的远程连接和近地连接 上一页下一页编辑课件103.1 物理层的功能物理层的功能 RS-232C的功能特性定义了25芯标准连接器中的20根信号线，其中2根地线、4根数据线、11根控制线、3根定时信号线、剩下的5根线做备用或末定义。表3-1给出了其中最有用的10根信号线的功能特性。RS-232C功能特性引脚号信号线功能说明信号线型连接方向123456782022AABABBCACBCCABCFCDCE保护地线(GND)发送数据(TD)接收数据(RD)
9、请求发送(RTS)清除发送(CTS)数据设备就绪(DSR)信号地线(Sig.GND)载波检测(CD)数据终端就绪(DTR)振铃指示(RI)地线数据线数据线控制线控制线控制线地线控制线控制线控制线DCEDTEDCEDTEDTEDTEDCEDTE表3-1 RS-232C引脚功能特性上一页下一页编辑课件113.2 物理层的组件物理层的组件 物理层对所设计的网络的可靠性、高效能有着重要的影响。网络的传输介质与设备的选择、安装及测试在决定网络能否满足用户现在以及将来的信息系统需要的过程中起着至关重要的作用。3.2.1 物理层组件概述物理层组件概述 物理层组件包括网络传输介质、连接器、接插面板以及网卡、集
10、线器、收发器、介质转换器等设备。铜缆可以分为两种类型：同轴电缆与双绞线。在以太网中使用比较广泛的同轴电缆类型是细电缆和粗电缆。双绞线双被分为5类，其中只有从种类3到种类5的电缆可以应用于局域网组网之中。现在新设计的网络中已经不再使用同轴电缆，但是在已经安装网络中仍然在使用同思电缆。它的带宽为10Mbps，由于具有总路线式的拓扑结构，因此在解决故障的过程中会遇到很多困难。同轴电缆的主要优点是分段长度较长且抗干扰能力强。五类非屏蔽双绞线（5E）是现在的标准铜质线缆，它所支持的带宽最高可以达到1000Mbps,最大分段长度为100米，但是可以通过使用转发器来扩展。由于缺乏抗电磁能力，所以必须特别注意
11、双绞线的正确终端联结方式。上一页下一页编辑课件123.2 物理层的组件物理层的组件 如果一台以太网设备不能处理某种介质信号时就必须使用收发器。收发器是一种相对简单的设备，而且也不易出现故障。但是如果一台具有收发器的设备不能正常工作时，还是应该对其进行检查。介质转换器可以将一种介质产生的信号转换为另一种所需的信号类型。假设现在计划将两栋建筑物用光缆连接起来，但是交换机、集线器以及路由器等设备的接口为双绞线，在这种情况下就可以使用介质转换器。网络物理层组件的正确选择、配置和安装，可以为网络的可靠性提供坚实的基础。由于网络中其他各层都依赖于物理层的正确配置，所以对物理层的正确设计、组件的正确选择和安
12、装可以有效防止以后可能发生的各种难以解决的故障。上一页下一页编辑课件133.2 物理层的组件物理层的组件 3.2.2 网络传输介质网络传输介质 网络传输介质是网络中传输数据、连接各网络站点的实体。网络信息还可以利用无线电系统、微波无线系统和红外技术等传输。目前常见的网络传输介质有：双绞线、同轴电缆、光纤等。当构建网络时存在多种网络介质可供选择。彻底地了解各种介质的功能、特点、安装事项、测试需求以及故障排除的方法等对正确地选择网络介质至关重要。下面我们主要讨论的是铜质电缆以及光纤介质。1双绞线双绞线 1）双绞线概述。双绞线(TP:Twisted Pairwire)是网络综合布线工程中最常用的一种
13、传输介质。双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起,可降低信号干扰的程度,每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。图3-6和图3-7所示为两种常见的双绞线类型。上一页下一页编辑课件143.2 物理层的组件物理层的组件 双绞线一般由两根2226号绝缘铜导线相互缠绕而成。如果把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆。在双绞线电缆内,不同线对具有不同的扭绞长度,一般地说,扭绞长度在38.1cm至14cm内,按逆时针方向扭绞,相临线对的扭绞长度在12.7cm以上。与其他传输介质相比,双绞线在传输距离、信道宽度和数据传输速度等方面均受
14、到一定限制,但价格较为低廉。目前,双绞线可分为非屏蔽双绞线(UTP:Unshilded Twisted Pair)和屏蔽双绞线(STP:Shielded Twisted Pair)。图3-6 非屏蔽双绞线 图3-6屏蔽双绞线上一页下一页编辑课件153.2 物理层的组件物理层的组件 2）双绞线的规格型号。EIA/TIA为双绞线电缆定义了五种不同质量的型号。计算机网络综合布线使用第三、四、五类。双绞线分为屏蔽双绞线与非屏蔽双绞线两大类。在这两大类中又分100欧姆电缆、双体电缆、大对数电缆、150欧姆屏蔽电缆。具体型号有多种,如图3-7所示：图3-7常用双绞线分类上一页下一页编辑课件163.2 物理
15、层的组件物理层的组件 3）双绞线的性能指标。对于双绞线,用户最关心的是表征其性能的几个指标，这些指标包括衰减、近端串扰、阻抗特性、分布电容、直流电阻等。(1)衰减 衰减(Attenuation)是沿链路的信号损失度量。衰减与线缆的长度有关系,随着长度的增加,信号衰减也随之增加。衰减用db作单位,表示源传送端信号到接收端信号强度的比率。由于衰减随频率而变化,因此,应测量在应用范围内的全部频率上的衰减。(2)近端串扰 串扰分近端串扰(NEXT)和远端串扰(FEXT),测试仪主要是测量NEXT,由于存在线路损耗,因此FEXT的量值的影响较小。近端串扰损耗是测量一条UTP链路中从一对线到另一对线的信号
16、耦合。对于UTP链路,NEXT是一个关键的性能指标,也是最难精确测量的一个指标。随着信号频率的增加,其测量难度将加大。上一页下一页编辑课件173.2 物理层的组件物理层的组件 NEXT并不表示在近端点所产生的串扰值,它只是表示在近端点所测量到的串扰值。这个量值会随电缆长度不同而变,电缆越长,其值变得越小。同时发送端的信号也会衰减,对其它线对的串扰也相对变小。实验证明,只有在40米内测量得到的NEXT是较真实的。如果另一端是远于40米的信息插座,那么它会产生一定程度的串扰,但测试仪可能无法测量到这个串扰值。因此,最好在两个端点都进行NEXT测量。现在的测试仪都配有相应设备,使得在链路一端就能测量
17、出两端的NEXT值。(3)直流电阻 TSB67无此参数。直流环路电阻会消耗一部分信号,并将其转变成热量。它是指一对导线电阻的和,11801规格的双绞线的直流电阻不得大于19.2欧姆。每对间的差异不能太大(小于 0.1欧姆),否则表示接触不良,必须检查连接点。(4)特性阻抗 与环路直流电阻不同,特性阻抗包括电阻及频率为1100MHz的电感阻抗及电容阻抗,它与一对电线之间的距离及绝缘体的电气性能有关。各种电缆有不同的特性阻抗,而双绞线电缆则有100欧姆、120欧姆及150欧姆几种。上一页下一页编辑课件183.2 物理层的组件物理层的组件 (5)衰减串扰比(ACR)在某些频率范围,串扰与衰减量的比例
18、关系是反映电缆性能的另一个重要参数。ACR有时也以信噪比(SNR:Signal-Noice ratio)表示,它由最差的衰减量与NEXT量值的差值计算。ACR值较大,表示抗干扰的能力更强。一般系统要求至少大于10分贝。(6)电缆特性 通信信道的品质是由它的电缆特性描述的。信噪比SNR是在考虑到干扰信号的情况下,对数据信号强度的一个度量。如果信噪比SNR过低,将导致数据信号在被接收时,接收器不能分辨数据信号和噪音信号,最终引起数据错误。因此,为了将数据错误限制在一定范围内,必须定义一个最小的可接收的信噪比。2同轴电缆同轴电缆 1）同轴电缆概述。同轴电缆以硬铜线为芯，外包一层绝缘材料。这层绝缘材料
19、用密织的网状导体环绕，网外又覆盖一层保护性材料。有两种广泛使用的同轴电缆。一种是50欧姆电缆，用于数字传输，由于多用于基带传输，也叫基带同轴电缆；另一种是75欧姆电缆，用于模拟传输，也叫宽带同轴电缆。这种区别是由历史原因造成的，而不是由于技术原因或生产厂家。同轴电缆的结构如图3-8所示：上一页下一页编辑课件193.2 物理层的组件物理层的组件 同轴电缆的这种结构，使它具有高带宽和极好的噪声抑制特性。同轴电缆的带宽取决于电缆长度。1km的电缆可以达到1Gbps-2Gbps的数据传输速率。还可以使用更长的电缆，但是传输率要降低或使用中间放大器。目前，同轴电缆大量被光纤取代，但仍广泛应用于有线电视和
20、某些局域网。2）同轴电缆的规格型号。同轴电缆可分为两种基本类型,基带同轴电缆和宽带同轴电缆。目前基带常用的电缆,其屏蔽线是用铜做成的网状的,特征阻抗为50(如RG-8、RG-58等);宽带同轴电缆常用的电缆的屏蔽层通常是用铝冲压成的,特征阻抗为75(如RG-59等)。图3-8 同轴电缆的结构上一页下一页编辑课件203.2 物理层的组件物理层的组件 计算机网络一般选用RG-8以太网粗缆和RG-58以太网细缆。RG-59 用于电视系统。RG-62 用于ARCnet网络和IBM3270网络。3）同轴电缆的性能指标。(1)同轴电缆的特性阻抗。同轴电缆的平均特性阻抗为502,沿单根同轴电缆的阻抗的周期性
21、变化为正弦波,中心平均值3,其长度小于2米。(2)同轴电缆的衰减。一般指500米长的电缆段的衰减值。当用10MHz的正弦波进行测量时,它的值不超过8.5db(17db/公里);而用5MHz的正弦波进行测量时,它的值不超过6.0db(12db/公里)。(3)同轴电缆的传播速度。需要的最低传播速度为0.77C(C为光速)。(4)同轴电缆直流回路电阻 电缆的中心导体的电阻与屏蔽层的电阻之和不超过10毫欧/米(在20下测量)。3光纤光纤 1）光纤概述。光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。在多模光纤中，芯的直径是15m-50m，大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8m
22、-10m。芯外面包围着一层折射率比芯的折射率低的玻璃封套，以使光纤保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套，用来保护封套。光纤通常被扎成束，外面有外壳保护。纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体，它质地脆,易断裂,因此需要外加一保护层。其结构如图3-9所示。上一页下一页编辑课件213.2 物理层的组件物理层的组件 2）光纤的规格型号。主要分以下两大类:（1）传输点模数类。传输点模数类分单模光纤(Single Mode Fiber)和多模光纤(Multi Mode Fiber)。单模光纤的纤芯直径很小,在给定的工作波长上只能以单一模式传输,传输频带宽,传输容量大。多模光纤是在给定的
23、工作波长上,能以多个模式同时传输的光纤。与单模光纤相比,多模光纤的传输性能较差。（2)折射率分布类。折射率分布类光纤可分为跳变式光纤和渐变式光纤。跳变式光纤纤芯的折射率和保护层的折射率都是一个常数。在纤芯和保护层的交界面,折射率呈阶梯型变化。渐变式光纤纤芯的折射率随着半径的增加按一定规律减小,在纤芯与保护层交界处减小为保护层的折射率。纤芯的折射率的变化近似于抛物线。图3-9光纤的结构上一页下一页编辑课件223.2 物理层的组件物理层的组件 3）光纤的性能指标。对光纤传输通道的性能要求，其前提是每一根光纤通道使用单个波长窗口。下面我们按照国际布线标准ISO/IEC 11801：1995（E），给
24、出单模和多模光纤通道的性能指标。3.2.3 网络物理层设备网络物理层设备 在物理层工作的网络设备主要涉及到两方面的工作：如何对信号进行编码以及接收到信号以后应该如何处理。常见的物理层设备有网卡、转发器、集线器、收发器以及介质转换器等。下面介绍中继器、集线器、网卡及介质转换器。1中继器中继器 中继器（Repeater）是连接网络线路的一种装置，常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作。中继器是最简单的网络互联设备，主要完成物理层的功能，负责在两个节点的物理层上按位传递信息，完成信号的复制、调整和放大功能，以此来延长网络的长度。2集线器集线器 上一页下一页编辑课件233.2 物理层的组件物理层
25、的组件 集线器（Hub）可以说是一种特殊的中继器，作为网络传输介质间的中央节点，它克服了介质单一通道的缺陷。以集线器为中心的优点是：当网络系统中某条线路或某节点出现故障时，不会影响网上其他节点的正常工作。集线器可分为无源（Passive）集线器、有源（Active）集线器和智能（Intelligent）集线器。普通集线器的外观如图3-10所示：图3-10 普通集线器的外观上一页下一页编辑课件243.2 物理层的组件物理层的组件 3网卡网卡 我们最常用的网络设备当属网卡了。网卡本身是LAN(局域网)的设备，通过网关、路由器等设备就可以把这个局域网连接到Internet上。网卡有许多种，按照物理层
26、来分类有无线网卡、RJ-45网卡、同轴电缆网卡、光纤网卡等等。它们在物理上的连接方式不同、数据的编码、信号传输的介质、电平等也不同。以下主要介绍我们最常用到的以太网网卡。以太网采用的CSMA/CD(载波侦听多路访问/冲突检测)的控制技术。他主要定义了物理层和数据链路层的工作方式。数据链路层和物理层各自实现自己的功能，相互之间不关心对方如何操作。二者之间有标准的接口(例如MII，GMII等)来传递数据和控制。以太网卡的物理层可以包含很多种技术，常见的有RJ45、光纤、无线等，它们的区别在于传送信号的物理介质和媒质不同。这些都在IEEE的802协议族中有详细的定义。现主要讨论的RJ45的网卡属于I
27、EEE802.3定义的范围。上一页下一页编辑课件253.3 物理层的组网规范物理层的组网规范 任何网络设备都有自己的特性和适用范围，只有在规定的范围内使用才能正常发挥其功能。实践证明，网络物理层的传输介质与设备在组网的过程中都有一定的条件限制，违背这些组网规范就会降低网络的性能，甚至造成严重的网络故障。下面就分别讨论常见的物理层传输介质与设备在组网中的规范。3.3.1 传输介质的组网规范传输介质的组网规范 在日常的组网工程中，主要使用的网络传输介质是双绞线、同轴电缆和光纤。这三种传输介质的特性差别较大，各有其优缺点，目前在不同的组网环境中都在采用，下面分别介绍其使用条件与要求。1双绞线双绞线
28、我们已经讨论了双绞线电缆的一些普通特点。因为5类双绞线是局域网中铜线电缆的标准，所以关于双绞线电缆的特点和维护问题的更深入讨论将直接针对5类双绞线。另外，对于这个问题的讨论集中在以太网中。上一页下一页编辑课件263.3 物理层的组网规范物理层的组网规范 速度为10Mbps、使用双绞线电缆的以太网的IEEE设计标准是10BastT。使用双绞线连接速度为100Mbps的以太网有两种选择：一是使用两组电线，称为100BaseTX；另一种是使用四组电线，称为100BaseT4。我们将集中讨论目前占主要地位的100BaseTX标准。双绞线有两种接法：EIA/TIA 568B标准和EIA/TIA 568A
29、标准。具体接法如图3-14所示：图3-14 双绞线接法上一页下一页编辑课件273.3 物理层的组网规范物理层的组网规范 2同轴缆同轴缆 同轴电缆分粗缆和细缆，在现实的组网中，细缆应用较多，接下来我们主要分析一些细缆的特性。3光缆光缆 光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。在多模光纤中，芯的直径是15m-50m，大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8m-10m。芯外面包围着一层折射率比芯的折射率低的玻璃封套，以使光纤保持在芯内。在外面的是一层薄的塑料外套，用来保护封套。光纤通常被扎成束，外面有外壳保护。纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体，它质
30、地脆,易断裂,因此需要外加一保护层。上一页下一页编辑课件283.3 物理层的组网规范物理层的组网规范3.3.2 物理层设备的组网规范物理层设备的组网规范 介质仅代表了物理层的一半影响因素。介质连接的联网设备也必须维护。在物理层工作的设备基本上关心两件事情：位信号如何编码，以及接收了位信号该如何处理？位信号的编码是用来在物理层介质中代表0或1的方法。依靠物理设备的功能，一旦接收了位信号，该设备就采取不同的行为。这一部分讨论网卡、中继器和集线器的使用规范。1网卡使用规则网卡使用规则 网卡为计算机和其他设备提供了连接到网络介质的接口。它们也处理接收和发送位信号以及存取介质的细小环节。为工作站选择合适
31、的网卡的重要性经常被忽略。网卡可以有多种选择，您的选择会影响到网络的性能和可管理性。网卡在数据链路层中也起到作用，这在第四章中将再次提及，所以这里我们仅仅涉及网卡在物理层中的作用。部分包括网卡总线类型、支持介质类型、运行速度和几个在选择网卡时可能首要考虑的因素。2中继器和集线器使用规则中继器和集线器使用规则 上一页下一页编辑课件293.3 物理层的组网规范物理层的组网规范 物理层设备直接互联组建的网络的最大特点是网络中的所有工作站都处于同一个冲突域中，及同一时刻只能有一台工作站向网络中发送数据。随着网络中的站点的增加，网络的性能将逐渐的下降。为确保网络的可用性和可靠性。IEE802.3标准规定
32、了以太网组网规范，其中有一个很著名的规则就是5-4-3规则。以太网中5-4-3准则的内容是：在一个10Mbps以太网中，在两个工作站之间最多可以有5个网段、4个中继器，同时5个网段中只有3个可以用于安装电脑等网络设备。上一页下一页编辑课件303.4 物理层故障诊断与排除物理层故障诊断与排除 在日常的网络维护中，物理层的网络故障占的比例较大。一个前期使用正常的网络忽然发生不能上网的故障，通常是物理层故障引起的。下面分别讨论常见的物理层故障的维护。3.4.1 双绞线网络故障排除双绞线网络故障排除 100BaseT或100aseTX网络中最常见的问题是关于电缆终端合适与否，以及是否符合设备和安装标准
33、。好的方面是一个网段只连接一台工作站，所以如果一个连接器或电缆出现问题，它只会影响一台工作站。但不好的一面是在星形拓扑结构的双绞线以太网中，每一个工作站都连接到中央集线器，所以集线器的生产商在集线器中加入了能够隔离故障的性能。本节将集中讨论个别网段上可能出现的问题。1断线故障断线故障 因为双绞线断线（主要是线序中的1、2、3、6线）引起的故障只会影响到用户自身的正常工作，这种故障很容易查找。如果电缆一端没有插在集线器或交换机上，您知道如何检查。但另外一种情况，如果电缆插在网卡上，您或许就会忽略连接端已经断开。千万别犯这样的错误！通常将电缆连接断开的用户在更换电缆时有两种倾向：太小心和太用力。型
34、插头有时需要您费点力气才能连接好，所以您只有听到插入的时“嘭”的一声时才能保证插头已确实连接好了。上一页下一页编辑课件313.4 物理层故障诊断与排除物理层故障诊断与排除 2电缆过分弯曲故障电缆过分弯曲故障 如果您未使用某种类型的电缆管在屋顶和墙壁上进行电缆布线，就可能不满足电缆最小曲率半径的要求。双绞线电缆相当灵活，所以，在屋顶的角落或障碍物处您可以不经意地弯曲它。需要记住，要想让类电缆绕过一个90的角落，至少需要长度1英寸的电缆圈来绕过这个角落。因为这种电缆非常灵活，所以不用担心会损坏它。3双绞线质量故障双绞线质量故障 在过去的一些电缆安装过程中，可能使用类电缆，或更糟的是使用类电缆，也称
35、作银缎子。银缎子电缆是用来连接电话或调制解调器的扁平的、银色的电缆。不幸的是，一些网卡生产商曾经使用这些电缆，并且一些相信它的网络或计算机技术人员也使用它。如果仅用作接插板，这些电缆可以在10Mbps的以太网中使用，但是它们无法通过任何性能测试，并会给网络引入很高的错误。类电缆可以很好地工作在10BaseT的网络中，但是当您想把网络升级上一页下一页编辑课件323.4 物理层故障诊断与排除物理层故障诊断与排除 为快速以太网时会发生什么事情呢？类电缆不能用在快速以太网中，在10BaseT的网络中这种电缆没有类电缆可靠。如文中分析过的，任何新安装的网络中都可以使用类电缆。类电缆也可以使用，但是如果在
36、10BaseTX网络中，电缆需要附加的测试。4电缆过长引起的故障电缆过长引起的故障 100米似乎是很长的距离，但是如果您需要管理从生产仓库的一端到另一端的电缆线，就会发现这个距离并不长。当然，您非常清楚并不是只有您才会遇到这种情况。许多雇用计算机工作人员的公司都有一个室内维护人员，他的工作就是管理电缆。5连接错误故障连接错误故障 不同电缆终端标准的使用将会导致工作站到集线器的连接断开。如果插座终端使用568-标准，接插板568-使用标准，您就结束了工作站上的传输线到集线器上的传输线的连接，以及工作站上的接收线到网络中接收线的连接。6做线不标准引起的故障做线不标准引起的故障上一页下一页编辑课件3
37、33.4 物理层故障诊断与排除物理层故障诊断与排除 有一种电缆终端可以不遵循568-A或568-B标准，却仍然可以在10bps以太网中使用。留心的电缆安装员可能听说过以太网中的电缆是直接连接的。也就是说，一个连接器上1引脚的电线连接到电缆另一端连接器上的引脚上，其他个引脚的连接情况一样。实际上，这种设置适用于标准的双绞线以太网中。因此，排列起四组电线绿色、蓝色、橙色、棕色然后加入连接器的做法非常合理。7RJ45连接电线没有缠绕故障连接电线没有缠绕故障 对短电缆的操作非常困难。一些技术员可能会剥掉几厘米长的电缆外壳、解开缠绕的电线和接上电缆。虽然这个方法可以使得电缆终端的制作快速而简单，但会引起
38、网络连接信号微弱和数据传输的高错误率。这种类型的终端会导致串扰以及对电磁干扰和射频干扰更加敏感。再次强调，保持电缆终端线圈的缠绕是非常重要的。上一页下一页编辑课件343.4 物理层故障诊断与排除物理层故障诊断与排除3.4.2 细缆网常见故障的排除细缆网常见故障的排除 在细缆网中的常见故障主要涉及到电缆终端连接器的正确安装以及是否符合10Base2网络标准。如果一个10Base2网络由于采用总线结构而不能正常工作，这种故障通常都涉及到多路工作站或者是全部的电缆。将各种故障分离是一项困难而且耗时的工作，下面列出了当发生连接故障以及传输速率很慢等情况时，应该考虑的一些故障原因。1断线故障断线故障 用
39、户随时可能会扰乱网络，而且不幸的是许多他们可以很容易完成的工作对整个网络产生破坏。设想如果用户想要在自己的机器上对内存进行升级时，他们首先会做什么呢？通常在去掉箱之前，他们会拔掉所有的插头。毕竟他们从开始就被告知应该这样去做的。这种操作本身是没有问题的，只要他们将整个T型连接器从网卡上拔掉，而不是将电缆从T型连接器上拔掉即可。如果用户真的将电缆与T型连接器断开，那么现在网络中就存在两个物理网段，两段网段在电缆的两端都没有终端。这将会引起整段电缆的失效。2电缆不能满足最小曲率半径要求电缆不能满足最小曲率半径要求上一页下一页编辑课件353.4 物理层故障诊断与排除物理层故障诊断与排除 设计人员在布
40、置电缆时，通常都非常仔细，以便使所设计的网络能够满足各种应用要求，然而随着时间的流逝这些预防措施会逐渐地消除。当用户移动一台工作站时，许多以前能够正常运行的程序可能会出现各种奇怪的错误。3使用了错误的终端连接器使用了错误的终端连接器 不同的电缆应该使用不同的终端连接器，遗憾的是许多同轴连接器看上去或多或少都有一些近似。按照规定在细电缆网中使用RG58电缆应该在端点处安装一个50欧姆的终端电阻。一些终端连接器只是在连接器附近用色彩了阻抗的数值。通常情况下50欧姆的电阻为绿色的，最重要的是保证终端连接器与同思电缆的类型相匹配。否则数据传输过程中将会出现损失，结果会导致数据传输错误或者彻底失去数据传
41、输功能。4、网络中加入了短线电缆网段、网络中加入了短线电缆网段 所谓短线电缆网段是指使用T型连接器连接两段电缆以实际扩展总路线的目的，同时使用第三个连接口位于远端的一台工作站。这种布置方式应该尽量避免。这种类型的配置给电信号提供了多种传输路径。它造成数据的映像和破坏。您应该确保所有工作站直接连接到网络主干线上，而不是形成任何节点。上一页下一页编辑课件363.4 物理层故障诊断与排除物理层故障诊断与排除3.4.3 影响以太网性能的常见问题影响以太网性能的常见问题 1过度冲突过度冲突 以太网采用的是一种先监听后发送的争用型媒体访问方法（CSMA/CD），因而LAN上发生一些冲突不可避免，但如果冲突
42、过于频繁发生，则是不正常的，这一般是由下列原因造成的：电缆连接距离超过了网络设计规范，例如：10Base-T 的以太网上，每个工作站应使用长度不超过100 米的电缆连接到Hub 上。这种冲突一般在以太网数据帧前64 字节已正确发送之后出现，称为后冲突；违反了以太网的5-4-3 规则，即LAN 最多有5 个分段、任何两个站点间不能超过4 个中继器、只有3 个网段可以连接工作站。这也是引起网络冲突的一个原因。解决的办法是使用交换机替代集线器来隔离冲突域。2严重噪音干扰严重噪音干扰 以太网易受电磁干扰，使发送的比特串被电缆上的噪音所破坏。噪音一般是由下列原因引起的：网络电缆太靠近某个电气设备，如电机
43、。网络电缆走向与电源电缆并行。网络电缆连接末端的导线未扭转的长度过长，从而在这段未扭转的并行导线上产生电磁场而出现干扰。100Base-TX 网络中，应该使用5 类双绞线而错误使用了3 类双绞线。一般来说，当以太网的冲突率在合理范围内，而在接收端出现CRC 校验错误急剧增加的现象，应该考虑可能是噪音的影响。解决的办法是使用STP屏蔽双绞线替代UTP非屏蔽双绞线来提高抗干扰的能力。上一页下一页编辑课件373.5 本章小结本章小结本章详细讨论了网络物理层的功能与组件、网络物理层的组网规范以及网络物理层故障的诊断与排除。重点讲解物理层在整个网络体系结构中的作用，正确区分网络物理层组件。详细分析了物理
44、层中组网传输介质双绞线、同轴电缆、光纤的特性和组网要求，物理层网络设备的使用规则，各种常见以太网中5-4-3规则的含义及本质原因。最后还总结归纳了双绞线以太网、细缆以太网的典型故障的诊断与维护。上一页下一页编辑课件383.6 本章习题本章习题1、物理层的主要功能是什么？2、什么是5-4-3规则？3、双绞线的分类及各自的特性有哪些？4、双绞线中交叉线的用途是什么？上一页下一页编辑课件393.7 本章实训本章实训一实训名称：网线的制作与测试分析二实训目的：1在教师的指导下制作各种类型的双绞线电缆，通过观察能区分电缆的类型和用途。2对制作的电缆进行测试，判断是否符合要求。三实训环境搭建：建议在网络综合布线实训室进行。准备制线工具及测试工具，提供足够的双绞线与RJ45连接器。四实训步骤 1）检查电缆，对电缆的连通性与线序进行测试。2）对可能存在的故障作相应的标记。3）描述这种故障可能引起的后果。4）在网络环境中使用刚制作的电缆并且注明检测和结论是否正确。上一页下一页编辑课件406.6 实训项目：实训项目：用协议分析工具分析TCP一、实验目的 1.理解TCP协议；2.掌握协议分析工具的使用；二、实验环境 1.网络环境 2、操作系统 3、协议分析工具三、实验内容 利用协议分析工具分析TCP数据包。四、实验步骤 1、测试例子 2、IRIS的设置 3、抓包 4、数据包分析
