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1、第三讲物理链路故障诊断与排除第1页，共62页，编辑于2022年，星期二本讲主要内容本讲主要内容1.1.物理层概述物理层概述2.2.物理链路故障概述物理链路故障概述3.3.链路故障诊断工具链路故障诊断工具4.4.双绞线链路故障双绞线链路故障第2页，共62页，编辑于2022年，星期二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，编辑于2022年，星期二本讲主要内容（一）本讲主要内容（一
2、）1.1.物理层概述物理层概述2.2.物理链路故障概述物理链路故障概述3.3.链路故障诊断工具链路故障诊断工具4.4.双绞线链路故障双绞线链路故障第4页，共62页，编辑于2022年，星期二 1 1）物理层概述）物理层概述第5页，共62页，编辑于2022年，星期二 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，实现系统和传它建立在传输媒体的基础上，实现系统和传输媒体的输媒体的物理接口。物理接口。第6页，共62页，编辑于2022年，星期二 物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机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
3、的比特流，而不是指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连接计算机的具体的物理设备或具体的传输媒体。媒体。第7页，共62页，编辑于2022年，星期二 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
4、成，通信后连接如何终止；接如何终止；第8页，共62页，编辑于2022年，星期二 （4 4）网络接插件的形状和尺寸、有多少针、如）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；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，或）传输方式：是基带传输还是频带传输，或者二者均可；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，编辑于2022年，星期二物理层的标准物理层的标准 美美国国电电子子工工业
5、业协协会会EIAEIA制制定定的的著著名名物物理理层层标标准准EIA EIA RS-232RS-232：规规定定DCEDCE设设备备（数数据据电电路路端端接接设设备备）和和DTEDTE设备（设备（数据终端设备数据终端设备）的接口。）的接口。DCEDCE的的作作用用就就是是在在DTEDTE和和传传输输线线路路之之间间提提供供信信号号变变换换和和编编码码的的功功能能，并并且且负负责责建建立立、保保持持和和释释放放数数据据链链路的连接路的连接.第10页，共62页，编辑于2022年，星期二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
6、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，编辑于2022年，星期二物理层的主要问题物理层的主要问题（2 2）噪声干扰）噪声干扰 噪噪声声可可能能导导致致信信号号传传输输错错误误，即即接接收收端端难难以以从从混混杂杂了了较较大大噪噪声声的的信信号号中中提提取取出出正确的数据。正确的数据。解解决决的的方方法法：减减少少噪噪声声的的措措施施，如如抵抵消消与与屏屏蔽蔽、良好的端接和接地技术等。良好的端接和接地技术等。第12页，共62页，编辑于2022年，星期二本讲主要内容（二）本讲主
7、要内容（二）1.1.物理层概述物理层概述2.2.物理链路故障概述物理链路故障概述3.3.链路故障诊断工具链路故障诊断工具4.4.双绞线链路故障双绞线链路故障第13页，共62页，编辑于2022年，星期二 物理链路主要是指，网络布线系统所物理链路主要是指，网络布线系统所涵盖的涵盖的建筑群布线建筑群布线、垂直主干布线垂直主干布线、水平水平布线和工作区布线布线和工作区布线。其中，不包括集线设备。其中，不包括集线设备的连接。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，编辑于2022年，星期二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
8、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，编辑于2022年，星期二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。其他计算机的通信。l计算机虽然可以接入网络，但是数据传输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速率非常慢，或者计算机的运行和性能大幅度下降。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，编辑于2022年，星期二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
9、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指指示灯熄灭。示灯熄灭。第17页，共62页，编辑于2022年，星期二注意：出现这些现象就可以怀疑是链路故障，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某个现象，也不代表就一定不是链路故障。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，编辑于2022年，星期二水平链路故障表现水平链路故障表现 水平链路与工作
10、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，编辑于2022年，星期二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，无论是否同一接入交换机的所有计算机，无论是否在同一在同一VLANVLAN，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的交换机的交换机之间可以通信，而不同之间可以通
11、信，而不同VLANVLAN间的交换机则间的交换机则不能通信。不能通信。第20页，共62页，编辑于2022年，星期二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指示灯熄灭。指示灯熄灭。汇聚交换机与某台或某几台交换机相连接的汇聚交换机与某台或某几台交换机相连接的端口的端口的LEDLED指示灯熄灭。指示灯熄灭。第21页，共62页，编辑于2022年，星期二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
12、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，编辑于2022年，星期二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：o线路短路或断路。线路短路或断路。o电气性能或信号衰减过大。电气性能或信号衰减过大。o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。o接插件松动。接插件松动。（2 2）导致物理链路故障的因素）导致物理链路故障的因素第23页，共62页，编辑于2022年，星期二l链路中的布线
13、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，编辑于2022年，星期二本讲主要内容（三）本讲主要内容（三）1.1.物理层概述物理层概述2.2.物理链路故障概述物理链路故障概述3.3.链路故障诊断工具链路故障诊断工具4.4.双绞线链路故障双绞线链路故障第25页，共62页，编辑于2022年，星期二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lFl
14、uke 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，编辑于2022年，星期二 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指示灯可以判断大多数的物理故障。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，编辑于2022年，星期二本讲主
15、要内容（四）本讲主要内容（四）1.1.物理层概述物理层概述2.2.物理链路故障概述物理链路故障概述3.3.链路故障诊断工具链路故障诊断工具4.4.双绞线链路故障双绞线链路故障第28页，共62页，编辑于2022年，星期二（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，编辑于2022年，星期二 (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双绞线是综合布线工程中最常用的一种传输介质。质。o双绞线最外层由绝缘材料包裹，为了降低信
16、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)和屏蔽双绞和屏蔽双绞线线(STP)(STP)两大类。两大类。第30页，共62页，编辑于2022年，星期二 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，编辑于2022年，星期二双双绞绞线线既既可可用用于于传传输输模模拟拟信信号号，又又可可用用于于传传输数字信号。输数字信号。美美 国国 的的 电电 气气 工工 业业 协协 会会/电电 信信 工工 业业 协协 会会（EIA/T
17、IAEIA/TIA）制制定定标标准准来来评评估估非非屏屏蔽蔽双双绞绞线线，分分为为多多个个等等级级，每每个个等等级级的的传传输输速速率率和和应应用用环境不同。环境不同。非屏蔽双绞线的标准非屏蔽双绞线的标准第32页，共62页，编辑于2022年，星期二第五类线第五类线 增增加加了了绕绕线线密密度度,外外套套一一种种高高质质量量的的绝绝缘缘材材料料,传传输输频频率率为为100MHz,100MHz,用用于于语语音音传传输输和和最最高高传传输输速速率率为为100Mbps100Mbps的的数数据据传传输输，主主要要用用于于100base-T100base-T和和10base-T10base-T网网络络，这
18、这就就是是我们最常用的双绞线。我们最常用的双绞线。第33页，共62页，编辑于2022年，星期二超超五五类类线线衰衰减减小小，串串扰扰少少、信信噪噪比比更更高高，性性能能得得到到了了很很大大提提高高。主主要要用用于于千千兆兆位位以太网以太网（1000Mbps1000Mbps）。）。第34页，共62页，编辑于2022年，星期二o七类线七类线第35页，共62页，编辑于2022年，星期二 双双绞绞线线两两端端安安装装有有RJ-45RJ-45头头，就就是是 “水水晶晶头头”。连连接接网网卡卡与与集集线线器器，最最大大网网线线长长度度为为100100米米，如如果果要要加加大大网网络络的的范范围围，在在两两
19、段段双双绞绞线线之之间间可可安安装装中中继继器器，最最多多可可安安装装4 4个个中中继继器器，如如安安装装4 4个个中中继继器连器连5 5个网段，最大传输范围可达个网段，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，编辑于2022年，星期二RJ-45RJ-45（水晶头）（水晶头）第37页，共62页，编辑于2022年，星期二传传输输数数据据时时，双双绞绞线线使使用用的的只只有有八八根根线线芯中的芯中的4 4根根，用于双向传输（全双工）。，用于双向传输（全双工）。根根据据连连接接两两端端的的网网络络端端口口不不同同，会会有有直直通通线线、交交叉叉线线。直直通通线线
20、主主要要用用于于不不同同的的两两个个端端口口，比比如如网网卡卡-交交换换机机，交交叉叉线线用用于于连连接接相相同同的的两两个个端端口口，如如网网卡卡-网网卡。卡。第38页，共62页，编辑于2022年，星期二第39页，共62页，编辑于2022年，星期二第40页，共62页，编辑于2022年，星期二10M10M以以太太网网的的网网线线使使用用1 1，2 2，3 3，6 6编编号号的的芯线传递数据；芯线传递数据；100M100M以以太太网网的的网网线线使使用用4 4，5 5，7 7，8 8编编号的芯线传递数据。号的芯线传递数据。为为什什么么现现在在都都采采用用4 4对对(8(8芯芯线线)的的双双绞绞线
21、线呢呢？这这主主要要是是为为适适应应更更多多的的使使用用范范围围，在在不不变变换换基基础础设设施施的的前前提提下下，就就可可满满足足各各式式各样的用户设备的接线要求。各样的用户设备的接线要求。第41页，共62页，编辑于2022年，星期二（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42页，共62页，编辑于2022年，星期二 双绞线故障有很多种，概括起来可以分双绞线故障有很多种，概括起来可以分为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。o连接故障连接故
22、障多是由于施工工艺或对链路的意外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；损伤所造成的，如接线错误、短路、开路等；（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，编辑于2022年，星期二电气特性故障电气特性故障是指通信介质在信号传输过程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。度靠近干扰源等。第44页，共62页
23、，编辑于2022年，星期二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：o接线图不正确接线图不正确o近端串扰未通过近端串扰未通过o链路长度未通过链路长度未通过o衰减未通过衰减未通过o铜导线接头故障铜导线接头故障第45页，共62页，编辑于2022年，星期二 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芯双芯双绞线中每对线是否符合绞线中每对线是否符合EIA/TIA-568EIA/TIA-568规定规定的标准。如果接错，便有开路、断路、短的标准。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。路、交叉（跨接）、错对等几种情况出现。o接线图不正
24、确接线图不正确第46页，共62页，编辑于2022年，星期二接线图正常第47页，共62页，编辑于2022年，星期二开路第48页，共62页，编辑于2022年，星期二第49页，共62页，编辑于2022年，星期二第50页，共62页，编辑于2022年，星期二交叉第51页，共62页，编辑于2022年，星期二跨接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，编辑于2022年，星期二 近端串扰未通过近端串扰未通过
25、原因可能有：原因可能有：o近端连接点有问题；近端连接点有问题；o远端连接点短路；远端连接点短路；o串对；串对；o外部噪声；外部噪声；o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；o线缆的端接质量问题。线缆的端接质量问题。第53页，共62页，编辑于2022年，星期二 通常情况下，双绞线的最远传输距离通常情况下，双绞线的最远传输距离为为100100米，其中，水平布线不超过米，其中，水平布线不超过9090米，米，两端的跳线分别不超过两端的跳线分别不超过5 5米。米。o链路长度未通过链路长度未通过第54页，共62页，编辑于2022年，星期二原因可能有：原因可能有
26、：o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，所以值不正确，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（不在测试连线长度之前应该用已知的好线（不短于短于1515米）确定并重新校准米）确定并重新校准NVPNVP；第55页，共62页，编辑于2022年，星期二实际长度过长；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，编辑于2022年，星期二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
27、。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，并随着频并随着频率的上升而增加。衰减的测量单位是率的上升而增加。衰减的测量单位是“分贝分贝（dBdB）”，主要表示，主要表示初始传送端信号与接收初始传送端信号与接收信号强度的比值信号强度的比值。o衰减未通过衰减未通过第57页，共62页，编辑于2022年，星期二衰减未通过的原因可能有：衰减未通过的原因可能有：o长度过长；长度过长；o温度过高；温度过高；o连接点问题；连接点问题；o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；o线缆的端接质量问题。线缆的端接质量问题。第58页，共62页，编辑于
28、2022年，星期二故障现象故障现象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：o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;o绞线未按照标准脚位压入接头绞线未按照标准脚位压入接头;o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;o镀金层的厚度太薄镀金层的厚度太薄(RJ-45(RJ-45仿冒仿冒)。o铜导线接头故障铜导线接头故障第59页，共62页，编辑于2022年，星期二故障现象故障现象2 2：RJ-45RJ-45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：oRJ-45RJ-
29、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,需需再对再对RJ-45RJ-45接头重新压按一次；接头重新压按一次；o双绞线接触不良双绞线接触不良,需再对需再对RJ-45RJ-45接头重新压按接头重新压按一次；一次；o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 内铜导线已内铜导线已断，但皮未断断，但皮未断)。第60页，共62页，编辑于2022年，星期二（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，编辑于2022年，星期二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，编辑于2022年，星期二