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网络测试与故障诊断实验教程

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网络测试与故障诊断实验教程. 线缆测试 电缆和故障线制做、布线测试、线缆传输测试、光缆测试、 网络测试 组网测试、链路层测试、以太网链路流量分析、 IP 测试、 VLAN 测试、网络管理、交换机端口流量测试和长期流量测试 故障诊断 网络故障诊断案例分析. 传输介质.

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Presentation Transcript
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网络测试与故障诊断实验教程
  • 线缆测试
    • 电缆和故障线制做、布线测试、线缆传输测试、光缆测试、
  • 网络测试
    • 组网测试、链路层测试、以太网链路流量分析、IP测试、VLAN测试、网络管理、交换机端口流量测试和长期流量测试
  • 故障诊断 网络故障诊断案例分析
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传输介质

光纤主要分为两类:单模光纤(Single-mode Fiber):一般光纤跳线用黄色表示,接头和保护套为蓝色;传输距离较长。多模光纤(Multi-mode Fiber):一般光纤跳线用橙色表示,也有的用灰色表示,接头和保护套用米色或者黑色;传输距离较短。光纤使用注意!光纤跳线两端的光模块的收发波长必须一致,也就是说光纤的两端必须是相同波长的光模块,简单的区分方法是光模块的颜色要一致。<BR>一般的情况下,短波光模块使用多模光纤(橙色 的光纤),长波光模块使用单模光纤(黄色光纤),以保证数据传输的准确性。光纤在使用中不要过度弯曲和绕环,这样会增加光在传输过程的衰减。光纤跳线使用后一定要用保护套将光纤接头保护起来,灰尘和油污会损害光纤的耦合。

SC-STSCLC

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光纤连接器
  • 术语缩写SFP: Small Form Factor Pluggable SFF: Small Form Factor XFP: 10 Gigabit Small Form Factor PluggableMU: Miniature Unit LC: Lucent Connector SC: Subscriber Connector FC: Fiber Connector MTRJ: ‘MT’ ferrule, Register Jack latch ST: Straight Tip FC
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实验内容介绍
  • 布线系统测试基础
  • Wire Map——接线图(开路/短路/错对/串扰)的测量
  • Length——长度的测量
  • Propagation Delay——传输时延的测量
  • Attenuation——衰减的测量
  • NEXT——近端串扰的测量
  • PS NEXT——综合近端串扰的测量
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综合布线系统概述
  • 综合布线是一种模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道。
  • 综合布线由不同系列和规格的部件组成,其中包括:传输介质、相关连接硬件(如配线架、连接器、插座、插头、适配器)以及电气保护设备等。这些部件可用来构建各种子系统,它们都有各自的具体用途
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综合布线系统的测试标准
  • 测试标准可以分成三类
    • 元件标准——定义电缆/连接器/硬件的性能和 级别,例如ISO/IEC11801; ANSI/TIA/EIA 568-B.2
    • 网络标准——定义一个网络所需的所有元素的 性能例如IEEE 802, ATM-PHY
    • 测试标准——定义测量的方法,工具以及过程 例如ASTM D 4566, ANSI/TIA/EIA 568-B.1
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国际化标准制定组织简介
  • 国际上主要有两大标准:TIA(美国通信工业委员会)和ISO(国际标准化组织)
  • TIA制定美洲的标准,使用范围主要是美国和加拿大
  • ISO是全球性的国家标准机构的联盟组织
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国际化标准制定组织简介
  • TIA 通讯工业委员会
    • “TIA 通讯工业委员会”是一个有1100多个会员组成的贸易组织,这些会员实在全世界范围提供服务、材料和产品的通信和电子公司。 TIA帮助开发了ANSI/TIA/EIA 568商业建筑通信布线标准。
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国际化标准制定组织简介
  • EIA 电气工业委员会
    • “EIA 电子工业委员会”成立于1924年。从那时起,EIA发展成为代表美国及海外广泛电子生产商的组织。EIA的涉及范围包括器件、消费电子、电子信息、工业电子、政府和通信。
    • EIA是ANSI/TIA/EIA 568商业建筑通信布线标准的幕后推动者
iso iec 11801
ISO /IEC 11801
  • 名称:通用用户端电缆标准
  • 目的:
    • 定义与应用无关的开放系统
    • 定义有灵活性的电缆结构使得更改方便和经济
    • 给建筑专业人员提供一个指南,确定在未知特定要求之前的电缆结构
    • 定义电缆系统支持当前应用以及未来产品的基础
iso iec 118011
ISO /IEC 11801的发展史
  • D级(相当于5类) 1995年发布
  • D级(相当于超5类) 2000年发布
    • 定义至100MHz
    • 支持千兆以太网
  • E级(相当于6类) 2002年发布
    • 定义至250MHz
    • 参数的指标更加严格
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中国国家与行业标准(测试)
  • GB/T50312-2000(准备修订)
    • 建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范
  • GB/T18233-2000 (准备修订)
    • 信息技术用户建筑群的通用布线
  • YD/T926.1-2001
    • 大楼通信综合布线系统第1部分:总规范
  • YD/T1013-1999
    • 综合布线系统电气特性通用测试方法
ansi tia eia 568
ANSI/TIA/EIA-568测试标准的发展
  • Cat 5:1995年10月发布
  • Cat 5E:2000年1月发布
    • 定义至100MHz
    • 支持千兆以太网
  • Cat 6:2002年6月发布
    • 定义至250MHz
    • 参数的指标更加严格
tia eia
TIA/EIA标准
  • 568 Commercial Building Telecommunications Cabling Standard 商业建筑电信电缆标准
  • 569 Commercial Building Standards for Telecommunications Pathways and Spaces 商业建筑电信通路和空间标准
  • 570 Residential and Light Commercial Telecommunications Wiring Standard住宅和小型商业建筑电信布线标准
  • 606 The Administration Standard for the Telecommunications Infrastructure of Commercial Building 商业建筑电信基础结构管理标
  • 607 Commercial Building Grounding and Bounding Requirements for telecommunications 商业建筑电信接地和连接要求
ansi tia eia 568 b
ANSI/TIA/EIA-568-B
  • 全称为“商业建筑通信电缆系统标准”。是TIA布线标准体系中最重要的一个标准。它于2001年4月颁布而替代了早先的ANSI/TIA/EIA 568-A的标准版本。
  • 标准分为三部分
    • B.1 – 第一部分, 通用要求B.2 – 第二部分 , 100 欧姆平衡双绞线元件标准B.3 – 第三部分,光缆布线标准
  • 已经不涵盖五类线
    • 只在附录中说明
    • 参考原TSB67和TSB95
ansi tia eia 568 b1
ANSI/TIA/EIA 568-B
  • 设计原则
    • 链路长度和配置
      • 永久链路(90米)
      • 通道(100米)
    • 电缆铺设/受力
    • 干扰
      • 主要是动力系统
  • 安装规定
    • 弯曲半径(水平大于4倍电缆直经,主干大于6倍电缆直径)
    • 拉力
    • 端接/连接
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6类布线系统测试标准
  • 频率范围:1-250MHz
  • 对平衡双绞电缆、连接硬件、跳线、通道和永久链路作了详细的要求
  • 取消了基本链路的测试模型,采用永久链路( Permanent Link)的测试模型
  • 改善了在串扰和回波损耗方面的性能
  • 保证在200MHz时的ACR余量大于0
  • 提供两倍于超五类的带宽
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6类标准发布的重要意义
  • 正式确定了最终标准使得厂商和用户有了制造、设计、安装和验收的依据
  • 六类标准的出台使得支持未来的高速网络有了新平台
  • 国际上两大标准(ISO/TIA)更加趋于一致,更规范
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布线系统故障分类
  • 一.物理故障——主要是指由于主观因素造成的可以直接观察的故障,如:模块、接头的线序错误,链路的开路、短路、超长等。
  • 二.电气性能故障——主要是指链路的电气性能指标未达到测试标准的要求。诸如近端串扰、衰减、回波损耗等。
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综合布线测试连接方式定义
  • 通道
    • 在TIA和ISO标准中是连接网络设备进行通信的完整链路。通道测试模型为系统设计人员和数据通信系统用户提供了检验整个通道性能的方法。
    • 通道是包括90m水平电缆、工作区设备跳线、信息插座、固定点连接器和电信间中的两个接头的端到端的链路。
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永久链路
  • 永久链路由90m水平电缆和一个接头,必要时再加一个可选的固定点连接器组成。永久链路不包括现场测试跳线和插头.
  • 永久链路与基本链路不同的是测量结果不包括测试仪的跳线连接部分
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测试模型的选择
  • 利用用户跳线进行通道测试
    • IEEE 对布线安装的说明
    • TIA, ISO, EN 对布线安装的说明
    • 端到端的测试
    • 通常是布线系统的用户所关心的
  • 对已安装电缆进行永久链路的测试
    • TIA-568B, ISO, EN 等标准化组织已经对永久链路做了定义
    • 通常用于综合布线完成时对集成商的验收
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现场测试
  • 为什么进行现场测试?
    • 安装的电缆系统是否符合当前或将来网络传输性能的标准
    • 受下列因素影响
    • 元件的性能
      • 电缆
      • 连接元件
    • 施工工艺
    • 电磁干扰EMI
      • 线缆路由
      • 线缆位置
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测试工具介绍
  • DSP-4000系列测试仪是 Fluke 公司数字式电缆分析仪家族中的最新成员,专门为布线商和网络使用者依据当前的业界标准和将来的更高标准认证高速铜缆和光缆而设计的。
  • DSP-4000 数字式电缆分析仪能够快速准确地测试高性能的超5类,6类电缆链路及光纤链路.
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局域网布线系统的电气特性
  • 端到端连通性
  • 特性阻抗(电阻, 电容, 电感)
  • 衰减
  • 近端串扰/回波损耗(内部噪声)
  • 噪声(宽带和脉冲)
  • 长度(信号传输速度)
  • 信号平衡性
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现场需要测试的参数
  • 所需测试的参数与应用的测试标准有关
    • Wire Map接线图(开路/短路/错对/串绕)
    • Length长度
    • Propagation Delay传输时延
    • Delay Skew 时延偏离
    • Attenuation衰减
    • NEXT近端串扰
    • PS NEXT 综合近端串扰
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现场需要测试的参数
  • Wire Map接线图(开路/短路/错对/串绕)
  • Length长度
  • Propagation Delay传输时延
  • Delay Skew 时延偏离
  • Attenuation衰减
  • NEXT近端串扰
  • PS NEXT 综合近端串扰
wire map
接线图Wire Map
  • 端端连通性
  • 开路(open)
  • 短路(short)
  • 错对(cross)
  • 反接(reverse)
  • 串绕(split)
  • 其它...
slide32

4

5

4

5

正确接线

T568A

T568B

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串绕
  • 会引起很大的串扰
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接线故障的定位
  • 与线序有关的故障:错对,反接,跨接等通过测试结果屏幕直接发现问题
  • 与阻抗有关的故障:开路,短路等使用HDTDR定位
  • 与串扰有关的故障:串绕使用HDTDX定位
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练习测试接线图
  • 旋钮转至SINGLE TEST
  • 移动光标选择接线图
  • 按TEST键
  • 观察测试结果
    • 图示结果及选择的打线标准
  • 分别测试几条故障线
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现场需要测试的参数
  • Wire Map接线图(开路/短路/错对/串绕)
  • 线缆长度(Length)的测试
  • Propagation Delay传输时延
  • Delay Skew 时延偏离
  • Attenuation衰减
  • NEXT近端串扰
  • PS NEXT 综合近端串扰
length
长度Length
  • 电缆长度的测量通常是通过以下两种方法之一来进行:通过时域反射计(TDR)或者通过测量电缆的电阻。
  • 时域反射TDR原理
    • TDR测量是向一对线发送一个脉冲信号,并且测量同一对线上信号返回的总时间,用纳秒(ns)表示。获得这一经过时间测量值并知道信号标称传播速度(NVP)后,用NVP乘以光速再乘以往返传输时间的一半即传输时延就是电缆的电气长度。
slide42
额定传输速度NVP
  • Nominal Velocity of Propagation(NVP)
    • 信号在电缆中传输的速度与光在真空中的速度的比值(以百分比表示)
  • 通常NVP的取值在69%左右

信号在电缆中的传输速度

NVP =

X 100%

光在真空中的速度

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长度测量的报告
  • 链路长度的测量
    • 长度为绕线的长度(并非物理距离)
    • 绕对之间长度可能有细微差别(对绞绞距的差别)
  • 测试限
    • 允许的最大长度测量误差为10%
    • 计算最短的电气时延
  • 长度的标准为100米(通道)和90米(永久链路)
    • 不要安装超过100米的站点
    • 特殊情况要有记录
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长度测试实例(一)
  • 选用的是TIA永久链路标准,在长度测试中,出现如下屏幕,为什么测试总结果都是通过的?
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练习测试长度
  • 旋钮转至SINGLE TEST
  • 移动光标选择长度
  • 按TEST键
  • 观察测试结果
    • 数值结果与极限值
  • 分别测试长度不同的几条链路
    • 注意同一链路中不同线对的长度差异
propagation delay dalay skew
传输时延(Propagation Delay)和时延偏离(Dalay Skew)测试
  • Propagation Delay传输时延
    • 信号在发送端发出后到达接收端所需要的时间
    • 同一电缆中各线对之间由于使用的缠绕比率不同,长度也会有所不同,因而各线对之间的传输时延也会略有不同
propagation delay
Propagation Delay传输时延
  • 传输时延测试结果
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练习测试传输时延
  • 旋钮转至SINGLE TEST
  • 移动光标选择传输时延
  • 按TEST键
  • 观察测试结果
    • 数值结果与极限值
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现场需要测试的参数
  • Wire Map接线图(开路/短路/错对/串绕)
  • Length长度
  • Propagation Delay传输时延
  • Delay Skew 时延偏离
  • Attenuation衰减
  • NEXT近端串扰
  • PS NEXT 综合近端串扰
delay skew
Delay Skew 时延偏离

时延偏离,是电缆内线对最低传输时延和最高传输时延的差额。它是某些高速LAN应用的重要特性

delay skew1
Delay Skew 时延偏离
  • 时延偏离测试结果
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练习测试时延偏离
  • 旋钮转至SINGLE TEST
  • 移动光标选择时延偏离
  • 按TEST键
  • 观察测试结果
    • 数值结果与极限值
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现场需要测试的参数
  • Wire Map接线图(开路/短路/错对/串绕)
  • Length长度
  • Propagation Delay传输时延
  • Delay Skew 时延偏离
  • Attenuation衰减
  • NEXT近端串扰
  • PS NEXT 综合近端串扰
attenuation
Attenuation衰减
  • 衰减是信号在链路中传输时能量的损耗程度。

信号源

信号接

收器

dB Loss

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衰减是频率的函数

标准极限值

衰减实测结果

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衰减故障的原因
  • 原因
    • 电缆材料的电气特性和结构
    • 不恰当的端接
    • 阻抗不匹配的反射
  • 影响
    • 过量衰减会使电缆链路传输数据不可靠
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练习测试衰减
  • 旋钮转至SINGLE TEST
  • 移动光标选择插入损耗
  • 按TEST
  • 观察测试结果
    • 数值结果
    • 曲线结果
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现场需要测试的参数
  • Wire Map接线图(开路/短路/错对/串绕)
  • Length长度
  • Propagation Delay传输时延
  • Delay Skew 时延偏离
  • Attenuation衰减
  • NEXT近端串扰
  • PS NEXT 综合近端串扰
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串扰
  • 串扰是测量来自其它线对泄漏过来的信号
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NEXT近端串扰
  • NEXT是测量来自其它线对泄漏过来的信号
  • NEXT是在信号发送端(近端)进行测量
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近端串扰的影响
  • 类似噪声干扰
  • 干扰信号可能足够大从而:
    • 破坏原来的信号
    • 错误地被识别为信号
  • 影响
    • 站点间歇地锁死
    • 网络的连接完全失败
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线对间的近端串扰测量

共计6种组合

AB

A C

A D

B C

B D

C D

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NEXT的测试要求
  • 近端串扰测试的采样步长:

频率段(MHz)

最大采样步长(MHz)

1-31.25

0.15

31.26-100

0.25

100-250

0.50

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4dB原则
  • 当衰减小于4dB时,可以忽略近端串扰值
  • 这一原则只适用于ISO11801:2002标准
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NEXT故障的定位
  • 使用HDTDX技术定位NEXT的具体位置
  • 本例中问题主要在连接器处,有位置标记
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练习测试NEXT
  • 旋钮转至SINGLE TEST
  • 移动光标选择NEXT
  • 按TEST
  • 观察测试结果
    • 数值结果
    • 曲线结果
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现场需要测试的参数
  • Wire Map接线图(开路/短路/错对/串绕)
  • Length长度
  • Propagation Delay传输时延
  • Delay Skew 时延偏离
  • Attenuation衰减
  • NEXT近端串扰
  • PS NEXT 综合近端串扰
ps next
综合近端串扰PS NEXT
  • 综合近端串扰是一对线感应到的所有其它绕对对其的近端串扰的总和
ps next1
综合近端串扰PS NEXT
  • 综合近端串扰是一个计算值
  • 通常适用于2对或2对以上的线对同时在同一方向上传输数据(例如1000Base-T)
  • 4dB原则同样适用
  • 需要双向测试
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练习测试综合近端串扰
  • 步骤一:打开测试仪,将测试仪与DEMO盒的第三对线连接。
  • 步骤二:旋钮转至SINGLE TEST
  • 步骤三:移动光标选择NEXT
  • 步骤四:按TEST键
  • 步骤五:观察测试结果(包括数值结果和曲线结果)
  • 步骤六:将测试仪接到一标准网线上,重复步骤二到五,比较正常情况下的测试结果和故障线的测试结果有何不同。
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