光纖類型及可能引發(fā)的故障

    核心交換機(jī)的端口主要是光纖類型，但是交換機(jī)光纖端口的價(jià)格是非常昂貴的，需要用戶特別注意，同時(shí)交換機(jī)的光纖端口沒有堆疊能力，只能被用于級(jí)聯(lián)。剖析交換機(jī)光纖端口級(jí)聯(lián)連接方式和基本類型，歡迎大家留言補(bǔ)充。

    級(jí)聯(lián)既可使用普通端口也可使用特殊的MDI-II端口。當(dāng)相互級(jí)聯(lián)的兩個(gè)端口分別為普通端口(即MDI-X)端口和MDI-II端口時(shí)，應(yīng)當(dāng)使用直通電纜。當(dāng)相互級(jí)聯(lián)的兩個(gè)端口均為普通端口(即MDI-X)或均為MDI-II端口時(shí)，則應(yīng)當(dāng)使用交叉電纜。

    無論是10Base-T以太網(wǎng)、100Base-TX快速以太網(wǎng)還是1000Base-T千兆以太網(wǎng)，級(jí)聯(lián)交換機(jī)所使用的電纜長度均可達(dá)到100米，這個(gè)長度與核心交換機(jī)到計(jì)算機(jī)之間長度完全相同。因此，級(jí)聯(lián)除了能夠擴(kuò)充端口數(shù)量外，另外一個(gè)用途就是快速延伸網(wǎng)絡(luò)直徑。當(dāng)有4臺(tái)交換機(jī)級(jí)聯(lián)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)跨度就可以達(dá)到500米。這樣的距離對(duì)于位于同一座建筑物內(nèi)的小型網(wǎng)絡(luò)而言已經(jīng)足夠了!

    使用Uplink交換機(jī)光纖端口級(jí)聯(lián)現(xiàn)在，越來越多交換機(jī)(Cisco交換機(jī)除外)提供了Uplink端口，使得核心交換機(jī)之間的連接變得更加簡單。Uplink端口是專門用于與其他交換機(jī)連接的端口，可利用直通跳線將該端口連接至其他交換機(jī)的除Uplink端口外的任意端口。

    這種連接方式跟計(jì)算機(jī)與交換機(jī)之間的連接完全相同。需要注意的是，有些品牌的交換機(jī)(如3Com)使用一個(gè)普通端口兼作Uplink端口，并利用一個(gè)開關(guān)(MDI/MDI-X轉(zhuǎn)換開關(guān))在兩種類型間進(jìn)行切換。利用直通線通過Uplink端口級(jí)聯(lián)交換機(jī)。

    使用普通端口級(jí)聯(lián)

    如果核心交換機(jī)沒有提供專門的級(jí)聯(lián)端口(Uplink端口)，那么，將只能使用交叉跳線，將兩臺(tái)交換機(jī)的普通端口連接在一起，擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)端口數(shù)量。需要注意的是，當(dāng)使用普通端口連接交換機(jī)時(shí)，必須使用交叉線而不是直通線。利用交叉線通過普通端口級(jí)聯(lián)交換機(jī)。

    交換機(jī)光纖端口的級(jí)聯(lián)

    由于交換機(jī)光纖端口的價(jià)格仍然非常昂貴，所以，光纖主要被用于核心交換機(jī)和骨干交換機(jī)之間連接，或被用于骨干交換機(jī)之間的級(jí)聯(lián)。需要注意的是，交換機(jī)光纖端口均沒有堆疊的能力，只能被用于級(jí)聯(lián)。

    光纖跳線的交叉連接

    所有交換機(jī)光纖端口都是2個(gè)，分別是一發(fā)一收。當(dāng)然，光纖跳線也必須是2根，否則端口之間將無法進(jìn)行通訊。當(dāng)核心交換機(jī)通過核心交換機(jī)光纖端口級(jí)聯(lián)時(shí)，必須將光纖跳線兩端的收發(fā)對(duì)調(diào)，當(dāng)一端接“收”時(shí)，另一端接“發(fā)”。

    同理，當(dāng)一端接“發(fā)”時(shí)，另一端接“收”。令人欣慰的是，CiscoGBIC光纖模塊都標(biāo)記有收發(fā)標(biāo)志，左側(cè)向內(nèi)的箭頭表示“收”，右側(cè)向外的箭頭表示“發(fā)”。如果光纖跳線的兩端均連接“收”或“發(fā)”，則該端口的LED指示燈不亮，表示該連接為失敗。只有當(dāng)交換機(jī)光纖端口連接成功后，LED指示燈才轉(zhuǎn)為綠色。

    交換機(jī)光纖端口的級(jí)聯(lián)

    同樣，當(dāng)骨干交換機(jī)連接至核心交換機(jī)時(shí)，光纖的收發(fā)端口之間也必須交叉連接。核心交換機(jī)與骨干交換機(jī)的連接

    光纖跳線及交換機(jī)光纖端口類型

    光纖跳線分為單模光纖和多模光纖。交換機(jī)光纖端口、跳線都必須與綜合布線時(shí)使用的光纖類型相一致，也就是說，如果綜合布線時(shí)使用的多模光纖，那么，交換機(jī)的光纖接口就必須執(zhí)行1000Base-SX標(biāo)準(zhǔn)，也必須使用多模光纖跳線;如果綜合布線時(shí)使用的單模光纖，那么，交換機(jī)的光纖接口就必須執(zhí)行1000Base-LX/LH標(biāo)準(zhǔn)，也必須使用單模光纖跳線。

    需要注意的是，多模光纖有兩種類型，即62.5/125μm和50/125μm。雖然交換機(jī)光纖端口完全相同，而且兩者也都執(zhí)行1000Base-SX標(biāo)準(zhǔn)，但光纖跳線的芯徑必須與光纜的芯徑完全相同。

    否則，將導(dǎo)致連通性故障。另外，相互連接的交換機(jī)光纖端口的類型必須完全相同，或者均為多模交換機(jī)光纖端口，或者均為單模交換機(jī)光纖端口。一端是多模交換機(jī)光纖端口，而另一端是單模交換機(jī)光纖端口，將無法連接在一起。

    傳輸速率與雙工模式

    與1000Base-T不同，1000Base-SX、1000Base-LX/LH和1000Base-ZX均不能支持自適應(yīng)，不同速率和雙工工作模式的端口將無法連接并通訊。

    因此，要求相互連接的光纖端口必須擁有完全相同的傳輸速率和雙工工作模式，既不可將1000Mbps的交換機(jī)光纖端口與100Mbps的光纖端口連接在一起，也不可將全雙工模式的光纖端口與半雙工模式的核心交換機(jī)光纖端口連接在一起，否則，將導(dǎo)致連通性故障。

    一天，某處室的一上網(wǎng)用戶打來電話反映上網(wǎng)有問題；剛開始的時(shí)候，筆者還認(rèn)為這是上網(wǎng)用戶自己原因造成的，于是隨口建議他重新更換一個(gè)IP地址，或者重新插拔一下網(wǎng)絡(luò)線纜試試；沒想到，電話還沒有掛斷，其他上網(wǎng)用戶紛紛打來電話，集中反應(yīng)無法上網(wǎng)故障，這才讓筆者感到事態(tài)的嚴(yán)重性。既然出現(xiàn)了大批量用戶無法上網(wǎng)的故障，筆者趕快到故障現(xiàn)場進(jìn)行去處理。

    組網(wǎng)環(huán)境

    到達(dá)故障現(xiàn)場，筆者先進(jìn)行了一番仔細(xì)勘察，發(fā)現(xiàn)那些無法上網(wǎng)的用戶基本都來自四樓；查看網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D，筆者發(fā)現(xiàn)四樓所有用戶全部通過超五類網(wǎng)絡(luò)雙絞線連接到兩組堆疊的華山3050交換機(jī)上，這些交換機(jī)都集中放置在四樓的專用配線間中。為了實(shí)現(xiàn)與局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的高速連接，所有樓層的接入交換機(jī)統(tǒng)一使用SFP/1310nm/10km型號(hào)的模塊，并通過千兆多模光纖連接到局域網(wǎng)的核心交換機(jī)上，核心交換機(jī)選用的是華山8500路由交換機(jī)，該交換機(jī)位于局域網(wǎng)的中心機(jī)房中；其中四樓的接入交換機(jī)與局域網(wǎng)核心交換機(jī)之間的直線距離大約為200米左右，它們之間采用的連接方式為：接入交換機(jī)--光纖接線架--核心交換機(jī)，光纖線纜與光纖接線架等設(shè)備統(tǒng)一都是由本地的寬帶運(yùn)營商提供的。為了有效防止廣播風(fēng)暴現(xiàn)象對(duì)整個(gè)局域網(wǎng)的運(yùn)行產(chǎn)生影響，局域網(wǎng)中的所有電腦根據(jù)所在處室的不同，劃分為了8個(gè)VLAN,每個(gè)VLAN的網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一設(shè)置在局域網(wǎng)的核心交換機(jī)上；平時(shí)，各個(gè)樓層中的所有電腦都能正常上網(wǎng)，并且上網(wǎng)速度非常快捷。

    故障排查

    由于出現(xiàn)故障的上網(wǎng)用戶，全部來自四樓網(wǎng)絡(luò)，筆者下意識(shí)認(rèn)為這種故障肯定是由四樓網(wǎng)絡(luò)自身因素引起的；為了判斷自己的分析是否正確，筆者立即使用筆記本電腦，到其他樓層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測試連接，發(fā)現(xiàn)在其他樓層上網(wǎng)訪問一切正常，顯然局域網(wǎng)的核心交換機(jī)工作狀態(tài)是正常的，問題看來要在四樓網(wǎng)絡(luò)中仔細(xì)尋找。

    1、查交換機(jī)

    既然四樓網(wǎng)絡(luò)中那么多用戶同時(shí)不能上網(wǎng)，那么問題應(yīng)該先從樓層接入交換機(jī)開始查起；想到做到，筆者立即趕到四樓專用配線間，仔細(xì)觀察接入交換機(jī)上SFP/1310nm/10km型號(hào)模塊的信號(hào)燈狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)該信號(hào)燈處于熄滅狀態(tài)，這就意味著四樓交換機(jī)級(jí)聯(lián)端口沒有被正常啟用，難怪連接到四樓交換機(jī)上的所有電腦不能正常上網(wǎng)訪問了。會(huì)不會(huì)是四樓接入交換機(jī)自身有什么問題呢？通常遇到交換機(jī)存在問題時(shí)，無論大問題、小問題，我們只要簡單地重新啟動(dòng)一下交換機(jī)后臺(tái)系統(tǒng)，各種故障現(xiàn)象就能立即消失了；這次筆者也沒有例外，可是讓筆者感到非常失望的是，當(dāng)四樓交換機(jī)重新啟動(dòng)穩(wěn)定后，四樓網(wǎng)絡(luò)中的所有電腦還是不能上網(wǎng)，這說明上述故障現(xiàn)象可能與交換機(jī)自身系統(tǒng)沒有任何關(guān)系。

    2、查端口

    有沒有可能是四樓接入交換機(jī)與局域網(wǎng)核心交換機(jī)之間的級(jí)聯(lián)端口工作模式不匹配呢？想到這一點(diǎn)，筆者認(rèn)為可能性還是存在的，如果它們的端口工作模式不匹配，四樓網(wǎng)絡(luò)與局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)之間的通信就會(huì)不正常，那么四樓網(wǎng)絡(luò)自然也就不能正常上網(wǎng)了。為了檢查它們的連接端口是否匹配，筆者分別以系統(tǒng)管理員身份登錄進(jìn)入兩臺(tái)交換機(jī)后臺(tái)系統(tǒng)，使用"interface"命令進(jìn)入級(jí)聯(lián)端口的視圖模式狀態(tài)，在該模式狀態(tài)下執(zhí)行"displayinterfacexx"命令（其中xx為級(jí)聯(lián)端口號(hào)碼），查看級(jí)聯(lián)端口的配置信息，發(fā)現(xiàn)它們的工作模式是匹配的，它們統(tǒng)一使用的是1000兆、全雙工模式。

    3、查模塊

    在排除交換端口因素后，筆者打算將光纖線路的收發(fā)端口進(jìn)行一下對(duì)調(diào)，也就是說在交換模塊上將插入的兩條光纖芯號(hào)線交換一下位置，讓之前插入到TX端口上的芯號(hào)線插入到RX端口上，讓之前插入到RX端口上的芯號(hào)線插入到TX端口上。由于這項(xiàng)操作需要在核心交換機(jī)與接入交換機(jī)兩端同時(shí)進(jìn)行，于是筆者請(qǐng)另外一位同事在核心交換機(jī)現(xiàn)場進(jìn)行幫忙；讓筆者感到非常意外的是，這位同事趕到核心交換機(jī)現(xiàn)場時(shí)，發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)模塊上的信號(hào)燈處于點(diǎn)亮狀態(tài)，這是為什么呢？后來，當(dāng)我們同時(shí)調(diào)換收發(fā)光纖的端口位置時(shí)，發(fā)現(xiàn)四樓交換機(jī)對(duì)應(yīng)模塊上的信號(hào)燈又處于點(diǎn)亮狀態(tài)了，與此同時(shí)核心交換機(jī)模塊上的信號(hào)燈卻熄滅了，會(huì)不會(huì)是連接四樓網(wǎng)絡(luò)的這對(duì)光纖被弄錯(cuò)了？經(jīng)過仔細(xì)檢查，筆者確認(rèn)這對(duì)光纖線路沒有弄錯(cuò)，那么為什么在交換過收發(fā)位置后，四樓交換機(jī)燈會(huì)亮，而核心交換機(jī)的燈會(huì)熄滅呢？

    經(jīng)過與同事認(rèn)真分析，筆者認(rèn)為交換機(jī)的模塊不存在任何問題，因?yàn)楫?dāng)交換機(jī)的端口處于1000兆、全雙工模式狀態(tài)時(shí)，兩側(cè)的光端口在通信時(shí)不需要經(jīng)過協(xié)商，只要交換模塊的RX端口收到了光信號(hào)，那么對(duì)應(yīng)端口的信號(hào)燈狀態(tài)就會(huì)被點(diǎn)亮；相反，如果交換機(jī)的端口處于自動(dòng)協(xié)商模式狀態(tài)時(shí)，光纖線纜中的兩根芯號(hào)線必須同時(shí)連通，才能保證它們在通信時(shí)協(xié)商成功，兩側(cè)的交換模塊信號(hào)燈狀態(tài)也應(yīng)該處于同時(shí)點(diǎn)亮狀態(tài)?？墒牵F(xiàn)在一端交換模塊的信號(hào)燈處于點(diǎn)亮狀態(tài)，另外一端處于熄滅狀態(tài)，這說明連接四樓交換機(jī)與核心交換機(jī)的這對(duì)光纖線纜中有一根芯號(hào)線是不通的，在對(duì)調(diào)收發(fā)端口位置后，交換模塊的信號(hào)燈仍然是一側(cè)點(diǎn)亮、一側(cè)熄滅狀態(tài)，顯然交換模塊是沒有任何問題的，問題出在其中一根芯號(hào)線上。

    4、查光纖

    既然問題確定出在連接四樓交換機(jī)與核心交換機(jī)的這對(duì)光纖線纜上，那么究竟那根芯號(hào)線存在問題呢？由于筆者手頭沒有專業(yè)的工具，于是邀請(qǐng)本地寬帶運(yùn)營商技術(shù)人員，到故障現(xiàn)場幫忙進(jìn)行檢測、查看。本地寬帶運(yùn)營商技術(shù)人員帶來了一種光功率計(jì)這樣的工具，該工具專門用來判斷光纖線路通與不通的；經(jīng)過反復(fù)測試、檢查，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)這對(duì)光纖線纜中間存在很大的信號(hào)衰減，導(dǎo)致其中一根芯號(hào)線根本無法正常收到光信號(hào)；后來，技術(shù)人員又使用了一種叫做光時(shí)域反射計(jì)的專業(yè)工具，對(duì)這對(duì)光纖線纜的信號(hào)收發(fā)進(jìn)行了測試，終于找到了光信號(hào)大幅度衰減的原因，原來是光耦合器自身性能問題造成了信號(hào)衰減，重新使用新的光耦合器設(shè)備進(jìn)行替換過后，這對(duì)光纖線纜終于通暢了，四樓網(wǎng)絡(luò)中的所有電腦經(jīng)過測試，發(fā)現(xiàn)無法上網(wǎng)的故障現(xiàn)象也立即消失了。

    故障總結(jié)

    通過認(rèn)真排查，我們終于找到了故障的罪槐禍?zhǔn)资枪饫w信號(hào)衰減，造成了上網(wǎng)失敗故障。為了幫助各位更好地解決由光纖信號(hào)衰減引起的網(wǎng)絡(luò)不通故障，筆者上網(wǎng)對(duì)這類現(xiàn)象的形成原因進(jìn)行了搜索、總結(jié)，發(fā)現(xiàn)造成光纖信號(hào)衰減主要有以下幾個(gè)因素：

    1、跳線因素。通常來說，我們在鋪設(shè)光纖線纜的時(shí)候，使用的線纜在性能方面還是能得到保證的，同時(shí)工作人員在實(shí)際施工的時(shí)候，也會(huì)對(duì)光纖線纜的性能進(jìn)行質(zhì)量測試，如果真的質(zhì)量不過關(guān)的話，也會(huì)在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題；可是，光纖跳線這個(gè)細(xì)節(jié)因素往往不引起人重視，并且市場上的光纖跳線在質(zhì)量方面也是千差萬別，我們很多人在選用光纖跳線的時(shí)候，往往抱著無所謂的態(tài)度去隨意選擇，當(dāng)我們運(yùn)氣不好，選擇了一個(gè)質(zhì)量不好的光纖跳線時(shí)，光纖信號(hào)能夠衰減10個(gè)dbm,這個(gè)衰減幅度足以造成網(wǎng)絡(luò)連接不通故障。為此，為了避免光纖跳線因素的干擾，我們必須在組建網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，到質(zhì)量硬、信譽(yù)好的公司去選擇跳線；當(dāng)然，如果條件允許的話，我們最好在夠買現(xiàn)場，使用光功率計(jì)來測試一下自己購買的跳線。

    2、耦合器因素。由于光耦合器一般都是安裝在光纖配線盒上的，對(duì)于它的質(zhì)量問題，相信很多人都會(huì)忽視它的；可是，在實(shí)際管理網(wǎng)絡(luò)的過程中，筆者發(fā)現(xiàn)光耦合器要是性能不好的話，也容易造成幅度比較大的信號(hào)衰減，所以如果在組網(wǎng)的過程中需要單獨(dú)購買光耦合器的時(shí)候，還是需要到質(zhì)量硬、信譽(yù)好的公司去購買。

    3、耦合次數(shù)因素。為了把位于不同局點(diǎn)的光纖線纜連接起來，我們通常需要在管道進(jìn)內(nèi)對(duì)光纖線路進(jìn)行耦合；通常情況下，我們對(duì)光纖線路每進(jìn)行一次耦合，光纖信號(hào)就會(huì)衰減1個(gè)dbm左右，要是耦合的次數(shù)比較多的話，那么光纖信號(hào)的衰減幅度就會(huì)大大增加，這樣一來也會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)連接速度。

    4、光纖接頭因素。這是一個(gè)比較常見的問題，要是大家仔細(xì)留意一下，就可以發(fā)現(xiàn)任意一對(duì)光纖線路，哪怕是通信良好的光纖線路，我們只要使用究竟將光纖接頭反復(fù)擦拭幾遍，光纖信號(hào)的衰減都能減少2個(gè)dbm左右；因此，當(dāng)光纖線路工作時(shí)間比較長了之后，或者光纖線路處于灰塵比較多的工作環(huán)境中時(shí)，我們應(yīng)該嘗試使用究竟來擦拭光纖線纜的接頭，相信這樣能夠獲得意向不到的效果。

    5、交換模塊因素。很多時(shí)候，管道進(jìn)或地下使用的是多模光纖線路，可是用戶在選用交換模塊時(shí)，卻選用了單模交換模塊，如此一來它們之間的連接就會(huì)出現(xiàn)不匹配現(xiàn)象，那么就可能引發(fā)數(shù)據(jù)嚴(yán)重丟包、信號(hào)衰減幅度增大等問題；同樣地，如果交換模塊是多模，但光纖跳線卻是單模的，這也會(huì)引起網(wǎng)絡(luò)連接不正常故障；此外，光纖線路與光纖跳線之間如果不匹配的話，同樣也會(huì)造成不正常的網(wǎng)絡(luò)故障。

    基于上述理論分析，我們在排查光纖線路連接故障時(shí)，可以嘗試按照下面的步驟來進(jìn)行：

    首先使用專業(yè)的光功率計(jì)或光時(shí)域反射計(jì)，來檢查光纖線路的連通性是否正常，如果能夠正常收發(fā)光信號(hào)的，那就意味著光纖線纜的連通性是正常的；要是發(fā)現(xiàn)光纖線路不能正常收光的話，那就存在兩種可能：一是光纖線纜的兩側(cè)沒有正確匹配，二是光纖線路存在斷裂現(xiàn)象，這個(gè)時(shí)候我們必須請(qǐng)專業(yè)鋪設(shè)光纖線路的人員來檢查、解決問題了。

    在確認(rèn)光纖線路連通性正常的情況下，要是交換機(jī)的光模塊端口無法被正常啟用的話，那需要重點(diǎn)檢查交換模塊的工作模式以及信號(hào)衰減問題，具體的排查步驟可以參照上面的順序來進(jìn)行。