Схеми розведення
Помилки в схемі розводки - обриви, короткі замикання і неправильний порядок провідників - відшукати найпростіше: тести для схеми розводки (Wiremap) і довжини (Length) дозволяють виявити неакуратно забиті компоненти, перевірити безперервність провідників і підключення пар. Деякі збої, викликані розподілом пар (Split), виявити складніше: для цього доведеться перевірити величину перехресних перешкод в залежності від відстані, наприклад, за допомогою тесту TDX. Він працює за тим же принципом, що і тест для визначення відстані до точки збою (вимірювання довжини і тест TDR - останній буде розглядатися докладніше в розділі, присвяченому поліпшеним методам діагностики).
Помилки в схемі розводки найчастіше зустрічаються в місці терминирования кабелю: в гнізді / вилці RJ45, в кросі або на комутаційної панелі. Помилки на роз'ємі RJ45 можна ідентифікувати візуально, шляхом порівняння кольорів провідників зі схемою розводки T568A або T568B. У вилці, крім іншого, слід перевірити, чи все провідники введені в з'єднувач до упору - то наші люди не матимуть контакту. Заодно проконтролюйте тип провідників у контактів RJ45: контакти з одножильним провідником (з цільної житлової, solid) відрізняються від контактів з багатожильними провідниками (зі скрученими жилами, stranded), але після обтиску вилки розрізнити їх дуже важко (див. Малюнок 1 ).
При використанні вилки з невідповідним типом контактів, з'єднання може виявитися ненадійним, а згодом і взагалі зникнути, незважаючи на те, що спочатку шнури були цілком працездатні.
Неякісна закладення вилок RJ45 може бути викликана їх нерівномірним обтиском. На рисунку 2 показані чотири приклади неякісно виконаного обтиску. Вгорі зліва крайні контакти на вилці притиснуті нормально, тоді як центральні - недостатньо. Справа все з точністю до навпаки: центральні контакти притиснуті як слід, а бічні - недбало. На нижніх качанах з одного боку було докладено необхідне зусилля обтиску, в той час як з іншого - тиску не вистачило. Зазвичай так буває при використанні дешевих обтискних інструментів, у яких рама зроблена з пластику, і він гнеться тим сильніше, чим більше докладено зусилля. Можлива маса інших різновидів порушень. Наприклад, все контакти притиснуті однаково, але недостатньо глибоко.
Причиною незадовільного обтиску найчастіше стає недостатнє спрацьовування собачки інструменту, що дозволяє витягти вилку RJ45 до того, як вона обтиснута повністю. Якщо інструмент пошкоджений, то один або кілька контактів можуть взагалі не сісти на свої місця. Іноді обжимний інструмент не надто міцний або його елементи розбовтані, що призводить до появи проблем, одна з яких показана на рисунку 2. Якщо в вилці RJ45 якісь контакти недостатньо обтиснуті, то при підключенні її до гнізда RJ45 провідники гнізда, опинившись занадто глибоко втиснутими , стануть плоскими і прос-то не дістануть до контактів вилки (див. Малюнок 3).
Пошкодження гнізда, показане на рисунку 3, можна усунути, якщо знайти відповідний предмет, тонкий і досить міцний, щоб виправити втиснуті контакти і поставити їх врівень з рештою, неушкодженими. Виконуючи це дія, не поспішайте і не застосовуйте надмірну силу. Пам'ятайте, що є небезпека порушити умови гарантій, які виробники компонентів дають на свою продукцію. Разом з тим, гніздо все одно вже пошкоджено, і, спробувавши його виправити, ви нічого не втратите. Подібні проблеми часто виникають, наприклад, в процесі навчальних занять по виготовленню комутаційних шнурів. Для таких цілей краще всього підійде дуже короткий шнур з вилкою на одному кінці і гніздом на іншому. Нехай студенти підключають свої шнури до цього гнізда: замінити його простіше, ніж порт в стіні або комутаційної панелі. А недостатньо обтиснуту вилку завжди можна відрізати і поставити на кабель нову.
Уважно огляньте пластмасові роздільники вилки RJ45, особливо між металевими контактами. При деформації пластмасові елементи можуть виявитися безпосередньо над контактом, і тоді в гнізда не буде з'єднання з відповідним провідником. У разі комутаційних і з'єднувальних шнурів такий дефект зустрічається досить часто.
На рисунку 4 на верхніх світлинах видно пошкодження пластмасових роздільників між контактами виделок RJ45. Два контакту не матимуть з'єднання напевно, стосовно ще одного є сумніви. На вилці RJ45, поданої на нижніх фотографіях, пластмасові деталі теж пошкоджені, але треба придивитися, щоб помітити, що відстань між роздільниками у самого правого контакт занадто мало для дотику з провідником.
Зверніть увагу: в гнізді RJ45 деякі провідники можуть опинитися поза своєї доріжки, аж до виникнення короткого замикання з сусіднім провідником (див. Малюнок 5).
ДОВЖИНА
До сих пір в ряді випадків кабельні системи встановлюються «фахівцями», які не пройшли навчання і не знають вимог стандартів. В результаті зустрічаються сегменти довжиною понад 100 м, максимально дозволених стандартом. Якщо це так, то спочатку переконайтеся, що такий горе-монтажник не залишив кілька метрів кабелю - у вигляді кількох петель або навіть невеликої бухти - як запасу через стелею або в трасі за стіною. За часів панування розділу 5 такий прийом був поширений (і досить корисний), проте згортання кабелю в бухту призводить до надмірних перехресним наведенням, які неодмінно позначаться при реалізації в системі Gigabit Ethernet і 10 Gigabit Ethernet.
Крім того, необхідно перевірити, чи правильно виставлено в приладі значення номінальної швидкості поширення сигналу (NVP), від якого багато в чому залежить точність вимірювання довжини. Значення NVP можна визначити самостійно, для цього потрібен лише шматок кабелю середньої довжини, не менше 15 м. Спочатку довжина визначається тестером, потім результат зіставляється з фактичним значенням. Після чого величина NVP коригується.
Якщо довжина однієї або декількох пар кабелю істотно відрізняється від довжини інших пар, то слід переглянути проміжні комутаційні панелі і точки межсоединения на наявність і правильність з'єднання. Більшість подібних помилок з'являється саме в проміжних точках підключення. Помніть, що значення довжини у різних пар можуть дещо відрізнятися, оскільки кроки повиву у цих пар не збігаються.
Стандарт TIA / EIA-568-B говорить, що загальна довжина кабелю визначається за довжиною найкоротшою пари. Як наслідок, можливі ситуації, коли в разі довгих кабелів одна пара (або більше) не вкладається в допустимі стандартами межі, але при цьому спільний результат тесту все одно позитивний (PASS).
Якщо довжина кабелю неправдоподібно мала, перевірте, чи не ведуться де-небудь ремонтні або будівельні роботи або не проводилися вони недавно. Якщо ви знаєте, де проходить кабельна траса, то нескладно визначити місце несправності на основі отриманого значення довжини. Часто кінець обрізаного кабелю знаходять там де розташовується край недавно заміненого килимового покриття, поставлені нові дверні рами або інші елементи конструкцій і перекриттів, які перетинають кабельні траси. Часом причиною подібного збою може служити вилка RJ45 з відламаною засувкою. Такі вилки легко вискакують з гнізда, і тоді на лінії діагностується обрив.
На виміряну (електричну) довжину пари впливає те, який тип полімеру використаний в якості ізоляції провідника. Якщо у однієї або двох пар він інший, ніж у інших, то NVP пар - а слідом за ним і виміряна довжина - будуть мати відчутні відмінності (див. Малюнок 6). У більшості високопродуктивних кабелів в якості ізоляції провідників застосовується політетрафторетилен (фірмову назву «тефлон»). Але раніше, в середині 90-х рр., Цього полімеру випускалося мало внаслідок грандіозного пожежі на одному із заводів. До введення в експлуатацію нових виробничих потужностей виробники кабелів експериментували з більш доступним поливинилхлоридом (ПВХ), пропонуючи його в якості ізоляції провідників для найменш використовуваних пар. Крім іншого, це дозволяло знизити вартість кабелю. У такій продукції, продаваної по всьому світу одна або дві пари мали ізоляцію з ПВХ, і такі кабелі позначалися 3: 1 або 2: 2. Використання різних полімерів позначається на виміряних значеннях довжини, сприяє збільшенню затримки поширення сигналу і зміщення затримки. Такий кабель не підходить навіть для системи Категорії 5е.
що вносяться ВТРАТИ
Внесені втрати, більше відомі як загасання (Attenuation), залежить від довжини кабелю, пропорційно якій ростуть втрати сигналу. Тому перше, що необхідно зробити, - перевірити загальну протяжність кабелю. Якщо його вкоротити, то проблема усунеться; питання в тому, чи вдасться це зробити. До того ж, не завжди в збої винна надмірна довжина.
Нерідко причина полягає в поганому з'єднанні внаслідок провисання кабелю, брудних або окислилися контактів та інших факторів. Один неякісний з'єднувальний шнур може привести до непрацездатності всієї лінії. В такому випадку збільшуються поворотні втрати (Return Loss), і саме через це затухання (Attenuation) перейменували у вносяться втрати (Insertion Loss). Аналіз діаграм з результатами тестів TDR або TDX дозволяє виявити місце несправності.
Ще одна причина збою - кабель, що не відповідає нормам певної категорії. Наприклад, в лінії, що тестується на відповідність вимогам Категорії 6А, використовується кабель Категорії 5е. В цьому випадку діагностувати помилку допоможуть тести TDR або TDX і створювані ними діаграми.
NEXT, ANEXT І POWER SUM
Надмірні перехресні перешкоди, про які йде мова в тестах NEXT, зароджуються в двох місцях: усередині кабелю (внутрішні наведення) і зовні (зовнішні наведення). Перехресні наведення, що виникають всередині кабелю, позначаються тим сильніше (мають велику амплітуду і надають більший вплив на вимірювану пару), чим менше відстань від передавача (і, отже, сильніше передається сигнал). Якщо розплітання пари кабелю більше, ніж допускає стандарт - 13 мм (0,5 дюйма) (див. Малюнок 7), то перехресні перешкоди стають дуже істотними. При виявленні порушення вимог стандарту за перехідними втрат слід перевірити якість монтажу в кожній точці з'єднання.
Якщо ви помітили розплетені пари, цей роз'єм необхідно терминировать заново. Не добившись потрібного результату, спробуйте витягнути кабель в проміжних точках підключення (в кросах) і заново закласти його. Старі кроси 66-го типу, спочатку розроблені для телефонії, не слід застосовувати в комп'ютерних мережах - вони забезпечують незадовільні показники по перехідним втрат і іншим тестованим параметрам. Вимоги Категорії 5е, 6 і тим більше 6А припускають використання кросів типу 110 або пробивних блоків з більш високими характеристиками, причому продукція повинна бути маркована як придатна для систем такого рівня. Приступаючи до повторної закладенні компонентів для поліпшення перехресних наведень, спочатку скористайтеся діагностичними засобами і виконайте додаткові тести: вони допоможуть знайти джерело проблем з перехресними наводки.
Іноді трапляється ситуація, коли на певній частоті тест не проходить - FAIL, однак результат для сукупного тесту виявляється позитивним - PASS. І стандарт TIA, і стандарт ISO використовують так зване правило чотирьох децибел (4 dB rule). Якщо вносяться втрати (Insertion Loss) менше 4 дБ то результат тестування NEXT буде позитивним незалежно від реально отриманих числових значень (за умови, що одночасно є результат PASS для помехозащищенности ACR). Таке ж правило застосовується і при вимірюванні зворотних втрат (Return Loss), з тією лише різницею, що вносяться втрати повинні бути менше 3 дБ - тоді підсумковий результат буде задовільним у будь-якому випадку.
ШУМ
Шуми можна розділити на три основні групи:
імпульсний шум, який проявляється у вигляді піків напруги чи струму в кабелі;
випадковий (білий) шум, розподілений по всьому спектру частот;
зовнішні перехідні перешкоди (наведення з одного кабелю на пари сусіднього кабелю).
З цих трьох типів шумів на функціонуванні мережі найсильніше позначається імпульсний шум. Більшість кабельних тестерів мають вбудовані функції для тестування імпульсних шумів (див. Малюнок 8). Стандарт 802.3 встановлює для них конкретне граничне значення: 264 мВ (див. Пункт 14.4.4). Для високошвидкісних мережевих додатків - наприклад, для 1000BaseT - порогове значення нижче і становить 40 мВ (пункт 40.7.6). Якщо за певний проміжок часу таких імпульсів виникає мало (менше одного імпульсу протягом 100 сек), то програма буде працювати надійно.
Джерелами імпульсного і випадкового шуму можуть бути знаходяться поблизу кабелі електроживлення або активну обладнання, зазвичай з високим навантаженням на току: потужні електродвигуни, ліфти і підйомники, фотокопіювальна техніка, кава-машини, вентиляційне обладнання, нагрівальні прилади, електрозварювальні апарати, компресори та багато іншого. Менш очевидний джерело шумів - передавачі; випускають ненаправленої випромінювання: телевізійне обладнання, радіопередавачі, мікрохвильові печі приймально-передавальні станції мобільного зв'язку, портативні радіостанції, системи безпеки будівлі, авіаційне електронне устаткування і будь-які пристрої з передавальними потужностями вище, ніж у звичайного стільникового телефону. Деякі кабельні аналізатори можуть розрахувати середній рівень таких шумів і відняти їх з результатів тестування. Однак подібний тест займає чимало часу, оскільки доводиться виконувати багато додаткові вимірювань.
Невелика величина шумів «поверх» мережевих сигналів практично не впливає здатність приймально-передавачів мережевих карт і інших активних пристроїв визначати і правильно інтерпретувати мережеві сигнали. Але якщо тестер виокремлює усереднені шуми з результатів тестування, то в реальному працюючої мережі шуми не зникають і створюють серйозні перешкоди мережевого трафіку.
Необхідно або знайти джерело шуму і перемістити його далі від кабелів, або використовувати в цій зоні волоконну оптику. Відшукати джерела шумів не так-то просто, до того ж не завжди пристрої працюють безперервно. У такому випадку для визначення частоти і величини шумів необхідно застосовувати спектральний аналізатор. При пошуку слід звертати увагу на всі події в зоні, де проходить кабель. Несподіване зникнення шумів часом так само корисно для пошуку, як і їх постійна присутність - залишиться тільки з'ясувати, яке обладнання було тільки що вимкнено.
Зовнішні перехідні перешкоди виділені в окремий тип шуму, оскільки їх джерелом є сусідні кабелі, укладені в ту ж саму кабельну трасу. Коли тестується лінія UTP в пучку, де знаходиться кілька експлуатованих кабелів, велика ймовірність, що тестер виявить зовнішні перехресні наведення, особливо якщо по кабелях передається трафік 100BaseTX. Тоді прилад повідомить про наявність зовнішнього шуму. Однак для швидкостей нижче 10GBaseT зовнішні перехресні наводки зазвичай не надають помітного впливу на мережевий трафік.
Виявлений шум не завадить надійній роботі мережі, якщо виконуються наступні умови:
кабельний аналізатор виконує автоматичний тест до кінця і видає позитивний підсумковий результат (PASS);
тест на імпульсний шум для ліній, які, як ви вважаєте, йому схильні, показує середнє значення менше 0,01 імпульсів в секунду (порогове значення має бути встановлено на 40 мВ);
при тестуванні лінії в пучку працюють кабелів отримані успішні результати NEXT з запасом не менше 3 дБ в порівнянні з вимогами стандарту для даного мережевого програми: це означає, що зовнішні перехресні наведення не перешкоджають передачі сигналів в сегменті.
ЕКВІВАЛЕНТНІ ПЕРЕХРЕСНІ НАВЕДЕННЯ НА Далекому КІНЦІ
Практично всі перехідні перешкоди на дальньому кінці виникають в вилці, в гнізді або в результаті індуктивного зв'язку одного компонента з іншим, в той час як перехресні наведення на ближньому кінці - наслідок ємнісний зв'язку по довжині кабелю. Проте, усунення порушень за наведенням на ближньому кінці NEXT, як правило, одночасно призводить до усунення більшості проблем з наведеннями на дальньому кінці FEXT. Для їх вимірювання найчастіше визначаються параметри ACR-F або ELFEXT. Тим самим враховуються тільки власні електричні характеристики з'єднань.
Перш за все Спробуйте замініті вилку RJ45 на проблемного кінці Лінії. Якщо це не допомагає, то замініть наявні вилку і гніздо на парні вилку і гніздо від одного і того ж виробника.
ПОВОРОТНІ ВТРАТИ
Зворотні втрати враховують всі відображення на лінії, що походять з-за невідповідності импедансов. Цей параметр показує, наскільки характеристичний імпеданс кабельної системи відповідає номінальному повного опору по всьому діапазону частот. Характеристичний імпеданс лінії може варіюватися від великих значень на низьких частотах до малих значень на високих.
Контактна опір на обох кінцях сегмента має збігатися з характеристичним імпедансом сегмента в цілому, тоді відображень майже не виникне, сигнали в лінії будуть проходити безперешкодно в обидва кінці, а відображення виявляться мінімальними. Значення зворотних втрат мають великі флуктуації по частоті.
Варіації характеристичного імпедансу по довжині кабелю призводять до виникнення деяких зворотних втрат. Причина тому - незначні порушення в кроці повиву пар, поява просвіту між провідниками однієї пари, неоднорідний матеріал ізоляції або сторонні включення в металі провідника. Параметр структурних зворотних втрат (Structural Return Loss, SRL) характеризує однорідність імпедансу по всій довжині кабелю і показує, наскільки відпрацьований і стабільний виробничий процес.
Ще одне джерело зворотних втрат - відображення від з'єднувачів в лінії. Як правило, невідповідність импедансов виникає саме в соединителях. Головний наслідок таких втрат зовсім не зниження потужності сигналу, як може здатися на перший погляд, а відхилення фази або частоти переданого сигналу, так зване тремтіння. Дійсно, відображення сигналів викликають зменшення потужності сигналу, але це звичайно не призводить до серйозних проблем.
Оскільки зворотні втрати на увазі появу відображень, тест TDR дозволяє виявити точки розриву де має місце неузгодженість імпедансів. Чим вище поворотні втрати в лінії, тим більше амплітуда піків на діаграмі TDR (, див. Малюнок 9).
ЗАДЕРЖКА ПОШИРЕННЯ
Стандарт TIA / EIA-568-B допускає затримку поширення сигналу в постійній лінії (Permanent Link) до 498 нс, а в каналі (Channel Link) до 555 нс, незалежно від категорії системи. Ситуації, коли порушення спостерігається тільки для затримки поширення, а за іншими параметрами невідповідностей немає, майже не зустрічаються. Отримання негативного результату свідчить або про надмірну довжині кабелю в лінії, або про невідповідне типі або погану якість кабелю.
Уточніть сумарну довжину лінії. Уважно огляньте кабель і перевірте, правильний чи тип кабелю використаний в системі.
ЗСУВ ЗАТРИМКИ
Стандарт TIA / EIA-568-B допускає зміщення затримки до 44 нс для постійної лінії і до 50 нс для каналу, незалежно від категорії. Обидва значення надають системам дуже великий запас. Якщо використані якісні компоненти, то дуже важко уявити ситуацію, коли зсув затримки виходить за допустимі межі. Такий збій можливий, тільки коли для різних пар використовується ізоляція з різних матеріалів, що детально описано в розділі, присвяченому довжині кабелю. Крім того, подібне порушення з'являється, якщо замість сполучного шнура для комутації використовувалися окремі кручені пари або кроссировочні перемички, причому різної довжини.
Великий розкид в довжинах пар по всій лінії може бути наслідком неправильно виконаного монтажу. Для комутації в комп'ютерних мережах можна застосовувати окремі пари, так як одночасно зі зміщенням затримки виявляться незадовільними і результати вимірювань інших параметрів.
Перевірте все точки з'єднання в сегменті. Якщо монтаж виконаний правильно, то залишається одне - замінити кабель. Перш ніж прокладати новий, протестуйте його, щоби замість бракованого чи не поставити інший такий же.
ІНТЕРПРЕТАЦІЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ТЕСТУВАННЯ МІДНИХ СРЕД
Перед пошуком несправності перевірте настройки приладу - це надзвичайно важливо для отримання достовірних результатів. Як мінімум, переконайтеся, що ви правильно вказали тип автоматичного тесту і вид тестируемой лінії - постійна лінія або канал. Згодом стандарти змінюються, тому вимоги до конкретного тісту можуть сущест-венно відрізнятися від закладених в програмному забезпеченні приладу. Регулярно заходьте на Web-сайт виробника і завантажуйте свіжі версії ПО: не рідше двох-трьох разів на рік.
На відміну від відмов активного мережного обладнання, в кабельної середовищі збої виявляються та усуваються практично одними і тими ж способами як відразу після монтажу кабельної системи, так і в процесі експлуатації. Іноді лінія, що має недостатньо хороші характеристики, працює довгий час (нехай і не ідеально), але потім перестає функціонувати в результаті якихось зовнішніх чинників - це може бути пошкодження кабелю, розміщення поряд з ним джерел шуму або переміщення самого кабелю до таких джерел.
Ще один можливий каталізатор проблем, хоча і зустрічається рідше, - реалізація нових додатків на фізичному рівні. Наприклад, мережева карта автоматично погодила швидкість 1000 Мбіт / с, тоді як раніше було 100 Мбіт / с. Так може статися, якщо в робочу станцію встановлюється нова мережева картка, якщо комутаційний шнур підключається до іншого порту концентратора або комутатора або навіть до іншого концентратора або комутатора. Деякі порти перевіряють лінію на полярність (немає реверсу в будь-якої парі) і наявність перехресного кабелю (транспозицию пар на одному кінці), і якщо щось виявляють, то виправляють помилку самостійно. Можливо, як і раніше порту це вдавалося, а новий, до якого сегмент підключений тепер, такої можливості не має. В результаті помилка, спочатку присутня в кабелі, виявляється тільки після зміни порту.
В таблиці 1 наводяться основні причини несправностей і випробування, які дозволяють їх знайти. Звичайно, тут перераховані не всі можливі причини, та й список застосовних в цьому випадку тестів далеко не вичерпний. Але найпоширеніші ситуації в таблиці відображені.
Ігор Панов - регіональний менеджер по продукції та підтримці парт-нерів Fluke Networks в Росії і СНГ. З ним можна зв'язатися за адресою: [email protected] .
Малюнок 1. Види контактів в вилці RJ45 для багатожильного (stranded) і одножильного (solid) провідника.
Таблиця 1. Основні види збоїв кабельних тестів і їх причини.
