光纖信號衰減 引起沒法上網故障

2011-6-21   來源：華軍資訊編輯整理  

一天，某處室的一上網用戶打來電話反映上網有問題；剛開始的時候，筆者還認爲這是上網用戶本身緣由形成的，因而隨口建議他從新更換一個IP地址，或者從新插拔一下網絡線纜試試；沒想到，電話尚未掛斷，其餘上網用戶紛紛打來電話，集中反應沒法上網故障，這才讓筆者感到事態的嚴重性。既然出現了大批量用戶沒法上網的故障，筆者趕快到故障現場進行去處理。
     組網環境
    到達故障現場，筆者先進行了一番仔細勘察，發現那些沒法上網的用戶基本都來自四樓；查看網絡結構拓撲圖，筆者發現四樓全部用戶所有經過超五類網絡雙絞線鏈接到兩組堆疊的華山3050交換機上，這些交換機都集中放置在四樓的專用配線間中。爲了實現與局域網網絡的高速鏈接，全部樓層的接入交換機統一使用 SFP/1310nm/10km型號的模塊，並經過千兆多模光纖鏈接到局域網的核心交換機上，核心交換機選用的是華山8500路由交換機，該交換機位於局域網的中心機房中；其中四樓的接入交換機與局域網核心交換機之間的直線距離大約爲200米左右，它們之間採用的鏈接方式爲：接入交換機--光纖接線架-- 核心交換機，光纖線纜與光纖接線架等設備統一都是由本地的寬帶運營商提供的。爲了有效防止廣播風暴現象對整個局域網的運行產生影響，局域網中的全部電腦根據所在處室的不一樣，劃分爲了8個VLAN,每一個VLAN的網關統一設置在局域網的核心交換機上；平時，各個樓層中的全部電腦都能正常上網，而且上網速度很是快捷。
     故障排查
    因爲出現故障的上網用戶，所有來自四樓網絡，筆者下意識認爲這種故障確定是由四樓網絡自身因素引發的；爲了判斷本身的分析是否正確，筆者當即使用筆記本電腦，到其餘樓層網絡進行測試鏈接，發如今其餘樓層上網訪問一切正常，顯然局域網的核心交換機工做狀態是正常的，問題看來要在四樓網絡中仔細尋找。
     一、查交換機
    既然四樓網絡中那麼多用戶同時不能上網，那麼問題應該先從樓層接入交換機開始查起；想到作到，筆者當即趕到四樓專用配線間，仔細觀察接入交換機上 SFP/1310nm/10km型號模塊的信號燈狀態，發現該信號燈處於熄滅狀態，這就意味着四樓交換機級聯端口沒有被正常啓用，難怪鏈接到四樓交換機上的全部電腦不能正常上網訪問了。會不會是四樓接入交換機自身有什麼問題呢？一般遇到交換機存在問題時，不管大問題、小問題，咱們只要簡單地從新啓動一下交換機後臺系統，各類故障現象就能當即消失了；此次筆者也沒有例外，但是讓筆者感到很是失望的是，當四樓交換機從新啓動穩定後，四樓網絡中的全部電腦仍是不能上網，這說明上述故障現象可能與交換機自身系統沒有任何關係。
    二、查端口
    有沒有多是四樓接入交換機與局域網核心交換機之間的級聯端口工做模式不匹配呢？想到這一點，筆者認爲可能性仍是存在的，若是它們的端口工做模式不匹配，四樓網絡與局域網網絡之間的通訊就會不正常，那麼四樓網絡天然也就不能正常上網了。爲了檢查它們的鏈接端口是否匹配，筆者分別以系統管理員身份登陸進入兩臺交換機後臺系統，使用"interface"命令進入級聯端口的視圖模式狀態，在該模式狀態下執行"display interface xx"命令（其中xx爲級聯端口號碼），查看級聯端口的配置信息，發現它們的工做模式是匹配的，它們統一使用的是1000兆、全雙工模式。

三、查模塊
    在排除交換端口因素後，筆者打算將光纖線路的收發端口進行一下對調，也就是說在交換模塊上將插入的兩條光纖芯號線交換一下位置，讓以前插入到TX端口上的芯號線插入到RX端口上，讓以前插入到RX端口上的芯號線插入到TX端口上。因爲這項操做須要在覈心交換機與接入交換機兩端同時進行，因而筆者請另一位同事在覈心交換機現場進行幫忙；讓筆者感到很是意外的是，這位同事趕到核心交換機現場時，發現對應模塊上的信號燈處於點亮狀態，這是爲何呢？後來，當咱們同時調換收發光纖的端口位置時，發現四樓交換機對應模塊上的信號燈又處於點亮狀態了，與此同時核心交換機模塊上的信號燈卻熄滅了，會不會是鏈接四樓網絡的這對光纖被弄錯了？通過仔細檢查，筆者確認這對光纖線路沒有弄錯，那麼爲何在交換過收發位置後，四樓交換機燈會亮，而核心交換機的燈會熄滅呢？
    通過與同事認真分析，筆者認爲交換機的模塊不存在任何問題，由於當交換機的端口處於1000兆、全雙工模式狀態時，兩側的光端口在通訊時不須要通過協商，只要交換模塊的RX端口收到了光信號，那麼對應端口的信號燈狀態就會被點亮；相反，若是交換機的端口處於自動協商模式狀態時，光纖線纜中的兩根芯號線必須同時連通，才能保證它們在通訊時協商成功，兩側的交換模塊信號燈狀態也應該處於同時點亮狀態。但是，如今一端交換模塊的信號燈處於點亮狀態，另一端處於熄滅狀態，這說明鏈接四樓交換機與核心交換機的這對光纖線纜中有一根芯號線是不通的，在對調收發端口位置後，交換模塊的信號燈仍然是一側點亮、一側熄滅狀態，顯然交換模塊是沒有任何問題的，問題出在其中一根芯號線上。
     四、查光纖
    既然問題肯定出在鏈接四樓交換機與核心交換機的這對光纖線纜上，那麼究竟那根芯號線存在問題呢？因爲筆者手頭沒有專業的工具，因而邀請本地寬帶運營商技術人員，到故障現場幫忙進行檢測、查看。本地寬帶運營商技術人員帶來了一種光功率計這樣的工具，該工具專門用來判斷光纖線路通與不通的；通過反覆測試、檢查，技術人員發現這對光纖線纜中間存在很大的信號衰減，致使其中一根芯號線根本沒法正常收到光信號；後來，技術人員又使用了一種叫作光時域反射計的專業工具，對這對光纖線纜的信號收發進行了測試，終於找到了光信號大幅度衰減的緣由，原來是光耦合器自身性能問題形成了信號衰減，從新使用新的光耦合器設備進行替換事後，這對光纖線纜終於通暢了，四樓網絡中的全部電腦通過測試，發現沒法上網的故障現象也當即消失了。
     故障總結
    經過認真排查，咱們終於找到了故障的罪槐禍首是光纖信號衰減，形成了上網失敗故障。爲了幫助各位更好地解決由光纖信號衰減引發的網絡不通故障，筆者上網對這類現象的造成緣由進行了搜索、總結，發現形成光纖信號衰減主要有如下幾個因素：
    一、跳線因素。一般來講，咱們在鋪設光纖線纜的時候，使用的線纜在性能方面仍是能獲得保證的，同時工做人員在實際施工的時候，也會對光纖線纜的性能進行質量測試，若是真的質量不過關的話，也會在第一時間發現問題；但是，光纖跳線這個細節因素每每不引發人重視，而且市場上的光纖跳線在質量方面也是千差萬別，咱們不少人在選用光纖跳線的時候，每每抱着無所謂的態度去隨意選擇，當咱們運氣很差，選擇了一個質量很差的光纖跳線時，光纖信號可以衰減10個 dbm,這個衰減幅度足以形成網絡鏈接不通故障。爲此，爲了不光纖跳線因素的干擾，咱們必須在組建網絡的時候，到質量硬、信譽好的公司去選擇跳線；固然，若是條件容許的話，咱們最好在夠買現場，使用光功率計來測試一下本身購買的跳線。

二、耦合器因素。因爲光耦合器通常都是安裝在光纖配線盒上的，對於它的質量問題，相信不少人都會忽視它的；但是，在實際管理網絡的過程當中，筆者發現光耦合器要是性能很差的話，也容易形成幅度比較大的信號衰減，因此若是在組網的過程當中須要單獨購買光耦合器的時候，仍是須要到質量硬、信譽好的公司去購買。
    三、耦合次數因素。爲了把位於不一樣局點的光纖線纜鏈接起來，咱們一般須要在管道進內對光纖線路進行耦合；一般狀況下，咱們對光纖線路每進行一次耦合，光纖信號就會衰減1個dbm左右，要是耦合的次數比較多的話，那麼光纖信號的衰減幅度就會大大增長，這樣一來也會影響網絡鏈接速度。
    四、光纖接頭因素。這是一個比較常見的問題，要是你們仔細留意一下，就能夠發現任意一對光纖線路，哪怕是通訊良好的光纖線路，咱們只要使用究竟將光纖接頭反覆擦拭幾遍，光纖信號的衰減都能減小2個dbm左右；所以，當光纖線路工做時間比較長了以後，或者光纖線路處於灰塵比較多的工做環境中時，咱們應該嘗試使用究竟來擦拭光纖線纜的接頭，相信這樣可以得到意向不到的效果。
    五、交換模塊因素。不少時候，管道進或地下使用的是多模光纖線路，但是用戶在選用交換模塊時，卻選用了單模交換模塊，如此一來它們之間的鏈接就會出現不匹配現象，那麼就可能引起數據嚴重丟包、信號衰減幅度增大等問題；一樣地，若是交換模塊是多模，但光纖跳線倒是單模的，這也會引發網絡鏈接不正常故障；此外，光纖線路與光纖跳線之間若是不匹配的話，一樣也會形成不正常的網絡故障。
    基於上述理論分析，咱們在排查光纖線路鏈接故障時，能夠嘗試按照下面的步驟來進行：
    首先使用專業的光功率計或光時域反射計，來檢查光纖線路的連通性是否正常，若是可以正常收發光信號的，那就意味着光纖線纜的連通性是正常的；要是發現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沒有正確匹配，二是光纖線路存在斷裂現象，這個時候咱們必須請專業鋪設光纖線路的人員來檢查、解決問題了。
    在確認光纖線路連通性正常的狀況下，要是交換機的光模塊端口沒法被正常啓用的話，那須要重點檢查交換模塊的工做模式以及信號衰減問題，具體的排查步驟能夠參照上面的順序來進行。

 

附註：

光纖衰減的主要因素及分類

常常聽到有人說，傳輸設備(PDH光端機，視頻光端機等)光纖顯示燈不正常，致使傳輸業務時好時壞，甚至中斷通訊，又或者傳輸距離達不到標準，這些現象排除了設備問題與線路接觸不良以外，最大的可能就是光纖衰減損耗而形成的收光弱或無收光情況。爲了保證光信號遠距離、低損耗的傳輸，整條光纖鏈路必須知足很是苛刻且敏感的物理條件。任何細微的幾何形變或者輕微污染都會形成信號的巨大衰減，甚至中斷通訊。

　　形成光纖衰減的主要因素有：本徵，彎曲，擠壓，雜質，不均勻和對接等

　　本徵：是光纖的固有損耗，包括：瑞利散射，固有吸取等。

　　彎曲：光纖彎曲時部分光纖內的光會因散射而損失掉，形成損耗。

　　擠壓：光纖受到擠壓時產生微小的彎曲而形成的損耗。

　　雜質：光纖內雜質吸取和散射在光纖中傳播的光，形成的損失。

　　不均勻：光纖材料的折射率不均勻形成的損耗。

　　對接：光纖對接時產生的損耗，如：不一樣軸(單模光纖同軸度要求小於0.8μm)，端面與軸心不垂直，端面不平，對接心徑不匹配和熔接質量差等。

　　當光從光纖的一端射入，從另外一端射出時，光的強度會減弱。這意味着光信號經過光纖傳播後，光能量衰減了一部分。這說明光纖中有某些物質或因某種緣由，阻擋光信號經過。這就是光纖的傳輸損耗。只有下降光纖損耗，才能使光信號暢通無阻，而光纖的損耗又分爲1、 光纖的吸取損耗，2、光纖的散射損耗，3、波導散射損耗，4、光纖彎曲產生的輻射損耗這四點。同時它又分爲：固有損耗和附加損耗，固有損耗包括散射損耗、吸取損耗和因光纖結構不完善引發的損耗。 附加損耗則包括微彎損耗、彎曲損耗和接續損耗。

　　光纖的傳輸既不能夠太弱，也不能夠太強，若是收光超過範圍的話，也有可能會激壞設備，因此安裝時需先測試一下光功率等狀況，合格後才通業務。

　　光纖的損耗近年來，光纖通訊在許多領域獲得了普遍的應用。實現光纖通訊，一個重要的問題是儘量地下降光纖的損耗。所謂損耗是指光纖每單位長度上的衰減，單位爲dB/km。光纖損耗的高低直接影響傳輸距離或中繼站間隔距離的遠近，所以，瞭解並下降光纖的損耗對光纖通訊有着重大的現實意義。