5类线Cat5勉强运行千兆以太网所引发的故障及解决方法

       期货交易所，网络改造为千兆以太网后只有1个网段能正常工作，其它12个网段工作均不正常，数据时有出错，连接经常会莫名其妙地中断。每个网段用千兆以太网连接起来，下挂的网段均是100Mbps用户端口。起初怀疑是系统运行的平台或者软件有问题，经过多次重新安装和设置仍不能解决问题，而且同样的系统在其它地方的交易网络中应用是正常的。因而转向怀疑是否是布线系统的问题，比如电缆不合格或是有干扰信号串入以及接地系统等方面的问题。每个网段均利用升级前铺设的电缆系统连接起来，未作大的更改。由于计算机网络的布线系统采用的是标准的5类线方案，根据千兆网的设计标准，采用4对线全双工工作，5电平编码，占用的信号物理带宽正好是100MHz，故5类线应该是完全可以胜任的，况且一般情况下期货交易网络现有的流量水平远不能达到满载运行的程度，流量很低。重新用专业电缆测试仪作过严格的认证测试，显示参数合格并且不存在脉冲噪声干扰或接地方面的问题。 
      所谓能工作的那一个网段是因为行情和交易服务器都安装在该网段中，本网段内的工作站与服务器除了个别站点外都可以上网连接工作，进行行情浏览和交易割接。其它网段内的服务器对内连接时除了个别工作站外也基本正常，共同特点都是不能与行情服务器和交易服务器所在网段实现良好连接。系统升级时原布线电缆全部保留不动，经过测试也全部合格，不知原因何在？ 
      不能连接的因素很多，象网络硬件设备的功能设置问题、布线系统的问题、操作平台的安装设置问题、应用软件的安装设置和软件冲突方面的问题等等。从用户所反映的情况分析，各个网段内的站点基本上全部能工作，网段之间的连接比较困难，可以初步确定故障出现在网络设备设置和布线系统性能等方面的可能性大一些。 
      将网络测试仪F68X接入能连接服务器和交易服务器的网段(100Mbps)，观察网络流量5分钟平均为12％，FCS帧校验错误帧约11％，碰撞率1.7％(正常范围)。显然FCS帧校验错误比例偏高，查看错误源，显示为其它网段站点产生FCS帧错误的比例占错误帧总量的97%。各网段的错误帧比例差别不大。由于有大量的FCS帧普遍存在，所以各网段内的各站点同时出问题的可能性很小，用F683向各网段内的服务器或站点发送流量，FCS帧错误随流量增高而迅速增加，各站点或服务器反映基本一致。启动网络测试仪的ICMP Ping功能，统计对各网段内选定的站点和交换机、路由器等的测试结果，表现基本一致，即：ICMP Ping断层约96%，ICMP Monitor显示目标不可达占91％。改在其它网段内作同样内容的测试，对行情服务器和交易服务器所在网段的路由器和交换机结果基本与前项测试相同。所不同的一点是，对其它网段内的交换机和路由器等网络设备的测试结果显示是正常的，数值为：ICMP Ping断层为0％，全部可以通达，ICMP Monitor目标不可达为0％。基本可以肯定，故障出在行情服务器网段与其它网段的连接链路上。用FLUKE公司的DSP-4000电缆认证测试仪选用TIA Cat5n Channel UTP100标准测试，显示长度为25米，链路测试不合格。其中，回波损耗RL和衰减串扰比ACR等参数超差。改用同样长度的一根超5类线Cat5e代用之，启动系统，除了各网段内个别站点外，整个网络恢复正常。监测高峰时的流量，服务器所在网段最高时平均流量为3％，可见故障时12％的流量主要都来自大量的重发帧流量。 
      千兆以太网可以满足网络用户对大带宽应用的“贪婪”胃口，无疑是网络下一步的重点发展方向。千兆以太网的设计者在选用电缆类型时对5类线Cat5已经存在的应用规模考虑比较多，所以选择的物理带宽为100MHz。这样，原则上5类线是可以运行千兆以太网的。但实际的统计结果表明，仍有1％～5％的用户不能上网或连接出现断续和困难。也就是说，千兆以太网对5类线的参数要求更严格一些。只要用户对5类线布线系统进行过严格的认证测试，可以保证绝大多数的站点是可以联网工作的。少数站点因为某些参数余量小可能有上网困难的现象。影响比较大的参数有综合近端串扰PS NEXT、综合远端串扰PS FEXT、等效远端串扰ELFEXT、综合等效远端串扰PS ELFEXT、回波损耗RL、衰减串扰比ACR等。此时需要对5类线进行Cat5n标准测试，该标准是专为用5类线运行千兆以太网的用户准备的，如果依循该标准测试都合格，则可以放心地用5类线系统运行千兆以太网。新的Cat5n标准中，回波损耗对系统的影响比较大，并且，由于电缆匹配方面的阻抗不连续问题，越短的电缆链路反而越容易出问题。本例中，由于电缆长度为25米，虽然衰减串扰比ACR参数也不合格，但，回波损耗引起本故障的可能性要大些。 
      对5类线的认证测试可以适当考虑选用Cat5n标准进行测试，这样可保运行千兆以太网网时不出问题。如果选用超5类线Cat5e进行布线，则一般不会有不能运行千兆以太网之虞。对用Cat5n标准诊断出来有问题的5类线链路，为了以最小的成本换来网络性能的提高，一个最简单的办法就是用超5类线Cat5e代换参数不良的个别链路。注意，联结模块最好一并更换，以保证链路的安装质量。