[故事之十三]“水漫金山”，始发现用错光纤接头类型，网络不能联通

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[症状]某新落成的甲级办公大厦，按智能大厦标准设计，其中的计算机综合布线系统包括用超5类线和多模光纤组成的水平及垂直布线系统。全部电缆系统都经过了严格地选用的超5类线现场认证标准进行的验收测试和检验，现正在一边招商一边调试网络及通信系统。智能控制系统的多数信道均采用IP协议，并将原设计的各自独立的17个分系统的控制平台重新设计和整合为同一个快速100Base-Tx以太网，这样大大压缩了网络系统的造价。今天该大厦工程的布线集成商向网络医院求诊，报告其66层的网络联络中断，无法调通，而以前一直工作正常。故障开始于前天上午，第66层的网络系统用户无法与其它楼层的用户联系，也无法通过大厦的帧中继专线与互联网联接。第66层通过一对200米的多模光纤链路与2楼的网络监控中心联接，经过检查发现设在40层的光缆转接箱内的接头被上层楼面的溢水事故所污染，工程人员临时改变光缆走向，将光缆用一段跳线从另一弱电井中绕道联入，采取这样的措施后只增加了约30米的光缆长度和一个光接头。根据估算应该可以联通。原先被污染的光缆接头也已经更换，但网络仍然无法实现联接。
[诊断过程]从故障统计的规律看，一般在网络维护的过程中，维护人员动过或更改过的地方故障出现的概率比较高，此即所谓“动哪儿查哪儿”的故障诊断顺序第一原则。根据报告的故障情况初步判断光缆出问题的可能性比较大，当然也不排除网络设备的问题，比如光卡、交换机等同时出现故障的可能性(今天的检查过程中维护人员也插拔并检查过光卡)。20分钟后，我们抵达目的地，我们将网络测试仪接入2楼网络中心，检查网络工作状态，正常，只是无法发现66楼的用户。电话询问66楼用户，回答说平时虽然能联通，但也不是十分通畅。有时速度会很慢，偶尔还会出现连接中断的现象。我们将电缆测试仪换上多模光纤测试模块，主机移动到66楼，远端机留在2楼对这对光缆链路进行测试。A光缆测试衰减值为3.7dB，B光缆衰减为7.8分贝，虽然B光缆的衰减相当大，但因为还在一般光卡允许的接收灵敏度范围之内，应该不会影响光卡的信号接收，除非光卡正好也有灵敏度方面的问题。为了简化诊断程序，我们用邻近的光卡做替换试验，将2楼和66楼的光卡同时更换，然后从66楼用网络故障一点通(One Touch)接入网络进行测试，结果是可以发现本楼层的用户，但还是无法找到其它楼层的任何用户。这说明故障仍然在光缆链路，或者是交换机的光卡接口有问题。为了确认故障的准确地点，我们从另一弱电井倒换出一对光缆代替这对光缆，并用跳线将原来的光卡连接起来，当光卡插入交换机后网络立即恢复正常。这说明交换机及其光卡和光卡接口是正常的。重点还是要检查这对光缆链路。重新测试的结果与上此测试的结果基本一致，我们将测试方向颠倒一下再度进行测试，结果发现B光缆的衰减量为27dB，A光缆仍然为3.7dB。继续对B光缆进行分段测试，44楼以下的一段光缆测试结果为2.3dB，基本可用。跳线衰减量测试1.28dB，基本可用。44楼和66楼之间的光缆测试衰减为20dB，严重超差。说明这条链路有比较严重的问题。
拧下44楼的光卡接头，用放大镜仔细观察，光缆芯线直径圆润，与其它接头并无二至。随后检查66楼光缆接头，发现其芯线直径比其它接头的芯线直径要小许多。可以判定，此接头很可能为单模光缆接头。将这对光纤的接收和发射位置对调使用，插入光卡后网络恢复正常工作。
[诊断评点]光缆链路在标准化的认证测试过程中按要求进行双向测试，本大厦的光缆布线系统全都只做了单向测试。当遇有光纤直径不匹配、光纤气泡或接头质量差等情况时，光纤在两个方向上的衰减量会有差异。一般来讲，差异不会超过10％。此次故障的光纤双向测试衰减量差值达20dB，故怀疑光纤直径存在严重的不匹配，且出现在接头处的可能性最大，所以我们对44楼和66楼之间的光卡接头进行检查。结果发现了误用的单模光纤接头。单模光纤的芯线直径为9微米左右，对1310微米和1550微米的单模激光衰减量较小。多模光纤芯线直径为62.5微米左右，在计算机网络中多用于850微米的多模光信号传输。单模光纤链路和多模光纤链路由于传输的光模式、优势波长和衰减机理完全不同，不可以混用。本故障的接头当从正向测试B链路的衰减量时，由于单模光纤一端与多模光纤熔接，不少多模光能量仍可以进入单模光纤，并从接头处的小直径处(单模9微米)全部射入大直径(多模62.5微米)的多模光卡的光接头内，表现为衰减量比正常链路大(实测为7.8dB)，但信号基本可用。当从逆向进行测试时，大直径的多模光能量在接头处被小接头的单模光纤大部分阻断，表现为逆向衰减量很大，实测值为27dB。由于光卡的接收灵敏度较高，衰减余量大，故“水漫金山”事件之前，光卡接收到的信号能量处在光卡灵敏度的边缘，逆向信号勉强可以使用，此时的网络表现不稳定，有时速度很慢，有时偶尔中断(受气温和空气压力的波动影响)。“水漫金山”事件后，由于在重新处理链路时增加了一段30米长的跳线和一个光接头，致使光卡的接收能量超出边缘值，网络连接因此中断。
多模光卡都是成对单向使用光纤，即光卡发射用一根光纤，接收用另一根光纤，所以当对调接收和发射的光纤时，光卡接收和发射的信号都利用了单向衰减量小的方向，接收到的光信号能量较强，网络可以恢复正常运行。
本故障如果利用光时域反射计(OTDR)可以直接从仪器的屏幕上观察到回波曲线的不连续状态，有经验的测试者一般可以立即判定是链路混用的问题。
[诊断建议]首先，尽快更换误用的单模接头。第二，根据标准化施工和验收要求对所有光纤链路都要进行双向测试。第三，我们发现该大厦的设计图纸上无光纤链路的衰减量计算值标注，只标注了光纤的设计长度。由于实测的光纤衰减量无论是表现正常的链路或是不正常的链路其结果都比设计值偏高，估计存在使用劣质光纤和劣质接头的情况，且不排除用多段零碎光纤拼接链路的可能性。所以建议业主要求集成商检查所有实际的接头和熔接头数量。
[后记]五天后用户来电报告：他们测试了大部分的光缆链路，实际测试的光纤衰减值(扣除接头损耗后)基本符合标准，没有发现零碎拼接的情况。但所用的连接器和接头则绝大部分都不符合标准要求，为伪劣产品。好在接头的更换比较容易，不至于严重影响已有网络用户使用，损失也相对较小，计划全部更换之。