ถ้าสงสัยว่ามีสัญญาณรบกวนสูง สามารถใช้เครื่องมือประเภทออสซิลโลสโคป เชื่อมต่อระหว่างสายตัวนำสัญญาณ และสายกราวด์เพื่อทำการตรวจสอบว่ารูปฟอร์มสัญญาณปกติหรือไม่ วิธีการนี้จะแสดงสัญญาณรบกวนบนสายตัวนำสัญญาณ
การสื่อสารข้อมูลในงานอุตสาหกรรม
ตอนที่ 9 อีเทอร์เน็ตสำหรับงานอุตสาหกรรม (ตอนจบ)
พิชิต จินตโกศลวิทย์
pichitor@yahoo.com
4. ปัญหาและวิธีการแก้ไข (Problem and Solution)
4.1 สัญญาณรบกวน (Noise)
ถ้าสงสัยว่ามีสัญญาณรบกวนสูง สามารถใช้เครื่องมือประเภทออสซิลโลสโคป (Oscilloscope) เชื่อมต่อระหว่างสายตัวนำสัญญาณ และสายกราวด์เพื่อทำการตรวจสอบว่ารูปฟอร์มสัญญาณปกติหรือไม่ วิธีการนี้จะแสดงสัญญาณรบกวนบนสายตัวนำสัญญาณ แต่จะไม่แสดงระดับการรบกวนของสัญญาณรบกวนจริง ๆ อีกวิธีการหนึ่งที่ราคาถูกและง่าย คือการต่อสัญญาณที่สงสัยว่ามีสัญญาณรบกวนเข้ากับลำโพงเล็ก ๆ ซึ่งถ้ามีสัญญาณรบกวนก็จะได้ยินเสียงออกจากลำโพงแตกต่างกับสภาพที่เป็นปกติ
วิธีการที่เร็วที่สุดในการขจัดสัญญาณรบกวนนั้นคือการใช้สายประเภทมีสกรีน เช่น ScTP (Screened UTP) หรือเปลี่ยนมาใช้สายใยแก้วนำแสงแทน ตัวอย่างเช่น ใช้ 100 BaseFX แทน 100 BaseTX เป็นต้น
สัญญาณรบกวนยังสามารถลดได้บนเครือข่ายที่ใช้สายโคแอกซ์เพียงต่อสายลงดินที่ปลายสายสัญญาณด้านใดด้านหนึ่ง และควรใส่ใจในการป้องกันไม่ให้เกิดสัมผัสระหว่างคอนเน็กเตอร์ใด ๆ กับพื้นดินโดยบังเอิญ
4.2 ปัญหาบนสายทินโคแอกซ์
* การใช้สายสัญญาณผิดประเภท
สายสัญญาณที่ถูกต้องสำหรับทินอีเทอร์เนต นั้นคือสาย RG58A/U หรือ RG58C/U ซึ่งมีเส้นผ่าศูนย์กลาง 5 มิลลิเมตร มีคุณลักษณะอิมพีแดนซ์ 50 โอห์ม แกนตัวนำเป็นแบบสายเล็กพันกัน การใช้สายผิดประเภทอาจเป็นสาเหตุทำให้เกิดการสะท้อนของสัญญาณ ส่งผลทำให้การคำนวณ CRC ผิดพลาด ในที่สุดทำให้ต้องส่งข้อมูลซ้ำหลายครั้ง
* คอนเน็กเตอร์หลวม
คอนเน็กเตอร์ BNC ที่ใช้คู่กับสาย RG58 ควรมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางที่เหมาะสมเข้ากันได้กับสายสัญญาณ และเชื่อมติด (Crimp) เข้ากับสายสัญญาณได้อย่างพอดี ขนาดของคอนเน็กเตอร์ที่ไม่เหมาะสม หรือการทำคริมป์ไม่ดีจะเป็นปัญหาการสัมผัสแบบติด ๆ หลุด ๆ ที่ยากในการหาสาเหตุ ยิ่งกว่านั้นการใช้เครื่องมือเข้าสายไม่ถูกประเภทก็ทำให้เกิดปัญหาได้บ่อยครั้ง
การทดสอบความแน่นง่าย ๆ คือ การถือสายสัญญาณไว้ในมือหนึ่ง และถือตัวคอนเน็กเตอร์ไว้อีกมือหนึ่ง และดึงด้วยสายสัญญาณแรงพอประมาณ ถ้าคอนเน็กเตอร์หลุดออก วิธีการเชื่อมต่อคอนเน็กเตอร์หรือเครื่องมือที่ใช้ต้องถูกนำมาพิจารณาว่าเหมาะสมหรือไม่
* จำนวนคอนเน็กเตอร์มากเกินไป
ระยะความยาวของเซกเมนต์ของทินอีเทอร์เน็ตควรอยู่ที่ 185 เมตร และจำนวนโหนดบนแต่ละเซกเมนต์ไม่ควรเกิน 30 โหนด
คอนเน็กเตอร์ถูกเชื่อมต่อเข้ากับสายสัญญาณถึงแม้จะมีความต้านทานต่ำ แต่เมื่อรวมกันแล้วก็มีขีดจำกัด การเพิ่มจุดเชื่อมต่อต้องได้ความต้านทานรวมของแต่เซกเมนต์ (สายสัญญาณบวกคอนเน็กเตอร์) ไม่ควรเกิน 10 โอห์ม มิฉะนั้นอาจจะมีปัญหาการสื่อสารเกิดขึ้นได้
วิธีการตรวจสอบค่าความต้านทานเป็นวงลูปง่าย ๆ (ความต้านทานจากปลายด้านหนึ่งวนกลับมาอีกด้าน) คือ การเอาตัวเทอร์มิเนเตอร์ด้านใดด้านหนึ่งออก และวัดความต้านทานของตัวคอนเน็กเตอร์เทียบกับตัวนำแกนกลาง ความต้านทานรวมที่ได้จะเท่ากับความต้านทานของสายสัญญาณรวมกับของคอนเน็กเตอร์บวกกับตัวเทอร์มิเนเตอร์ทางด้านไกล ค่านี้ควรอยู่ระหว่าง 50 และ 60 โอห์ม ค่าที่มากกว่าค่าดังกล่าวอาจบ่งชี้ว่าอาจมีปัญหาระบบเครือข่ายได้
* เซกเมนต์ยาวเกินไป
ความยาวสูงสุดของเซกเมนต์ของทินโคแอกซ์อยู่ที่ 185 เมตร ข้อจำกัดนี้ไม่ได้กระทบเฉพาะโดเมนของการชนของสัญญาณ แต่ยังมีผลกระทบในเรื่องการลดทอนของสัญญาณ ความยาวของเซกเมนต์ควรถูกตรวจสอบให้แน่ใจ โดยปกติถ้าสายสัญญาณติดตั้งภายในรางสาย การตรวจสอบจะไม่สามารถใช้ตาตรวจสอบได้ ในกรณีนี้อุปกรณ์ประเภท TDR (Time Domain Reflectmeter) สามารถถูกใช้เพื่อยืนยันระยะสายสัญญาณว่าเหมาะสมหรือไม่
* การเทอร์มิเนตไม่ถูกต้อง
10 Base2 ถูกออกแบบมาให้ใช้สายโคแอกซ์ที่มีค่าประมาณ 50 โอห์ม ดังนั้นจึงต้องการตัวเทอร์มิเนเตอร์ขนาด 50 โอห์มที่แต่ละปลาย ถ้าไม่มีเทอร์มิเนเตอร์จะเกิดการสะท้อนของสัญญาณจำนวนมากจากแต่ละปลายจนอาจทำให้ระบบเครือข่ายล้มเหลวได้ อีกอย่างที่ควรทราบไว้คือการติดตั้งเทอร์มิเนเตอร์ที่มีค่าผิดก็ยังดีกว่าไม่มีตัวเทอร์มิเนเตอร์เลย
ในความเป็นจริงตัวเทอร์มิเนเตอร์ขนาด 93 โอห์มจะให้ผลไม่แตกต่างกับตัวเทอร์มิเนเตอร์ขนาด 50 โอห์ม ดังนั้นกล่าวได้ว่าไม่สามารถสรุปค่าที่แน่นอนได้ ถ้ามีสองเซกเมนต์ของ 10 Base2 ถูกเชื่อมต่อกันด้วยตัวรีพีตเตอร์ การเทอร์มิเนตภายในตัวรีพีตเตอร์อาจสามารถทำให้เกิดความปัญหาได้ เนื่องจากทำให้มีสามเทอร์มิเนเตอร์บนเซกเมนต์ ที่อาจสร้างสัญญาณสะท้อน และส่งผลต่อประสิทธิภาพของระบบเครือข่าย
วิธีการตรวจสอบที่ง่ายที่สุดในการตรวจสอบการทำเทอร์มิเนชั่นที่ถูกต้อง คือ การเอาเทอร์มิเนเตอร์ออกแต่ละปลายสายสัญญาณ และวัดค่าต้านทานระหว่างตัวของคอนเน็กเตอร์ และพินตัวนำที่อยู่ตรงกลาง ค่าที่ได้ควรอยู่ระหว่าง 50 ถึง 60 โอห์ม
อีกวิธีการหนึ่งคือเอาตัว T คอนเน็กเตอร์ที่เชื่อมต่อกับการ์ดแลนออก และวัดค่าต้านทานระหว่างตัวของคอนเน็กเตอร์ และพินตัวนำที่อยู่ตรงกลาง ค่าที่ได้ควรอยู่ระหว่าง 25 ถึง 30 โอห์ม หรือประมาณครึ่งหนึ่งเนื่องจากเสมือนต่อความต้านทานขนานกัน
* ความเสียหายของฉนวนที่สังเกตไม่เห็น
ถ้าฉนวนภายในสายโคแอกช์เกิดความเสียหายโดยบังเอิญ ตัวอย่าง เช่น การวางของน้ำหนักมากบนตัวสายสัญญาณ เมื่อเอาของชิ้นนั้นออกตัวเปลือกนอกอาจจะคืนรูปปกติ แต่ในขณะที่ตัวไดอิเล็กตริกภายในอาจเสียคุณสมบัติจากค่ามาตรฐาน เหล่านี้อาจนำไปสู่การเปลี่ยนคุณลักษณะอิมพีแดนซ์เฉพาะ ณ จุดที่เสียหายส่งผลทำให้เกิดการสะท้อนของสัญญาณหรือสัญญาณวิ่งค้างอยู่ในสายสัญญาณ
ปัญหานี้จะทำให้มีการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เข้าที่จุดใดจุดหนึ่งบนสายสัญญาณทำงานไม่ได้ แต่จะสามารถทำงานได้ปกติเมื่อมีการย้ายตำแหน่งห่างออกไปเพียงไม่กี่เมตร และเป็นการยากที่จะตรวจสอบหาจุดเสียหายด้วยตาเปล่า แต่สามารถหาตำแหน่งด้วยอุปกรณ์ประเภท TDR (Time Domain Reflector) อีกทางเลือกหนึ่งของการแก้ไขคือการเปลี่ยนสายสัญญาณทั้งเซกเมนต์ซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูง
* สายสัญญาณขาดภายในโดยมองไม่เห็น
ปัญหานี้มีความคล้ายคลึงกับปัญหาข้างต้น แต่แตกต่างตรงที่ว่าตัวนำสัญญาณได้เกิดขาดในที่จุดใดจุดหนึ่ง และเนื่องจากมีตัวเทอร์มิเนเตอร์อยู่ที่ปลายทั้งสองข้าง ดังนั้นเมื่อสายสัญญาณขาด จะเกิดการแบ่งเซกเมนต์ออกเป็นสองส่วน และแต่ละส่วนก็ไม่มีเทอร์มิเนเตอร์อยู่ปลายข้างหนึ่งทำให้ระบบทำงานไม่สมบูรณ์ วิธีการเดียวที่สามารถหาตำแหน่งการขาดในกรณีนี้ได้อย่างแม่นยำคือการใช้ TDR
4.3 ปัญหาของสายโคแอกซ์แบบหนา
สายโคแอกซ์แบบหนา (RG8) ถูกใช้สำหรับ 10 Base5 หรืออีเทอร์เน็ตแบบหนาโดยปกติจะมีปัญหาพื้นฐานที่คล้ายกับสายโคแอกซ์แบบบาง
* ปัญหาคอนเน็กเตอร์หลวม
10 Base5 ใช้คอนเน็กเตอร์แบบสกรู (N-Type) ต่อกับสายสัญญาณเหมือนกับคอนเน็กเตอร์ BNC ดังนั้นการเข้าสายที่ไม่ถูกต้องหรือ ใช้เครื่องมือเข้าสายที่ไม่เหมาะสมสามารถทำให้จุดเชื่อมต่อหลวมได้ นำไปสู่ปัญหาที่เป็น ๆ หาย ๆ ที่ยากในการหาสาเหตุ วิธีการทดสอบที่ดีคือการจับคอนเน็กเตอร์และดึงคอนเน็กเตอร์ด้วยแรงพอประมาณ ถ้าคอนเน็กเตอร์หลุดออกมาแสดงว่ามีการติดตั้งที่ไม่ดี
* แทปสกปรก
ตัวทรานส์ซิฟเวอร์บ่อยครั้งที่ถูกติดตั้งบนสายโคแอกซ์แบบหนาจะใช้ตัวแทปแบบแวมไพร์ที่ต้องเจาะนำร่องเข้าหาพินแกนกลางของสายโคแอกซ์ รูจะทะลุผ่านชั้นเบรดและชั้นฟอยล์ ถ้ารูที่เจาะไม่ถูกทำความสะอาด อาจมีเศษแผ่นฟอยล์และเส้นเศษโลหะค้างอยู่ อันอาจสามารถทำให้เกิดการลัดวงจรระหว่างตัวนำสัญญาณและกราวด์ได้
* รูแทปว่างที่เปิด
เมื่อตัวทรานส์ซิฟเวอร์ถูกเอาออกจากสายสัญญาณ รูที่ไม่ได้ใช้งานควรถูกปิดไว้ เพราะว่าถ้ามีสิ่งสกปรกหรือน้ำเข้าไปในรูอาจจะสร้างปัญหาในระบบเครือข่ายได้
* การงอของสายสัญญาณ
รัศมีการงอของสายโคแอกซ์แบบหนาไม่ควรเกิน 10 นิ้ว ถ้าเกินตัวฉนวนสามารถผิดรูป และทำให้เกิดการสะท้อนของสัญญาณได้ นำไปสู่การตรวจเจอความผิดพลาดของ CRC ปัญหาการงอเกินข้อจำกัดถูกตรวจสอบได้ด้วยตัว TDR
* ความต้านทานลูปเกิน
ความต้านทานของแต่ละเซกเมนต์ไม่ควรเกิน 5 โอห์ม วิธีการที่ง่ายที่สุดในการตรวนสอบคือเอาตัวเทอร์มิเนเตอร์ออกข้างหนึ่งและวัดความต้านทานลูป ค่าที่ได้ควรอยู่ในช่วง 50-55 โอห์ม
4.4 ปัญหาของ UTP
เครื่องมือที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับตรวจสอบแก้ไขปัญหาของสาย UTP คือ มิเตอร์หรือเครื่องมือแพร์สแกนเนอร์ (Pair Scanner) ซึ่งเป็นเครื่องมือระดับล่าง ที่ราคาไม่แพงและสามารถตรวจสอบเพียงความต่อเนื่องของสายสัญญาณ หรือการเข้าสายตรงขาพินหรือไม่ สำหรับเครื่องมือทดสอบระดับสูงสามารถทดสอบสัญญาณรบกวน, ความยาวสาย และครอสทอล์กที่ความถี่ที่หลาย ๆ ความถี่ และยังสามารถใช้ทดสอบสายสัญญาณตามข้อกำหนดคุณสมบัติ CAT5/5e ได้
หัวข้อต่อไปนี้จะเป็นหัวข้อที่สามารถทำให้เกิดปัญหาในระบบเครือข่ายได้
* การใช้สายผิดประเภท (สายเดี่ยว/สายฝอย)
สายแพตช์คอร์ดควรทำมาจากสายสัญญาณเส้นเล็กหลายเส้น เพราะสายเดี่ยวมีโอกาสที่จะเกิดการบิดหักไปมาและขาดได้ นำไปสู่การเชื่อมต่อล้มเหลวแบบถาวร หรือแบบเป็น ๆ หาย ๆ ปลั๊ก RJ-45 ที่ถูกออกแบบมาใช้กับสายฝอยมีใบมีดเจาะซึ่งจะตัดตัวนำสายเดี่ยวทำให้วงจรไม่เชื่อมต่อที่สามารถนำไปสู่ความผิดพลาดของ CRC ส่งผลทำให้ประสิทธิภาพของระบบเครือข่ายช้าลง หรืออาจไม่สามารถใช้งานได้อย่างถาวร
แต่อย่างไรก็ตามการติดตั้งสายสัญญาณแบบถาวรระหว่างฮับและคอมพิวเตอร์ที่ไม่มีการเคลื่อนย้ายบ่อย การใช้สายเดี่ยวมีความเหมาะสม เพราะว่าสายฝอยมีราคาแพง และค่าคาปาซิแตนซ์ยังสูงกว่าสายเดี่ยวซึ่งอาจนำไปสู่การลดทอนของประสิทธิภาพเครือข่ายได้
* การใช้องค์ประกอบระบบสายไม่เหมาะสม
ประสิทธิภาพการลิงก์เชื่อมต่อสายสัญญาณระหว่างฮับ และคอมพิวเตอร์จะไม่ขึ้นอยู่กับระดับเกรดของสายสัญญาณที่ใช้เพียงอย่างเดียว แต่ยังเกี่ยวข้องกับองค์ประกอบอื่น ๆ เช่น แพตซ์พาเนล ประเภทของคอนเน็กเตอร์ ตัวคอนเน็กเตอร์ที่ต่ำกว่ามาตรฐานเพียงพอที่ทำให้ประสิทธิภาพทั้งระบบต่ำลงได้ สำหรับระบบจิกะบิตอีเทอร์เน็ต ถ้าใช้คอนเน็กเตอร์ RJ-45 คุณภาพสูงจะสังเกตเห็นความแตกต่างอย่างเห็นได้ชัดเมื่อเทียบกับการใช้คอนเน็กเตอร์ RJ-45 ทั่วไป
* การใช้สายสัญญาณผิดประเภท
ต้องมีความระมัดระวังเป็นอย่างมากในการใช้สายสัญญาณ UTP ให้ถูกแคตากอรี่สำหรับประเภทระบบอีเทอร์เนต เช่น 10 BaseT ใช้สายระดับ CAT3 ก็เพียงพอในการใช้งาน ในขณะที่ฟาสต์อีเทอร์เน็ต (100 Base) ต้องการสายสัญญาณระดับ CAT5 และระบบจิกะบิตอีเทอร์เน็ตต้องการสายสัญญาณระดับ CAT5e หรือดีกว่า
ปัจจุบันระบบอีเทอร์เน็ตในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ เช่น 100 BaseX ก็ยังใช้สายระดับ CAT 5 ในการไวร์ริ่ง แต่สำหรับระบบงานที่มีความต้องการพิเศษอาจใช้สาย ScTP เพื่อป้องกันการรบกวนจากภายนอก ScTP จะประกอบด้วยแผ่นฟอยล์พันรอบคู่สายแพร์ทั้งสี่คู่ หรือแยกพันรอบแต่ละคู่สายแพร์ ซึ่งช่วยป้องกันสัญญาณรบกวน
ความผิดพลาดอย่างร้ายแรงก็คือการใช้สายโทรศัพท์ในการเชื่อมต่อ สายแพตซ์โทรศัพท์เป็นเพียงสายตัวนำบาง ๆ ที่ไม่ได้พันเกลียวระหว่างสายภายใน อันนำไปสู่การสูญเสียของสัญญาณ และการเกิดครอสทอล์ก และนำไปสู่ความผิดพลาดของสัญญาณเป็นสาเหตุให้เกิดการส่งข้อมูลซ้ำ ที่จะทำให้ระบบเครือข่ายทำงานช้าในที่สุด
* สายตรงกับสายไขว้
สายแพตช์ 10 BaseT และ 100BaseTX จะใช้สายสี่เส้น (สองคู่) โดยทั่วไปใช้คอนเน็กเตอร์ RJ-45 ขาพินของ TX และ RX นั้นคือ คู่ 1, 2 และ 3, 6 ถึงแม้ทั่วไปสายแพตซ์จะมี 8 เส้น (สี่คู่) แต่อันที่จริงแล้วสายอีกสี่เส้นไม่ได้นำใช้แต่จะถูกเข้าสายเพื่อเสริมความแข็งแรงเท่านั้น เพื่อความสะดวกในการสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์และฮับ คู่ TX และ RX บนพอร์ตของฮับจะสลับกัน ดังนั้น TX บนคอมพิวเตอร์ และ RX บนฮับจะเชื่อมถึงกัน ในขณะที่ TX ของฮับจะเชื่อมต่อกัน RX ของคอมพิวเตอร์ ดังนั้นสามารถใช้สายตรงในการสื่อสารได้ทันที
ถ้าการ์ดแลน บนสองคอมพิวเตอร์ถูกเชื่อมต่อโดยไม่ใช้ฮับ สายตรงจะใช้ไม่ได้ก็เพราะว่า TX ต่อเข้ากับ TX และ RX ต่อเข้ากับ RX ดังนั้นสายไขว้จึงมีจำเป็นต้องนำมาใช้ในลักษณะการทำงานเดียวกับนัลโมเด็ม สายไขว้โดยทั่วไปจะใช้รหัสสี (เขียวหรือดำ) เพื่อการแยกแยะ สายไขว้สามารถสร้างปัญหาเนื่องจากโดยทั่วไปมันดูคล้ายสายตรง
สำหรับช่างที่ไม่สังเกตอาจติดตั้งโดยใช้แทนสายตรงระหว่างการ์ดแลนและฮับ วิธีการที่เร็วที่สุดในการพิจารณาสายไขว้คือการดูที่หัวคอนเน็กเตอร์ RJ-45 ทั้งสองด้านว่าเข้าสายโดยใช้เรียงสีสายเหมือนกันหรือไม่ อย่างไรก็ตามปัจจุบันอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะตรวจสอบและทำการไขว้สัญญาณโดยอัตโนมัติโดยไม่จำเป็นต้องตรวจสอบ
* สายไฮดรา (Hydra Cable)
บางอุปกรณ์ฮับหรือสวิตช์ใช้คอนเน็กเตอร์แบบ 50 พิน ซึ่งสามารถลดขนาดของฮับ บางระบบใช้คอนเน็กเตอร์แบบ 50 พินที่แพตช์พาเนล แต่ที่ฮับยังใช้ RJ45 ในกรณีทั้งสอง สายไฮดราหรือ สายออคโทปัส (Octopus) จำเป็นต้องถูกนำมาใช้ ซึ่งสายจะประกอบด้วย 50 พินคอนเน็กเตอร์เชื่อมต่อสาย 25 คู่หรือแพร์ แล้วถูกจัดแยกชุดเล็ก ๆ ชุดละ 12 เส้น เข้าแต่ละ RJ-45 คอนเน็กเตอร์ ขึ้นอยู่กับผู้ผลิตตัวคอนเน็กเตอร์ 50 พิน
การติดตั้งสามารถติดตั้งด้วยล็อกคลิป, สายรัดเวลโคร หรือตีนตุ๊กแก หรือ แม้กระทั้งการใช้นอต ถ้าไม่ได้เชื่อมต่อหรือล็อกอย่างถูกต้อง ถึงแม้สภาพทั่วไปจะดูเหมือนเรียบร้อย แต่จริง ๆ แล้วสามารถเป็นสาเหตุทำให้เกิดการไม่ต่อของหน้าสัมผัสวงจรสื่อสาร
สำหรับครอสทอล์ก (NEXT) ซึ่งเกิดจากสัญญาณคัปปลิ้งจากคู่สายส่งข้อมูล กับคู่สายรับ โดยเฉพาะบริเวณที่ใกล้ตัวทรานสมิตเตอร์ซึ่งเป็นบริเวณที่ระดับสัญญาณแรงที่สุด ปัญหานี้ไม่ค่อยมีปัญหากับสายสัญญาณที่ใช้เพียงสองคู่สาย แต่จะเป็นปัญหากับสายเคเบิลที่มี 25 คู่สายที่มีหลาย ๆ สัญญาณวิ่งไปมา และเป็นการยากที่จะวิเคราะห์หาปัญหา เนื่องจากต้องการเครื่องมือทดสอบที่สามารถส่งข้อมูลทุก ๆ คู่ในเวลาเดียวกันซึ่งมีราคาสูงมาก
* การคายเกลียวสายสัญญาณมากเกินไป
บนสายสัญญาณระดับ CAT5 ครอสทอล์กจะถูกลดให้ต่ำที่สุดโดยวิธีการพันเกลียวของแต่ละคู่สาย อย่างไรก็ตามเพื่อที่จะเชื่อมสายเข้ากับคอนเน็กเตอร์ที่ปลายสายจำเป็นต้องคายสายสัญญาณ ดังนั้นควรมีควรมีความระมัดระวังในการคายสายไม่ให้มากกว่า 1 เซนติเมตร การคายเกลียวเพียงเล็กน้อยก็เพียงพอที่จะทำให้เกิดครอสทอล์ก ส่งผลให้สัญญาณผิดพลาด ปัญหานี้สามารถตรวจเจอโดยเครื่องมือทดสอบระดับสูง
* คอนเน็กเตอร์ RJ45 ชำรุด
สำหรับ RJ45 คอนเน็กเตอร์ที่ไม่มีตัวบูสต์ป้องกันหัวคอนเน็กเตอร์ อาจทำให้คลิปล็อกสามารถหลุดออกได้โดยง่าย โดยเฉพาะคอนเน็กเตอร์ที่ทำจากพลาสติกคุณภาพต่ำไม่ค่อยมีการคืนตัว คอนเน็กเตอร์อาจยังเชื่อมติดกับตัวรับแต่สามารถหลุดออกได้โดยง่ายด้วยแรงดึงเพียงเล็กน้อย หรือการสั่นสะเทือนเป็นเวลานาน
ปัญหานี้สามารถถูกตรวจสอบได้ง่ายโดยการดึงเข้าออกสลับกัน และสังเกตหลอด LED บนฮับหรือการ์ดแลนว่าผิดปกติหรือไม่ และสายหลุดง่ายหรือไม่ เพราะว่ามีจุดอ่อนทางด้านเชิงกลของ RJ45 ดังนั้นตัวคอนเน็กเตอร์ RJ45 จึงไม่ค่อยถูกใช้ในระบบอีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรม
4.5 ปัญหาของสายใยแก้วนำแสง
เนื่องจากสายใยแก้วนำแสงไม่มีปัญหาจากสัญญาณรบกวนมีเพียงสองปัญหาพื้นฐานเท่านั้น คือ การลดทอนของสัญญาณ และความต่อเนื่องของสายสัญญาณ
วิธีพื้นฐานในการตรวจสอบการเชื่อมต่อ คือ การปลั๊กหรือต่อแต่ละปลายของสายสัญญาณเข้ากับไฟเบอร์ฮับ, การ์ดแลน หรือตัวไฟเบอร์ทรานส์ซีฟเวอร์ ถ้าสายเคเบิลใช้ได้ หลอด LED จะติดสว่าง วิธีการอื่นคือการตรวจสอบโดยการใช้ตัวกำเนิดแสง และมิเตอร์วัดแสงตรวจสอบในแต่ละเซกเมนต์
การทดสอบระดับสูงคือการใช้เครื่องทดสอบ OTDR ซึ่งสามารถวัดค่าสูญเสียของสัญญาณ และยังสามารถหาตำแหน่งที่เกิดการสูญเสีย แต่ก็มีราคาแพงมาก บริษัททดสอบเฉพาะเท่านั้นถึงจะจัดซื้อมาใช้งาน
10 BaseFX และ 100 BaseFX โดยทั่วไปใช้ทรานสมิตเตอร์แบบ LED ที่ไม่มีอันตรายต่อสายตา แต่สำหรับจิกะบิตอีเทอร์เน็ตจะใช้ตัวยิงเลเซอร์ที่สามารถทำลายจอประสาทตา ดังนั้นจึงอันตรายที่มองเข้าไปในสายใยแก้วโดยตรง
* การติดตั้งคอนเน็กเตอร์ที่ไม่ถูกต้อง
ที่ตัวคอนเน็กเตอร์ของสายใยแก้วนำแสง สามารถกระจายแสงออกรอบข้างได้ ถ้าแต่ปลายของคอนเน็กเตอร์ไม่ได้ต่อเข้าอย่างสมบูรณ์ ยิ่งกว่านั้นช่องว่างระหว่างสายใยแก้วนำแสงอาจจะทำให้การติดต่อสื่อสารหยุดทำงาน ดังนั้นต้องทำให้แน่ใจว่าการต่อคอนเน็กเตอร์นั้นแน่นอย่างสมบูรณ์
* ปลายสายใยแก้วนำแสงสกปรก
ฝุ่นเล็ก ๆ หรือ น้ำมันหรือเหงื่อบนปลายนิ้วที่ติดบนปลายสายใยแก้วนำแสงก็เพียงพอส่งผลต่อการติดต่อสื่อสารเพราะว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของใยแก้วมีขนาดเพียง 8-62 ไมครอน และความเข้มของแสงที่ยิงก็ระดับต่ำ ดังนั้นตัวครอบป้องกันฝุ่นจึงจำเป็นต้องถูกปิดปลายสายไว้ในกรณีไม่ใช้งาน และทำความสะอาดปลายสายใยแก้วนำแสงก่อนที่จะติดตั้งเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหา
* การเสื่อมสภาพขององค์ประกอบ
ปริมาณของพลังงานของตัวทรานส์มิตเตอร์สามารถลดลงตามอายุการใช้งาน การเชื่อมต่ออาจจะล้มเหลวเป็น ๆ หาย ๆ จนหมดอายุการใช้งาน ไฟเบอร์ออปติกมิเตอร์สามารถถูกใช้เพื่อทดสอบปริมาณการสูญเสียที่แท้จริงของการเชื่อมต่อ แต่วิธีที่ง่ายในการบำรุงรักษา คือการเปลี่ยนตัวทรานส์ซีฟเวอร์ใหม่ทั้งสองด้านตามระยะเวลาการใช้งาน
4.6 ปัญหาเกี่ยวกับ AUI
* ระยะสูงสุดของสายสัญญาณ
ระยะสูงสุดของ AUI อยู่ที่ 50 เมตร ตามมาตรฐาน IEEE 802.3 บางครั้งการติดตั้งใช้สายสัญญาณเกรดต่ำระยะจะจำกัดอยู่ที่ 12 เมตร ถ้าสายยาวเกินไปจะเกิดปัญหาการลดทอนที่มากเกินไปจนทำให้มีปัญหาแบบเป็น ๆ หายได้
* การทดสอบ SQE
SQE (Signal Quality Error) คือการทดสอบบนอุปกรณ์ที่ใช้ AUI เพื่อทดสอบวงจรจัดการการชนของสัญญาณ วิธีการนี้มักจะใช้บนทรานส์ซีฟเวอร์ AUI ประเภท 15 พิน โดยส่งสัญญาณสั้น ๆ (ประมาณความยาว 10 บิต) ไปยังการ์ดแลนหลังจากส่งแต่ละเฟรม การทดสอบนี้จะทดสอบการชนของสัญญาณ และเส้นทางสัญญาณ การทำงานของ SQE สามารถสังเกตโดย LED ของตัวทรานส์ซีฟเวอร์ (MAU)
สัญญาณ SQE จะถูกส่งจากทรานส์ซีฟเวอร์ไปยัง NIC เพียงอย่างเดียว และจะไม่เข้าสู่เครือข่าย และไม่ทำให้เกิดการหน่วงในการส่ง แต่จะเกิดช่องว่างระหว่างเฟรมซึ่งจะไม่ถูกตีความว่าเป็นการชนของสัญญาณ อย่างไรก็ตามสัญญาณ SQE จะต้องถูกยกเลิกใช้งาน
ถ้าตัวทรานส์ซีฟเวอร์ (MAU) ถูกเชื่อมต่อเข้ากับรีพีตเตอร์ หรือฮับ เพราะถ้าไม่ยกเลิกฮับจะตรวจเจอสัญญาณ SQE และตีความว่าเป็นการชนของสัญญาณ และจะส่งสัญญาณแจม ตามหลังทุกทุกแพ็กเก็ต ทำให้เกิดความหน่วงเวลาในการส่งข้อมูลในเครือข่าย ปัญหานี้ไม่สามารถตรวจสอบได้ด้วยโปรโตคอลอะนาไลเซอร์ ต้องใช้ประสบการณ์ของผู้ดูแลเครือข่ายในการวิเคราะห์
4.7 ปัญหาเกี่ยวกับการ์ดแลน
* การวิเคราะห์การ์ดแลน
วิธีการที่ง่ายที่สุดในการตรวจสอบว่า การ์ดแลน หรือ NIC ดังกล่าวมีปัญหาหรือไม่ ก็คือการทดลองเปลี่ยนการ์ดแลนโดยการ์ดแลนที่ใช้งานได้ การ์ดแลนสมัยใหม่ที่ติดตั้งบนคอมพิวเตอร์จะมีการตรวจสอบตัวเองอัตโนมัติ และสามารถเข้าไปตรวจสอบดูได้
ตัวอย่าง เช่น การตรวจสอบจากเมนูดีไวซ์แมเนเจอร์ (Device Manager) ของระบบปฏิบัติการไมโครซอฟต์วินโดว์ บางการ์ดสามารถทดสอบแบบการ์ดต่อการ์ด โดยการนำการ์ดสองการ์ดที่เหมือนกัน และสามารถตั้งค่าการ์ด การ์ดแลนหนึ่งเป็นตัวมาสเตอร์ และอีกการ์ดหนึ่งเป็นสแลฟ ถ้าสองการ์ดแลนสามารถสื่อสารในระดับดาต้าลิงก์ แพ็กเก็ตจะส่งสื่อสารกันได้ โดยการทดสอบดังกล่าวจะไม่ส่งผลกระทบต่อระบบเครือข่าย
* การเลือกสื่อสัญญาณที่ไม่เหมาะสม
บางการ์ดแลนสนับสนุนสื่อสัญญาณมากกว่าหนึ่ง ตัวอย่างเช่น 10 Base2/10 Base5 หรือ 10 Base5/10 BaseT อาจเกิดขึ้นได้ว่าการ์ดแลนไม่ทำงาน ถ้าการ์ดแลนดังกล่าวตรวจสอบไม่เจอสื่อสัญญาณ การ์ดแลนสมัยใหม่โดยปกติจะมีฟังก์ชั่นตรวจสอบสื่อโดยอัตโนมัติ แต่มักจะทำการตรวจสอบในกรณีเครื่องคอมพิวเตอร์บูสต์เท่านั้น จะไม่มีการเปลี่ยนหรือตรวจสอบสื่อในระหว่างการใช้งาน
ดังนั้นถ้าการเชื่อมต่อถูกเปลี่ยนจาก 10 BaseT ไปเป็น 10 Base2 เครื่องคอมพิวเตอร์ต้องถูกบูสต์ บางการ์ดแลนรุ่นเก่าต้องการซอฟต์แวร์ในการเซตอัพ หรือตั้งค่าโดยใช้ DIP สวิตช์เพื่อเลือกสื่อสัญญาณดังนั้นผู้ดูแลต้องเก็บเอกสารคู่มือให้ดีเพื่อการบำรุงรักษา
* แจ็บเบอร์ (Jabbers)
แจ็บเบอร์ คือปรากฏการณ์ที่การ์ดแลนทำงานไม่ถูกต้อง ส่งสัญญาณตลอดเวลาโดยปกติการ์ดแลนจะมีชุดควบคุมการเกิดแจ็บเบอร์ที่มีสมมุติฐานว่า การเกิดแจ็บเบอร์ก็คือ การ์ดส่งเฟรมยาวกว่าที่ได้รับอนุญาตที่ความยาว 1518 ไบต์ ซึ่งถ้าการ์ดแลนตรวจเจอจะหยุดทำงานโดยอัตโนมัติ อย่างไรก็ตาม ถ้าฟังก์ชั่นควบคุมไม่ทำงาน เนื่องจากการ์ดแลนมีปัญหาอาจจะทำให้ระบบเครือข่ายล่มได้
ในกรณีดังกล่าวนี้จะสามารถสังเกตได้จากอัตราการชนของสัญญาณ และอัตราการโอนข้อมูลที่ช้าลง ตัวโปรโตคอลอะนาไลเซอร์ไม่สามารถตรวจสอบว่าสัญญาณหรือข้อมูลผิดปกติมาจากไหน เพราะส่วนใหญ่เฟรมนั้นจะไม่บ่งบอกที่มา วิธีที่ง่ายที่สุดคือการดึงสายออกจากการ์ดแลน หรือฮับทีละเส้นจนกระทั่งปัญหานั้นได้หายไป ในกรณีนี้ตัวหรือสายที่เอาออกเป็นตัวสุดท้ายคือตัวที่สร้างปัญหา
* การชำรุดของกลไก CSMA/CD
การ์ดแลนที่กลไก CSMA/CD ผิดพลาดจะทำให้เกิดการชนของสัญญาณเป็นจำนวนมาก เพราะมีการส่งข้อมูลโดยไม่รอให้บัสว่างก่อน เช่นเดียวกับกรณีก่อนหน้านี้ วิธีการตรวจหาปัญหาที่ง่ายที่สุดก็คือ การเอาสายสัญญาณออกทีละเส้นจนปัญหานั้นหายไป
* มีจำนวนโหนดมากเกินไป
ปัญหาของเครือข่ายที่ใช้ CSMA/CD ก็คือประสิทธิภาพของเครือข่ายลดลง ถ้ามีความคับคั่งของข้อมูลเพิ่มขึ้น ถึงแม้ระบบเครือข่ายอีเทอร์เน็ตสามารถเข้าใช้งานเครือข่ายได้ดีเกินกว่า 90% ของแบนด์วิดธ์ เวลาการเข้าใช้ของแต่ละโหนดจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ถ้าจำนวนโหนดเครือข่ายเพิ่มขึ้น ปัญหามีความคล้ายคลึงการจราจรบนถนนบนเวลาเร่งด่วน ในช่วงเวลาเร่งด่วนความคับคั่งของการจราจรจะเข้าใกล้กับขีดจำกัดของถนนที่ออกแบบไว้ การเดินรถก็จะช้าลงเป็นทวีคูณ
สำหรับระบบงานในสำนักงาน ค่าเฉลี่ยของโหลดควรอยู่ที่ 30% และในระบบงานอุตสาหกรรมควรพิจารณาที่ 3% ของความสามารถสูงสุด โหลดอาจจะเป็นปัญหาต่อเครือข่าย ดังนั้นระบบเครือข่ายควรใช้อุปกรณ์ประเภทสวิตช์ ในหลาย ๆ ระบบงานจะพบว่าการเปลี่ยนจากฮับเป็นสวิตช์จะให้ผลที่ดีขึ้นอย่างชัดเจนกว่าการเปลี่ยนจากความเร็ว 10 Mpbs เป็น 100 Mpbs
* การกระจายแพ็กเก็ตที่ไม่เหมาะสม
การกระจายแพ็กเก็ตไม่เหมาะสมทำให้โหนดบางโหนดใช้แบนด์วิดธ์ของเครือข่ายเกือบทั้งหมด ปัญหานี้สามารถถูกตรวจสอบได้โดยใช้โปรโตคอลอะนาไลเซอร์ซึ่งตรวจสอบแอดแครสต้นทางของแพ็กเก็ต อีกวิธีหนึ่งคือใช้ซอฟต์แวร์ที่จัดเรียงลำดับตัวทรานสมิตเตอร์ที่ส่งข้อมูลมากในระดับต้น ๆ
โหนดที่มักใช้แบนด์วิดธ์มากมักจะเป็นโหนดในระบบประชุมผ่านวีดีโอคอนเฟอเรนซ์ หรือโหนดขอข้อมูลจากฐานข้อมูลปริมาณมาก ๆ ซึ่งต้องการแบนด์วิดธ์สูง วิธีการแก้ไขก็คือการแยกโหนดด้วยสวิตช์หรือจัดกลุ่มระบบงานเข้าด้วยกัน
* การบรอดคาสต์ปริมาณมาก
แพ็กเก็ตบรอดคาสต์ถูกส่งเพื่อให้ถึงทุก ๆ โหนดในเครือข่ายโดยจะใช้หมายเลข MAC หมายเลข ff-ff-ff-ff-ff-ff ถ้าเกิดกรณีมีการบรอดคาสต์พร้อม ๆ กันปริมาณมาก อาจสามารถทำให้ประสิทธิภาพของเครือข่ายลดลงอย่างมากได้
โดยทั่วไปพิจารณาว่า ถ้ามีบรอดคาสต์เกิน 5% ของปริมาณความคับคั่งของระบบเครือข่าย ให้สันนิษฐานว่ามีปัญหาเกี่ยวกับการบรอดคาสต์ จำนวนบรอดคาสต์จะเป็นปัญหาอย่างยิ่งโดยเฉพาะกับเซิร์ฟเวอร์ของ Netware และเครือข่ายที่ใช้โปรโตคอล Net Bios/Net BEUI ปัญหาเกี่ยวกับบรอดคาสต์สามารถแก้ไขได้โดยการเพิ่มเราเตอร์ หรือ สวิตช์เลเยอร์ 3 หรือ การใช้ฟังก์ชั่น VLAN
* แพ็กเก็ตเสีย
แพ็กเก็ตเสียอาจจะเกิดจากโครงสร้างสายสัญญาณมีคุณภาพต่ำ, การ์ดแลนชำรุด, มีสัญญาณรบกวนภายนอก, อุปกรณ์สื่อสารชำรุด เช่น ฮับหรือสวิตช์ ปัญหาเกี่ยวกับแพ็กเก็ตเสียโดยทั่วไปแล้วจะไม่สามารถวิเคราะห์ด้วยโปรโตคอลอะนาไลเซอร์แบบซอฟต์แวร์ได้
เนื่องจากโปรโตคอลแบบซอฟต์แวร์จะรับเอาแพ็กเก็ตจากการ์ดแลนที่คัดกรองแพ็กเก็ตมาเรียบร้อย นั้นหมายความว่าแพ็กเก็ตเสียจะถูกกำจัดทิ้งไปก่อน ดังนั้นปัญหาแพ็กเก็ตเสียจำเป็นต้องใช้การ์ดแลนชนิดพิเศษ หรือ โปรโตคอลอะนาไลเซอร์ชนิดฮาร์ดแวร์ที่มีราคาค่อนข้างแพงในการวิเคราะห์
ปัญหาเกี่ยวกับแพ็กเก็ตเสียมีดังต่อไปนี้
* รันต์ (Runt)
รันต์แพ็กเก็ต คือ แพ็กเก็ตที่มีความยาวสั้นกว่า 64 ไบต์ซึ่งเป็นความยาวต่ำสุด และส่วนใหญ่จะเกิดในช่วงที่มีการชนกันของข้อมูล วิธีการแก้ไข คือการพยายามตรวจสอบแยกแยะว่าเป็นแพ็กเก็ตปัญหาการชนกันของข้อมูลหรือเป็นรันต์ ถ้าเป็นการชนกันของข้อมูลให้แก้ไขปัญหาโดยการใช้สวิตช์ แต่ถ้าเป็นรันต์ให้แก้ไขโดยการหาโหนดที่สร้างรันต์แพ็กเก็ตออกมา
* CRC ผิดพลาด
CRC ผิดพลาดเกิดขึ้นเมื่อมีการตรวจสอบ CRC ที่ฝั่งรับไม่ตรงกับ CRC ที่ฝั่งส่ง วิธีการแก้ไขคือการตรวจสอบเส้นทางกลับไปยังโหนดต้นกำเนิดว่ามีข้อบกพร่องส่วนใด ปัญหาอาจเกิดจากสัญญาณรบกวน หรือแม้แต่ฟังก์ชั่นคำนวณ CRC ที่โหนดส่งหรือโหนดรับ ซึ่งต้องใช้ประสบการณ์ในการหาปัญหา
* การชนของสัญญาณล่าช้า (Late Collisions)
การชนกันของสัญญาณที่ช้าเกินไป โดยปกติจะเกิดเนื่องจากระยะทางของระบบเครือข่ายมีขนาดเกินกว่าที่มาตรฐานที่กำหนด ปัญหานี้สามารถถูกกำจัดได้โดยการกำหนดขนาดเครือข่ายตามค่าที่กำหนด เช่น 2,500 เมตร สำหรับ 10 Mbs 250 เมตร สำหรับ 100 Mbs และ 200 เมตร สำหรับจิกะบิตอีเทอร์เน็ต สามารถตรวจสอบขนาดของเครือข่ายโดยการวัดด้วยเครื่องมือ TDR ถ้าพบปัญหาสามารถแก้ไขโดยการเพิ่มบริดจ์หรือสวิตช์
* เฟรมจัดเรียงผิดพลาด
เฟรมเรียงผิดพลาดคือ เฟรมที่หลุดจังหวะประมาณหนึ่งบิตหรือสองบิต เนื่องจากมีการหน่วงมากเกินไปที่ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง หรือมีหลายบิตต่อท้าย CRC วิธีการแก้ไขคือหาแหล่งที่มาของสัญญาณ และพิจารณาแต่ละส่วนของเส้นทางการเดินทางของเฟรมว่าตำแหน่งใดบ่งพร่อง
สรุป
อีเทอร์เน็ตสำหรับงานอุตสาหกรรมมีแนวโน้มเติบโตสูงมาก แต่เนื่องจากการส่งข้อมูลโดยความถี่สัญญาณที่สูง ดังนั้นผู้ดูแลระบบเครือข่ายต้องมีความรู้ และต้องทำการบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอ ในบทความหน้าผู้เขียนจะกล่าวถึงโปรโตคอลที่ทำงานคู่กับอีเทอร์เน็ต นั่นคือโปรโตคอล TCP/IP โปรดติดตามนะครับ
เอกสารอ้างอิง
1. J.E Goldman and P.T Rawles, Applied Data Communications. Addison-Wesley, New York,2001
2. J. Fulcher, An Introduction to Microcomputer Systems: Architecture and Interfacing. Addison-Wesley, Sydney,1989
3. S. Mackay, E. Wright, D. Reynders and .J Park, Practical Industrial Data Network: Design, Installation and Troubleshooting. IDC Technologies, Perth,2004
4. J.R. Vacca, High-speed Cisco Networks: Planning, Design, and Implemention. CRC Press LLC, Florida,2001
สงวนลิขสิทธิ์ ตามพระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2539 www.thailandindustry.com
Copyright (C) 2009 www.thailandindustry.com All rights reserved.
ขอสงวนสิทธิ์ ข้อมูล เนื้อหา บทความ และรูปภาพ (ในส่วนที่ทำขึ้นเอง) ทั้งหมดที่ปรากฎอยู่ในเว็บไซต์ www.thailandindustry.com ห้ามมิให้บุคคลใด คัดลอก หรือ ทำสำเนา หรือ ดัดแปลง ข้อความหรือบทความใดๆ ของเว็บไซต์ หากผู้ใดละเมิด ไม่ว่าการลอกเลียน หรือนำส่วนหนึ่งส่วนใดของบทความนี้ไปใช้ ดัดแปลง โดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร จะถูกดำเนินคดี ตามที่กฏหมายบัญญัติไว้สูงสุด
Thailandindustrycom_official
