Лан тестер что это такое

LAN-тестер на AVR своими руками

Проблема тестирования свежепроложенной локальной сети актуальна всегда. Когда-то мне в руки попала железка под названием «Rapport II», которая, вообще говоря, тестер для систем CCTV, но витую пару прозванивать умеет тоже. Железка та давно уже умерла, а вот впечатление осталось: при тестировании витой пары она показывала не просто переполюсовку и распарку, но точную схему обжима! Например, для кроссовера это выглядело 1 &#x2192 3, 2 &#x2192 6, 3 &#x2192 1, и так далее.
Но заплатить порядка 800 нерусских рублей за устройство, в котором я реально буду использовать всего одну функцию? Увольте! Как же это работает, может, проще сделать самому? Гугл в руки, и… сплошное разочарование. Вывод поиска состоит на 80% из мигалок светодиодами на сдвиговом регистре / AVR / PIC / свой вариант, и на 20% из глубокомысленных обсуждений форумных гуру на темы «купите %название_крутой_железки_за_100499.99_вечнозеленых% и не парьтесь». Посему, хочу предложить хабрасообществу свое решение данной проблемы в стиле DIY. Кого заинтересовало — прошу под кат (осторожно, некоторое количество фото!).

Вводная

Определение точной схемы обжима кабеля обязательно.
Вся информация выводится со стороны тестера. Никаких миганий светодиодиками на ответной части. Предположим, что ответная часть находится в руках обезьяны, причем даже не цирковой, и лишь благодаря новейшим технологиям обезьяну удалось обучить пользоваться перфоратором и кроссировать кабель в розетках. Или, говоря чуть более научно: ответная часть — полностью пассивная.

Аппаратная часть

Принцип работы: ответная часть представляет из себя набор сопротивлений различных номиналов. Измерим их. Зная их номиналы и распайку ответной части, мы можем точно выяснить, как кроссирован кабель. Ниже представлена схема устройства (все иллюстрации кликабельны). Конкретные номиналы сопротивлений выбраны скорее с учетом наличия в магазине, чем осознанно, хотя получился кусочек ряда Фибоначчи.

Рис. 1. Схема тестера

Рис. 2. Схема ответной части

Сердцем схемы является микроконтроллер ATMega16. Почему именно он? Спор «AVR vs PIC» есть типичный холивар, поэтому скажу просто: моим произволом пусть будет AVR. А из всей их линейки Mega16 самый дешевый кристалл, имеющий на борту АЦП на 8 каналов. Усложнять схему коммутаторами аналоговых сигналов мне откровенно не хотелось. Немаловажный плюс: эту модель можно купить даже в моем замкадье, где на весь город один магазин электронных комплектующих с ценами по 150-500% от Москвы.

Порт A микроконтроллера — это входы АЦП, на порту B у нас ISP и пара служебных функций, порт C используем для формирования тестовых сигналов, ну а порт D — для общения с пользователем посредством HD44780-совместимого дисплея.

Питаем схему от батарейки типа «Крона», через стабилизатор LP2950, DA1 по схеме. Почему не ШИМ, а обычный линейный стабилизатор, пусть и low-dropout? Ток потребления невелик, на одной батарейке я провел все тестирование и отладку схемы, запустил уже пару реальных объектов по полсотни портов — пока не разрядилась. А вот высокочастотные помехи, которые есть спутник любого ШИМа, могут снизить точность работы АЦП. Усложнять схему, опять же, не хочется. Почему именно LP2950? Он был в магазине.

Входные цепи защитим с помощью супрессоров VD1.1 — VD1.8, я взял 1,5КЕ6,8СА. От попадания в 220В они, конечно, не спасут, а вот 60В с какой-нибудь телефонной линии погасить вполне смогут.

Цепочка VD2 — R4 служит для обнаружения разряда батареи. На стабилитроне падает 5,1В, Таким образом, когда напряжение батареи упадет ниже 6В, на PB2 появится лог. 0. Тут по уму нужен бы триггер Шмитта, но не нашлось.

Информацию выводим с помощью HD44780-совместимого дисплея, мне попался WH-1604A-YYH-CT#. Схема подключения типовая и пояснений не требует. Стоит сказать только о номинале сопротивления R5, задающего яркость подсветки. Чем больше номинал, тем дольше будет жить батарейка — вся остальная схема потребляет менее 5 мА, основной потребитель именно подсветка дисплея. Но если переусердствовать, в темноте ничего не увидишь на экране. Я остановился на 100 Ом.

Программная часть

Описывать стандартные процедуры типа работы с АЦП, реализации обмена с HD44780-совместимым дисплеем и тому подобные очевидные вещи смысла не вижу. Все давно сказано до меня.

Работа тестера делится на несколько этапов, которые повторяются циклически.

Этап 1. Начальные проверки

Этап 2. Проверка целостности линий и наличия коротких замыканий

Для каждой из 8 линий проделываем следующее. Подаем на нее +5В с порта C, сохраняя все остальные линии порта в высокоимпедансном состоянии, и измеряем напряжение на остальных линиях. Если на всех линиях околонулевые значения — исследуемая линия оборвана. Если же на какой-то из линий тоже появилось +5В — это КЗ. В норме мы увидим некие промежуточные значения.

Этап 3. Выяснение схемы кроссировки

Вот и подобрались к самому интересному. Отсеяв все заведомо неисправные линии (перебитые и закороченные провода), приступим к измерению сопротивлений оставшихся линий (пусть их количество N, 0 R_ij, но меньше прочих элементов строки. Получим:
R_i + R_j = R_ij
R_i + R_k = R_ik
R_j + R_k = R_jk
Решаем и находим среди R_i, R_j, R_k наименьшее (предположим, им оказалось R_i). оставшиеся неизвестные R_x находим из R_x = R_ix — R_i.

Этап 4. Определение точки обрыва, если таковая имеется

Умные и дорогие железки измеряют расстояние до точки обрыва с помощью TDR. Сложно, дорого, круто. У нас возможности куда скромнее, да и не так уж часто требуется знание положения обрыва до сантиметров — обычно понимания в стиле «прямо возле меня», «на том конце», «посередине, где недавно стенку долбили» более чем достаточно. Так что — измерение емкости кабеля.

Переводим все линии порта C, кроме той, которая подключена в той жиле, где есть обрыв, в Hi-Z. Подаем на жилу +5В, заряжая ее. Измерим напряжение на ней, это будет наше начальное U₀. Переводим все линии в Hi-Z. Начинается разряд кабеля через резистор R2.X сопротивлением 1 МОм. Выждав 1 мс, измеряем напряжение на этой линии U.

Нельзя забывать, что цепи на плате, разъем и т.д. тоже имеют свою емкость, так что устройство нужно откалибровать на паре кусков кабеля разной длины. У меня получилось при нулевой длине 1710 пФ, и емкость кабеля 35 пФ / м. Практика использования показала, что даже если и врет оно, то не сильно, процентов на 10. Ситуация вида «где ж недожали контакт, в шкафу на патч-панели или в розетке?» решается мгновенно.

Пользуюсь. Доволен. Желающие повторить мой путь могут вот тут найти архив с печатной платой в формате DipTrace, схемой в формате sPlan, прошивкой МК, а еще файл с примером командной строки для avreal, в котором можно посмотреть fuse-биты.

Фото процесса

Внимание! Автору статьи при рождении вырезали художественное чувство, как будущему инженеру не нужное. Ценителям незаваленных горизонтов, композиции кадра и всякого прочего баланса белого просьба на этом месте прекратить чтение и перейти сразу к комментариям, во избежание получения серьезных душевных травм.

Печатная плата. Изготовлена с помощью ЛУТ, лужение сплавом Розе.

Готовая плата. Сверлим, паяем, промываем спиртом (у кого рука поднимется — этиловым, лично я мыл изопропиловым). После отладки покрываем лаком для защиты от коррозии.

Плата установлена в корпус, дисплей закреплен, к нему припаян шлейф веселенькой расцветки. Отверстие под дисплей прорезал дремелем с помощью миниатюрного отрезного диска, впрочем, есть и другие методы.

Осталось закрыть крышку.

Тест: прямой фабричный патч-корд, 0.5 м. Кнопка включения расположена под указательным пальцем сверху корпуса.

Тест: отрезок кабеля длиной 10 м, обжат с одной стороны.

Тест: самодельный кроссовер, 10 м.

Upd. По просьбам хабражителей таки выкладываю исходник. Можно взять тут.

Источник

Зачем нужен сетевой тестер для диагностики Ethernet?

Из этой статьи вы узнаете почему появился такой класс приборов как сетевые тестеры, какими возможностями они обладают и какие проблемы помогут вам решить!

Современная жизнь практически во всех ее областях немыслима без той поддержки, которую предоставляются информационными технологиями. Человек как конкретный потребитель этого вида сервиса может обращаться к источнику информации по-разному, но чаще всего функцию промежуточного звена в реалиях сегодняшнего дня берет на себя локальная вычислительная сеть (ЛВС).

Современная ЛВС нередко содержит в своем составе сотни и тысячи отдельных терминалов, под которыми понимаются как пользовательские рабочие станции, так и иные сетевые устройства типа точек доступа, камер дистанционного наблюдения, терминалов системы контроля доступа и аналогичных им. Фактически она представляет полноценную сложную техническую систему. Из-за конечной надежности отдельных составных частей добиться полностью безотказной работы системы невозможно даже при условии тщательной проработки проекта, его реализации на наиболее качественной технике, а также скрупулезном выполнении всех эксплуатационных норм.

Достижение нужного значения коэффициента эксплуатационной готовности системы как интегральной характеристики надежности находится в зоне ответственности отдела автоматизации. Данная задача решается оперативной локализацией отказов, выявлением причин и быстрым устранением последствий с обязательным восстановлением нормальной работоспособности, что требует оперативной диагностики причин сбоев.

Особенности построения современных ЛВС

Обмен данными между узлами сети потенциально может производиться с привлечением различных технологических приемов. В реалиях сегодняшнего дня эту функцию берет на себя сеть Ethernet. Последняя была предложена в 1973 году и в своей канонической форме предполагает организацию пакетной передачи с использованием разделяемой среды, функции которой первоначально были возложены на коаксиальный кабель, Рис. 1. При этом с точки зрения сетевой топологии серверы и рабочие станции, несмотря на различные функции, идентичным и рассматриваются как узлы формируемой структуры.

Рис. 1. Локальная сеть Ethernet на коаксиальном кабеле

В своей исходной форме сеть Ethernet имеет ряд недостатков. Главными из них обоснованно считаются:

Рис. 2. Установка концентратора для увеличения эксплуатационной гибкости сети

Рис. 3. Разделения сети на отдельные сегменты мостами

Рис. 4. Мультиплексирование во времени как средство устранения коллизий в сети Ethernet

Мосты делятся на двух- и многопортовые. Любой мост анализирует адресную информацию пакетов, поступающих на его вход. В случае присутствия получателя в обслуживаемом сегменте пакет далее не передается. Многопортовый мост при отсутствии получателя в обслуживаемом сегменте передает пакет на все порты. Данная особенность позволяет строить многоуровневые сети, Рис. 5.

Из соображений удобства построения и последующей эксплуатации сетей все перечисленные функции возлагают физически на одно устройство: коммутирующий концентратор, часто называемый просто коммутатором (ЛВС), который фактически представляет собой многопортовый мост.

В многоуровневых сетях появляется проблема неоднозначности маршрутов между двумя конечными узлами, потенциально нарушающей их функционирование. В качестве примера неоднозначности можно сослаться на структуру Рис. 5, в которой обмен данными между рабочими станциями А и F может осуществляться по двум маршрутам:

Задачу выбора одного из них решает маршрутизатор, после чего все остальные блокируются. По сути, маршрутизатор конструктивно достаточно близок к коммутатору, но использует несколько иную логику организации управления процессом передачи пакетов между портами. Главные отличия между этими устройствами заключаются в том, что

Рис. 5. Многоуровневая локальная сеть Ethernet

Схемные решения на современной микроэлектронной элементной базе, которые применяются при построении коммутатора, позволяют легко делить обслуживаемые им сетевые устройства на отдельные группы VLAN. Каждая из таких групп функционально соответствует полноценной ЛВС и может функционировать автономно от других. При этом одно устройство допустимо относить одновременно к нескольким VLAN, что обеспечивается соответствующим программированием коммутатора.

Требования к сетевому тестеру

Из принципов построения сети Ethernet немедленно вытекает, что системный администратор, который занимается ее текущей эксплуатацией, должен иметь в своем распоряжении многофункциональное устройство, дающее объективную картину состояния ЛВС. Требования к подобному тестеру можно разделить на две основные группы: функциональные и аппаратные.

Функциональные требования непосредственно вытекают из принципов функционирования сетей Ethernet, а также тех неисправностей и сбоев, которые наиболее часто встречаются в практике текущей эксплуатации. В соответствии с таким подходом сетевой тестер должен

В современных ЛВС широко распространена технология дистанционного питания РоЕ. Отсюда не лишним оказывается опциональная возможность проверки основных параметров инжектора, обеспечивающего электроснабжение маломощных терминальных устройств по кабельным тактам из витых пар.

Аппаратные требования к сетевому тестеру диктуются преимущественно областью эксплуатации, определяются текущим уровнем техники и сводятся к выполнению следующих положений:

Полученные результаты проверки целесообразно хранить в памяти для последующего анализа и документирования. Объем памяти должен позволять запись тестов, выполняемых на протяжении нормального рабочего дня. Крайне желательна возможность передачи результатов тестирования в облако.

Некоторые диагностические и тестирующие процедуры, выполняемые сетевыми тестерами ЛВС на различных уровнях модели открытых систем:

Уровень модели OSI

Сетевые тестеры и их возможности

Все перечисленные выше базовые функции решают ряд доступных в открытой коммерческой продаже серийных сетевых тестеров. В качестве примера таких устройств можно указать достаточно близкие по функционалу NetAlly EtherScope nXG и LinkRunner G2. Основные возможности приборов приведены на рисунке.

Рис. 6. Схема выполнения проверок сетевым тестером

Тестер как рабочий инструмент системного администратора позволяет выполнить диагностику ЛВС методом последовательных проверок по схеме Рис. 6 в направлении снизу вверх. Номенклатура выполняемых при этом тестов свидетельствует о том, что:

Простота и удобство использования тестеров обеспечивается реализацией их программного интерфейса на базе широко распространенной ОС Android, а также применением функций автотестирования с возможностью их пользовательской настройки при возникновении такой необходимости.

Тестирование беспроводных сетей тестером WiFi EtherScope nXG идеологически отличий не имеет с поправкой на другую среду передачи. Оно обеспечено тем, что прибор

Заключение

Современный сетевой тестер позволяет осуществить диагностику ЛВС со сложной структурой, глубина которой достаточна для качественной текущей эксплуатации сети.

Точность локализации возможной неисправности обеспечивается полноценной работой на трех нижних уровнях модели открытых систем OSI.

За счет применения, в первую очередь, системы автотестов, выбранной схемы настроек и воспроизведения полученных результатов достигнут максимальных комфорт взаимодействия оператора с прибором.

Эффективная работа с тестером доступна системному администратору даже со средним уровнем подготовки в области сетевых технологий.

Источник

Бюджетный LAN тестер для витой пары: сравнение 5 популярных моделей!

Выбирая LAN тестер для витой пары и коаксиального кабеля, мы сталкиваемся с большим разнообразием приборов, представленных на рынке. Многие из них почти не отличаются по техническим характеристикам, а некоторые даже выглядят одинаково и отличаются только цветом. Однако это только на первый взгляд… Все нюансы проявляются уже после того, как выбор сделан и тестер попадает в руки специалиста. А нюансов, поверьте на слово, много. Бросается в глаза и исполнение корпуса, и материал из которого он выполнен, и функциональные особенности.

Общая классификация кабельных тестеров была описана в статье «Самое полное руководство по выбору кабельного тестера для витой пары». Однако в ней мы не углублялись в особенности бюджетных тестеров, поэтому более подробно остановимся на этом в данном обзоре.

ТОП-5 бюджетных LAN тестеров

Сравним функциональные особенности 5-ти наиболее популярных тестеров витой пары бюджетного сегмента:

Определение перепутанных пар

Определение, короткого замыкания

Определение расщепленных пар (Split)

Определение Cross Over кабеля

Как видно из таблицы, функциональные возможности первых трех тестеров идентичны. А последние два имеют более широкий функционал. Стоит также отметить, что возможности Softing CableMaster 200 не в полной мере отображены в таблице. Дополнительно он имеет поддержку номерных идентификаторов, тональный генератор, защиту от входного напряжения и т.д.

На лабораторном стенде сымитируем различные повреждения линии и посмотрим, как же справится с их идентификацией каждый из исследуемых LAN тестеров.

Тестирование STP кабеля без повреждений

На этом видео показана работа тестеров при тестировании STP кабеля без повреждений:

Как видно из видео, все тестеры прекрасно справились с поставленной задачей.

Из особенностей стоит отметить:

Определение оборванной жилы UTP кабеля

На этом видео показана работа тестеров при определении оборванной жилы кабеля:

На видео видно, что результаты измерения тестеров Greenlee PA1574, Hobbes LANtest Kit и Jonard MCT-468 не отличаются. Все они фиксируют обрыв первой жилы кабеля, а также отсутствие экрана. LAN тестеры Greenlee PA1594 и Softing CableMaster 200 выполняют попарное тестирование, поэтому они отображают не обрыв 1-й из 8-ми жил, а отсутствие целостности 1-й из 4-х пар.

Определение оборванной 3-й пары UTP кабеля

На этом видео показана работа тестеров при определении оборванной 3-й пары кабеля:

Отображение этого повреждения аналогично для всех тестеров. Они показали обрыв жил 4-5.

Определение короткого замыкания между жилами 7-8, 4-й пары UTP кабеля

На этом видео показана работа тестеров при определении короткого замыкания между жилами 7-8, 4-й пары витой пары:

Этот режим уже показал существенные различия в показаниях разных приборов. Так, LAN тестер Greenlee PA1574 явно показывает замыкание, так как при подаче сигнала на 7 жилу, на удаленном модуле загораются два светодиода, соответствующие 7-й и 8-й жиле, то же наблюдается и при подаче сигнала на 8-ю жилу. Стоит также отметить, что зеленые светодиоды приятнее для глаз, однако, это субъективное мнение автора 🙂

Тестер Greenlee PA1594 отображает эту ситуацию мигающим светодиодом, соответствующим 4-й паре, кроме того, загорается идентификатор повреждения «SHORT», что переводится как короткое замыкание.

Softing CableMaster 200 тоже однозначно определил короткое замыкание в паре.

По показаниям же Hobbes LANtest Kit и Jonard MCT-468 невозможно четко идентифицировать короткое замыкание, потому как данный тип повреждения выглядит точно так же, как и обрыв пары. Стоит отметить, что тестер Hobbes LANtest Kit имеет два порта RJ45 на тестере. И при тестировании патчкорда (в случае, когда его начало и конец могут быть подключены к портам тестера) его показания не отличаются от Greenlee PA1574.

Определение короткого замыкания между жилами 2-6 разных пар (1-й и 2-й пары) UTP кабеля

На этом видео показана работа тестеров при определении короткого замыкания между жилами 2-6 разных пар (1-й и 2-й пары) витой пары:

С идентификацией данного типа повреждений тестеры Greenlee PA1574 и Softing CableMaster 200 справились отлично, показав какие жилы замкнуты между собой. Тестер витой пары и коаксиального кабеля Greenlee PA1594 идентифицировал короткое замыкание и отобразил мигающими светодиодами первую и вторую пары. Результаты измерения остальных невозможно однозначно трактовать как короткое замыкание.

Определение перепутанных жил 4-6 2-й и 3-й пары UTP кабеля (MISWIRE)

На этом видео показана работа тестеров при определении перепутанных жил 4-6 2-й и 3-й пары:

С идентификацией данного типа повреждения все исследуемые тестеры витой пары справились на «Отлично». Однако кроме идентификации перепутанных жил, тестеры Softing CableMaster 200 и Greenlee PA1594 отобразили тип повреждения «MISWIRE» (неправильная разводка).

Идентификация перепутанных жил в паре (Reversed pair)

На этом видео показана работа тестеров при определении перепутанных жил в паре (Reversed pair):

Аналогично предыдущему случаю, идентификацию данного типа повреждения все тестеры выполнили отлично, т. е. определили, что жилы 1-2 перепутаны. Кроме того, тестер Greenlee PA1594 отобразил тип повреждения «Reversed pair» (перевернута пара), а тестер Softing CableMaster 200 определил его как «MISWIRE» (неправильная разводка), что тоже правильно.

Идентификация расщепленных пар (Split pairs)

На этом видео показана работа тестеров при идентификации расщепленных пар:

Тестирование кабеля Cross Over

На этом видео показана работа тестеров при тестировании кабеля Cross Over:

В связи с тем, что простые светодиодные LAN тестеры Greenlee PA1574, Hobbes LANtest Kit и Jonard MCT-468 выполняют тестирование только прямого электрического контакта. Поэтому даже исправный Cross Over кабель они определяют как неправильно обжатый, с указанием перепутанных жил. И если в случае тестирования исправного кабеля (как показано в видео) и зная схему разводки Cross Over еще хоть как-то можно определить ее правильность, то идентифицировать ошибку монтажа такого кабеля весьма затруднительно.

Тестер витой пары Softing CableMaster автоматически «понял», с каким типом кабеля он имеет дело, проверил правильность разводки и оценил кабель, выставив ему оценку «PASS» (Прошел). Вместе с тем, он все же показал, какие жилы с какими перепутаны.

Тестер Greenlee PA1594 автоматически не определяет Cross Over кабель, однако если переключится в режим измерения такого кабеля, то кабель тоже оценивается как исправный.

Выводы

В результате проведенного анализа функциональных возможностей тестеров витой пары можно подвести следующие итоги:

Softing CableMaster – наиболее удобный, но и более дорогой тестер из рассматриваемых в данном обзоре. Он с легкостью определил все имитируемые автором повреждения. Процесс тестирования занимает мало времени, благодаря отображению результатов измерения на ЖК экране. Это же создает и дополнительный комфорт при считывании результатов. Похожим по функционалу тестером является также Greenlee NetCat Micro, детальный видео обзор, которого можно посмотреть по ссылке.

Greenlee PA1594 – показал себя тоже как удобный и функциональный тестер. Он позволяет тестировать как витую пару, так и коаксиальный кабель. На удаленном модуле приведена распиновка T568A и T568B, что, несомненно, пригодится в ходе эксплуатации. Небольшое неудобство состоит в попарном измерении, однако это с лихвой компенсируется высокой скоростью тестирования благодаря статическому отображению результатов.

Greenlee PA1574, Hobbes LANtest Kit и Jonard MCT-468 – это наиболее простые и дешевые из исследуемых тестеров. В общей сложности, они справились с задачей. Однако LANtest Kit и MCT-468 не позволили однозначно определить тип повреждения в кабеле: «Короткое замыкание» или «Обрыв», так как одинаково отображают эти повреждения. С другой стороны – они ведь показали, что с кабелем что-то не так…

На этом фоне выгодно выглядит тестер витой пары Greenlee PA1574, у которого не было обнаружено ни одного недостатка.

К преимуществам LANtest Kit стоит отнести ручной режим тестирования (переключения между тестируемыми жилами), что, по мнению автора – удобно для локализации повреждений. Тестеры Greenlee PA1574 и Jonard MCT-468 реализовывают эту задачу при помощи двух скоростей тестирования:

И, как было указано ранее, зеленые светодиоды, использованные в этих тестерах, приятнее для глаз и позволяют более комфортно считывать результаты измерений.

Как видите, каждый из тестеров имеет свои преимущества и недостатки. В зависимости от необходимого функционала и стоимости решения каждый специалист может выбирает наиболее оптимальный для себя вариант.

Источник