交换机面板上能点的诊断菜单，底层无非三类能力，对应 OSI 的前三层。
物理层是线缆诊断（TDR）和光模块自检（DDM）。TDR 全称时域反射，交换机 PHY 往双绞线上发一个脉冲，量回波时间算距离；DDM 则在 SFF-8472 规定的寄存器里读光模块的温度、供电电压、偏置电流、发射光功率和接收光功率五个值。
链路层是端口计数和镜像。每个端口都有 ifInErrors、ifOutErrors 这类计数器（RFC 1213 定义在 MIB-II 里），CRC 错包、Alignment 错、丢包都记在上面。要看真实报文，就得把端口镜像到一个空闲口，接抓包工具。
网络层是设备自带 ping 和 tracert。ICMP 由 RFC 792 定义，tracert 靠逐跳递增 TTL、收集超时报文画出路径。
三层不是替代关系。ping 不通未必是链路断了，也可能是 ICMP 被过滤；CRC 一直在涨却 ping 得通，也很常见。
TDR 报出来的数字只有两个来源：脉冲传播速度和回波时间。距离 = 速度 × 时间 ÷ 2，除以 2 是因为信号跑了来回。双绞线的传播速度约 0.67 倍光速，即 2.0×10⁸ m/s 左右，各厂商用 NVP（标称传播速度）参数修正。
这类诊断能报出几件事：线缆总长、开路或短路位置、线对之间的长度差、阻抗失配点。百兆链路只用 1、2、3、6 四芯中的两对，千兆要求四对全通，所以同一根线在百兆下能跑、换千兆就失败的情况很常见——诊断报告里的"线对长度差超限"往往就是答案。
代价要写在前面：电口 TDR 的测距精度不高于 ±1~2 m；对端设备正在收发数据时，回波中混着对端信号，读数会漂；光口没有这项能力，插着的光模块只报收发功率，报不出断点位置。想给光纤断点定位，得用 OTDR，那是另一套仪表。
DDM（也叫 DOM，数字诊断监控）按 SFF-8472 实现，读出来的是模块内部的实时物理量：
Temperature：模块壳温，超过 70℃ 通常意味着机柜风道有问题，而不是模块坏了。
Supply Voltage：3.3 V 供电，允许波动约 ±5%，偏低往往指向机架电源。
TX Bias Current：偏置电流。TX 光功率正常但偏置电流明显上升，是激光器老化的早期信号。
TX Power / RX Power：收发功率，判断链路光衰最直接的两个数。
交换机的"光模块自检"就是拿这五个值和模块自己的告警阈值比。以 1310 nm 单模 10 km 模块为例，标称发射功率常见在 −9 ~ −3 dBm 区间，接收灵敏度约 −20 dBm 量级；GPON 侧 Class B+ 的光预算按 ITU-T G.984.2 定为 28 dB，ONU 接收灵敏度可到 −27 dBm 左右。这些数字的意义在后面算链路余量时才会显现。
边界也要清楚：部分 100M 光模块不实现 DDM，读出来是空值；DDM 读数的绝对值精度有限，用光功率计比对时差 1~2 dB 属正常范围，判断"是否越界"够用，做精确验收不够用。
现场情况：车间一台工业交换机接 12 路摄像头，其中 1 路大约每天黑屏 3~5 次，其他 11 路正常。交换机端口统计显示，该口 CRC 错包每小时增加约 1200 个，其他口为零。
第一步，定性。端口没有丢包（ifOutDiscards 为 0），但 CRC 与 Alignment 错误持续增长，说明报文到达前就已经损坏，问题在物理层，不在转发和配置。这一条直接把排查范围从"网络配置"缩到"这一根线和两端接口"。
第二步，测距。对该口跑线缆诊断，报告在 62 m 处存在阻抗失配，而这条链路实际长度约 85 m。按 TDR 反推时间：62 m × 2 ÷ 2.0×10⁸ m/s ≈ 620 ns，即回波在 620 ns 后返回，与交换机读数一致。
第三步，算这 1200 个错包的量级。链路跑千兆，端口满速时每秒约 1.488×10⁶ 个最小帧；若按平均帧长 512 字节估算，约 2.4×10⁵ 帧/秒。1200 个/小时 ≈ 0.33 个/秒，误帧率约 1.4×10⁻⁶，远高于千兆链路 10⁻¹² 量级的期望值。这种量级不会让 TCP 完全断掉，但会让视频流频繁触发重传，表现就是"偶发黑屏"。
第四步，验证结论。把 62 m 附近那段跳线和水晶头重做，CRC 清零后观察 24 小时；如果计数不再增长，问题闭环。若仍增长，再对上联光口做一次余量核算：某 1310 nm 模块发射 −6 dBm，接收灵敏度 −20 dBm，链路预算 14 dB；实测收光 −14.2 dBm，实际链路损耗 8.2 dB，余量约 5.8 dB。按行业惯例给老化预留 3 dB，剩 2.8 dB，够用但已经没有空间再插一级分光。
| 现象 | 先用哪层工具 | 能确定什么 | 拿不到什么 |
|---|---|---|---|
| 单个端口偶发丢包 | 端口计数（CRC / Alignment） | 是物理层损坏还是转发丢包 | 是哪一段线的问题 |
| 整条链路完全不通 | 线缆诊断 TDR | 断点位置、长度、开路短路 | 为什么断（外力、进水、压接不良） |
| Link 灯不亮 | TDR + 对端端口计数 | 线序是否按 568B、是否协商失败 | 对端设备是否已损坏 |
| 光口误码 | DDM 收发功率 | 光衰是否超出模块能力 | 光纤断点位置（需 OTDR） |
| ping 丢包但业务正常 | iperf 打流 + 镜像抓包 | 是否 ICMP 被限速 | —— |
配合顺序按现场经验固定下来：灯和计数先看（成本最低），再动 TDR，最后才读光、抓包。反过来做，往往是一片"设备正常、链路正常"，没结论。
| 读数 | 常见区间 / 阈值 | 越界意味着什么 |
|---|---|---|
| 电口长度 | ≤100 m（IEEE 802.3 通道规范） | 超长必然丢包，PoE 场景建议 ≤80 m |
| TDR 精度 | ±1~2 m | 只能定位到区间，不能定位到接头 |
| CRC / Alignment | 稳定工况应为 0 | 持续增长即物理层损坏 |
| 收光功率 | 比模块灵敏度高 3 dB 以上 | 低于灵敏度 3 dB 内，温度变化就会闪断 |
| 模块温度 | 常规上限 70℃ | 超限先查机柜风道，别急换模块 |
| 供电电压 | 3.3 V ±5% | 偏低查机架电源，不是模块问题 |
第一类盲区是 CPU 与转发面分离。交换机 ping 用的报文由主控 CPU 生成，走的是控制面路径。CPU 被 SNMP 轮询、日志、路由计算打满时，ping 会丢包，但业务转发芯片一切正常。反向也成立：业务面已经因为微突发开始丢包，ping 依旧一个不丢。所以 ping 只能证明"管理面通"，证明不了业务质量。
第二类是单向故障。ACL 配错、单向光路衰耗、MTU 不匹配都可能让 ping 通、业务不通。这类问题只能靠镜像抓包或打流往返对比。
第三类是跨设备路径。tracert 能告诉你路径在哪一跳变了，但中间设备的队列丢弃、ECMP 哈希不均、运营商侧限速，都不在你能读的计数器里。
第四类是光纤物理缺陷。交换机自检不看光纤，断点、弯折、脏污连接器都要 OTDR 和光功率计。
| 工具 | 用途 | 替代不了的能力 |
|---|---|---|
| 交换机 CLI（示意，不同平台命令不同，以实际 CLI 为准） | 线缆诊断、读 DDM、清计数 | 精确功率测量 |
| SNMP 轮询（ifInErrors / ifOutErrors） | 定时采集错包趋势 | 报文级分析 |
| 端口镜像 + 抓包工具 | 看真实报文、判断单向丢包 | 物理层定位 |
| 打流工具 | 测真实吞吐与丢包率 | 光功率测量 |
| 光功率计 / OTDR | 光路验收与断点定位 | 电口线序判断 |
落地做法很朴素：给设备建一份"基线读数"，记录每口的错包计数、光口收发功率、模块温度。以后出现故障，先和基线比，而不是凭感觉。锐应科技的 8+4 口千兆工业交换机（PoE 可选）在 Web 与 CLI 里提供端口统计、线缆诊断和 SFP DDM 读数，配合 工业交换机方案页 的组网建议，可以把这套基线巡检做成固定动作；带光口的 PON 侧设备读数口径相同，可参考 PON 接入方案。
不能。线缆诊断基于 TDR，只对双绞线有效，测的是电脉冲回波。光口能读到的是 DDM 里的收发光功率和模块温度，判断不了光纤断点在哪。光纤链路的问题要用光功率计测光衰、用 OTDR 测断点和熔接点损耗，两者都不能被交换机自检替代。
不一定。交换机 ping 的报文由 CPU 生成，SNMP 高频轮询、日志刷屏、ARP 表频繁变化都会让 CPU 丢包，此时业务流量可能完全正常。判断方法是对比端口计数：如果业务口的 CRC、丢弃计数都是零，只是 ping 丢包，优先查管理面负载，而不是换线。
差 1~2 dB 属正常范围。DDM 的校准系数写死在模块里，不同批次、不同温度下读数会漂。做验收时以光功率计为准，把 DDM 当作在线趋势监控：同一个模块在今天和三个月后的读数差超过 2~3 dB，就说明光路或模块发生了变化。
CRC 是接收侧统计的，谁收到坏帧谁加计数。只涨一边说明发送侧到接收侧这一段有问题，可能是发送侧光模块发光异常、跳线弯折，也可能是接收侧端口灵敏度下降。把两只模块对调，如果计数跟着模块走就是模块问题，跟着端口走就是端口问题，这一步对照实验最省时间。
需要，分工不同。自带诊断判断"哪里不对"，打流工具回答"实际能跑多少"，OTDR 回答"光纤断在哪一米"。只依赖交换机自检，最常见的结果是判定"端口正常、链路正常"，却解释不了用户侧的卡顿和闪断。
自带诊断工具的价值在于把排查范围快速缩小：计数把问题压到物理层，TDR 把位置压到几十米区间，DDM 把光路问题压到收发功率这两个数上。它替代不了仪表，但能让现场少一次盲拆。真正决定效率的是有没有基线——没有基线的交换机，所有读数都只是"看起来正常"。设备侧的完整规格与选型信息可见 关于锐应。
