2.2 综合布线系统的拓扑结构

从计算机网络通信原理的观点来看，综合布线中的基本单元可以定义为信息结点，两个相邻结点之间的连接线缆称为链路。结点和链路连接的几何图形称为综合布线系统的拓扑结构。

综合布线中的结点有两类：转接点和访问点。设备间、楼层配线间和二级交接间内的配线管理点是转接点，它们在综合布线系统中转接和交换传送信息。设备间内的系统集成中心设备和各工作区的信息插座是访问结点，它们是信息传送的源结点和目标结点；也就是说，一个信息结点可与一台数据或语音设备连接，也可与一台图像设备连接，还可与一个传感器器件连接。

综合布线通常采用分层星形拓扑结构。结构中的每个分支子系统都是相对独立的单元，对每个分支子系统的改动都不会影响其他子系统。这种拓扑结构具有很高的灵活性，能适应多种应用系统的要求，只要在配线架上跳接电缆、光缆与应用设备的连接方式就可使综合布线在星形、总线型、环形、树形等拓扑结构之间进行转换。图2-9是综合布线系统的分层星形拓扑结构。

为提高综合布线的可靠性和灵活性，必要时允许在楼层配线架之间或建筑物配线架之间增加互连直通连接线缆。

2.2.1 星形拓扑结构

星形拓扑结构由一个中心主结点（设备间的主配线架）向外辐射延伸到各从结点（楼层配线架）组成。由于每条通道从中心结点到从属结点的链路均为独立，所以，综合布线可采用模块化的设计方案。中心结点（主结点）可与从属结点直接通信，而从属结点之间必须经中心结点转接才能通信。

星形拓扑结构一般有两类；一类是中心主结点的接口设备为功能很强的中央控制设备，它具有处理和转接各从属结点信息的双重功能。另一类仅作为转接中心，起从属结点（访问结点）间的连通作用，例如，PBX程控用户交换机。

智能大楼的主干网通常在主结点配置主数据交换机（Switch），在每个楼层配线间配置小交换机或集线器（Hub），通过干线与主交换机连接起来。如果干线距离超过规定的最大距离，可使用有源设备，如中继器（Repeater）或网桥（Bridge）等装置延伸电缆。

图2-9所示是综合布线系统的分层星形拓扑结构。

图2-9 综合布线系统的分层星形拓扑结构

CD—建筑群配线架 BD—建筑物配线架 FD—楼层配线架 TP—转接点 I—信息插座

1.星形拓扑结构的主要优点

（1）容易维护管理。星形拓扑结构的所有信息都要经过中心结点来支配，任何从属结点发生故障不会影响系统信息交换。因此，维护管理容易，信息传输可靠。

（2）重新配置灵活。在楼层配线架上可方便地移动、增加或拆除任何一个与信息插座连接的终端设备，因此，重新配置系统灵活方便。

（3）容易检测和隔离故障。由于各信息点（信息插座）都直接连接到楼层配线架，可方便、快捷地将故障信息点从通道中删除。

（4）适用多种线缆布线。根据不同特性的应用终端设备，可选择不同类型线缆布线。

2.星形拓扑结构的主要缺点

（1）综合布线投资较大。星形拓扑结构的布线长、安装工作量大，因此投资较大。

（2）信息传输路径长，增加了传输时间。由于各从属结点之间传递信息都需通过中心主结点转换，增长了信息传输路径，增加了信号传输时间。

（3）中心结点设备工作负担重，要求高。无论是中心结点与从属结点通信，还是从属结点之间通信都需通过中心结点设备，如果中心结点的信息处理设备发生故障，则全系统将会瘫痪，故要求中心结点的处理设备需有很高的可靠性和冗余度。

注意：在干线子系统中仅有两种跳接，即主跳接MC（Maincross-connect）和中间跳接IC（In-termediate cross-connect）。主跳接在设备间的主配线架上进行；中间跳接在二级交接间的配线架上进行。

2.2.2 总线型拓扑结构

总线型拓扑结构以公共干线（或称总线）作为传输介质，如图2-10所示。所有楼层配线间共享一条干线传输通道，因此，任何一个楼层配线间的设备发送的信号都可沿着干线（总线）传播，并能被各楼层配线间的设备接收。每个楼层和每个用户设有一个唯一的地址码，根据地址码，各楼层和用户可以有选择性地接收总线上的信息。总线型拓扑结构主要用于局域网通信、火灾报警网和公共广播网。

总线型拓扑结构的主要优点和缺点如下：

1）电缆长度短，投资少，容易布线和维护。

图2-10 总线型拓扑结构

2）结构简单，容易扩展，可靠性高。

3）故障检测、故障隔离较困难。

4）楼层配线间必须有介质访问控制功能。

2.2.3 环形拓扑结构

环形网是局域网常用的拓扑结构之一，适用于信息处理系统和工厂自动化系统。

环形网中各结点通过各楼层配线间的有源设备（如中继器、Hub集线器、网桥或路由器等）相接形成一条首尾相连的闭合环形通信线路。环路上任何一个结点均可请求发送信息和接收信息，环形网中的数据流既可以单向传输（单环），也可以双向传输（双环）。

由于环线是公用的，一个结点发出的数据信息必须穿越环中所有的环路接口，信息流中的目的地址与环上某个结点地址相符时，信息会被该结点的环路接口接收，后面的信息继续流向下一个接口，直至回到发送该信息的环路接口结点为止，如图2-11所示。

图2-11 典型的单环环形拓扑结构

为提高传输速率和系统可靠性，可采用图2-12所示的双环环形网络，数据信息流在一个环中按顺时针方向传输，另一个环按逆时针方向传输。任何一个环发生故障时，另一个环可作为备份。如果两个环在同一点发生故障，则两个环可合成一个单环，但传输线长度几乎增加一倍。

环形网的特点是：信息在网络中沿固定方向流动，两个结点间仅有唯一的通路，大大简化了路径选择控制。某个结点发生故障时，可以自动旁路，可靠性较高。当网络确定后，其延时也固定，实时性较强。但当环路结点过多时，影响传输效率，网络响应时间变长，此外，由于环路是封闭的，因此不便扩充。

图2-12 双环环形网络拓扑结构

a）外环与内环的信息流路径 b）环路发生中断时的信息流路径