2.2 綜合布線系統的拓撲結構

從計算機網絡通信原理的觀點來看，綜合布線中的基本單元可以定義為信息結點，兩個相鄰結點之間的連接線纜稱為鏈路。結點和鏈路連接的幾何圖形稱為綜合布線系統的拓撲結構。

綜合布線中的結點有兩類：轉接點和訪問點。設備間、樓層配線間和二級交接間內的配線管理點是轉接點，它們在綜合布線系統中轉接和交換傳送信息。設備間內的系統集成中心設備和各工作區的信息插座是訪問結點，它們是信息傳送的源結點和目標結點；也就是說，一個信息結點可與一臺數據或語音設備連接，也可與一臺圖像設備連接，還可與一個傳感器器件連接。

綜合布線通常采用分層星形拓撲結構。結構中的每個分支子系統都是相對獨立的單元，對每個分支子系統的改動都不會影響其他子系統。這種拓撲結構具有很高的靈活性，能適應多種應用系統的要求，只要在配線架上跳接電纜、光纜與應用設備的連接方式就可使綜合布線在星形、總線型、環形、樹形等拓撲結構之間進行轉換。圖2-9是綜合布線系統的分層星形拓撲結構。

為提高綜合布線的可靠性和靈活性，必要時允許在樓層配線架之間或建筑物配線架之間增加互連直通連接線纜。

2.2.1 星形拓撲結構

星形拓撲結構由一個中心主結點（設備間的主配線架）向外輻射延伸到各從結點（樓層配線架）組成。由于每條通道從中心結點到從屬結點的鏈路均為獨立，所以，綜合布線可采用模塊化的設計方案。中心結點（主結點）可與從屬結點直接通信，而從屬結點之間必須經中心結點轉接才能通信。

星形拓撲結構一般有兩類；一類是中心主結點的接口設備為功能很強的中央控制設備，它具有處理和轉接各從屬結點信息的雙重功能。另一類僅作為轉接中心，起從屬結點（訪問結點）間的連通作用，例如，PBX程控用戶交換機。

智能大樓的主干網通常在主結點配置主數據交換機（Switch），在每個樓層配線間配置小交換機或集線器（Hub），通過干線與主交換機連接起來。如果干線距離超過規定的最大距離，可使用有源設備，如中繼器（Repeater）或網橋（Bridge）等裝置延伸電纜。

圖2-9所示是綜合布線系統的分層星形拓撲結構。

圖2-9 綜合布線系統的分層星形拓撲結構

CD—建筑群配線架 BD—建筑物配線架 FD—樓層配線架 TP—轉接點 I—信息插座

1.星形拓撲結構的主要優點

（1）容易維護管理。星形拓撲結構的所有信息都要經過中心結點來支配，任何從屬結點發生故障不會影響系統信息交換。因此，維護管理容易，信息傳輸可靠。

（2）重新配置靈活。在樓層配線架上可方便地移動、增加或拆除任何一個與信息插座連接的終端設備，因此，重新配置系統靈活方便。

（3）容易檢測和隔離故障。由于各信息點（信息插座）都直接連接到樓層配線架，可方便、快捷地將故障信息點從通道中刪除。

（4）適用多種線纜布線。根據不同特性的應用終端設備，可選擇不同類型線纜布線。

2.星形拓撲結構的主要缺點

（1）綜合布線投資較大。星形拓撲結構的布線長、安裝工作量大，因此投資較大。

（2）信息傳輸路徑長，增加了傳輸時間。由于各從屬結點之間傳遞信息都需通過中心主結點轉換，增長了信息傳輸路徑，增加了信號傳輸時間。

（3）中心結點設備工作負擔重，要求高。無論是中心結點與從屬結點通信，還是從屬結點之間通信都需通過中心結點設備，如果中心結點的信息處理設備發生故障，則全系統將會癱瘓，故要求中心結點的處理設備需有很高的可靠性和冗余度。

注意：在干線子系統中僅有兩種跳接，即主跳接MC（Maincross-connect）和中間跳接IC（In-termediate cross-connect）。主跳接在設備間的主配線架上進行；中間跳接在二級交接間的配線架上進行。

2.2.2 總線型拓撲結構

總線型拓撲結構以公共干線（或稱總線）作為傳輸介質，如圖2-10所示。所有樓層配線間共享一條干線傳輸通道，因此，任何一個樓層配線間的設備發送的信號都可沿著干線（總線）傳播，并能被各樓層配線間的設備接收。每個樓層和每個用戶設有一個唯一的地址碼，根據地址碼，各樓層和用戶可以有選擇性地接收總線上的信息。總線型拓撲結構主要用于局域網通信、火災報警網和公共廣播網。

總線型拓撲結構的主要優點和缺點如下：

1）電纜長度短，投資少，容易布線和維護。

圖2-10 總線型拓撲結構

2）結構簡單，容易擴展，可靠性高。

3）故障檢測、故障隔離較困難。

4）樓層配線間必須有介質訪問控制功能。

2.2.3 環形拓撲結構

環形網是局域網常用的拓撲結構之一，適用于信息處理系統和工廠自動化系統。

環形網中各結點通過各樓層配線間的有源設備（如中繼器、Hub集線器、網橋或路由器等）相接形成一條首尾相連的閉合環形通信線路。環路上任何一個結點均可請求發送信息和接收信息，環形網中的數據流既可以單向傳輸（單環），也可以雙向傳輸（雙環）。

由于環線是公用的，一個結點發出的數據信息必須穿越環中所有的環路接口，信息流中的目的地址與環上某個結點地址相符時，信息會被該結點的環路接口接收，后面的信息繼續流向下一個接口，直至回到發送該信息的環路接口結點為止，如圖2-11所示。

圖2-11 典型的單環環形拓撲結構

為提高傳輸速率和系統可靠性，可采用圖2-12所示的雙環環形網絡，數據信息流在一個環中按順時針方向傳輸，另一個環按逆時針方向傳輸。任何一個環發生故障時，另一個環可作為備份。如果兩個環在同一點發生故障，則兩個環可合成一個單環，但傳輸線長度幾乎增加一倍。

環形網的特點是：信息在網絡中沿固定方向流動，兩個結點間僅有唯一的通路，大大簡化了路徑選擇控制。某個結點發生故障時，可以自動旁路，可靠性較高。當網絡確定后，其延時也固定，實時性較強。但當環路結點過多時，影響傳輸效率，網絡響應時間變長，此外，由于環路是封閉的，因此不便擴充。

圖2-12 雙環環形網絡拓撲結構

a）外環與內環的信息流路徑 b）環路發生中斷時的信息流路徑