PAPER Jaringan dan Rekayasa Trafik Time Division Switching
TRI HARYO PUTRA 2209106043
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2010
TIME-DIVISION SWITCHING 6.1 Pendahuluan Pada Bab 3 telah dijelaskan bahwa aplikasi pertama dari digital time-division switching untuk melengkapi tandem switching dari PCM junction dan trunk circuit. Sebagai contoh system yaitu system Bell ESS No.4 dan system French E 12. Sejak tandem atau trunk exchange sama dengan rute switch di local exchange, system local exchange dikembangkan oleh adding reedrelay space-division concentrator. Seiring dengan perkembangan waktu, telah terjadi evolusi dari integrated digital network (IDN) yang mana bisa digunakan sebagai transmisi digital dan switching sekaligus dalam satu jaringan. Dan akhirnya dengan semakin meluasnya transmisi digital disekitar customer line memungkinkan diperkenalkan ISDN. ISDN dapat melengkapi kebutuhan pelanggan dengan bermacam-macam servis yang luas, yaitu pada transmisi dengan kecepatan 64Kbit/s, dengan menggunakan satu jalur saja. Sebagai contoh yaitu desain system X local exchange yang ditunjukkan oleh gambar 6.1. Junctions
frekuensi suara dihubungkan dihubungkan melalui SIS (Signaling Interworking Interwor king Subsystem) Subsyst em) dan sebuah
analog line terminating subsystem (ALTS) melayani konversi dari analog ke digital dan digital ke analog. Pelanggan analog dan digital dihubungkan secara langsung ke DSS melalui concentrator, yang disebut dengan Digital Subscriber Switching Subsystem (DSSS). Konsentrator terdapat di main exchange atau terletak di pusat/remote. Processornya menggunakan software yang sangat besar dari module ke perangkat keras system yang mereka control, ditunjukkan pada gambar 6.1. kapasitas system untuk 60000 line dan 10000 E/trunk. Tandem/ trunk exchange digunakan sama dengan DSS, akan tetapi DSS tidak memiliki concentrator.
Gambar 6.1 S istem istem X-Local Exchange
6.2. Space and Time Switching 6.2.1 General Tandem switching centre, atau saluran switch pada local exchange dapat terhubung pada setiap channel di salah satu incoming PCM ke setiap chanel outgoing PCM. Secara umum, koneksi akan menempati time-slot yang berbeda pada incoming dan outgoing. Switching network harus mampu menerima sample PCM dari time-slot dan tidak mengirimnya di time-slot lain. Yang dapat kita ketahui sebagai time-slot interchange, atau sebagai time switching. Sebagai
akibatnya jaringan switching pada tandem exchange, atau rute switch pada local exchange, harus dilakukan space switching dan t ime switching. switching.
6.2.2 Space Switches Koneksi dapat dibuat dengan menghubungkan antara jalur incoming dan outgoing PCM dengan menggunakan crosspoint matrix. Dimana perbedaan saluran-saluran frame incoming PCM membutuhkan switch dengan perbedaan crosspoint pada jangkauan yang memiliki tujuan berbeda. Oleh karena itu dua input AND Gate merupakan crosspoint. Satu input terhubung ke incoming PCM dan yang lain ke connection store yang menghasilkan pulsa yang dibutuhkan secepat mungkin. Kumpulan crosspoint gate dapat dilaksanakan sebagai integrated circuit, sebagai contoh dengan menggunakan multiplexer chip. Gambar 6.2 menunjukkan space switch dengan incoming k dan outgoing m PCM, masing-masing membawa n-channel. Connection store untuk setiap kolom dari crosspoint merupakan memori dengan lokasi address untuk setiap time-slot, yang mana menyimpan nomor pada crosspoint dan menjalankan pada time-slot. Nomor ditulis ke address oleh controlling processor sehingga koneksi dapat di set up. Nomor yang terbaca disinkronisasikan dengan frame incoming PCM. Di setiap time-slot, nomor yang tersimpan pada corresponding store address dan decoding logic convert menjadi pulsa pada single lead yang dijalankan sesuai denngan crosspoint.
Gambar 6.2 Space S witch witch Karena crosspoint dapat digunakan untuk koneksi berbeda disetiap n time-slot, yang sama ke n crosspoint pada jaringan space-division. Space switch yang lengkap sama ke n separate k x k x m switch pada space-division switching network.
6.2.3 Time Switches Prinsip kerja dari time switch ditunjukkan oleh gambar 6.3 (a). time switch menghubungkan n-channel incoming PCM highway dan n-channel outgoing PCM. Karena banyak incoming channel dapat dihubungkan ke banyak outgoing channel, itu sama halnya
dengan space-division crosspoint matrix dengan n incoming dan n outgoing trunk, ditunjukkan oleh gambar 6.3 (b).
Gambar 6.3 T ime ime S witching. witching. (a) T ime ime S witching witching (b) Space-division equivalent Pertukaran time-slot meloloskan dua penyimpan, masing-masing memiliki alamat penyimpan untuk disetiap channel di frame PCM. Penyimpan suara terdiri dari data masingmasing incoming time-slot pada respon alamat. Masing-masing alamat connection store dapat disamakan dengan outgoing time-slot. Terdiri dari nomor pada incoming time-slot sample mana yang tidak terkirim di outgoing time-slot. Informasi yang masuk akan dibaca oleh speech store cyclically, yang akan disinkronkan dengan incoming PCM system; data yang telah dibaca akan
dikeluarkan secara random-access. Jika cyclic read beroperasi maka cyclic write tidak beroperasi. Untuk menentukan koneksi, X sebagai time slot channel incoming ditulis ke conection store pada address corresponding yang dipilih oleh channel outgoing Y. selama proses cyclic pada speech store, incoming PCM sample dari X channel akan ditulis ke alamat x. selama proses cyclic pada connection store, x akan terbaca di time slot Y. Time switching melakukan delay. Jika Y>X maka terjadi output sample pada frame yang sama pada input sample. Jika Y
6.3. Jaringan Time-Division Switching 6.3.1. Dasar Jaringan Gambar 6.4 menunjukkan sebuah switching jaringan S-T-S (Space-Time-Space). Yang mana setiap jalur incoming dari PCM dapat dihubungkan dengan link ¶k¶ dengan crosspoint yang ada di switch A, dan dibagian lain dari jaringan dihubungkan ke outgoing ¶m¶ dari jalur PCM dengan menggunakan crosspoint pada switch C. Setiap switch terdiri dari time-switch. Untuk membuat sebuah hubungan antara time-slot X dari sebuah jalur incoming sebuah PCM dan timeslot Y dari sebuah jalur outgoing, sangatlah penting untuk memilih sebuah koneksi yang memiliki alamat X yang bebas dibagian penyimpanan suara dan alamat Y yang bebas dibagian penyimpan suatu koneksi. Kemudian time-switch akan diset untuk menghasilkan sebuah pergeseran dari X ke Y.
Gambar 6.4 Space-time-s pace ( S S -T -S ) Gambar 6.5 menunjukkan jaringan T-S-T (Time-Space-Time) switching. Setiap incoming-m dan outgoing-m dari jalur PCM terhubung dengan sebuah time switch. Bagian incoming dan outgoing dari time switches terhubung dengan space switch. Untuk membuat sebuah koneksi antara time-slot X dari sebuah saluran incoming dan time-slot Y dari saluran outgoing, sangatlah penting untuk memilih sebuah time-slot Z yang mana memiliki penyimpanan koneksi yang bebas sebagai saluran incoming dan penyimpan suara sebagai saluran outgoing. Sebuah koneksi T-S-T akan lengkap dengan mensetting incoming time switch yang bergeser dari X ke Z, dan menset outgoing time switch bergeser dari Z ke Y dan operasi akan bertemu di slot Z dalam waktu yang sama.
6.3.2. Bidirectional Paths Di dalam jaringan T-S-T, speech 2 arah harus dibawa melalui space switch menggunakan time-slots yang berbeda. Di samping mempermudah control switching jaringan, time slots slots untuk transmisi 2 arah ini mempunyai mempunyai perbedaan waktu yang tetap. Biasanya, time
slots ini mempunyai sebuah phase berlawanan 180º. Dalam sistem 32 channel, jika 12 time slot digunakan untuk 1 arah transmisi, maka
Gambar 6.5 T ime-s ime-s pace-time ( T ) T- S -T kemudian sejumlah (12+16)=28 time-slot time-slot
digunakan untuk arah sebaliknya. Satu keuntungan keuntungan
dari susunan ini adalah jika satu slot ditemukan bebas, maka time-slot lain juga akan bebas. Karena time-slot ini serupa yaitu diterima dari input highway sebuah junction dan dikirim oleh output highway, koneksi penyimpanan yg sama dapat digunakan mengkontrol kedua time switches.
Incoming trunk
Outgoing trunk
Gambar 3
Bidirectional Transmission through TDSN
6.3.3 More Complex Switching Network Banyak sekali variasi yang mungkin mungk in untuk jaringan tiga tingkat T-S-T , seperti: 1. Menambah ukuran store pada time switch, sehingga dapat melayani lebih dari satu jalur PCM. 2. Mengoperasikan space switch di bit-rate yang lebih tinggi dari incoming dan outgoing system PCM. Hal ini akan menyediakan lebih dari 32 chanel pelayanan pada setiap pelayanan sehingga secara efektif dapat meningkatkan ukuran dari switch. 3. Menggunakan transmisi parallel untuk menggantikan transmisi secara seri dari PCM pada space switch. Hal ini akan meningkatkan jumlah saluran dan gerbang crosspoint. 4. Menduplikasi jaringan switching untuk meningkatkan keamanan dari suatu kesalahan. Cara ini tidak ekonomis untuk space-division network, juga tidak begitu dibutuhkan karena kesalahan dari sebuah switch hanya memberikan efek yang kecil untuk keseluruhan pelayanan. Namun cara ini sangat penting untuk time-division switching karena akan mengurangi biaya yang digunakaan saat pemakaian waktu yang bersamaan.
Setiap teknik ini digunakan pada Mark 1 digital switching sub-system yang ditunjukkan gambar 6.7. Receive dan transmit time switches masing-masing punya sebuah speech store yang berisi 1024 lokasi dan dapat melayani hingga 32 sistem PCM. Jaringan yang lengkap dapat berisi 96 time switch, sehingga pelayanannya 3072 sistem PCM. Oleh karena itu Space switch ini membutuhkan ukuran maksimum 96x96 dan masing-masing crosspoint harus ada switch dengan 1024 channels. Ini dilakukan dengan menggunakan pararel transmisi yang nilai sebuah digitnya 8194 Mbit/s. Untuk minimalisasi masalah distribusi pulsa, 1024-chanels highways masing2
dipisahkan dalam 512 channels. Oleh karena itu space switchs dibagi dua segments(A dan B), switching genap dan ganjil t ime slot slot berturut-turut. Agar keamanan jaringan ini terjaga dengan baik, maka jaringan yang komplex ini digandakan. Sistem yang digandakan tadi beroperasi di dalam syncronism dan kesalahan dideteksi dengan sebuah check parity. DLT 1 1 2 DLT 2
Receive and transmit time switches
DLT 32
Space switch segments A
96 96 1
2
DLT 1
1 2 Receive and transmit time switches
Space switch segments B
96 DLT 32
96 1
2
DLT 1
Receive and transmit time switches
DLT 32
Central Control Unit
Alarm M onitor Unit
Primary waveform generator
Gambar 6.7 M ark ark 1 digital switching subsystem of system X
6.3.4. Concentrator a. Sebuah konsentrator terhubung dengan sebuah PCM highway dari sejumlah pelanggan yang banyaknya lebih dari jumlah time slots di highways. Didalam sebuah konsentrator sederhana, semua codec pelanggan dihubungkan ke common highway dan masingmasing mungkin menggunakan banyak slot. Codec yaitu semua hubungan yang ada dalam highway. Codec beroperasi pada time-slot yang telah ditentukan oleh connection store. b. Concentrator dapat dikontrol dikontrol oleh central procesor pada main exchange, Jika PCM link link antara sebuah unit remote concentrator dan main excange gagal, semua pelanggan di concentrator akan terputus. c. Fasilitas
yang
digunakan
untuk
menerima
dan
menganalisis
alamat
sinyal,
membangkitkan tone dan membuat koneksi cross-switch antara customer line disebut remote switching unit.
6.3.5. PBX Switches a.
PB X yaitu
sentral khusus yang dipakai utk keperluan dalam lingkungan sendiri ( Hotel,
Kampus,Kantor,Peusahaan). b. Digunakan utk komunikasi di dlm lingkungan sendiri agar efisien dan efekt if. if. c. Hubungan intern antar pesawat cabang dan pesawat cabang dgn telp diluar PBX harus melalui PBX ± saluran induk dan STO Lokal. d. Jumlah sambungan terbatas. e. Semua user yang tersambung dengan PABX dapat saling berkomunikasi dengan menggunakan saluran lokal.
f. PABX juga menyediakan saluran telepon luar yang dapat digunakan bersama-sama oleh semua user . Selain itu PABX juga menyediakan sebuah saluran khusus ke saluran telepon luar (eksternal) yang dapat digunakan bersama-sama oleh user atau ekstensiekstensinya.
6.4 Grades of Service Pada Time-Division Switching Networks Pada jaringan S-T-S , setiap crosspoint yang ada pada space switch adalah time yang dibagi-bagi sebanyak n sebanyak n channel. Misalnya saja pada suatu sistem S-T-S memiliki m jalur masuk dan m jalur keluar (m (m x m) dan banyaknya link yang menghubungkan adalah k . Maka pada switch A sama dengan n space-division switch dengan ukuran m x k . k . Sedangkan pada switch C sama dengan n space-division switch dengan ukuran k x m . Setiap k time k time switch sama dengan n x n space division division yang ditunjukkan sebelumnya sebelumnya pada gambar 6.4 Jaringan S-T-S pada gambar 6.4 memiliki hubungan dengan jaringan space division pada gambar berikut.
Gambar 6.8 T runking runking of Digital PB X Pada jaringan T-S-T yang dimodelkan dalam gambar 6.5, setiap time switch ekivalen dengan sebuah space-division switch dengan ukuran n x n dan ada sebanyak m sebanyak m yang dialokasikan
sebagai jalur incoming serta ada sebanyak m yang dialokasikan sebagai jalur outgoing. Kemudian space switch ekivalen dengan n space-division switch yang berukuran m x m . Jaringan T-S-T pada gambar 6.5 memiliki hubungan dengan jaringan three-stage spacedivision network pada gambar berikut.
Gambar 6.9 Space-division equivalent of S -T -S switch Pada intinya, kita tidak perlu lagi untuk menemukan teori tentang trafik untuk memnentukan grades of service pada sistem time-division. Probabilitas loss yang ada pada timedivision switching network dapat kita peroleh dengan mempelajari ekivalensi space-division network.
6.5 Nonblocking Networks Time-division switching network menawarkan nilai konektivitas yang besar dan hampir nonblocking. Contohnya, jaringan yang dijelaskan dalam Section 6.3.3 memiliki n = 1024 dan mampu membawa 0.95 Erlang per time slot. Time-division network secara garis besar tidak memiliki blocking atau nonblocking. Sebuah time-division network secara garis besar nonblocking kalau ekivalensi spacedivision network-nya secara garis besar nonblocking. Pada Section 5.10 dijelaskan bagaimana three-stage space-division network yang pada primary swich-nya memiliki n inlet dan pada
bagian tertiary-nya memiliki n outlet akan secara garis besar nonblocking apabila memiliki 2n-1 secondary switch. Untuk mengkondisikan agar S-T-S switch pada gambar 1 agar hampir nonblocking, jumlah switch B yang harus dipasang paling sedikit 2m-1 . Hal ini dapat dilakukan dengan menyediakan time-shifting link sebanyak 2m-1. sebanyak 2m-1. Untuk mengkondisikan agar T-S-T switch pada gambar 2 agar hampir nonblocking, jumlah switch B yang harus dipasang paling sedikit 2n-1. 2n-1. Hal ini dapat dilakukan dengan mengoperasikan space switch dengan bit rate yang lebih tinggi daripada external highway lainnya dengan tujuan untuk menyediakan time slot yang lebih banyak.
