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 reed-

relay 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 melalui SIS (Signaling Interworking Subsystem) 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 Sistem 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 time 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 Switch

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 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 Time Switching. (a) Time Switching (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 masing-

masing 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<X, terjadi output sample pada frame berikutnya.

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 time-

slot 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-space (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 untuk transmisi 2 arah ini 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 Time-space-time (T-S-T)

kemudian sejumlah (12+16)=28 time-slot digunakan untuk arah sebaliknya. Satu 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

6.3.3 More Complex Switching Network

Banyak sekali variasi yang mungkin 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 time 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.

Gambar 6.7 Mark 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 masing-

masing 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 oleh central procesor pada main exchange, Jika PCM 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. PBX 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 efektif.

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 ekstensi-

ekstensinya.

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 channel. Misalnya saja pada suatu sistem S-T-S memiliki m jalur masuk

dan m jalur keluar (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 . Sedangkan pada switch C

sama dengan n space-division switch dengan ukuran k x m . Setiap k time switch sama dengan n

x n space division yang ditunjukkan 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 Trunking of Digital PBX

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 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 space-

division 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 time-

division 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 space-

division 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. Untuk mengkondisikan agar T-S-T switch pada

gambar 2 agar hampir nonblocking, jumlah switch B yang harus dipasang paling sedikit 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.