Time-
Division Switching
I.
Pendahuluan
Aplikasi pertama dari
digital time-division switching adalah tandem switching dari PCM junction dan
trunk circuit. Contohnya adalah Bell ESS No. 4 dan French E 12. Tandem atau
trunk exchange dikenal sebagai switch route pada lokal exchange. Sistem lokal
exchange dikembangkan dengan penambahan reed relay space-division
concentrators. Contoh sistem seperti ini adalah AXE 10 dan E 10. Pengembangan
teknologi solid state integrated circuit
dengan cepat menjadi solusi dari masalah BORSCHT dan memungkinkan TDM konsentrator menggantikan
space division consentrators.
Hal ini menjadi pembuka
evolusi dari Integrated Digital Networks (IDN), yang merupakan transmisi
digital yang compatible dan switching yang digunakan pada jaringan.
Pengembangan transmisi digital selanjutnya memperkenalkan Integrated Service
Digital Network (ISDN). ISDN menyediakan layanan yang bervariasi bebasis pada
sebuah kanal transmisi 64 kbps. Sebagai contoh adalah System X local exchange
pada gambar berikut ini.
Arsitektur ini juga digunakan oleh sistem exchange
telepon digital. Contohnya, AXE-10 (dikembangkan di Swedia), DMS-10 (Canada),
E-10 (France), NO. 5 ESS (USA), EWS-D (Germany), NEAX (Japan).
I.
Space
dan Time Switching
Sebuah sentral
switching harus mampu menghubungkan kanal-kanal dari incoming PCM ke
kanal-kanal outgoing PCM. Incoming dan outgoing highway terpisah secara ruang.
Jadi hubungan membutuhkan space switching. Secara umum, sebuah hubungan akan
menempati time slot yang berbeda pada incoming dan outgoing highways. Dengan
demikian, jaringan switching harus bisa menerima sampel PCM dari suatu time
slot dan mengirimkannya kembali ke timeslot yang lain. Hal ini disebut
time-slot interchange atau time switching. Konsekuensinya, switching network
dari tandem junction harus memiliki menggunakan space switching dan time
switching.
Jaringan time division
switching membuat koneksi antar kanal pada highways membawa sebuah primary
multiplex group. Mereka beroperasi pada 1.5 Mbps atau 2 Mbps. Sebuah saluran 2
Mbps memiliki 32 time slot, 30 time slot untuk speech kanal, time slot 0 untuk
frame alignment dan time slot 16 untuk signaling. Di dalam exchange, time slot
0 tidak digunakan untuk frame alignment karena semua switch dialirkan secara
sinkron dari clock - pulse generator
exchange.
II.1.
Space Switching
Hubungan antara incoming dan outgoing PCM highways
dibangun dengan sebuah matriks crosspoint. Kanal yang berbeda pada sebuah
incoming PCM frame boleh jadi di switch oleh crosspoint yang berbeda untuk
mencapai wilayah tujuan yang berbeda.
Crosspoint merupakan dua input dari gerbang AND. Satu input dihubungkan
ke incoming PCM higway dan yang lain ke connection store yang menghasilkan
pulsa dengan cepat. Satu grup gerbang crosspoint bisa diimplementasikan dengan
sebuah IC, contohnya multiplexer chip.
Gambar 2 menunjukkan space switch dengan k incoming dan m
outgoing PCM highways, masing-masing membawa n kanal. Connection store untuk
setiap kolom crosspoint adalah memory dengan alamat lokasi setiap time slot,
yang menyimpan nomor crosspoint yang dioperasikan pada time slot itu. Nomor
ini ditulis ke dalam bentuk alamat oleh controlling prosessor untuk meng-set up
connetion. Nomor dibaca secara siklis pada sinkronisasi pada incoming PCM
frame. Pada setiap time slot nomor yang tersimpan dibaca pada corresponding
store address dan decoding logic mengkonversikan ke dalam bentuk pulsa untuk
mengoperasikan relevent crosspoint.
Crosspoint dapat membuat koneksi yang berbeda pada setiap
n time slot, hal ini ekuivalen dengan n crosspoint pada space division network.
Space division yang komplet ekivalen dengan n separate k x m switches.
Gambar
2. Space Switching
II.2.
Time Switches
Time
switch menghubungkan satu incoming channel PCM dan satu outgoing channel PCM.
Time slot interchange meloloskan dua penyimpanan, masing-masing memiliki alamat
penyimpanan untuk setiap kanal frame PCM. Penyimpan suara terdiri dari data
masing-masingincoming 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.
Gambar
3. Time switch
II.3.
Time-Division Switching Network
II.3.a.
Basic Network
Gambar
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
4. Space-time-space (S-T-S) switching network. m= no.of PCM highways, n=no of
time slot
Gambar
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.
Gambar
5. Time-space-time (T-S-T) switching network m=no.of PCM highway, n=no of time
slot
II.3.b.
Bidirectional Path
Jaringan
switching di atas menjelaskan koneksi hanya untuk satu arah transmisi, sistem
transmisi PCM menggunakan four wired circuit, maka perlu adanya pemisah kanal pengirim dan penerima yaitu jaringan
switching untuk masing-masing arah transmisi. Seperti terlihat pada gambar 6
berikut.
|
Incoming
trunk
|
|
Outgoing
trunk
|
Gambar
6. Bidirectional Transmission- Time Division Switching Network
Pada
S-T-S alamat penyimpanan pembicaraan yang sama pada time switch boleh digunakan
untuk setiap arah transmisi. Untuk koneksi antara time slot X dan Y pada trunk yang berbeda untuk satu arah,
maka isi alamat ditulis pada akhir time slot X dan di baca pada awal time slot
Y. Dari arah yang berlawanan isi alamat ditulis di akhir
time slot Y yang sama dan di baca di awala time slot selanjutnya. Metode ini
tidak bisa digunakan jika kedua circuit eksternal menggunakan time slot yang
sama.
Di
dalam jaringan T-S-T, percakapan dua arah harus dibawa melalui space
switch menggunakan time-slots yang
berbeda. Di samping mempermudah control switching jaringan, time slots untuk transmisi dua arah ini mempunyai
perbedaan waktu yang tetap. Biasanya, time slot ini mempunyai sebuah fase
berlawanan 180ยบ. Dalam sistem 32 channel, jika 12 time slot digunakan untuk
satu arah transmisi, maka 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 yang sama dapat digunakan mengkontrol kedua time switches.
II.3.c.
More Complex Switching Networks
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 memunkinkan crosspoint untuk melayani lebih dari 32 chanel
sehingga secara efektif dapat meningkatkan ukuran dari switch.
3. Menggunakan transmisi parallel untuk menggantkan
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.
Teknik-teknik
ni digunakan oleh Mark 1 digital switching sub-system of system X yang ditunjukkan pada
gambar 7. Receive dan transmit time switches, masing-masing punya
sebuah speech store yang berisi 1024 lokasi dan dapat melayani 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 meminimalisasi masalah distribusi pulsa, 1024-chanels
highways masing-masing 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
7. Mark 1 digital switching subsystem of System X.
II.3.d. Concentrators
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.
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. Fungsi kontrol dari concentrator bisa meningkatkan kemampuan untuk
koneksi panggilan antara customer itu sendiri, jika PCM link mengalami
kegagalan. Fasilitas yang harus ditambahkan untuk menerima dan menganalisis
alamat sinyal, membangkitkan tone dan membuat
koneksi cross switch antar saluran pelanggan. Unit ini dikenal dengan
nama remote switching unit.
II.3.e.
PBX Switches
A large PBX itu hampir
sama dengan public exchange. Small PBX membangkitkan trafik untuk semua koneksi
yang dibuat pada single highway. Semua ports untuk extension lines, exchange
lines dan posisi operator. Codecs
terhubung pada sebuah common highway. Codec dioperasikan pada timeslot tertentu
oleh conection store. Untuk meningkatkan kapasitas saluran PBX sejumlah
timeslot pada common highway bisa ditingkatkakn dengan menggunakan 8-bit
paralel transmisi dan transmisi serial. Untuk melayani komunikasi dua arah pada
highway yang sama masing-masing connection menggunakan dua time slot.
II.3.f.
Digital cross-connect unit
Digital switching
network bisa juga digunakan untuk semi permanen – connection. Diatur secara manual dari terminal operasi dan
juga secara otomatis oleh prosesor exchange. Switching network seperti ini
disebut cross-connect – unit. Koneksi yang dibuat oleh digital cross conect
unit disebut nailed up time slot.
Digital cross connect unit memiliki
dua fungsi yaitu grooming dan consolidasi. Grooming memiliki kanal 64 kbps pada
common PCM beareryang terpisah untuk routing untuk destinasi yang berbeda. Pada
konsolidasi , kanal pada beberapa PCM bearer yang tidak terlalu penuh
dikombinasikan menjadi smaller number of bearer, dengan demikian meningkatkan
penggunaan dari sistem PCM.
