SISTEM SWITCHING

1. Pendahuluan
Dilihat dari bentuk istilah, maka switching adalah alat untuk mmbangun suatu hubungan
(sambungan) aliran listrik. Fungsi switching adalah melaksanakan penyambungan
telekomunikasi apabila ada permintaan (panggilan) dari setiap pesawat terminal atau pelanggan.
Dalam teori, suatu switching haruslah memiiki :
Mampu untuk menyambungkan setiap permintaan pelanggan/terminal (Full
accesscapabilities) walaupun dalam waktu yang tidak bersamaan.
Mampu secepatnya melayani permintaan penyambungan, tanpa melihat berapa jumlah
sambungan yang telah terjadi pada waktu itu
Contoh sederhana :
 hubungan komunikasi dua buah pesawat telepon secara langsung

 Hubungan dengan N pelanggan : N-1 saluran/pelanggan atau N(N-1)/2 saluran


 Hubungan sejumlah pelanggan telepon yang banyak secara langsung tidak efisiean
karena dibutuhkan saluran yang besar jumlahnya dan jaringan akan menjadi rumit.
 System switching dibangun dan diletakan diantara pelanggan-pelanggan tersebut yang
dikenal sebagai suatu sentral atau exchange.
 Untuk N pelanggan hanya diperlukan N saluran untuk menghubungkan pelanggan,
penambahan satu pelanggan cukup dengan menghubungkan pelanggan tersebut ke
sentral.
Jadi dapat disimpulkan, bahwa fungsi dasar switching adalah sebagai berikut :
1. Penyambungan (interconnection).
2. Pengendalian ( control ).
3. Deteksi adanya permintaan sambungan.
4. Menerima informasi.
5. Mengirim informasi 6. Mengadakan test sibuk.
7. Mengawasi pembicaraan


2. Perkembangan Perangkat Switching/Penyambungan
a. Sistem Manual

Pada pertengahan-1870, Alexander Graham Bell menciptakan telepon, sebuah sistem kabel
untuk komunikasi suara dua arah antara lokasi terpencil. Anda berbicara ke unit pada satu lokasi
dan Anda suara terdengar di lokasi lain, segera. Sistem ini agak terbatas dalam hal itu hanya
diperbolehkan komunikasi dengan salah satu lokasi yang tetap, sehingga merupakan kemajuan
yang jelas untuk memiliki garis-garis akan ke lokasi lain. Awalnya, ini adalah apa yang terjadi -
telepon masing-masing baris akan telepon lainnya, yang berarti banyak kabel dan ada batasan
praktis untuk jumlah ponsel yang bisa terhubung.
Pada sistem switching manual saluran-saluran komunikasi berakhir pada papan sambung,
dimana satu sama lain dapat dihubungkan oleh seorang operator secara manual. Ada dua macam
papan sambung, papan sambung mangneto atau battery lokal (lokal battery, LB) dan papan
sambung battery sentral (common battery, central battery, CB).

Papan sambung LB dihubungkan melalui sirkuit langganan ke pesawat telepon pelanggan,
pesawat telepon dilengkapi dengan primary cell untuk keperluan pembicaraan (arus caatu untuk
mikropon) dan generator arus bel untuk kepentingan panggilan ke papan sambung. Papan
sambung CB merupakan suatu kemajuan atas papan sambung LB, mengingat atas mudahnya
pelayanan dan pemeliharaannya. Sistem ini menggunakan storage battery untuk keperluan
pembicaraan (arus catu untuk mikropon) dan hubungan, yang pemasangannya dipusatkan di kantor dimana papan sambung berada. Papan sambung CB dipergunakan untuk melayani sirkuit-
sirkuit pelanggan, tetapi juga dipergunakan sebagai meja interlokal dan meja penerangan.


b. Sistem Otomatis

i. Elektromekanik
Konsep
Sudah ada line circuit
Switching otomatis
Calling station dihubungkan ke inlet
Called station dihubungkan ke outlet
Proses switching : Wiper digerakan oleh motor listrik ke posisi oulet yang sesuai
dengan called number.


Pergerakan selector dilakukan step by step, pulsa nomor dari calling station harus
decadik
Pergerakan selector dilakukan step by step
 digit 1 : Menggerakan selector awal (line finder = Pre-selektor).
 digit 2 : Menggerakan group selector.
 digit 3 : Menggerakan selector akhir (final slector = Line selector).

 Crosspoint/crossbar Switch
Merupakan evolusi dari electromagnetic manual switch
Perkembangan : Crossbar > non-electronic crosspoint > electronic crosspoint
switch


Pergerakan ‘open’ dan ‘closed’ dari X dikontrol oleh main controller
Crosspoint dapat terdiri dari beberapa tingkat :

 Strownger atau Step By Step Switch

Pulsa-pulsa yang dikirim dari roda pilih pesawat telepon, menggerakkan alat penyambung dan
pemilihan dilakukan oleh setiap angka (digit) yang dikirim secara beruntun mulai dari angka
pertama sampai angka terakhir. Jadi angka yang terakhir dapat secara pasti memilih pihak yang
dipanggil.
ii. Elektoronik
Dalam dunia telekomunikasi, sebuah sistem switching elektronik (ESS) adalah:
Sebuah pertukaran telepon berdasarkan prinsip-prinsip time-division multiplexing sinyal
analog digital. Sebuah sistem switching elektronik mendigitalkan sinyal analog dari loop
pelanggan , dan interkoneksi mereka dengan menempatkan sinyal digital ke slot waktu
yang tepat. Hal ini juga dapat interkoneksi data digital atau sirkuit suara.
Sebuah sistem switching dengan perangkat utama dibangun dari komponen
semikonduktor. Semi-elektronik sistem switching yang telah relay buluh atau matriks
mistar gawang untuk path bicara, serta semikonduktor komponen, juga dianggap ESS di
abad ke-20.
Pada abad ke-20 akhir pertukaran telepon yang paling tersingkir yang tidak waktu-divisi yang,
maka minat dalam perbedaan ini menjadi terutama sejarah.
 Space Division Switching


Awalnya dikembangkan untuk lingkungan analog dan telah dipindahkan ke dunia
digital. Space division switch merupakan salah satu switch dimana jalur sinyal secara
fisik saling terpisah satu sama lain (dibagi dalam hal jarak).
Maing-masing koneksi memerlukan pembentukan jalur secara fisik disepanjang
switch yang hanya dimaksudkan untuk mentransfer sinyal diantara kedua titik akhir.
Blok pembangunan dasar dari switch adalah persimpangan dibuat dari bahan
metalik atau gerbang konduktor yang bisa diaktifkan dan di-non-aktifkan oleh unit
kontrol.















Keterangan Gambar :
o Masing-masing station terhubung ke matriks melalui salah satu jalur input atau
salah satu jalur output.
o Interkoneksi terjadi diantara dua jalur dengan mengaktifkan persimpangan yang
sesuai.
o Merupakan matriks crossbar sederhana dengan 10 jalur I/O full duplex.
o Keterbatasan matriks crossbar :
 Jumlah titik persimpangan berkembang seiring perkembangan jumlah station
yang terpasang sehingga memakan lebih banyak biaya.
 Hilangnya titik persimpangan menghalangi koneksi antara kedua perangkat
yang jalurnya melintang di titik persimpangan tersebut.
 Titik persimpangan tidak bisa digunakan secara efisien, bahkan bila semua
perangkat yang terpasang dalam kondisi aktif, hanya sebagian kecil saja dari
titik persimpangan yang akan dipakai.
o Kelebihan matriks crossbar :  Untuk menetapkan jalur hanya perlu memfungsikan gerbang tunggal.
 Tidak adanya pemblokan, jadi sebuah jalur selalu tersedia untuk
menghubungkan input dengan output.
Cara mengatasi keterbatasan tersebut digunakan switch bertahap-tahap.













Keterangan Gambar:
o Merupakan contoh dari switch tahap 3.
o Kelebihan :
 Jumlah titik persimpangan berkurang sehingga meningkatkan penggunaan
crossbar.
 Terdapat lebih dari 1 jalur disepanjang jaringan untuk menghubungkan kedua
titik akhir, sehingga meningkatkan reliabilitasnya.
o Kelemahan :
 Memerlukan skema kontrol yang lebih kompleks.
Yaitu harus ditentukan jalur dalam keadaan bebas sepanjang tahapan serta
mengaktifkan gerbang yang sesuai.
 Kemungkinan adanya pemblokan.
Garis yang lebih tebal menunjukkan jalur yang sudah dipergunakan. Jadi pada
gambar jalur input 10, tidak bisa dihubungkan dengan output jalur 3, 4, 5. Cara mengatasi :
 Meningkatkan jumlah atau ukuran switch-switch perantara, namun
akan meningkatkan biaya.

 Time Division Switching
Teknik-teknik Time-Division Multiplexing yang synchronous dan digitalisasi
suara, baik suara maupun data bisa ditransmisikan melalui sinyal-sinyal digital.
Secara virtual, semua circuit switching menggunakan teknik time-division digital
untuk menetapkan sekaligus mempertahankan ‘sirkuit’.
Melibatkan pembagian aliran bit berkecepatan rendah menjadi bagian-bagian
kecil yang membagi aliran berkecepatan tinggi dengan aliran bit lainnya.
Teknik yang paling sederhana namun paling popular, yakni TDM bus switching :
Semua teknik digital switching didasarkan atas penggunaan TDM synchronous.
TDM synchronous memungkinkan aliran bit berkecepatan rendah multiple
bersama-sama memakai semua jalur berkecepatan tinggi.
Dengan TDM synchronous, sumber dan tujuan data pada masing-masing jatah
waktu sudah diketahui.
Setiap perangkat terhubung ke switch melalui jalur full duplex.
Jalur-jalur tersebut dihubungkan melalui gerbang terkontrol menuju bus digital
berkecepatan tinggi.
Masing-masing jalur ditetapkan satu jatah waktu untuk menyediakan input.
Sepanjang jatah waktu yang berturut-turut pencocokan input atau output yang
berlainan mulai diaktifkan, sehingga sejumlah koneksi bisa dibawa melalui bus
yang digunakan bersama.
Untuk sebuah switch yang mendukung, jumlah jatah waktu yang bergiliran
berturut-turut harus sama dengan junlah perangkat.
Setiap jatah waktu ditetapkan untuk 1 jalur input dan 1 jalur output.
Satu iterasi untuk seluruh jatah waktu disebut frame.
Jatah waktu harus menyamakan waktu transmisi input dan penundaan perambatan
antara input dan output. Rate data pada bus harus cukup tinggi sehingga jatah waktu yang muncul cukup
memadai.
1. Digital Switch
Digital switch bekerja dengan menghubungkan dua atau lebih rangkaian digital bersama-
sama, menurut memutar nomor telepon . Panggilan diatur antara switch menggunakan Sistem
Signalling 7 protokol, atau salah satu variannya. Di AS dan militer telekomunikasi , switch
digital switch yang beralih waktu melakukan pembagian sinyal digital. Ini pertama kali
dilakukan dalam beberapa sistem yang digunakan kecil dan sedikit. Produk pertama
menggunakan sistem saklar digital dibuat oleh Amtelco . Contoh menonjol meliputi Nortel
DMS-100 , Lucent 5ESS beralih , Siemens EWSD dan Ericsson AXE pertukaran telepon .
Dengan sedikit pengecualian, switch sebagian besar dibangun sejak 1980-an adalah digital.
Artikel ini menjelaskan switch digital, termasuk algoritma dan peralatan.
Sebuah digital tukar ( Nortel DMS-100 ) yang digunakan oleh operator untuk menawarkan
layanan lokal dan jarak jauh di Perancis . Setiap switch biasanya melayani pelanggan 10,000-
100,000 + tergantung pada wilayah geografis .
Switch digital menyandikan pidato terjadi, di iris 8000 waktu per detik. Pada setiap irisan
waktu, digital PCM representasi dari nada dibuat. Angka-angka tersebut kemudian dikirim ke
garis akhir penerimaan, di mana terjadi proses sebaliknya, untuk menghasilkan suara untuk
telepon penerima. Dengan kata lain, ketika Anda menggunakan telepon, Anda umumnya
memiliki suara Anda "dikodekan" dan kemudian direkonstruksi untuk orang di ujung yang lain.
Suara Anda adalah tertunda dalam proses oleh sebagian kecil dari satu detik - itu tidak "hidup",
itu direkonstruksi - tertunda hanya teliti. (Lihat di bawah untuk info lebih lanjut.)

Individu local loop saluran telepon yang terhubung ke konsentrator terpencil . Dalam
banyak kasus, konsentrator adalah co-terletak di gedung yang sama sebagai saklar. Antarmuka
antara terpencil konsentrator dan switch telepon telah distandarisasi oleh ETSI sebagai V5
protokol. Konsentrator digunakan karena kebanyakan telepon yang paling menganggur hari,
maka lalu lintas dari ratusan atau ribuan dari mereka mungkin akan terkonsentrasi menjadi hanya
puluhan atau ratusan koneksi bersama.
panggilan antara switch telepon lain. Mesin ini kompleks (atau serangkaian mereka) di
gedung pusat pertukaran yang disebut sebagai "pembawa-tingkat" switch atau tandems.



Space Switch
Ketika kita mempertimbangkan beralih Waktu, itu datang ketika PCM diperkenalkan. Ini sistem
switching melibatkan berbagi poin lintas untuk jangka waktu yang lebih singkat. Ini digunakan
untuk pertukaran slot waktu. Ketika E1 yang datang ke Switch, itu routs akordeon jalan ke
nomor tersebut. Dalam switching ini semua komponen elektronik. Oleh karena itu, dalam
switching pembagian waktu, penghematan yang lebih besar dalam poin silang dapat dicapai.
Oleh karena itu, dengan menggunakan mekanisme kontrol dinamis, elemen switching dapat
ditugaskan untuk banyak inlet-outlet pasang untuk beberapa mikrodetik.

Time Switch

Ketika kita mempertimbangkan Space Switch ada jalur khusus (dua kawat sejajar) didirikan
antara pemanggil dan pelanggan menyerukan seluruh durasi panggilan dalam pertukaran dengan
saklar itu awalnya dirancang untuk jaringan analog,. Tapi digunakan saat ini baik digital dan
switching analog. Ini berarti kemudian percakapan yang terjadi pada saklar membuat link antara
dua belah pihak. Pada waktu itu hanya bahwa panggilan akan di jalan.


Space Switch
Combination Switch

Beberapa bangunan sentral telepon di kota-kota kecil sekarang rumah hanya switch remote
atau satelit, dan home atas sebuah saklar "orang tua", biasanya beberapa kilometer jauhnya.
Saklar jarak jauh tergantung pada saklar induk untuk routing dan informasi nomor rencana.
Tidak seperti Digital Loop Carrier , switch remote dapat rute panggilan antara telepon lokal itu
sendiri, tanpa menggunakan batang ke saklar induk.

Beberapa switch telepon tidak memiliki konsentrator langsung terhubung ke mereka,
melainkan digunakan untuk menghubungkan
Switch telepon biasanya dimiliki dan dioperasikan oleh penyedia layanan telepon atau
carrier dan terletak di tempat mereka, tetapi bisnis kadang-kadang individu atau bangunan
komersial swasta akan beralih rumah mereka sendiri, yang disebut PBX, atau pertukaran cabang
pribadi .
2. Analog Switch
Analog switch adalah sebuah elektronik komponen yang berperilaku dalam cara yang mirip
dengan relay , tetapi tidak memiliki bagian yang bergerak . Elemen switching biasanya MOSFET
transistor . Input kontrol untuk saklar adalah standar CMOS atau TTL logika masukan, yang
digeser oleh sirkuit internal untuk yang cocok tegangan untuk beralih MOSFET. Hasilnya adalah
bahwa logika 0 pada input kontrol menyebabkan MOSFET memiliki tinggi resistensi , sehingga
saklar off, dan logika 1 pada input menyebabkan MOSFET memiliki resistansi rendah, sehingga
saklar tersebut. Analog switch biasanya dibuat sebagai sirkuit terintegrasi dalam paket yang
berisi beberapa switch (biasanya dua, empat atau delapan). Ini termasuk 4016 dan 4066 dari seri
4000 .
Saklar umumnya menyediakan isolasi yang baik antara sinyal kontrol dan input / output sinyal.
Namun hal ini telah membatasi beberapa sehingga mereka mungkin tidak cocok untuk beberapa
sirkuit tegangan tinggi atau keselamatan-kritis. Untuk kasus tersebut, OPTO-isolator dapat
digunakan. Juga kemampuan arus-penanganan perangkat yang lebih kecil mungkin kurang dari
relay mekanik khas. Unit yang tersedia yang dipercaya dapat beralih ratusan volt dan ratusan
ampere, sampai dengan thyristor ditemukan dalam ASTT sistem. Ada juga beberapa kendala
pada polaritas tegangan dan jangkauan sinyal yang diaktifkan.
Parameter penting dari sebuah saklar analog adalah:
on-resistensi: perlawanan dari MOSFET ketika diaktifkan. Hal ini biasanya berkisar dari
5 ohm sampai seratus ohm saja.
off-resistensi: perlawanan dari MOSFET ketika dimatikan. Ini biasanya sejumlah
megohms atau gigaohms.
jangkauan sinyal: tegangan minimum dan maksimum yang diijinkan untuk sinyal untuk
melewati. Jika ini terlampaui, switch dapat dihancurkan oleh arus berlebihan. Jenis yang
lebih tua dari switch bahkan dapat latch up , yang berarti bahwa mereka terus melakukan
arus berlebihan bahkan setelah sinyal yang salah dihapus.
biaya injeksi. Efek ini menyebabkan beralih ke menyuntikkan kecil muatan listrik
menjadi sinyal ketika switch pada, menyebabkan kecil lonjakan atau kesalahan . Injeksi
muatan ditentukan dalam coulomb .