TEKNIK SWITCHING
SWITCHING BERTINGKAT DAN PROBABILITAS BLOCKING
Pendahuluan
Frame
MASUK
.. .. TS 0
a. b. c.
.. .. TS 1
..... .....
highway 1
highway 2 KELUAR
.....
highway n
TS k
Trafik harus digital Trafik atau informasi (dari user terminal masuk di time slot tertentu pada frame (highway) tertentu Switching : mempertukarkan isi dari time slot dan frame tertentu
Contoh sentral dengan switching network digital : EWSD, NEAX-61E, 5-ESS, dll EWSD : Electronic Wahler System Digital NEAX : Nipon Electronic Automatic Exchange ESS : Electronic Switching System
Standar :
- Jumlah frame dalam SN - Jumlah TS dalam frame Mengacu pada IST (International Switching and Transmission) Standar Transmisi Switch : PCM 30 --------- 1 Frame = 32 Ts
Pendahuluan
Konsep : Digital Switching ~ Time Switching TA
time switching
TA
TA(n)
TB
A
TB
TB
TB TB (n+1) =TA (n) B
TA(n+1)
TA (n+1) =TB (n)
TA
TB(n)
TA
Analog Switching ~ Space Switching
A
B
Closed saat menghubungkan A >>> B
TB(n+1)
Pendahuluan Jenis dari Time Switching Time Switch – time Switching ~ Time Switch (T)
A
Space Switch – Time Switching = Space Switch (S)
A TB
TA
TB
FA
FA
FB
FB
TA
B
B
Proses : Pertukaran ‘isi’ time slot yang berbeda tetapi terletak pada frame (highway yang sama)
Proses : pertukaran ‘isi’ time slot bernomor sama dari frame (atau highway) yang berbeda
•Pada SN berkapasitas ‘kecil’ (kurang <<32) menggunakan single stage time switch (T) atau space switch (S) •Pada SN kapasitas >> 32, menggunakan Multistage Switching Contoh : - 3 tingkat STS atau TST - 5 tingkat STSTS atau TSTST •Makin besar kapasitas SN : - stage semakin banyak - rate dari switching makin tinggi
Space Switch Outlet Bus
1
2
3
......
N
1
crosspoint
Address = timeslot : Adress 1 = ts 1 Adress 2 = ts 2 Word length = S cross point dalam 1 kolom + 1 untuk menyatakan crosspoint bebas (open) Word Length = n + 1 = log 2 n 1 bit
2 Inlet Bus 3
.. .
Prosses :
N
address bus
1 2
1 2
1 2
1 2
3
3
3
3
w
...
w
...
w
...
...
connection m em ories
w
address=ts/fram e
CM diisi address crosspoint yang dipilih Switching Control membaca isi tiap sel berdasarkan urutan address (urutan timeslot) Selama ts1 menutup, deretan 8 bit ditransfer (serial) Proses pembacaan berulan secara siklus
Space Switch
2
1
3
1
H
2
2
2
G
1
F
1
E
A 3
1
2
B
2
1
3
C
D
100
011
000
000
011
100
000
000
000
000
000
011
CM-E
CM-F
CM-G
CM-H
Space Switch 8 bit PCM word
8 bit PCM word
A4
A3
A2
A1
3
A4
B3
C2
A1
C4
A3
A2
C1
B4
C3
B2
B1
t1
t2
t3
t4
Periode 125 ms
B4
B3
B2
B1
C4
C3
C2
C1
t1
t2
t3
t4
&
&
&
&
&
&
&
&
&
connection memory 2
connection memory 3
2
1
Periode 125 ms
connection memory 1
3 1 2 3
1 3 3 1
2 2 1 2
Alamat Kontrol (nomor dari incoming highway)
Time Switch
Space (highway) tetap Timeslot berubah, menyebabkan terjadinya delay
PCM Frame AT AR
(TS 3)
(TS 3) (TS 3)
5
(TS 8)
+
ay el
) -8
D
2 (3
TS
5
3 =
27
(TS 8)
TS de y la
(TS 8) (TS 8)
BR BT
27
(TS 3)
KUIS 1 Gambarkan dan beri penjelesan selengkap-
lengkapnya :
Jaringan Lokal Akses Tembaga Jaringan Lokal Akses Fiber Jaringan Lokal Akses Radio HFC ADSL
Jelaskan Perbedaan dan Persamaan Splitter
dan ADM (Add and Drop Multiplexer)
Time Switch
Speech Memory ts :
1
2
3
4
A
B
C
D
Cell content
Cell address
A
1
B
2
C
3
D
4
Frame
ts :
1
2
3
4
D
C
A
B
write address
read address
Counter 1-4
Frame
siklik
3
(TS1)
4
(TS2)
2
(TS3)
1
(TS4)
asiklik
read
write
read
write
read
write
read
write
time slot
Speech memory (SM) : Untuk menyimpan isi time slot (PCM) Word Connection memory (CM) : Untuk mengontrol pembacaan isi SM ke output bus secara random (asiklik) Counter : Untuk mengontrol penulisan isi time slot bus input ke dalam SM secara siklik
Time Switch
M emori Data
t1 Penulisan Siklik
t2 Penulisan Asiklik
A1
Lokasi Memori 1
t2
t4 A2
8 bit PCM world
8 bit PCM world
A4
A3
A2
A1
t1
t2
t3
t4
Lokasi Memori 2
A2
A4
A1
A3
t3
t2
t1
Highway incoming
Highway outgoing
t3
t4
t1 A3
Periode 125 ms timeslot outgoing
Periode 125 ms timeslot incoming
Lokasi Memori 2
t4
t3 A4 memori kontrol
Lokasi Memori 2
t1 t2 t3 t4
3 1 4 2
Alamat Kontrol (memori dari lokasi data memori)
Time Switch T-S BLOK SWITCH T – S
45
A1
SM-A1
B1
CM-A1 10
45 10
A2 45
10
CM-A2
B3
2 SM-A3
A3
B2 1
SM-A2
3 CM-A3
45
010
CM-B1
CM-B2
CM-B3
Gambar berikut mengilustrasikan hubungan dari A2/ts 10 ke B1/ts 45 TS block terdiri dari time switch pada setiap input bus dari space switch tunggal. Penulisan ke time switch secara siklik dikontrol counter dan pembacaannya asiklik dikontrol oleh Conection Memory (CM). Time switch berfungsi untuk menggeser PCM word incoming ke timeslot outgoing yang dikehendaki, sedangkan space switch berfungsi menghubungkan bus (highway) inlet dengan bus outlet. Struktur ini masih mempunyai kemungkinan blocking, bawaan dari space switch yang digunakan.
Time Switch S-T 10
SM-B1
45 10
A1
B1
CM-B1 10
45
10
SM-B2
A2
BLOCK SWITCH S-T
Karakteristik blok switch S – T mirip dengan blok switch T – S, bedanya adalah pada blok switch S – T space switchnya terletak di depan, menghubungkan bus input (sistem PCM) dengan bus input time switch
Gambar berikut mengilustrasikan isi CM yang diperlukan untuk menghubungkan A2/ts 10 ke B1/ts 45
B2
1 CM-B2 2 SM-B3
A3
B3
3 CM-B3
CM-A1
10
001
CM-A2
CM-A3
Time Switch T-S
Contoh Hubungan T-S
Incoming higjways (n bit/s)
cyclic write in
Multiplexer
Data memory (content/memory location)
t1 8 bit PCM world A4
A3
A2
A1
4 n bit/s
B4
B3
B2
B1
8 bit PCM world
C4
C3
C2
C1
D4
D3
D2
D1
Periode 125 m s
Periode 125 m s
t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 t12 t13 t14 t15 t16
A1 B1 C1 D1 A2 B2 C2
1 2 3 4 5 6 7
D2 A3 B3 C3 D3 A4 B4 C4 D4
8 9 10 11 12 13 14 15 16
Demultiplexer
Arbitiary controled read-out
Outgoing higjways (n bit/s)
t6 t16 t5 t10 t13 t7 t9 t4 t11 t14 t12 t1 t3 t15 t8 t2
4 n bit/s
D2
A4
D4
D3
8 bit PCM world
C4
B2
A1
C1
C3
A3
D1
C2
B1
B4
B3
A2
Periode 125 m s
Periode 125 m s Control memory
t13 t14 t15 t16
5 10 14 2
t9 t10 t11 t12
7 4 9 11
t5 t6 t7 t8
3 1 6 15
t1 t2 t3 t4
12 16 13 8
Control address (no of data memory)
Time Switch S-T-S SM-B1
10
A1
45
B1
B1
C1 CM-B1 B2
A2
B2
SM-B2
C2
1
1 CM-B2 10
2
45
2
10
A3 3
SM-B3
CM-A1
CM-A2
C3
CM-B3
B3
10
10
011
CM-A1
B3
3
45
45
011
CM-C2
CM-C3
CM-C1
BLOK SWITCH STS Pada STS switch space switch input menghubngkan bus input dengan time switch dan space switch output menghubungkan time switch dengan bus output. Pada gambar diilustrasikan contoh hubungan antara A1/TS10 dengan C1/TS45. Pada block switch STS space switch input berorietasi baris sedangkan space switch output berorientasi kolom.
Time Switch T-S-T A 1
A 2
124
SMC1
SMA1
10
CMA1
SMA2
45
124
10
10
SMA3
SMC2 CMC2
124
CMA2
2 3
CMA3
010
CMB2
124
C2
SMC3
124
C1
CMC1
1 A 3
45 45
C3 CMC3
CMB3
CMB1
BLOK SWITCH T-S-T Pada T-S-T, time switch input dihubungkan ke input space switch dan time switch output menghubungkan output space switch dengan bus outlet. Pada gambar diperlihatkan suatu panggilan dari A2/TS10 akan dihubungkan ke C1/TS45. Penetapan hubungan berlaku untuk hubungan dua arah (arah kirim dan arah terima), untuk itu diperlukan jalur balik untuk mentransfer pembicaraan dari C1/TS45 ke A2/TS10. Untuk memudahkan pengontrolan biasanya penetapan jalur dilakukan secara simetris.
Time Switch
PERBANDINGAN BLOCK SWITCH
Single Space (S) switch tidak dapat diaplikasikan karena mempunyai sifat probabilitas blocking yang sangat tinggi. Single Time (T) switch dapat dipakai sebagai non-blocking switch block dengan kapasitas kecil ( 250 saluran), untuk kapasitas yang lebih besar biasanya dikombinasikan dengan Space switch. Konfigurasi T-S atau S-T dapat digunakan untuk kapasitas kecil sampai dengan sedang, probabilitas blocking akan meningkat dengan bertambah ukuran time switch, sehhingga harus digunakan switch blok 3 tingkat untuk mendapatkan probabiltas blocking yang rendah. Sampai dengan tahun 1970 sentral digital kebanyakan menggunakan konfigurasi S-T-S karena diperlukan biaya yang tinggi untuk digital storage dengan kecepatan tinggi, kemudian beralih ke T-S-T setelah berkembangnya teknologi RAM. Space switch akan meningkat sebanding dengan kuadrat bus input atau bus output, sedangkan ukuran time switch meningkat secara linear dengan bertambah jumlah time slot. Untuk sentral dengan kapasitas besar, space switch dipilah-pilah dalam beberapa tingkat untuk membatasi ukurannya, awalnya berkembang konfigurasi SSTSS kemudian beralih ke TSST atau TSSST (AT &T)
PROBABILITAS BLOCKING PADA DIGITAL SWITCH 1.
Blok switch TST Lee Graph
Asumsi :
- Space switch non-blocking - Time switch non-blocking - (STS) individual non-blocking
p'
p' p
1
p'
p'
p'
p'
k 2
N
Nxk
Nxk
P1 = P(n/k) q’ = 1 – P1 = 1 – p/b k = jumlah matrik time switch b = k/n (factor konsentrasi)
k
Probabilitas Blocking :
B = ( 1 – (1 – p/b) 2) ) k
p
PROBABILITAS BLOCKING PADA DIGITAL SWITCH 2.
Block Switch TST
Lee Graph
P1
1
2
N
inlet m em ory
inlet m em ory
inlet m em ory
outlet m em ory
Space Switch
outlet m em ory
1
P
1
2
P1
P
2 l
outlet m em ory
N
B = (1 – q1 2)l q1 = 1 – P1 = 1 – P/a a = time expansion ( l/c) l = jumlah timeslot pada jalur space stage c = jumlah timeslot per frame pada jalur input TST akan non blocking bila l = 2c -1
PROBABILITAS BLOCKING PADA DIGITAL SWITCH Block Switch TSSST
3.
Lee Graph P2
P2 K
A inlet time stage
space stage
space stage
space stage
TSM
outlet time stage TSM
Nx k
N N x n n
B
P1
P1 k1 = 8
kxN
TSM
P2
TSM
P2
K A
TSM
TSM
Nx k TSM
N N x n n
kxN TSM
B
P1 = P/a P2 = P/(ab) a = l/c b = k/n Probabilitas blocking : B = { 1 – (q12 ( 1 – (1 – q22) k ) } l Dimana : q1 = 1 – P1 = 1 – P/a q2 = 1 – P2 = 1 – P/ab
Contoh Soal 1 Pada gambar Time switch berikut : Speech Memory Cell contents Cell address TS : 1 A
2 3 B C frame
4 D
A
1
B
2
C
3
D
4
TS : 1 C
Counter 1-4
2 3 D B
4 A
a
(TS1)
b
(TS2)
c
(TS3)
d
(TS4)
Connection Memory
Isi (content) dari a, b, c, d berturut-turut adalah : a. 1, 2, 3, 4. b. 4, 3, 2, 1 c. 1, 3, 2, 4 d. 2, 4, 1, 3 e. 3, 4, 2, 1
Jawaban
Isi (content) cell CM merupakan alamat cell SM yang harus dibaca secara berurutan sesuai urutan isi time slot outlet. (C, D, B,A). Alamat C, D, B, A tsb pada SM berturut-turut adalah : 3, 4, 2, 1
Speech
1
TS :
A
2
3
B
C frame
4 D
Memory Cell contents Cell address
A
1
B
2
C
3
D
4
TS :
1
2
3
4
C
D
B
A
a
(TS1)
Counter
b
(TS2)
1-4
c
(TS3)
d
(TS4)
Connection Memory
Contoh Soal 2
Pada gambar Time switch berikut F
E
G
H 3
1
2
1
2
2
2
1
1
A 3
1
2
2
1
B 3
C
D
CM-E
Pola hubungan/koneksi yang benar adalah : a. A/TS1E/TS1, B/TS2F/TS2, b. A/TS1E/TS1, B/TS1F/TS1, c. A/TS1E/TS1, B/TS1F/TS1, d. A/TS1E/TS1, B/TS2F/TS2, e. A/TS1E/TS1, B/TS1F/TS1,
CM-F
A/TS2F/TS2, A/TS1F/TS1, A/TS2F/TS2, A/TS3F/TS3, A/TS2F/TS2,
CM-G
CM-H
B/TS1E/TS2, B/TS2E/TS2, B/TS2E/TS2, B/TS3E/TS3, B/TS3E/TS3,
B/TS3H/TS3 B/TS3H/TS3 B/TS3H/TS3 B/TS3H/TS3 B/TS3H/TS3
Jawaban
A/TS1E/TS1,
B/TS1F/TS1,
A/TS2F/TS2 F
E
B/TS2E/TS2 G
H 3
1
2
1
2
2
2
1
1
A 3
1
2
2
1
B 3
C
D
CM-E
CM-F
CM-G
CM-H
B/TS3H/TS3
Contoh soal 3
Pada gambar Time switch berikut :
S
T SM-A1
a
15
A1
C1
CM-A1
c SM-A2
20
A2
30
10
10
30
g
b
C2
CM-A2 30
d 2
Isi dari a, b, c, d, e, f, g berturut-turut adalah : a. 10, 15, 15, 20, 20, 1, 30 b. 10, 15, 20, 15, 20, 1, 30 c. 10, 15, 15, 20, 20, 2, 30 d. 10, 15, 20, 15, 20, 2, 30 e. 10, 20, 15, 30, 30, 1, 15
e
2
CM-B1
15
1
f CM-B2
Jawaban
Prinsip dasar : no. time slot suatu frame = no. address SM atau CM (garis panah lengkung) dalam space switch tidak terjadi perubahan time slot Isi/contents dari CM Space sw = nomor crosspoint pada kolom ybs Jadi : a=10, b=20, c=15, d=30, e=30, f=1, g=15
S
T SM-A1
a
15
A1
C1
CM-A1
c SM-A2
20
A2
30
10
10
30
g
b
C2
CM-A2 30
d 2
e
2
CM-B1
15
1
f CM-B2
Contoh Soal a. Rancanglah suatu concentrator dengan struktur T-S
yang mempunyai rasio 4:1, untuk 1024 pelanggan, jumlah time slot per-frame = 128, tingkat Space switch berorientasi kolom b. Berapakah jumlah cell/address SM, CM Time switch dan CM Space switch c. Berapa ukuran word (panjang bit) dari CM Space swiotch
Jawaban a. Jumlah pelanggan = 1024 Jumlah ts/frame = 128 Banyaknya time switch = 1024 / 128 = 8 time switch Karena rasionya 4 : 1 maka jumlah space switch = 8 : 2 = 2 space switch A1
128
1
SM-A1 CM-A1 A2
128
1
SM-A2 CM-A2
1
A8
2 128
1
SM-A8 8 CM-A8
CM-B1
CM-B2
Jawaban b.
Berapakah jumlah cell/address SM, CM Time switch dan CM Space switch Cell/address SM dan CM Time Switch = S timeslot = 128 sel/address
Address CM Space Switch = timeslot = 128 sel address c.
Berapa ukuran word (panjang bit) dari CM Space swiotch
n = jumlah crosspoint/kolom = 8 Word Length = n + 1 = log 2 n 1 bit = log2(8+1) = log29 = 3,16 4 bit
KUIS 1 1. Pada suatu Sentral Digital dengan Switching Network yang
berkonfigurasi TST mempunyai jumlah time slot pada jalur Space Switch sebesar 16 dan jumlah time-slot per-frame dari TDM input adalah 5. Ternyata setelah diamati Switching Network tersebut mempunyai peluang saluran sibuk adalah 0.3 . Maka tentukan besarnya Blocking yang terjadi dan bagaimana supaya Switching Network tsb bersifat Non Blocking, berapa nilai Blocking-nya sekarang ?
