TEKNIK SWITCHING

SWITCHING BERTINGKAT DAN PROBABILITAS BLOCKING

Pendahuluan

.....

.....

.....

........

highway 1

highway 2

highway n

Frame

KELUARMASUK

a. Trafik harus digitalb. Trafik atau informasi (dari user terminal masuk di time slot tertentu pada frame (highway) tertentuc. Switching : mempertukarkan isi dari time slot dan frame tertentu

Contoh sentral dengan switching network digital : EWSD, NEAX-61E, 5-ESS, dllEWSD : Electronic Wahler System DigitalNEAX : 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

TS 0 TS 1 TS k

Pendahuluan

� Konsep :

Digital Switching ~ Time Switching

TA

TB

TB

TA(n)

TA(n+1)ATA (n+1) = TB (n)

time switchingTA

TB

TB TB

TA

TB(n)

TB(n+1)

B

TB (n+1) = TA (n)TB

TA

Analog Switching ~ Space Switching

A

B

Closed saat menghubungkan A >>> B

Pendahuluan

Jenis dari Time Switching1. Time Switch – time Switching ~ Time Switch (T)

Proses :� Pertukaran ‘isi’ time slot yang berbeda tetapi

terletak pada frame (highway yang sama)

2. Space Switch – Time Switching = Space Switch (S)

•Pada SN berkapasitas ‘kecil’ (kurang <<32) menggunakan single stage time switch (T) atauspace 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

Proses : � pertukaran ‘isi’ time slot bernomor sama dari frame (atau

highway) yang berbeda

Space Switch

� Address = timeslot : Adress 1 = ts 1Adress 2 = ts 2

� Word length = Σ cross point dalam 1 kolom + 1 untuk menyatakan crosspoint bebas (open)

Word Length = n + 1 = bit

� Prosses :

1 2 3 N

1

2

Inle t Bus

Outle t Bus

crosspoint

. . . . . .

( )1111nnnnlog

log

log

log

2222 +

� Prosses :

� CM ( connection memory ) diisiaddress crosspoint yang dipilih

� Switching Control membaca isi tiapsel berdasarkan urutan address(urutan timeslot)

� Selama ts1 menutup, deretan 8 bitditransfer (serial)

� Proses pembacaan berulang secarasiklus

1

2

3

w

1

2

3

w

1

2

3

w

1

2

3

w

3

N

Inle t Bus

address bus

connectionm em ories

address=ts /fram e

... ... ... ...

...

Space Switch

12

1

2

123

1

2

3

1 2

E F G H

A

B

100

011

000

011

100

000

000

000

000

000

000

011

2 1 3

B

C

D

CM-E CM-F CM-G CM-H

Space Switch

& & &

A 4 A 3 A 2 A 1

A 4

A 3 A 2

A 1

B 4

B 3

B 2 B 1

C 4

C 3

C 2

C 1

8 bit PCM word

3

8 bit PCM word

t 1 t 2 t 3 t 4

Periode 125 µs

&&&

&&&

B 4 B 3 B 2 B 1

C 4 C 3 C 2 C 1

3123

1331

2212

connection memory 1 connection memory 2 connection memory 3

2

1

t 1 t 2 t 3 t 4

Periode 125 µs

Alamat Kontrol(nomor dari incoming highway)

Time Switch

� Space (highway) tetap� Timeslot berubah, menyebabkan terjadinya delay

(TS 3)

(TS 3)

AT

AR

(TS 3)

PCM Frame

(TS 3)

(TS 8)

(TS 8)BT

AR

BR

5 TS Delay

(32-8) + 3 = 27 TS delay

(TS 8)5

(TS 8)

(TS 3)27

Time Switch

Cellcontent

Celladdress

A 1

B 2

C 3

D 4

A B C D

Frame

D C A B

1ts : 2 3 41ts : 2 3 4

Speech Memory

writeaddress

readaddress

� 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

Counter1 - 4

3

4

2

1

(TS1)

(TS2)

(TS3)

(TS4)

asikliksiklik

writ

e

timeslot

read

writ

e

read

writ

e

read

writ

e

read

Frame

Time Switch

LokasiMemori 1

A 1

A 2

Penul isan Sik l ik Penul isan Asik l i k

t 1

t 2 t 4

t 2

M emori Data

t 1 t 2 t 3 t 4

A 4 A 3 A 2 A 1Lokasi

Memori 2

LokasiMemori 2

A 3

LokasiMemori 2

A 4

t 4 t 2t 3 t 1

Periode 125 µstimeslot outgoing

A 4 A 3A 2 A 1

3142

Alamat Kontrol(memori dari lokasi data memori)

memori kontrol

Periode 125 µstimeslot incoming

Highway outgoingHighway incoming

8 bit PCM world 8 bit PCM world

t 3

t 4 t 3

t 1

t 1

t 2

t 3

t 4

STRUKTUR DIGITAL SWITCHING NETWORK

Struktur Digital Switching Network

� Single space switch memungkinkan terjadinya blocking

� Single time switch yang berkecepatan tinggi memungkinkan terjadinya non-blocking interconnectivity tetapi dengan kapasitas sentral yang besar, single time switch dibatasi oleh teknologi RAM dan kanal logikanya.

� Untuk meningkatkan kapasitas sentral dengan blocking yang rendah biasanya dilakukan dengan menggunakan kombinasi time switch dan space switch

Time Switch T-S

BLOK SWITCH T – S

� 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

SM-A1

CM-A1

SM-A2

CM-A2

SM-A3

A1

A2

A3

101

2

3

1010

45

45

45

B1

B2

B3

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.

CM-A33

CM-B3CM-B2

CM-B1

01045

Time Switch S-T

BLOCK SWITCH S-T

� Karakteristik blok switch S – Tmirip dengan blok switch T – S,bedanya adalah pada blokswitch S – T space switchnyaterletak di depan,menghubungkan bus input

SM-B1

CM-B1

SM-B2

CM-B2

SM-B3

B1

B2

B3

45

10

1010

45

1

2

3

10

A1

A2

A3menghubungkan bus input(sistem PCM) dengan bus inputtime switch

� Gambar berikutmengilustrasikan isi CM yangdiperlukan untukmenghubungkan A2/ts 10 keB1/ts 45

CM-B3

CM-A3

CM-A2

CM-A1 00110

3

Time Switch T-S

� Contoh Hubungan T-S

A 4 A 3 A 2 A 1

8 bit PCM world

B 4 B 3 B 2 B 1

1A1

2B1

3C1

4D1

5

6

7

A 2

B 2

C 2

Demultiplexer

A 4 D 4 D 3D 2

A 1B 2C 4 C 1

Outgoinghigjways(n bit/s)

Arbitiarycontroledread-out

Data memory(content/memory location)

cyclicwrite in

8 bit PCM world

4 n bit/s

8 bit PCM world

4 n bit/s

Multiplexer

Incominghigjways(n bit/s)

t1

t2

t3

t4

t5

t6

t7

t5

t6

t7

t9

t10

t13

t16

B 4 B 3 B 2 B 1

C 4 C3 C 2 C 1

D 4 D 3 D 2 D1

7

8

C 2

D 2

9

10

11

12

A 3

B 3

C 3

D 3

A 4 13

B4 14

C4 15

D4 16

12

16

13

8

3

1

6

15

7

4

9

11

5

10

14

2

t1t2t3t4

t5t6t7t8

t9t10

t11

t12

t14

t13

t16

t15

A 1B 2C 4 C 1

A 3C3 C 2D1

A 2B 4 B 3B 1

Periode 125 µ 125 µ 125 µ 125 µs Periode 125 µ 125 µ 125 µ 125 µs

Control memory

Control address(no of data memory)

Periode 125 µ 125 µ 125 µ 125 µs Periode 125 µ 125 µ 125 µ 125 µs

t7

t8

t9

t10

t11

t12

t13

t14

t15

t16

t1

t2

t3

t4

t8

t9

t11

t12

t14

t15

Time Switch S-T-S

SM-B1

CM-B1

SM-B2

CM-B2

SM-B3

CM-B3

B 1

B 2

B 3

10

1

2

3

A 1

A 2

A 3

1

2

3

45

C 1

C 2

C 3

10

B 1

B 2

1045

B 3

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.

SM-B3 45

CM-A1

CM-A2CM-A1 01110

10

CM-C3CM-C2

CM-C1

01145

Time Switch T-S-T

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 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

Asumsi : - Space switch non-blocking- Time switch non-blocking- (STS) individual non-blocking

1 p'

p'

p'p'

p'

p'

pp

Lee Graph

N x k N x k

2

k

N

k

P1 = P(n/k)q’ = 1 – P1 = 1 – p/βk = jumlah matrik time switchβ = k/n (factor konsentrasi)

Probabilitas Blocking :

B = ( 1 – (1 – p/ββββ) 2) ) k

PROBABILITAS BLOCKING PADA DIGITAL SWITCH

2. Block Switch TST

inle tm em ory

inle t

outle tm em ory

outle t

1

2

1

2

P1 P1

P P

1

2

Lee Graph

SpaceSwitch

inle tm em ory

inle tm em ory

outle tm em ory

outle tm em ory

2

N

2

N

l

B = (1 – q12)l

q1 = 1 – P1 = 1 – P/αα = time expansion ( l/c)l = jumlah timeslot pada jalur space stagec = jumlah timeslot per frame pada jalur inputTST akan non blocking bila l = 2c -1

PROBABILITAS BLOCKING PADA DIGITAL SWITCH

3. Block Switch TSSST

TSMNN

TSM

inlettimestage

spacestage

spacestage

spacestage

outlettimestage

A B

81 =k

2P2P

1P 1P

K

Lee Graph

N x k

TSM

N x k

TSM

TSM

n

Nx

n

N

nN

xnN

k x N

k x N

TSM

TSM

TSM

KA B

2P2P

P1 = P/αP2 = P/(αβ)α = l/cβ = k/nProbabilitas blocking :

B = { 1 – (q 12 ( 1 – (1 – q2

2) k ) } l

Dimana : q1 = 1 – P1 = 1 – P/α q2 = 1 – P2 = 1 – P/αβ