Sistem Telekomunikasi (Switching) (Semester 2)

SWITCHING

I.                   Perkembangan Teknologi Switching

Sejarah sentral telepon dimulai dulu ditemukannya telepon pada tahun 1876 oleh Alexander Graham Bell. Kemudian sentral telepon manual (Manual System) dibangun pertama kali tahun 1878 di Connecticut serta beberapa tempat lain. Hingga pada tahun 1891 ditemukan sistem sentral yang langsung dikendalikan pesawat telepon (Step By Step System) oleh Almon B. Strowger dan sentralnva lebih dikenal sebagai sentral Strowger. Tabun 1912. seorang' engineer Swedia, Gotthief Betulander menemukan sistem sentral otomatis crossbar yang' sederhana,sistemnya disebut Crossbar Batulander. Crossbar Batulander menggunakan rele rele tunggal. Perbaikan sistem Crossbar Batulander muncul Crossbar Switch yang menggunakan sistem pengontrolan elektromagnetik dan pengontrolan bcrsama (Common Control System). Selain sistem Crossbar Switch, perbaikan system Crossbar Batulander juga melahirkan penggunaan Reed relay. Reed relay memicu perkembangan rele elektronik dan menyebabkan berkembangnya sentral elektronik khususnya setelah perang dunia kedua. Sentral elektronik menggunakan pengontrolan computer (Stored Program Controlled) dikenalkan sekitar tahun 1970.

Perkembangan pemakaian komputer menyebabkan system komunikasi bergeser ke system digital. Maka ditemukanlah time switch yang menggunakan elektronika digital. Sistem pengontrolannya tetap menggunakan komputer (Stored Program Controlled). Selain itu, komunikasi juga tidak dibatasi untuk suara yang didigitalisasi, tetapi juga komunikasi data dan gambar (multimedia) sehingga perkembangan sentral digital tidak hanya melayani system circuit switching, tetapi juga packet switching. Pada akhir abad 20, sistem penggunaan serat optik mulai berkembang. Engineer telekomunikasi mulai memikirkan sistem sentral yang menggunakan optik, sehingga muncul sistem optical switching.

Pengertian Switching

Switch adalah komponen jaringan yang di gunakan untuk menghubungkan beberapa HUB untuk membentuk jaringan yang lebih besar atau menghubungkan komputer2 yang mempunyai kebutuhan bandwidth yang besar. Switch memberikan unjuk kerja yang jauh lebih baik dari pada HUB dengan harga yang sama atau sedikit lebih mahal.

Pada saat sinyal memasuki suatu port di switch, switch melihat alamat tujuan dari frame dan secara internal membangun sebuah koneksi logika dengan port yang terkoneksi ke node tujuan. Port-port lain di switch tidak mengambil bagian di dalam koneksi. Hasilnya adalah setiap port di switch berkores-pondensi ke suatu collision domain tersendiri sehingga kemacetan jaringan terhindari. Jadi, jika suatu Ethernet switch 10-Mbps mempunyai 10 port,maka setiap port secara efektif mendapatkan total bandwidth 10Mbps sehingga port switch memberikan suatu koneksi yang dedicated ke node tujuan.

Switch terbagi dalam 2 tipe utama: switch layer-2 dan layer-3. Switch layer-2 beroperasi pada layer data-link model OSI dan berdsarkan terknologi bridging. Switch tipe ini membangun koneksi logika antar port berdasarkan pada alamat MAC. Switch layer-2 dapat digunakan untuk memecah jaringan yang sedang berjalan ke dalam collision domain yang lebih kecil untuk meningkatkan unjuk kerja.

Switch layer-3 beroperasi pada layer-3 dari model OSI dasar teknologi routing. Switch tipe ini membangun koneksi logika antar port berdasarkan alamat jaringan. Switch-switch ini dapat digunakan untuk menghubungkan jaringan-jaringan yang berbeda di dalam suatu internetwork. switch layer-3 kadang-kadang di sebut Switch routing atau switch multilayer.

II.                Jenis Jenis Switch Yang Digunakan

1. Selektor

Selektor merupakan alat pemilih yang menghubungkan satu masukkan (inlet) dengan beberapa pilihan keluaran (outlet). Selektor elektromekanik digerakkan secara elektromagnetik maupun dengan mempergunakan elektromotor. Selektor banyak digunakan pada awal teknologi switching.

Selektor dalam keadaan awal berada pada home position, saat menerima impuls dui telepon,wiper selektor akan berpindah. Perpindahannya ditentukan oleh besarnya impuls tadi. Setiap output selektor dihubungkan dengan telepon lain. Selektor yang hanya memiliki outlet satu arch disebut Uniselector, sedangkan yang memiliki outlet pada sisi horizontal dan vertikal disebut Two-Motion Selector. Selektor yang digunakan untuk switching adalah Two-motion selector. Selektor ini memiliki 10 bans outlet dan 10 kolom outlet, sehingga 1 inlet dapat dihubungkan dengan 100 outlet. Digit pertama akan menggerakkan wiper ke arah vertikal, sedangkan digit kedua ke arah horizontal.

2. Crossbar Switch

Crossbar switch atau switch yang terdiri dui garis/batang yang bersilangan adalah sistem switch yang menghubungkan beberapa titik input output yang berbentuk matriks. Crossbar switch menggunakan rele elektromagnet dan terdiri dari 10 horizontal bar yang digerakkan oleh 5 pasang rele elektromagnet dan 20 vertikal bar yang digerakkan 20 rele elektromagnet, sehingga memiliki 200 titik persilangan.

                                                          

                                                    Gambar (a). Matriks Crossbar

                                                   Gambar (b). Skema Crossbar Switch

Gambar  Prinsip Kerja Crossbar Switch

3. Rele

Selain selektor dan crossbar switch, rele banyak digunakan sebagai komponen penbentuk sentral telepon. Berdasarkan dasar fisika yang membentuk rele, rele terdiri atas rele elektrostatis, rele elektromagnetis, rele thermo, SCR (Silicon Controlled Rectifier), Rele cahaya dan transistor. Selektor dan crossbar pada dasarnya juga adalah rele, namun memiliki banyak outlet.

Rele clektromagnetis adalah rele yang paling banyak digunakan sebelum ditemukan sentral digital, contohnya adalah rele Reed dan rele Ferred.. Rele ini menggunakan magnetik reed yang memiliki kelebihan, antara lain frekuensi kontak yang besar, ukurannya kecil, waktu kontaknya cepat serta dapat di gerakkan hanya dengan pulsa satu mdetik

III.             Struktur Switching

Secara sederhana, struktur switching adalah kumpulan switch yang menghubungkan beberapa inlet (masukan) ke beberapa outlet (keluaran). Switch dapat dibentuk memakai selektor, crossbar switch ataupun rele. Struktur switch yang paling sederhana adalah susunan Square Matrix.

Gambar  Struktur Switching :

(a) Square Matrix, (b) Graded Square Matrix, (c) Triangular Matrix

Pada Square Matrix, jika terdapat 5 inlet dan 5 outlet, maka dibutuhkan 25 switch.. Jumlah switch ditentukan oleh jumlah inlet dan outlet serta aturan switching yang ditentukan, misalnya tidak semua outlet dapat diakses oleh inlet. Sistem ini disebut Graded Square Matrix.

Triangular Matrix metniliki jumlah switch yang lebih kecil dibandingkan Square Matriks. Pada Square Matrix sepasang inlet dan outlet memiliki 2 switch, sehingga memiliki 2 jalur hubungan, sedangkan pada Triangular Matrix setiap pasangan hanya memiliki 1 jalur hubungan.

IV.             Teknik Switching

Teknik switching di pakai pada jaringan telekomunikasi, komunikasi voice data tidak terlepas dari teknik switching. Berikut ini adalah uraian/penjelasan beberapa teknik switching yang diterapkan dalam voice. Teknik Switching dikenal ada tiga buah yaitu Circuit Switching, Packet Switching dan Message Switching.

1. Circuit Switching

Dalam dunia telekomunikasi, jaringan circuit switching adalah jaringan yang mengalokasikan sebuah sirkuit (atau kanal) yang dedicated di antara nodes dan terminal untuk digunakan pengguna untuk berkomunikasi. Sirkuit yang dedicated tidak dapat digunakan oleh penelepon lain sampai sirkuit itu dilepaskan, dan koneksi baru bisa disusun. Bahkan jika tidak ada komunikasi berlangsung pada sebuah sirkuit yang dedicated, kanal tersebut tetap tidak dapat digunakan oleh pengguna lain. Kanal yang dapat dipakai untuk hubungan telepon baru disebut sebagai kanal yang idle.

Untuk call setup dan pengendalian (dan keperluan administratif lainnya) dapat digunakan sebuah kanal pensinyalan yang dedicated dari node terakhir ke jaringan. ISDN adalah salah satu layanan yang menggunakan sebuah kanal pensinyalan terpisah. Plain Old Telephone Service (POTS) tidak memakai pendekatan ini. Sebuah metoda untuk membangun, memonitor perkembangan, dan menutup sebuah koneksi adalah dengan memanfaatkan sebuah kanal terpisah untuk keperluan pengontrolan, misalnya untuk links antar telephone exchanges yang menggunakan CCS7 untuk komunikasi call setup dan informasi kontrol dan menggunakan TDM untuk transportasi data di sirkuit tersebut.

Sistem telepon zaman dahulu merupakan contoh penggunaan circuit switching. Pelanggan meminta operator untuk menghubungkan mereka dengan pelanggan lain, yang mungkin berada pada yang sama, atau melalui sebuah inter-exchange link dan operator lain. Dimanapun posisi para pelanggan ini, tetap terbentuk sebuah koneksi antar telepon kedua pelanggan selama hubungan telepon berlangsung. Kawat tembaga yang sedang digunakan untuk koneksi ini tidak dapat digunakan untuk hubungan telepon lain, walaupun para pelanggan ini tidak sedang berbicara dan jalur ini dalam kondisi tidak digunakan (silent).

Akhir-akhir ini sudah dapat dilakukan multiplexing terhadap berbagai koneksi yang terdapat pada sebuah konduktor, namun demikian tetap saja setiap kanal pada link yang mengalami multiplexing selalu berada pada salah satu dari dua kondisi ini : dedicated pada sebuah koneksi telepon, atau dalam keadaan idle. Circuit switching mungkin relatif tidak efisien karena kapasitas jaringan bisa dihabiskan pada koneksi yang sudah dibuat tapi tidak terus digunakan (walaupun hanya sebentar). Di sisi lain, keuntungannya adalah cepatnya membuat koneksi baru, dan koneksi ini bisa digunakan dengan leluasa selama dibutuhkan.

Pendekatan lain adalah packet switching yang membagi data yang akan dikirimkan (misalnya, suara digital atau data komputer) menjadi kepingan-kepingan yang disebut paket, yang lalu dikirimkan melewati sebuah shared network. Jaringan packet switching tidak membutuhkan sebuah sirkuit khusus untuk melakukan koneksi. Dengan pendekatan ini banyak pasangan node dapat melakukan komunikasi yang hampir simultan pada kanal yang sama. Dengan tiadanya koneksi yang dedicated, masing-masing paket yang diberikan dilengkapi dengan alamat tujuan sehingga jaringan dapat mengirimkan paket tersebut ke tujuan yang diinginkan.

Circuit switching digunakan pada jaringan telepon umum dan merupakan dasar untuk jaringan swasta yang dibangun pada saluran sewaan dan menggunakan on-site circuit switching.

Jaringan Circuit Switching

Komunikasi circuit switching melalui 3 tahap :

·         Pembangunan sirkuit

Sebelum suatu sinyal ditransmisikan, harus dibuat terlebh dahulu suatu sirkuit ujung-ke-ujung (station-to-station).

Contoh : Station A hendak mengirim sebuah permintaan ke simpul 4, yaitu permintaan akan koneksi terhadap station E. Simpul 4 memilih simpul 5 didasarkan atas informasi routing dan ukuran-ukuran yang tersedia serta mungkin juga biaya. Lalu mengalokasikan sebuah channel bebas (menggunakan FDM atau TDM) dan mengirim sebuah pesan permintaan akan koneksi ke station E. Karena sejumlah station bisa terhubung ke simpul 4, maka harus diupayakan membangun jalur internal dan station multiple ke simpul-simpul multiple. Lalu simpul 5 menyediakan channel ke simpul 6 dan dikaitkan channel ke channel dibagian dalam dari simpul 4. Setelah terhubung akan dilakukan tes untuk melihat apakah station E sibuk atau siap menerima kondisi.

·         Transfer Data

Data yang dibawa bisa berupa analog atau digital tergantung pada sifat jaringan. Saat pembawa berkembang menjadi jaringan digital yang benar-benar terintegrasi, penggunaan transmisi digital (biner) untuk suara dan data menjadi metode yang sangat dominan. Jalurnya adalah jalur A-4, switching internal melalui 4; channel 4-5, switching internal melalui 5; channel 5-6, internal switching melalui 6; jalur 6-E. Umumnya koneksi berupa full duplex.

·         Diskoneksi Sirkuit

Setelah beberapa periode transfer data, koneksi dihentikan, biasanya oleh salah satu station. Sinyal harus dirambakan ke simpul 4, 5, dan 6 untuk membebaskan sumber data yang tersedia.

Catatan :

o   Kapasitas channel harus disediakan di antara masing-masing pasangan  simpul di dalam jaringan.

o   Masing-masing simpul harus memiliki kapasitas switching internal untuk mengendalikan koneksi yang diminta.

Kelemahan circuit switching :

§  Bisa menjadi sangat tidak efisien. Saat tidak ada data yang ditransfer sekalipun tetap menjalankan fungsinya yaitu sebagai koneksi suara, penggunaannya menjadi agak tinggi, namun masih tidak mencapai 100%.

§  Untuk koneksi dari terminal ke komputer, kapasitas menjadi tidak jalan selama koneksi berlangsung.

§  Dalam hal kinerja, terjadi suatu penundaan yang berkaitan dengan transfer sinyal untuk pembentukan panggilan.

Contoh circuit switching :

v  Jaringan telepon umum

Pada awalnya dirancang untuk melayani pelanggan telepon analog, yang menyediakan lalu lintas data secara substansial melalui modem, secara bertahap dikonversikan menjadi sebuah jaringan digital.

v  Private Branch Exchange (PBX)

Untuk interkoneksi telepon di dalam bangunan gedung atau kantor.

v  Jaringan swasta => Menhubungkan berbagai macam situs

Juga terdiri dari system PBX, masing-masing situs dihubungkan melalui jalur yang diambil di salah satu pembawa, seperti AT & T.

v  Data switch

Mirip PBX, gunanya untuk menghubungkan perangkat pengolahan data digital, seperti terminal dan komputer.

Jaringan telekomunikasi publik bisa digambarkan menggunakan 4 komonen arsitektural umum, yaitu :

a.       Pesawat : Perangkat yang terhubung ke jaringan.

Contoh  : telepon.

b.      Jalur pesawat : jalur antara pesawat dan jaringan, disebut juga pelanggan loop atau local loop.

Menggunakan kabel twisted pair, panjangnya terentang mulai dari beberapa kilometer sampai puluhan kilometer.

c.   Pertukaran : merupakan pusat switching di dalam jaringan.

Pusat switching yang secara langsung mendukung pesawat disebut kantor (end office). Dipergunakan simpul switching perantara.

d.      Trunk : Cabang-cabang diantara pertukaran.

Membawa sirkuit frekuensi suara multiple baik menggunakan FDM maupun TDM synchronous. Awalnya disebut system pembawa.

Keterangan :

Pesawat terhubung langsung dengan kantor. Untuk menghubungkan 2 pesawat pada kantor yang sama, dibangun sebuah sirkuit diantara mereka. Bila 2 pesawat terhubung pada kantor yang berbeda, sirkuit yang ada akan berisi rangkaian sirkuit sepanjang 1 kantor perantara atau lebih.

Pada gambar, koneksi antara pesawat a dan b dibangun secara sederhana membentuk koneksi dalam kantor. Tetapi koneksi antara pesawat c dan d lebih kompleks.

Pada pesawat c, koneksi dibangun di antara jalur c dan 1 channel pada trunk TDM menuju switch penghubung. Pada switch perantara, channel tersebut dihubungkan pada channel yang ada pada trunk TDM menuju kantor d, lalu channel dihubungkan ke pesawat d.

Syaratnya tidak boleh terdapat suatu penundaan transmisi atau jenis-jenis penundaan tertentu. Rate transmisi sinyal harus tetap konstan, karena transmisi dan penerimaan terjadi sekaligus pada rate sinyal yang sama.

Keunggulan circuit switching :

Sekali sebuah circuit ditetapkan, tidak diperlukan logika jaringan khusus pada station.

Konsep circuit switching

Teknologi circuit switching bisa optimal dengan cara menentukan operasi simpul circuit switching tunggal. Sebuah jaringan yang dibangun di sekitar simpul circuit switching terdiri dari sekumpulan station yang terhubung pada suatu unit switching pusat. Switch pusat menetapkan jalur khusus diantara 2 perangkat yang ingin komunikasi.

Elemen-elemen simpul circuit switch :

a.       Switch digital : Inti dari system modern.

Fungsi : untuk menyediakan jalur sinyal yang jelas di antara sepasang perangkat yang terpasang.

Jalur harus ada sepasang perangkat yang terpasang dimana terdapat koneksi langsung di antara mereka. Koneksi yang dilakukan berupa transmisis full duplex.

b.      Interface jaringan

Adalah hardware yang diperlukan dan berfungsi untuk menghubungkan perangkat digital, seperti perangkat pengolahan data dan telepon digital, ke jaringan telepon analog juga bisa dipasang bila interface jaringan berisi logic dan mengubahnya menjadi sinyal digital.

c.       Unit Kontrol

Menampilkan 3 task umum :

·         Kontrol unit berfungsi membangun koneksi.

Dilakukan berdasarkan atas permintaan dari perangkat yang terpasang.

Tugasnya : Mengendalikan dan membalas permintaan, menentukan apakah tujuan dalam keadaan bebas, menyusun jalur sepanjang switch.

·         Unit kontrol harus mempertahankan koneksi.

Switch digital menggunakan prinsip time-division, sehingga memerlukan manipulasi dari elemen switch secara terus menerus. Bit-bit komunikasi ditransfer secara transparan.

·         Unit kontrol harus memutuskan koneksi.

Baik dalam merespon permintaan dari salah satu pihak maupun karena permintaannya sendiri.

Karateristik penting dari circuit switching :

a.       Adanya pemblokan

Terjadi bila jaringan tidak mampu menghubungkan kedua station karena semua jalur yang tersedia di antara mereka sedang dipergunakan. Konfigurasi pemblokan umumnya dimungkinkan terjadi untuk mendukung lalu lintas suara, karena diharapkan sebagian besar panggilan telepon berdurasi pendek jadi hanya sebagian telepon yang akan dipakai sepanjang waktu.

b.      Tidak adanya pemblokan

Memungkinkan semua station dihubungkan (dalam bentuk pasangan) sekaligus dan menjamin seluruh permintaan yang ada sepanjang pihak yang dipanggil dalam keadaan bebas. Dimungkinkan terjadi untuk perangkat pengolahan data. Sebagai contoh, untuk aplikasi pemasukan data, terminal bisa terus menerus dihubungkan ke komputer sepanjang waktu.

Teknik-teknik switching internal terhadap circuit switching tunggal :

a.       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 :

q  Meningkatkan jumlah atau ukuran switch-switch perantara, namun akan meningkatkan biaya.

b.      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 :

Ø  Semua teknik digital switching didasarkan atas penggunaan TDM synchronous.

Ø  TDM synchronous memungkinkan aliran bit berkecepatan rendah multiple bersama-sama memakai semua jalur berkecepatan tinggi.

Ø  Dengan TDM synchronous, sumber dan tujuan data pada masing-masing jatah waktu sudah diketahui.

Ø  Setiap perangkat terhubung ke switch melalui jalur full duplex.

Ø  Jalur-jalur tersebut dihubungkan melalui gerbang terkontrol menuju bus digital berkecepatan tinggi.

Ø  Masing-masing jalur ditetapkan satu jatah waktu untuk menyediakan input.

Ø  Sepanjang jatah waktu yang berturut-turut pencocokan input atau output yang berlainan mulai diaktifkan, sehingga sejumlah koneksi bisa dibawa melalui bus yang digunakan bersama.

Ø  Untuk sebuah switch yang mendukung, jumlah jatah waktu yang bergiliran berturut-turut harus sama dengan junlah perangkat.

Ø  Setiap jatah waktu ditetapkan untuk 1 jalur input dan 1 jalur output.

Ø  Satu iterasi untuk seluruh jatah waktu disebut frame.

Ø  Jatah waktu harus menyamakan waktu transmisi input dan penundaan perambatan antara input dan output.

Ø  Rate data pada bus harus cukup tinggi sehingga jatah waktu yang muncul cukup memadai.

 Routing dalam jaringan circuit switching

Rangkaian routing (rangkaian dimana jalur-jalur dalam susunan diupayakan) menunjukkan suatu analisis yang didasarkan atas pola lalu lintas hierarkis dan dirancang untuk mengoptimalkan penggunaan sumber daya jaringan.

Untuk jaringan circuit switching yang besar, beberapa koneksi sirkuit memerlukan sebuah jalur sepanjang lebih dari 1 switch.

Dua persyaratan utama untuk arsitektur jaringan yang berhubungan dengan strategi routing :

a.       Efisiensi

·         Diharapkan dapat meminimalkan jumlah peralatan (Switch dan trunk).

·         Dengan peralatan minimum tentu akan mengurangi biaya.

b.      Fleksibilitas

·         Diharapkan jaringan mampu menyediakan tingkat pelayanan yang optimal dalam kondisi :

o   Lalu lintas menyentak secara tiba-tiba untuk sementara di atas level jam sibuk (misal : selama ada badai besar).

o   Switch dan trunk mengalami kegagalan serta kemungkinsn tidak tersedia untuk sementara waktu.

Pendekatan hierarki statis :

-          Switch suatu jaringan disusun seperti struktur pohon atau hirarki.

-          Jalur dibangun dari pesawat pemanggil, turun ke bawah menuju pesawat yang dipanggil.

-          Ditambahkan trunk berkemampuan tinggi yang melintang untuk menghubungkan pertukaran dengan volume lalu lintas yang tinggi diantara pesawat-pesawat => menambah fleksibilitas.

-          Kelebihan : menyediakan redudansi dan kapasitas ekstra.

-          Kekurangan : Masih ada keterbatasan dalam hal efisiensi dan fleksibilitas.

·         Struktur yang sudah pasti dengan trunk-trunk tambahan bereaksi lamban terhadap kegagalan.

·         Dampak kegagalan : berupa kongesti local utama yang muncul didekat lokasi kegagalan.

Pendekatan dinamis :

-          Keputusan routing dipengaruhi oleh kondisi lalu lintas yang ada saat itu.

-          Simpul circuit switching saling berkait satu sama lain.

-          Kelebihan :

·         Lebih kompleks : arsitektur tidak menyediakan suatu jalur ‘alami’ atau susunan jalur yang didasarkan atas struktur hirarki.

·         Lebih fleksibel : Tersedia jalur alternatif.

·          

Routing Alternatif

-          Adalah jalur-jalur yang memungkinkan untuk dipergunakan di antara kedua kantor dan sudah ditetapkan terlebih dahulu.

-          Switch utama memilih jalur yang tepat untuk setiap panggilan.

-          Masing-masing switch merupakan susunan tertentu dari jalur-jalur yang sudah ditetapkan untuk masing-masing tujuan => bersifat pilihan.

-          Koneksi trunk yang terjadi secara langsung diantara 2 switchlah yang dipilih.

-          Bila tidak ada, pilihan kedua bisa dipilih dan seterusnya.

-          Keputusan routing didasarkan atas :

·         Status lalu lintas yang terjadi saat itu.

Jalur ditolak bila dia dalam keadaan sibuk.

·         Pola lalu lintas historic

Yang menentukan rangkaian jalur yang dipergunakan.

-          Satu rangkaian routing yang ditetapkan untuk setiap pasangan sumber-tujuan disebut routing pengganti dinamik.

-          Contoh routing pengganti dinamik :

·         Layanan telepon local dan regional [BELL90] oleh Bell Operating Companies yang disebut Multi Alternate Routing (MAR).

·         Jaringan jarak jauh [ASH90] oleh AT&T yang disebut Dynamic Nonhierarchical Routing (DNHR).

 Menerapkan sebuah path komunikasi yang permanen antara 2 buah station
melibatkan tiga fase antara lain :
- Circuit Establishment
- Signal Transfer (antara lain mungkin analog voice, digitized voice, binary data)
- Circuit disconnect

            kurang efisien karena koneksi tetap established walaupun tidak ada data yang ditransfer contoh tepatnya adalah public telephone network, PBX (Public Branches eXchange utk gedung) tidak complex dalam routing, flow control, dan syarat-syarat error control.

2. Routing dalam Circuit Switching

Dalam circuit switching juga terdapat routing, bilamana routing tersebut harus di bikin se-Efisiensi jaringan yang diperoleh dengan cara meminimisasi switching dan kapasitas transmisi. Komponen dalam arsitektur jaringan telekomunikasi umum adalah :

- pelanggan

- local loop : link antara pelanggan dan jaringan. Hampir semuanya menggunakan twisted pair. Panjang twisted pair antara beberapa kilometer dan beberapa puluh kilometer.

- Exchanges : switching lokal dalam sebuah jaringan.

- Switching Lokal mendukung pelanggan-pelanggan yang dikenal dengan nama end office yang biasanya dapat mendukung beribu-ribu pelanggan dalam local area.

- Trunks : cabang-cabang antara exchanges. Trunks membawa multiple voice-frequency dengan menggunakan FDM (Frequency Division Multiplex) atau synchronous TDM (Time Division Multiplex).

Penjelasan gambar

a dan b koneksi dalam satu buah end office, sedangkan c dan d koneksi yang lebih kompleks. Lebih disukai menggunakan dynamic routing daripada static routing dikarenakan kondisi traffic yang makin kompleks dan lebih fleksibel. Adapun dalam kelas-kelas dalam dynamic routing adalah sebagai berikut :

- Routing alternatif Adalah routing-routing pilihan yang dapat digunakan antara dua end office. Tiap switch diberikan sejumlah route untuk mencapai tiap tujuan. Jika hanya ada satu jalur dalam tiap pasang source-destination, ini disebut dengan fixed alternate routing. Yang lebih umum digunakan adalah dynamic alternate routing. Routing decision didasari atas status current traffic (akan ditolak jika sibuk) dan historical traffic patterns (urutan-urutan route yang diinginkan).

- Adaptive Routing adalah Didesain untuk memfungsikan switch dalam mengubah bentuk traffic pada sebuah jaringan. Situasi seperti ini, switch yang ada saling bertukar informasi untuk mempelajari kondisi jaringan sehingga tipe routing ini lebih efisien daripada routing alternative dalam hal resourcing jaringan.

DTM (Dynamic Traffic Management) yang dikembangkan oleh Northern Telecom menggunakan central network untuk mencari the best alternate route bergantung dari congestion (kepadatan) dalam jaringan tersebut. Central controller mengumpulkan status data dari tiap switch untuk mencari alternate route yang diinginkan.

            Jaringan dengan menggunakan circuit-switched adalah didesain untuk voice traffic. Walaupun demikian, circuit-switched network juga digunakan dalam komunikasi data dimana akan terjadi :

- untuk terminal-to-host data connection, waktu pada line terbuang percuma. Jadi komunikasi data akan tidak efisien jika menggunakan circuit-switched network.

- koneksi menyediakan rate yang konstan. Jadi device yang saling terhubung mempunyai rate yang sama saat transmit atau receiving data. Ini membatasi utilitas dalam jaringan yang banyak terdapat variasi komputer dan terminal.

2. Paket Switching

Packet switching adalah jaringan metode komunikasi digital yang kelompok semua data yang ditransmisikan terlepas dari konten, tipe struktur, atau menjadi blok-blok berukuran yang sesuai, yang disebut paket. Dalam hal biaya lalu lintas (sebagai lawan flat rate), misalnya dalam komunikasi seluler jasa, rangkaian switching dicirikan dengan biaya per satuan waktu dari waktu koneksi, bahkan ketika ada data yang ditransfer, sedangkan packet switching dicirikan dengan biaya per unit informasi. Dua mode paket switching yang utama ada; (1) connectionless packet switching, juga dikenal sebagai datagram switching, dan (2)berorientasi koneksi packet switching, juga dikenal sebagai virtual circuit switching.

Kelebihan packet switching

a.    Jalur efisiensi yang lebih besar

b.    Jalur dari simpul ke simpul dibagi secara dinamik beberapa paket sepanjang waktu.

c.    Paket diantrikan dan ditransmisi secepat mungkin.

d.   Waktu pada link node-to-node adalah dialokasikan terlebih dahulu menggunakan time-division multiplexing.

e.    K onversi rate data

f.    Setiap stasiun terhubung ke simpul lokal pada rate data yang sesuai.

g.    Simpul pengangga data di butuhkan untuk penyangga rate.

h.    Dua buah station yang berbeda data-ratenya dapat saling menukar paket.

i.     Paket dapat diterima meskipun sedang sibuk

j.     Skala Prioritas dapat digunakan.Paket dapat ditransmisikan pertama kali berdasarkan prioritas yang lebih tinggi.

k.    Paket mempunyai delay yang lebih kecil daripada lower-priority packets.

3. Message Switching

Pesan beralih adalah teknik jaringan switching di mana data disalurkan secara keseluruhan dari node sumber ke node tujuan,satu harapan pada suatu waktu. Selama message routing, Setiap saklar menengah dalam jaringan menyimpan seluruh pesan. Jika sumber daya seluruh jaringan yang terlibat atau jaringan menjadi terhambat, toko-toko jaringan pesan-switched dan penundaanpesan sampai sumber daya yang cukup tersedia untuk transmisiefektif pesan.Sebelum kemajuan dalam paket, switching beralih pesan bertindak sebagai pengganti efisien untuk switching sirkuit. Dengan demikian, setiap node perantara di dalam jaringan perlu untuk menyimpan setiap pesan sebelum retransferring pesan satu-per-satu sebagai sumber daya yang memadai telah tersedia. Jika sumber daya tidak tersedia, pesan disimpan tanpa batas.   Setiap pesan harus mencakup sebuah header, yang biasanya terdiri dari informasi routing, seperti sumber dan tujuan, waktu kadaluwarsa, tingkat prioritas, dll

Circuit Switching vs Packet Switching

V.                Jaringan Switching

Untuk transmisi data, komunikasi biasanya dilakukan dengan cara melalui transmisi data dari sumber ke tujuan melalui simpul-simpul jaringan switching perantara. Simpul switching bertujuan menyediakan fasilitas switching yang akan memindah data dari simpul ke simpul sampai mencapai tujuan.

Ujung perangkat yang ingin melakukan komunikasi disebut station. Station bisa berupa komputer, terminal, telepon, atau perangkat komunikasi lainnya. Sedangkan perangkat yang tujuannya menyediakan komunikasi disebut simpul. Simpul-simpul saling dihubungkan melalui jalur transmisi. Masing-masing station terhubung ke sebuah simpul, dan kumpulan simpul-simpul itulah yang disebut sebagai jaringan komunikasi.

Simpul yang hanya terhubung dengan simpul lain, tugasnya hanya untuk switching data secara internal (ke jaringan). Sedangkan yang terhubung ke satu station atau lebih, fungsinya selain menerima data juga sekaligus mengirimkannya ke station yang terhubung.

Jalur simpul-simpul biasanya dimultiplexingkan, baik dengan menggunakan Frequency Division Multiplexing (FDM) maupun Time Division Multiplexing (TDM).

Tidak ada saluran langsung diantara sepasang simpul. Sehingga diharapkan selalu memiliki lebih dari 1 jalur disepanjang jaringan untuk tiap pasangan station untuk mempertahankan reliabilitas jaringan.

VI. Istilah Telekomunikasi Softswitch

Softswitch lahir dari pengembangan teknologi jaringan data yang kini telah mendominasi. Pengembangan ini merupakan migrasi dari jaringan PSTN menuju NGN (Next Generation Network) yang berbasis data. Layanan telekomunikasi pada NGN (Next Generation Network) meliputi voice, data, dan multimedia. Pada kenyataannya, bagi industri jasa telekomunikasi bahwa volume trafik data melebihi volume trafik voice, namun layanan voice masih merupakan penyumbang pendapatan terbesar dalam bisnis telekomunikasi. Dengan Demikian pengembangan layanan voice pada jaringan data menjadi aspek penting dalam perkembangan telekomunikasi.

Kelemahan Softswitch sebagai berikut:

• Tergantung pada satu vendor, karena perangkat yang digunakan bersifat prepritary.
• Investasi yang sangat tinggi.
• Adanya fungsi kontrol, fungsi layanan dan fungsi network melekat dalam sirkit switch, sehingga operator sulit melakukan pengembangan dan diversivikasi layanan

Softswitch merupakan kumpulan dari beberapa perangkat protokol dan aplikasi yang memampukan perangkat-perangkat yang lain untuk mengakses telekomunikasi atau layanan internet berbasis jaringan IP.

Fungsi Softswitch diantaranya:

• Teknologi Softswitch mampu menghubungkan antara internet, jaringan wireless, jaringan kabel dan jaringan telepon tradisional.
• Jaringan pusat (core network) dapat dicapai menggunakan Softswitch.
• Softswitch memampukan jaringan telepon untuk berkomunikasi dengan jaringan data/internet dan sebaliknya.

Arsitektur dan Bagian Fungsional (Functional Plane) Softswitch ISC Reference Architecture sebagai berikut:

• Transport Plane

Transport plane bertanggung jawab untuk pengirirman pesan antar jaringan VoIP. Pesan ini dapat berupa call signalling, call dan media set up atau media. Mekanisme pengiriman pesan-pesan ini berdasarkan semua teknologi yang mampu memenuhi kebutuhan untuk membawa jenis trafik ini. Transport plane juga menyediakan akses untuk pensinyalan dan media ke jaringan luar, atau terminal ke jaringan VoIP.  Pada umumnya perangkat dan fungsi transport plane dikendalikan oleh fungsi didalam call control dan signaling plane. Transport plane dibagi menjadi tiga daerah yaitu IP Transpor Domain, Interworking Domain, dan Non-IP Access Domain.

• IP Transport Domain

IP Transport Domain menyediakan transport backbone dan routing/switching untuk mengangkut paket antar jaringan VoIP. Yang termasuk pada IP transport domain yakni router dan switch. Perangkat-perangkat (router dan switch) menyediakan mekanisme QoS dan aturan untuk pengangkutan.

• Interworking Domain

Perangkat Interworking Domain bertanggung jawab untuk perubahan bentuk pensinyalan atau media penerima dari jaringan eksternal ke dalam suatu format yang dapat dikirim ke berbagai entity di dalam jaringan VoIP dan sebaliknya. Interworking Domain terdiri dari perangkat seperti signaling Gateway (gerbang signal yang mengangkut konversi antar lapisan pengangkut yang berbeda), Media Gateway (media konversi antara jaringan transport yang berbeda atau media yang berbeda, dan Interworking Gateway) signal interworking pada layer transport yang sama tetapi dengan protokol berbeda.

• Non-IP Access Domain

Non-IP Access Domain diterapkan terutama untuk terminal non-IP dan jaringan radio tanpa kawat yang mengakses ke jaringan VoIP. Non-IP Access Domain terdiri dari Access Gateway atau gerbang untuk terminal non-IP atau telepon, terminal ISDN Integrated Access Devices ( IADS) untuk jaringan DSL, Kabel modem / Multimedia Terminal Adaptor ( MTAs) untuk jaringan HFC, dan Media Gateway untuk jaringan GSM/3G mobile radio access network (RAN).

• Call Control & Signaling Plane

Call Control & Signaling Plane mengontrol element utama pada jaringan VoIP, khususnya pada Transport Plane. Perangkat dan fungsi dalam plane ini menyelesaikan kendali panggilan berdasarkan pesan/message yang diterima dari Transport Plane, dan menangani pembangunan dan pemutusan koneksi media antar Jaringan VoIP oleh komponen pengendalian dalam Transport Plane. The Call Control & Signaling Plane terdiri dari perangkat seperti Media Gateway Controller (Call Agent or Call Controller), Gatekeepers and LDAP servers.

• Service & Application Plane

Service & Application Plane menyediakan kendali, logika dan pengeksekusi satu atau lebih jasa atau layanan atau aplikasi di dalam suatu jaringan VoIP. Perangkat-perangkat di dalam control Plane ini mengendalikan jalannya suatu panggilan berdasarkan layanan atau jasa pengeksekusi logika. Melalui komunikasi dengan perangkat di dalam Call Control & Signaling Plane. Jasa atau Layanan & Aplikasinya terdiri dari perangkat seperti Aplikasi Server dan Feature Server. Jasa atau Layanan & Aplikasinya juga mengontrol khususnya komponen-komponen pembawa seperti Media Server, yang melaksanakan fungsi seperti conferencing, IVR, tone processing, dan seterusnya.

• Management Plane

Manajemen Plane menangani fungsi seperti berlangganan dan ketetapan jasa atau layanan, dukungan operasional, penagihan dan tugas manajemen jaringan lainnya. Manajemen Plane dapat saling berhubungan dengan beberapa atau dengan semua ketiga plane lainnya melalui standard industri ( seperti: SNMP) atau protocol proprietary dan APIs.

Jaringan Softswitch dibangun oleh 5 komponen penting diantaranya:

1. MGC Media Gateway Controller merupakan salah satu unit fungsi utama pada softswitch. Gateway controller menangani call processing menggunakan Media gateway dan Signaling gateway. Dalam menangani Call Peocessing, Signaling Gateway berperan untuk membangun dan membubarkan koneksi. Gateway Controller sering disebut Call Agent (karena memiliki fungsi pesan pengontrol panggilan), dan juga disebut Media gateway Controller (karena memiliki fungsi pengontrol media gateway).Terkadang Call Agent disebut juga sebagai Softwitch (karena dikombinasikan dengan media gateway dan signaling gateway sehingga mempresentasikan konfigurasi minimun softswitch). Komponen ini menghubungkan antar komponen dalam jaringan softsiwtch dan juga menghubungkan ke ke jaringan luar yang berbeda protokol, seperti ke jaringan PSTN, SS7 dan jaringan IP.
2. MG Media Gateway disebut juga AG (Access Gateway) dan TG (Trunk Gateway). Access Gateway (AG) sebagai penghubung ke arah jaringan akses yang berhubungan dengan pengguna. Pada umumnya access gateway yang dikenal adalah perangkat yang berbasis paket (IP) ataupun nonpaket yang selanjutnya diubah menjadi paket untuk dapat dikontrol oleh softswitch. Trunk Gateway (TG) dipergunakan untuk menghubungkan jaringan berbasis softswitch kepada jaringan non-paket dan berfungsi sebagai trunking. Di dalam perangkat ini terdapat perubahan dari trafik yang non-paket ke paket ataupun sebaliknya.
3. SG Signalling Gateway melayani sebagai gateway atau gerbang antara jaringan signal SS7 dengan node-node lain pada jaringan IP yang di manage atau dikontrol oleh softswitch. Sebuah signaling gateway secara fisik terhubung ke jaringan SS7 dan harus mampu melayani berbagai protocol yang telah distandartkan. Signaling Gateway menyebabkan Softswitch seperti node-node yang ada pada jaringan SS7. Signaling Gateway menangani pengiriman signal SS7, sementara Media Gateway menangani pengiriman voice.
4. MS Media Server biasanya terpisah dari Feature Server karena aplikasi Media Server melibatkan media processing. Artinya Media Server harus mampu mendukung DSP (digital signal Processing).
5. FS Feature Server menyediakan semua feature dan layanan seperti tagihan, multy party conference, dll. Feature Server menggunakan semua sumber layanan atau jasa yang berkaitan dengan komponen-komponen lain pada softswitch. Dengan adanya Feature Server yang bekerja berbasis jaringan IP maka tidak ada lagi hambatan bagi softswitch untuk membagi dan mengelompokkan komponen aplikasi.

By : Cutt Iswahyuni