PENULIS
DASAR TELEKOMUNIKASI
SWITCHING
DASAR TELEKOMUNIKASI SWITCHING
Penulis :
Mochammad Junus, ST, MT Nurul Hidayati, ST., MT
Penerbit : Polinema Press
DASAR TELEKOMUNIKASI SWITCHING
Hak Cipta © Mochammad Junus Hak Cipta © Nurul Hidayati
Hak Terbit pada POLINEMA PRESS
Penerbit POLINEMA PRESS, Politeknik Negeri Malang Jl. Soekarno-Hatta no.09 PO BOX 04 Malang 65141 Telp. (0341) 404424, 404425
Fax. (0341) 404420
UPT. Percetakan dan Penerbitan Gedung AU ground floor [email protected] www.polinemapress.org press.polinema.ac.id
Anggota APPTI (Asosiasi Penerbit Perguruan Tinggi Indonesia) no.
207/KTA/2016
Anggota IKAPI (Ikatan Penerbit Indonesia) no. 177/JTI/2017
Cetakan Pertama, Juni 2021
ISBN : 978-623-6562-67-3
viii; 235 hlm.; 15,5 x 23 cm
Setting & Layout : Putra Fanda Hita Cover Design : Putra Fanda Hita Penyunting : Abd. Muqit
Hak cipta dilindungi undang-undang. Dilarang memperbanyak karya tulis ini dalam bentuk dan dengan cara apapun, termasuk fotokopi, tanpa izin tertulis dari penerbit. Pengutipan harap menyebutkan sumber.
Sanksi Pelanggaran Pasal 113 Undang-Undang Nomor 28 Tahun 2014
Tentang Hak Cipta
1) Setiap Orang yang dengan tanpa hak melakukan pelanggaran hak ekonomi sebagaimana dimaksud dalam Pasal 9 ayat (1) huruf i untuk Penggunaan Secara Komersial dipidana dengan pidana penjara paling lama 1 (satu) tahun dan/atau pidana denda paling banyak Rp100.000.000 (seratus juta rupiah).
2) Setiap Orang yang dengan tanpa hak dan/atau tanpa izin Pencipta atau pemegang Hak Cipta melakukan pelanggaran hak ekonomi Pencipta sebagaimana dimaksud dalam Pasal 9 ayat (1) huruf c, huruf d, huruf f, dan/atau huruf h untuk Penggunaan Secara Komersial dipidana dengan pidana penjara paling lama 3 (tiga) tahun dan/atau pidana denda paling banyak Rp500.000.000,00 (lima ratus juta rupiah).
3) Setiap Orang yang dengan tanpa hak dan/atau tanpa izin Pencipta atau pemegang Hak Cipta melakukan pelanggaran hak ekonomi Pencipta sebagaimana dimaksud dalam Pasal 9 ayat (1) huruf a, huruf b, huruf e, dan/atau huruf g untuk Penggunaan Secara Komersial dipidana dengan pidana penjara paling lama 4 (empat) tahun dan/atau pidana denda paling banyak Rp1.000.000.000,00 (satu miliar rupiah).
4) Setiap Orang yang memenuhi unsur sebagaimana dimaksud pada ayat (3) yang dilakukan dalam bentuk pembajakan, dipidana dengan pidana penjara paling lama 10 (sepuluh) tahun dan/atau pidana denda paling banyak Rp4.000.000.000,00 (empat miliar rupiah).
PRAKATA
Alhamdulillah, segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena buku Dasar Telekomunikasi & Switching ini telah selesai disusun. Buku ini disusun agar dapat membantu para mahasiswa dalam mempelajari dasar telekomunikasi & Switching dan memberi bacaan, informasi teori perkembangan telekomunikasi dan dasar switching serta dasar pola pemikiran munculnya teori telekomunikasi dan switching terutama bagi kaum awam yang belum mengenal Dasar Switching itu sendiri.
Penulis pun menyadari jika didalam penyusunan buku ini mempunyai kekurangan, namun penulis meyakini sepenuhnya bahwa sekecil apapun buku ini tetap akan memberikan sebuah manfaat bagi pembaca.
Akhir kata untuk penyempurnaan buku ini, maka kritik dan saran dari pembaca sangatlah berguna untuk penulis kedepannya.
Malang, Maret 2021 Penulis
KATA PENGANTAR PENYUNTING
Buku dengan judul “Dasar Telekomunikasi Switching” yang disusun oleh saudara Mochammad Junus dan Nurul Hidayati merupakan buku teks. Sebagai buku teks, buku ini berisikan teori-teori yang dipakai dalam pembelajaran telekomunikasi switching sesuai dengan judul bukunya.
Karena berfungsi sebagai buku teks, buku ini dapat dijadikan materi pelengkap bahan ajar tentang telekomunikasi switching. Sebagai pelengkap, buku ini berisikan deskripsi materi yang akan dijabarkannya pada setiap bab. Sebagai bahan pelengkap bahan ajar, buku ini dapat digolongkan kepada materi (content) yang sangat padat. Dikatakan demikian, karena buku ini memuat materi yang begitu banyak. Dalam satu babnya, bahasan yang dijabarkannya begitu detail sehingga para pengguna dapat diajak memahami sebuah histori suatu teori, penjabaran teorinya dan aplikasi teori yang dikandungnya.
Dari aspek materi, buku ini tidak menyajikan soal-soal sebagai bahan latihan. Hal ini dimaksudkan oleh penulis sebagai pembeda dengan buku ajar yang menjadi bahan ajar yang sedang diajarkannya. Isi materi buku (content) yang dimuatnya terdiri dari 6 (bab) dengan halaman yang mencapai 350 halaman lebih. Nah, dari aspek ini muatannya dapat dipastikan materinya berat dan serius.
Namun demikian, para penulis meyakinkan pembaca dan penggunya tidak akan merasa bosan di dalam membacanya. Bahasa yang digunakannya termasuk bahasa yang sederhana dengan diksi yang umum untuk jurusan teknik elektro. Diksi yang dipilihnya umum dan mudah difahami dengan menggunakan kalimat sederhana dibarengi dengan kalimat kompleks yang menampilkan kesan materi begoitu mudah difahaminya. Dengan demikian, para pembaca dan penggunanya akan merasa nyaman dan enjoy di dalam membacanya. Para penulis jeli menggunakan untaian kalimat yang bagus dan mudah, sehinmgga mereka tidak kesulitan sama sekali di dalam memahamim isi danj konsep yang dikandungnya. Pemberian gambar sebagai variasi dan elaborasi dalam penjabaran materi akan menambah daya tarik pembaca dan penggunanya.
Para penulis juga menyediakan indeks untuk memudahkan pencarian suatu istilah khusus pada halaman mana saja istilah tersebut digunakan.
Demikian juga glossarium ditampilkannya secara rinci sehingga istilah- istilah yang tidak dikenal dan tertentu akan mudah difahaminya berdasarkan rumpuh keilmuan dimana istilah tersebut dipakai. Kesimpulan buku yang biasanya tidak muncul, dalam buku ini ditampilka n dengan baik pada akhir pembahasan. Dengan kata lain, buku ini sangat lengkap aspek materi dalam bentuk komprehensifnya.
Namun demikian, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan oleh para penulis untuk memperbaiki performa buku ini yan g sudah sangat baik menjkadi lebih baik lagi. Pertama, sub- bab seharusnya ditampilkan dalam daftar isi biar memudahkan klsasifikasi materi dalam kelompoknya.
Kedua, materi buku ini sebaiknya dijadikan dua buku mengingat halaman yang dimilikinya mencapat 350 halaman. Buku yang ideal untuk buku teks maksimalnya 200 halaman. Ketiga, penggunaan istilah asing sebaiknya diletakkan di dalam kurung setelah makna atau arti bahasa Indonesianya dtemukan dan diketahui. Kata tersebut hendaknya ditulis miring (italic).
Kecuali memang kata tersebut telah diadaptasi menjadi bahasa Indonesia.
Keempat, pengantar setiap bab sebaiknya dihilangkan. Hal ini untuk membedakan laporan akhir akademik seperti skripsi, thesis dan disertasi dan buku.
Walaupun demikian, keberadaan buku ini sagat penting karena akan membantu para pembaca dan penggunanya di dalam memahasi materi-materi yang ada di dalam buku tersebut. Terlepas dari kekurangannya yang dapat diperbaiki pada edisi selanjutnya, para mahasiswa khususnya wajib memiliki buku ini karena memang membantu di dalam pengembangan keilmuan khususnya ilmu telekomunikasio switching.
Semoga buku ini dapat membatu mereka yan g sedang mempelajari ilmu tersebut. Amien.
Malang, 1 Maret 2021
Abd. Muqit
Asesor Perbukuan Nasion
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... i
PRAKATA ... v
KATA PENGANTAR PENYUNTING ... vi
DAFTAR ISI ... vii
BAB 1 LATAR BELAKANG DAN ISTILAH ... 1
BAB II DIGITAL ... 95
BAB III VOICE DIGITIZATION ... 117
KESIMPULAN ... 195
GLOSARIUM ... 196
INDEX ... 219
DAFTAR PUSTAKA... 225
BAB I
LATAR BELAKANG DAN ISTILAH
Dimulai pada tahun 1960, telekomunikasi di Amerika Serikat dan di seluruh dunia mulai mengalami perubahan radikal dalam beberapa bidang yang berbeda Pertama, jaringan telepon analog konvensional sedang dipanggil untuk menyediakan berbagai layanan baru dan berbeda.
yang sebagian besar berasal dari industri pengolahan data. Kedua, pasar dan badan hukum di Amerika Serikat dirangsang persaingan di kedua daerah lama dan baru dari layanan tradisional monopoli. Ketiga, teknologi digital muncul untuk menerapkan banyak transmisi fundamental dan fungsi switching dalam jaringan telepon AS dan jaringan lain di seluruh dunia. Tujuan utama dari buku ini adalah untuk menggambarkan desain, aplikasi, dan aspek operasional dari peralatan digital baru ini. Sebagai latar belakang.
Harus ditekankan bahwa pengenalan teknologi digital ke dalam jaringan telepon dimotivasi oleh keinginan untuk meningkatkan kualitas, menambahkan fitur baru, dan mengurangi biaya layanan suara konvensional. Digitalisasi jaringan lainnya tidak timbul dari kebutuhan industri pengolahan data untuk layanan data transmission lebih baik.
Memang, sebagian besar teknologi digital diperkenalkan ke jaringan awalnya tidak dapat diakses traffic data, kecuali melalui saluran analog.
Tentu saja, jaringan digital lingkungan alam untuk layanan komunikasi data. Karena lebih banyak jaringan menjadi digital, lebih banyak dukungan untuk penggunaan langsung dari fasilitas menjadi tersedia untuk aplikasi data. Awalnya, akses digital langsung ada hanya untuk relatif aplikasi bisnis high-end. Tidak sampai fasilitas dari Integrated Services Digital Network (ISDN) menjadi tersedia yang end-to-end {beralih saluran digital
dapat digunakan oleh pelanggan individu untuk suara dan data}, Pada akhir 1990-an banyak pendekatan lain untuk menyediakan akses digital fasilitas digital menjadi tersedia, terutama untuk akses Intemet. Berbagai teknologi akses digital ini dijelaskan pada Bab 1.
Sebagai referensi sejarah, Gambar 1. Saya telah disertakan untuk menunjukkan bahwa gagasan tentang suara dan data terpadu bukanlah hal baru. Angka ini menggambarkan konsep seorang penemu Jerman bernama Phillip Reis [1] untuk menambahkan komunikasi suara ke sarana komunikasi listrik yang berlaku saat itu - telegram 'Reis mengembangkan peralatan pada tahun 1860-an dan meninggal pada tahun 1874-dua tahun sebelum Alexander Graharn Bell menerima hak patennya untuk telepon.
Seperti ditunjukkan, angka tersebut menyiratkan penggunaan kabel alternatif untuk komunikasi suara atau data (yaitu, transmisi terintegrasi).
Reis benar-benar menggunakan lampiran telegraf untuk memberi isyarat informasi yang berkaitan dengan tes suara, sebuah indikasi kualitas suara yang tidak memadai.
Untuk menerapkan komunikasi suara dan telegraf simultan, telepon pada Gambar 1.1 pastilah bersifat digital. Karena keterbatasan teknologi pada saat itu, penerapan seperti itu tidak mungkin dan sistem telepon tentu saja berevolusi dengan teknologi analog. Seratus tahun kemudian situasinya berubah secara signifikan. Pengembang peralatan telepon dan penyedia layanan memiliki banyak teknologi baru, dan mereka ditantang bagaimana memanfaatkannya secara efektif.
Buku ini menjelaskan teknologi telepon digital dari dua perspektif.
Perspektif pertama menggambarkan peralatan atau subsistem individual dan alasan teknis untuk transisi dari peralatan analog konvensional ke mitra digital alami yang tampaknya kurang alami. Dengan demikian, salah satu tujuan dari buku ini adalah untuk mendeskripsikan bagaimana
teknologi digital meningkatkan dan memperluas kemampuan berbagai subsistem dalam jaringan telepon suara. Tujuan lain dari buku ini adalah untuk menggambarkan manfaat akhir yang diperoleh ketika keseluruhan jaringan diimplementasikan dengan teknik digital. Sejumlah besar sinergisme ada saat sistem individual dirancang menjadi satu jaringan kohesif yang memanfaatkan implementasi aigital. Efek sinergis menguntungkan layanan suara konvensional dan service lebih rendah seperti Internet.
Gambar 1.1 Kembali ke masa depan: svstem suara / komunikasi terpadu pertama
Sebagian besar deskripsi peralatan dan contoh desain yang disajikan dalam buku ini berasal dari materi yang ditulis oleh para insinyur di AT & T Laboratories (sekarang Lucent Technologies) dan pemasok lain untuk jaringan telepon umum. Prinsip dasar, bagaimanapun, sama sekali tidak unik untuk jaringan telepon umum. Contoh konsep dan implementasi berlaku untuk jaringan komunikasi manapun: publik atau swasta, suara atau data. Atribut inheren dari jaringan digital adalah bahwa ia dapat, sebagian besar, dirancang secara independen dari aplikasinya.
Terminal, Transmisi, dan Switching
Terdapat 3 (Tiga) elemen dasar dari jaringan komunikasi adalah terminal, sistem transmisi, dan switch. Bagian pertama dari bab ini memberikan gambaran umum tentang elemen-elemen ini seperti yang diterapkan pada jaringan telepon analog. Kemudian, bagian terakhir bab ini memberikan gambaran singkat tentang implementasi digital di dalam jaringan analog. Setelah diskusi rinci tentang motivasi untuk implementasi digital di Bab 2, empat bab berikutnya menjelaskan operasi dan perancangan elemen dasar jaringan suara digital. Bab 3 membahas tetminals suara digital dan algoritma yang paling umum digunakan untuk mengubah sinyal suara analog menjadi bit stream digital. Bab 4 menyajikan dasar-dasar sistem transmisi digital. Dasar-dasar peralihan digital mengikuti Bab 5. Teknik modulasi digital dasar dan penerapannya pada sistem gelombang mikro digital dan digital digital point-to-point dijelaskan pada Bab 6. Pembahasan berbagai pertimbangan sinkronisasi dan kontrol untuk jaringan digital disediakan di Bab 7 Bab I menggambarkan sistem transmisi serat optik dan stiken multiplexing sinkron (SONET). Bab 9 membahas arsitektur dasar dan pengoperasian sistem seluler digital yang berlaku yang digunakan di Amerika Serikat dan di seluruh dunia.
Penekanan utama dari sembilan bab pertama melibatkan perpindahan sirkit seperti yang diterapkan secara tradisional untuk jaringan telepon suara. Jaringan circuit-switched adalah jaringan yang memberikan
koneksi end-to-end yang lengkap untuk menanggapi setiap permintaan layanan. (Setiap koneksi, dengan fasilitas jaringan yang terkait, diadakan selama durasi panggilan.) Bab 10 menjelaskan jenis jaringan yang berbeda, yang secara umum disebut sebagai jaringan packet switched, yang sangat sesuai untuk melayani lalu lintas data. Termasuk dalam Bab 10 adalah diskusi tentang Asynchronous Transfer Mode (ATM), sebuah bentuk dari jaringan packet-switched. Bab 11 membahas berbagai teknologi dan sistem untuk mencapai akses digital langsung ke jaringan digital (suara atau data).
Bab terakhir menyajikan dasar-dasar teori lalu lintas: matematika dasar untuk menganalisis dan memprediksi kinerja jaringan telekomunikasi.
1.1 TELEKOMUNIKASI STANDAR ORGANISASI
Sebelum pecahnya Sistem Bell pada l Januari 1984, standar telekomunikasi di Amerika Utara pada dasarnya dibentuk oleh dominan desainer peralatan dan pemasok ke Sistem Bell: Bell Telephone Laboratories dan Westem listrik. perusahaan telepon independen yang menyediakan layanan lokal untuk 20% dari negara yang tidak tercakup oleh Sistem Bell bergantung pada Telepon independen AS Asosiasi [usita;
kemudian disebut sebagai u.s. Asosiasi Telepon (usTA)] untuk merumuskan dan menyebarluaskan standar, terutama untuk interkoneksi dengan Sistem Bell.
Untuk mengantisipasi divestasi perusahaan operasi Bell Regional (RBocs) dari AT&T, Asosiasi standar operator pertukaran (ECSA) dibentuk pada tahun 1983 sebagai asosiasi perdagangan nirlaba untuk mewakili kepentingan semua operator pertukaran
(RBocs dan independen). Pada Februari 1994 ECSA mensponsori pembentukan komite standar Tl untuk merumuskan standar interkoneksi baru untuk AS. jaringan nasional. Tift commiftee diakreditasi oleh American National Standards Institute
(ANSD untuk memastikan bahwa persetujuan standar mengikuti prinsip-prinsip keterbukaan. Dengan demikian standar komite Tl ditetapkan sebagai ANSI Tl.nnndate (TI kependekan dari standar Telekomunikasi nomor entitas I). Tabel 1.1 mencantumkan subkomite utama dalam Tl dan tanggung jawab masing-masing.
Amerika Utara yang menetapkan standar yang terkait dengan telekomunikasi adalah Asosiasi Industri Elecffonic (EIA), Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE), dan Bell
communicarions Research (Bellcore). Bellcore adalah organisasi yang disewa untuk menetapkan standar dan memenuhi syarat peralatan untuk RBOCs Bellcore sejak itu telah ditata ulang sebagai Telcordia Technologies. IEEE paling dikenal untuk standar komunikasi data yang tercantum dalam Tabel 1.2 tetapi juga telah menetapkan banyak standar untuk mengukur dan mengkarakterisasi peralatan telekomunikasi. Sebagian besar dunia di luar Amerika Utara bergantung pada telekomunikasi internasional $ komite tandard e $ tablish di bawah naungan Serikat Telekomunikasi Internasional (ITU). Di masa lalu, dua entitas utama dalam ITU didirikan: Komite Telegraf dan Konsultasi Telepon Internasional (ccITT) dan komite konsultasi Radio Internarional (ccIR). ccITT menetapkan rekomendasi untuk sirkuit dan peralatan transmisi telepon, telegraf, dan data. ccIR prihatin dengan mengoordinasi penggunaan adio specrrum. Kegiatan CCITT dan CCIR tidak lagi diidentifikasi sebagai
eing berbeda dari ITU. ccITT telah menjadi ITU-T dan ccIR sekarang menjadi ITU-R. Di Amerika Serikat. Penggunaan spektrum radio dikendalikan oleh Komisi Komunikasi Federal (FCC). Standar Amerika Utara dan standar ITU sering tidak cocok di masa lalu. Tidak ada standar Amerika yang ditetapkan oleh Bell System
Tabel 1.1 T1 Standards Subcommittee
Commitee Responbility
T1A1 Perfomance and signal processing
T1E1 Interfaces, power, and Protection
for Networks
T1M1 Internetwork, operations,
administrations, maintenance, and provisioning (IOAM&P)
T1P1 Wireless/mobile services and
systems
T1S1 Services, architectures, and
signaling
T1X1 Digital hierarchy and
synchronization
Tabel 1.2 IEEE Local Area Network/Metropolitan Area Network (LAN?MAN) Data Communications Standards
802.1 Overview and Architecture,
Bridging, Virtual bridged LAN (VLAN)
802.2 Logical Link Control (LLC)
802.3 Carier Sense Multiple Acces
(CSMA) with Collision Detection (CD) (Ethernet)
802.4 Token Bus (Arcnet)
802.5 Token Ring (IBM Ring)
802.6 Queued Packet Synchronous
Exchange (QPSX)
802.7 Brodband
802.8 Optical Fiber Technologies
802.9 Intergrated Services
802.10 Security
802.11 Wireless
802.12 Demand Priority
802.13 Cable TV
dimasukkan ke dalam rekomendasi CCITT sebagai subset. Karena perlunya kompatibilitas yang lebih internasional, subkomite T1 dan komiteITU-T sekarang bekerja sama untuk membangun standar bersama.
Contoh utama pertama dari upaya bersama adalah standar untuk sistem transmisi serat sinkron yang disempurnakan menjadi SONET di Amerika Serikat dan Digital Hierarchy sinkron (sDH) dalam standar ITU-T.
Organisasi Standar Internasional (ISO) adalah organisasi dengan kegiatan standar dalam berbagai hal, yang beberapa di antaranya melibatkan telekomunikasi. Subkomite teknis dalam ISo bekerja erat dengan kelompok studi ITU dalam merumuskan rekomendasi ITU, khususnya yang terkait dengan protokol SDN yang mematuhi, sebisa mungkin, dengan standar komunikasi data ISO atau Model Referensi Open System Interonnection (OSI).
1.2 ANALOGI NETWORK HIERARCHY
Karena jaringan telepon analog di dunia berevolusi selama hampir 100 tahun, sejumlah besar keanekaragaman dalam implementasi peralatan juga berkembang. 'Merupakan pencapaian luar biasa bahwa jaringan luas, seperti jaringan AS, dapat mengakomodasi banyak sekali jenis dan fungsi peralatan dengan benar. Pada 1980- di Amerika Serikat saja. terdapat 181 juta telepon [2], hampir semuanya dapat secara langsung memanggil nomor telepon umum dan memiliki koneksi berkualitas baik 'Pencapaian ini dimungkinkan oleh antarmuka standar dan hierarki fungsional yang terdefinisi dengan baik. Sebagai peralatan digital yang lebih baru diinstal, itu selalu mengikuti praktik standar dari jaringan analog. Fakta bahwa peralatan diimplementasikan dengan teknologi digital transparan ke seluruh jaringan.
1.2.1 Bell System Hierarchy
Alexander Graham Bell menemukan telepon praktis pertama pada tahun 1876. Segera menjadi jelas, bagaimanapun, telepon itu tidak banyak digunakan tanpa beberapa cara untuk mengubah koneksi pada "sesuai kebutuhan"dasar. Dengan demikian kantor switching pertama didirikan di New Haven, connecticut, hanya dua tahun kemudian. Kantor switching ini, dan yang mengikuti lainnya, terletak di titik pusat di area layanan dan menyediakan koneksi yang dialihkan untuk semua pelanggan di area tersebut. Karena lokasinya di area layanan, kantor switching ini sering disebut sebagai kantor pusat. Ketika penggunaan telepon meningkat dan pelanggan menginginkan koneksi jarak yang lebih jauh, menjadi perlu untuk menghubungkan area layanan individual dengan trunk antara kantor pusat. Sekali lagi, saklar diperlukan untuk menghubungkan kantor-kantor ini, dan tingkat kedua dari switching berkembang. Permintaan yang terus- menerus untuk koneksi jarak yang lebih jauh, bersama dengan peningkatan fasilitas transmisi jarak jauh, merangsang tingkat switching yang lebih tinggi. Dengan cara ini jaringan telepon umum analog di Amerika Serikat berevolusi menjadi lima level. Level-level ini tercantum dalam Tabel I.3.
Pada tingkat terendah dari jaringan adalah kantor switching kelas 5, juga disebut kantor pusat (cos) atau kantor akhir (Eos). Tingkat jaringan berikutnya terdiri dari kantor-kantor tol kelas 4. Jaringan tol Bell System terdiri dari tiga level switching: pusat primer, pusat penampungan, dan
pusat regional. Untuk menerangi struktur dan motivasi untuk jaringan hirarkis, contoh tiga tingkat simbolis ditunjukkan pada Gambar 1.2.
Sebaliknya, Gambar 1.3 menggambarkan struktur jaringan yang berbeda untuk menghubungkan semua switch tingkat pertama; sepenuhnya terhubung struktur mesh jelas, jaringan hirarkis membutuhkan lebih banyak node switching tetapi mencapai penghematan yang signifikan dalam jumlah batang link transmisi antara kantor switching. Penentuan jumlah total sirkuit trunk di kedua jaringan tentu merupakan fungsi dari jumlah lalu lintas antara setiap pasangan node switching. (Bab 12 memberikan matematika untuk menentukan jumlah sirkuit trunk.) Sebagai perkiraan pertama, biaya trunk mesh dapat ditentukan sebagai jumlah total koneksi (grup trunk) N "antara berpindah kantor
Tabel 1.3 Public Network Hierarchy of the Bell System (1982) [3]
Switch Class
Fuctional Designation
No. in Bell System
No. in
Independents
Total
1 Regional 10 0 10
2 Sectional
center
52 0 67
3 Primary
center
148 20 168
4 Toll center 508 425 933
5 End office 9603 9000 18,803
NC =𝟏
𝟐 N(N-1)
Dimana N adalah jumlah node
Dengan demikian jaringan mesh Gambar 1.3 memiliki 36 koneksi 'aS dibandingkan dengan 12 koneksi pada Gambar 1.2. Dalam kasus transmisi serat optik perbandingan biaya
Gambar 1.2 Three-level Switching hierarchy
Gambar 1.3 Mesh – connented network
Batangnya hampir persis 3 :1 karena sistem serat tunggal bisa memberikan suara lebih banyak kapasitas dari yang dibutuhkan antara dua switch.
Perbedaan yang kurang jelas antara jaringan Gambar 1.2 dan 1.3 melibatkan metode menjalin hubungan antara dua kantor. Dalam jaringan
hirarkis ada satu dan hanya satu rute antara dua node switching. In jaringan mesh Sebagian besar koneksi akan dibangun di jalur langsung antara kedua kantor tersebut. Namun, jika rute langsung tidak tersedia (karena kelebihan lalu lintas atau peralatan kegagalan) dan switch tingkat pertama dapat menyediakan koneksi trunkto-funk (disebut fungsi switching tandem), jaringan mesh menyediakan banyak altematif untuk membangun hubungan antara dua node. Oleh karena itu keandalan suatu jaringan Arsitektur harus diperhatikan selain hanya biaya. Secara umum, tidak murni Jaring atau jaringan hierarkis murni sangat diinginkan.
Dengan memperhitungkan faktor-faktor ini, Gambar 1.4 menggambarkan routing alternatif seperti yang diterapkan di bekas Sistem Bell. Seperti yang ditunjukkan, jaringan backbone dasar hirarkis ditambah dengan batang dengan penggunaan tinggi. Batang dengan penggunaan tinggi digunakan secara langsung koneksi antara kantor switching dengan volume lalu lintas antar kantor yang tinggi. Biasanya, Lalu lintas antara dua kantor tersebut disalurkan melalui batang langsung. Jika langsung Batang sedang sibuk (yang mungkin sering terjadi jika mereka sangat dimanfaatkan), tulang punggung Jaringan hirarkis masih tersedia untuk routing alternatif.
Lalu lintas selalu diarahkan melalui tingkat jaringan terendah yang tersedia. Ini Prosedur tidak hanya menggunakan fasilitas jaringan yang lebih sedikit namun juga menyiratkan kualitas sirkuit yang lebih baik karena jalan yang lebih pendek dan titik switching ang lebih sedikit.
Gambar 1.4 menunjukkan urutan dasar seleksi untuk rute alternatif. Koper interoffice langsung digambarkan seperti burik garis, sedangkan tulang punggung, jaringan hirarkis ditunjukkan dengan garis padat.
Gambar 1.4 Alternate routing in North American Network Selain batang dengan penggunaan tinggi, jaringan backbone juga diperkuat dengan fasilitas switching tambahan yang disebut switch tandem. Switch ini dipekerjakan di tingkat terendah jaringan dan menyediakan peralihan antar kantor akhir. Saklar Tandem tidak pafr dari jaringan tol, seperti ditunjukkan pada Gambar I.5, namun demikian (dan) pafr dari apa yang disebut sebagai area pertukaran. Secara umum, sebuah pertukaran area adalah area di mana semua panggilan dianggap sebagai panggilan lokal (yaitu, tol bebas).
Secara umum, setiap mesin switching di jalur antara dua kantor akhir menyediakan fungsi switching tandem. Dengan demikian switch toll juga menyediakan fungsi switching tandem. Dalam jaringan telepon umum, istilah tandem mengacu secara khusus untuk switching menengah di dalam area pertukaran .
Fungsi dasar kantor tandem adalah untuk menghubungkan kantor pusat tersebut di dalam area pertukaran yang memiliki volume fiaffic interoffice yang tidak mencukupi untuk membenarkan langsung batang.
Kantor Tandem juga menyediakan jalur alternatif fbr exchange area call yang didapat diblokir pada rute langsung antara kantor akhir. Meskipun Gambar 1.5 menggambarkan kantor tandem secara fisik berbeda dari kantor akhir dan kantor tol, switch tandem sering colocated dengan salah satu atau kedua jenis. Operasional, pertukaran area switching dan peralihan jaringan tol di sistem Bell selalu terpisah. Dia alasan utamanya untuk pemisahan wa $ untuk menyederhanakan pengalihan tandem dengan
menghindari penagihan dan jaringan rute. Switch tol harus menghitung durasi panggilan untuk tujuan penagihan namun a tandem switch tidak.
Sebelum diperkenalkannya switching yang dikendalikan oleh komputer.
Fungsi penagihan adalah pertimbangan yang signifikan.
Pemisahan operasional juga tersirat bahwa kelompok batang penghubung yang terhubung adalah terpisah dari kelompok batang tandem. Itu Fleksibilitas switching yang dikendalikan komputer telah menghilangkan kebutuhan akan pemisahan. Pemisahan fasilitas pertukaran fasilitas tol memiliki dampak penting peralatan transmisi dan switching yang digunakan pada aplikasi masing-masing. Bertukar koneksi area biasanya pendek dan hanya melibatkan beberapa kantor peralihan. Hubungan tol, di sisi lain, melibatkan banyak kantor peralihan
Gambar 1.5 Exchange Area Network
Hubungan transmisi yang relatif panjang di antara mereka. Jadi, untuk perbandingan end-to-end kualitas, peralatan area pertukaran analog individu tidak harus menyediakan sebanyak-banyaknya kualitas seperti yang dilakukan rekan jaringan tol.
1.2.2 Postdivestiture U. S. Jaringan
Pada dekade 1970-an struktur jaringan telepon umum di Negara Amerika berubah secara signifikan sebagai hasil perubahan teknologi dan peraturan lingkungan Hidup. Perubahan teknologi utama adalah (1) penyebaran mesin switching digital yang sangat besar, (2) adaptasi switch
yang dikendalikan computer untuk menyediakan beberapa fungsi peralihan dalam satu mesin (mis., penyatuan peralatan akhir, tandem, dan switchfungsi), dan (3) penerapan serat optik sistem transmisi yang bisa membawa penampang lalu lintas yang sangat besar.Melihat itu ketiga perkembangan teknologi ini menunjukkan jaringan dengan lebih sedikit dan lebih besar beralih jabatan. Pengaruh teknologi pada topologi jaringan dibahas lebih lanjut di Bab 8-10.
Efek paling dramatis dan langsung pada jaringan terjadi pada tanggal 1 Januari, 1984, ketika perpecahan AT & T secara resmi mulai berlaku. Karena perpisahan melibatkan divestasi perusahaan operasi Bell (BoCs) dari AT & T, jaringan itu sendiri dipartisi pada tingkat yang baru.
Partisi baru tersebut ditunjukkan pada Gambar 1.6, yang mana menggambarkan AT & T sebagai salah satu dari beberapa operator jarak jauh yang bersaing yang disebut sebagai interexchange carriers (IXCs) dan area akses dan transportasi lokal (LATA), yang awalnya domain eksklusif dari operator pertukaran lokal (LECs). Selain AT & T, dua IXC lainnya adalah MCI dan u.s. sprint. LECs awalnya menyertakan 23Bocs (disusun menjadi 7 RBocs), mantan perusahaan telepon independen seperti telekomunikasi GTE, contel, dan united, dan sekitar 1500 kebanyakan perusahaan telepon kota kecil. Merger dalam industri ini kemudian mengurangi jumlah LEC dan RBOC.
Jumlah LATA di Amerika Serikat pada awalnya 164, tapi jumlahnya ada diubah karena penyesuaian dalam batas layanan terkadang dilakukan. Karena LATA memerlukan area yang mencakup banyak area pertukaran, LECs menyelesaikan panggilan tol yang melintasi area pertukaran yang berbeda dalam satu LATA. IXC tidak diizinkan untuk membawa lalu lintas intra-LATA. Demikian pula, aLEC tidak diperbolehkan membawa lalu lintas antara dua LATA bahkan ketika kedua LATA mungkin merupakan area layanan dari Boc tunggal. Hanya IXC diizinkan untuk membawa lalu lintas antar-LATA. Untuk memastikan bahwa partisi servis ini ada ditaati, masing-masing IXC dihubungkan dengan LATA pada satu titik di theLATA, disebut sebagai alat tolok ukur (PoP). Peralatan SMC di POP bisa berupa kantor switching atau sekadar persimpangan untuk mengumpulkan lalu lintas yang dibawa ke tempat lain untuk dinyalakan.
Aspek utama dari keputusan akhir yang dimodifikasi (MFJ) yang menentukan divestasi tersebut adalah kondisi akses yang sama, yang
berarti bahwa aLEC (khususnya aBoc) itu untuk memperlakukan semua IXC secara seketika dalam hal akses pertukaran. Kondisi akses yang sama berarti bahwa akses ke semua kantor akhir dalam LATA sama dengan tipe, kualitas, dan harga untuk semua IXCs.TheLATA struktur nerwork [4]
didirikan untuk mencapai yang sama akses ditunjukkan pada Gambar1.7.
Gambar 1.6 Partisi jaringan U.S POP : Point dari kehadiran
AT : Akses tandem KE : Kantor Tandem EO : kantor akhir
TIC : Tandem antar LATA connecting OIG : Penyambungan langsung antar LATA TCTC : Tandem menghubungkan
Gambar 1.7 Hirarki LATA dan arsitektur akses
Desain jaringan LATA untuk lalu lintas intra-LATA diserahkan pada kebijaksanaan LEC. Dengan demikian koneksi intra-LATA dapat melibatkan beberapa kantor switching antara kantor akhir. Namun, koneksi antara Eo dan PoP dapat melibatkan paling banyak satu kantor switching perantara yang disebut sebagai access tandem (AT). sehubungan dengan hierarki sistem Bell sebelumnya, AT menggantikan switch kelas 4 tol.
Namun, fungsi penagihan jarak jauh, yang sebelumnya dilakukan di switch kelas 4, sekarang dilakukan dalam jaringan IXC. Meskipun Gambar l.7 menunjukkan fungsi tandem akses dan fungsi tandem dasar sebagai fungsi yang berbeda, fungsi tandem akses dapat diintegrasikan ke dalam sakelar tandem biasa jika sakelar tandem menyediakan fitur AT. Yang paling menonjol di antara fitur-fitur ini adalah kemampuan untuk meneruskan secara otomatis nomor identifikasi (ANI)informasi ke IXC untuk penagihan dan kemampuan untuk merutekan panggilan ke POP IXC berbeda tergantung pada tiga digit per resep atau per panggilan panggilan penunjuk qn.
Pada tahun 1997, FCC mengeluarkan beberapa putusan dengan tujuan mendorong kompetisi di bursa lokal dan jaringan jarak jauh.
berdasarkan putusan ini, LEC yang ingin memasuki pasar jarak jauh dapat melakukannya jika mereka membuka fasilitas pertukaran lokal mereka untuk operator jarak jauh atau penyedia akses kompetitif lainnya. Aspek
utama dari membuat fasilitas lokal tersedia untukpersaingan adalah penetapan harga tanpa ikatan untuk layanan lokal; pemisahan biaya loop lokal, peralatan switching lokal, pemeliharaan, dan layanan tambahan seperti panggilan darurat AS ke-9. Persyaratan utama lainnya adalah portabilitas angka, yang memungkinkan pelanggan untuk mengubah penyedia layanan lokal tanpa harus mengubah nomor telepon. Pengenalan kompetisi untuk distribusi lokal memicu penggunaan dua tennrr: carrier pertukaran lokal yang kompetitif (CLEC) untuk kompetisi dan pembawa pertukaran lokal (ILEC) untuk operator lokal yang dilindungi.
1.2.3 Sistem Switching Panduan Swltchboards
Peralatan switching telepon pertama digunakan operator di swirchboards manual. Operator meminta penelepon nomor yang ingin mereka panggil dan kemudian membuat koneksi dengan menghubungkan kabel di antara terminal jack. Meskipun switchboards tidak lagi digunakan, warisan keberadaannya tetap hidup: penggunaan istilah "tip and ring."
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.8, satu kawat dari pasangan kawat dihubungkan ke ujung konektor plug dan kabel lainnya terhubung ke cincin.
Gambar 1.8 Switch plug with corresponding jack (R,S, and T are ring, sleeve, and tip, respectively). (From Freeman, Fundamental of Telecommunication, Wiley, New York).
Biasanya disebut sebagai tip, dan yang lainnya di sebut sebagai ring. Bahkan pada kabel digital, yang tidak pernah menggunakan plug pada switchboard. Pada beberapa switchboard yang asli, koneksi ketiga akan diberikan oleh konduktor lengan yang ditunjukkan oleh gambar 1.8
Automated Switching
Secara umum peralatan yang terkait dengan mesin switching tertentu dapat dikategorikan sebagai salah satu dari fungsi berikut:
1. Signaling 2. Control 3. Switching
Fungsi dasar dari peralatan pensinyalan adalah untuk memantau aktivitas dari garis incom ing dan meneruskan status atau informasi kontrol yang sesuai ke elemen kontrol sakelar. Peralatan pensinyalan juga digunakan untuk menempatkan sinyal kontrol ke jalur keluar di bawah arahan elemen kontrol switch
Elemen kontrol memproses informasi sinyal masuk dan mengatur hubungan sesuai fungsi switching itu sendiri disediakan oleh matriks switching: rangkaian crosspoint yang dapat dipilih yang digunakan untuk menyelesaikan antara jalur input dan jalur output. Konstituen dasar dari sebuah Mesin switching ditunjukkan pada Gambar 1.9 Electromechanical switching. Sebelum diperkenalkannya digital electronic mesin switching pada akhir 1970-an, kantor switching di Amerika Utara dan sekeliling dunia dilengkapi dengan salah satu dari dua tipe dasar switch elektromekanis; step-by-step * dan crossbar. Seperti ditunjukkan pada Gambar 1.10, crosspoint dari switch step-by-step adalah wiper kontak yang bergerak dalam respon langsung ke pulsa dial. Saat pulsa dari digit pertama memasuki switch, mereka segera segera "melangkah" wiper vertikal ke baris horizontal sesuai dengan digit pertama. Setelah baris yang tepat dipilih, wiper diputar di set kontak lain sampai garis menganggur ke tahap selanjutnya dari perpindahan berada. Set berikutnya pulsa sambaran, mewakili digit kedua, lalu langkah tahap kedua seperti mannet. Proses terus berlanjut namun dibutuhkan banyak tahapan untuk menentukan ukuran switch tertentu.
Sesuai namanya, sebuah langkah demi langkah beralih menggunakan kontrol progresif langsung: Segmen berturut-turut dari sebuah jalur melalui saklar ditetapkan karena setiap digit diputar. Dengan kontrol progresif, elemen kontrol saklar diintegrasikan ke dalam matriks switching. Fitur ini sangat berguna untuk menerapkan berbagai ukuran switch dan memungkinkan ekspansi yang relatif mudah. Sebuah saklar
kontrol progresif, bagaimanapun, memiliki sejumlah keterbatasan yang signifikan;
1. Panggilan dapat diblokir meskipun jalur yang sesuai melalui switch yang ada namun tidak dicoba karena jalur yang tidak menguntungkan akan dipilih pada tahap awal.
2. Perutean alternatif untuk trunk yang keluar tidak mungkin dilakukan. Artinya, jalur keluar langsung dipilih oleh pulsa dial masuk dan tidak bisa diganti.
Gambar 1.9 Switching system components.
3. Skema pensinyalan selain pulsa dial (mis., Pensinyalan nada) tidak dapat digunakan secara langsung.
4. Penerjemahan nomor tidak mungkin dilakukan.
Berbeda dengan switch langkah-demi-langkah, switch palang adalah tombol yang menggunakan kontrol terpusat dan umum untuk pemilihan jalur sakelar. Saat angka diputar, elemen kontrol sakelar menerima keseluruhan alamat sebelum memprosesnya. Bila jalur yang sesuai melalui saklar ditentukan (yang mungkin melibatkan penjabaran nomor atau routing alternatif), elemen kontrol mentransfer informasi yang diperlukan dalam bentuk sinyal kontrol ke matriks switching untuk membuat sambungan. Fitur dasar, dan keuntungan, dari saklar kontrol umum adalah bahwa pelaksanaan fungsi kontrol terpisah dari implementasi saklar.
Gambar l.l0 Step-by-step switching element (Copyright 1977 by Bell Telephone Laboratories. Reprinted by permission.)
Sistem bar memperkenalkan kemampuan untuk menetapkan alamat logis (nomor telepon) secara independen dari bilangan fisik.
The crosspoint dari switch crossbar (Gambar 1.11) adalah kontak mekanik dengan magnet untuk mengatur dan menahan koneksi. Istilah crossbar muncul dari penggunaan crossing horizontal dan verlical bar untuk awalnya memilih kontak. Setelah didirikan, kontak switching dipegang oleh elektromagnet yang berenergi dengan arus searah yang melewati sirkuit mapan. Saat sirkuit dibuka, kehilangan arus menyebabkan crosspoint akan dilepaskan secara otomatis.
Karena keterbatasan operasional kontrol progresif, switch langkah-demi-langkah digunakan terutama di kantor switching kelas 5 yang lebih kecil. Switch palang, di sisi lain, digunakan terutama di wilayah metropolitan dan di dalam jaringan tol. Dalam beberapa kasus, langkah demi langkah beralih dengan kontrol umum dengan menerima digit ke peralatan kontrol khusus. Setelah memproses permintaan, peralatan kontrol menghasilkan pulsa yang mengatur koneksi seolah-olah saklar menerima pulsa langsung secara langsung.
Figure 1.11 Crossbar switching element. (Copyright 1977 by Bell Telephone Laboratories. Reprinted by permission.) Stored Program Control
Cara sistem switching dan crossbar menggunakan komponen elektromekanik untuk kedua matriks switching dan elemen kontrol. Dalam beberapa kasus, elemen kontrol elektromekanik di switch ini mewakili bentuk dasar komputer digital dengan tujuan khusus. Logika elektromekanis yang terpasang, bagaimanapun, memiliki kemampuan yang terbatas dan hampir tidak mungkin untuk dimodifikasi.
Sebuah tonggak utama untuk telepon didirikan pada tahun 1965 ketika Sistem Bell menginstal sistem switching terkontrol komputer pertamanya: nomer 1 Sistem switching elektronik (ESS). Sistem switching ini menggunakan komputer digital program yang tersimpan untuk fungsi kontrolnya. Fitur stored-program control (SPC) berasal dari nomer.1 ESS mengizinkan pengenalan fitur baru seperti panggilan singkat, meneruskan panggilan, panggilan tunggu, dan panggilan tiga arah.
Pengenalan SPC tidak hanya memberikan keuntungan yang signifikan bagi pengguna akhir namun juga menyederhanakan banyak tugas administratif dan pemeliharaan untuk operasi perusahaan. Sebagian besar administrasi jalur yang sebelumnya memerlukan banyak modifikasi manual (mainframe cross-connects) malah bisa dilakukan dengan
perubahan tabel data komputer dari switch SPC. Selanjutnya, nomor garis fisik tidak tergantung pada nomor baris logis (direktori), sehingga membuat perubahan angka menjadi mudah.
Manfaat lain yang dimungkinkan oleh SPC adalah pencatatan otomatis, probabilitas pemblokiran yang lebih rendah, statistik lalu lintas, pelacakan panggilan otomatis, dan akun unit acounting (biaya panggilan perr dibandingkan dengan tagihan tingkat flate untuk panggilan lokal tak terbatas).
matriks switching dari tidak. 1 ESS (dan juga No.2 ESS, No.3 ESS, dan No.1A ESS) diimplementasikan dengan relay buluh elektromekanik. Dengan demikian istilah ESS mengacu pada umumnya pada switching yang dikendalikan komputer dan bukan pada sifat matriks switching itu sendiri. Namun, ESS No.4 AT & T, yang pertama kali dipasang pada tahun 1976, adalah saklar berkapasitas tinggi yang menggunakan kontrol komputer dan elektronika digital untuk matriks switching-nya. Dengan demikian, ESS No.4 adalah "elektronik" dalam pengendaliannya dan matriks switchingnya. Selanjutnya, saklar sistem multipleks digital (DMS) Northern Telecom, bursa otomatis No.5 electronic automatic exchange (EAX)dari GTE, dan ESS No. 5 dari AT &
T juga menggunakan sirkuit logika untuk matriks crosspoint.
Private Branch Exchanges. Di Amerika Serikat istilah private branch exchange (PBX) merujuk secara umum ke sistem switching yang dimiliki atau disewa oleh bisnis atau organisasi untuk menyediakan fungsi switching internal dan akses ke jaringan publik. Dengan demikian PBX di Amerika Serikat dapat menggunakan kontrol manual atau otomatis. Istilah PABX juga digunakan di Amerika Serikat, dan khususnya di negara lain, untuk merujuk secara khusus PBX yang dikontrol secara otomatis.
Perkembangan sejarah sistem PBX telah mengikuti eratnya switch di jaringan publik. PBX dengan kontrol terkomputerisasi tersedia pada tahun 1963 (sebelum ESS No.1) ketika AT & T's No.101 ESS pertama kali dipasang. Sejak saat itu sejumlah besar produsen telah mengembangkan PBX yang dikendalikan komputer. Sebenarnya, pasar PBX telah lama menjadi bisnis yang paling kompetitif di bidang telekomunikasi. Penggunaan kontrol komputer untuk PBX memperkenalkan banyak fitur baru untuk pengguna. Tidak hanya fitur panggilan yang disesuaikan (seperti panggilan singkat) yang disediakan,
namun banyak fasilitas untuk manajemen biaya juga tersedia. Beberapa fitur umum yang berguna dalam PBX adalah sebagai berikut:
1. Ringkasan akuntansi oleh karyawan atau departemen.
2. Beberapa kelas layanan dengan prioritas dan pembatasan akses terhadap kode area, garis WATS, dan sebagainya.
3. Biaya yang sedikit untuk secara otomatis memilih garis dasi, sirkuit devisa, WATS, DDD, dan sebagainya.
4. Memanggil kembali secara otomatis saat sirkuit tersedia.
5. Pemantauan jalur dan analisis untuk mengetahui pemanfaatan sirkuit yang ada atau untuk memastikan probabilitas pemblokiran dan efektivitas biaya jaringan.
Centrex. Banyak fitur yang awalnya disediakan oleh PBX juga ditawarkan oleh perusahaan operasi sebagai fitur Centrex. Seperti ditunjukkan pada gambar 1.12, Centrex adalah layanan pelanggan bisnis yang didukung oleh peralatan switching di kantor pusat. Setiap perangkat telepon atau data di tempat pelanggan memiliki saluran khusus untuk beralih di kantor pusat.
Awalnya, setiap saluran menyiratkan sepasang kabel khusus. Sekarang lebih umum menggunakan teknik multiplexing (dijelaskan pada bagian 1.25) untuk mengurangi biaya transmisi. Namun, dari sudut pandang kantor pusat, masing-masing ekstensi Centrex memiliki penampilan khusus di CO dengan nomor telepon jaringan publik yang unik. Perangkat lunak di kantor pusat memperlakukan jalur Centrex sebagai grup pengguna tertutup untuk menyediakan fitur dasar berikut:
Gambar 1.12 Centrex service to multiple sites.
1. Panggilan langsung ke ekstensi Centrex dari jaringan publik.
2. station-to-station calling menggunakan nomor ekstensi yang bertentangan dengan angka publik penuh, 7- (atau 10-) digit.
3. Fitur umum suara seperti meneruskan panggilan, transfer panggilan, panggilan tunggu, call pick up, dan panggilan tiga arah.
4. Beberapa situs dengan rencana dan fitur penomoran yang transparan. Dengan Centrex seluruh kota, situs dapat didukung dari beberapa kantor yang saling terkait dengan common channel channel (CCS) yang dijelaskan pada bagian 1.2.10.
5. Papan pesan / pesan terpusat dengan informasi asli panggilan untuk pemrosesan panggilan terusan.
6. Tinggi tersedia karena peralatan CO dan telepon analog yang terhubung langsung didukung di CO dengan sumber daya cadangan.
7. Pertumbuhan hampir tak terbatas.
1.2.4 Sistem transmisi
Secara fungsional, saluran komunikasi antara sistem switching disebut sebagai koper. Dulu, saluran ini diimplementasikan dengan berbagai fasilitas, termasuk pasang kabel, kabel koaksial, dan jalur radio gelombang radio point-to-point. Kecuali untuk situasi khusus, fasilitas trunk sekarang memanfaatkan serat optik.
Open Wire
Gambaran klasik jaringan telepon di masa lalu terdiri dari tiang telepon dengan silang dan isolator kaca yang digunakan untuk mendukung pasangan kawat terbuka yang tidak berinsulasi. Kecuali di lingkungan pedesaan, kawat terbuka telah diganti dengan sistem kabel multipair atau serat. Keuntungan utama sepasang kawat terbuka adalah atenuasi yang relatif rendah (beberapa ratus desibel per mil pada frekuensi suara). Oleh karena itu, kawat terbuka sangat berguna untuk loop pelanggan pedesaan yang panjang. Kelemahan utama harus memisahkan kabel dengan kawat silang untuk mencegah korslet dan kebutuhan akan tembaga dalam jumlah besar. (untai kawat terbuka tunggal memiliki diameter lima kali diameter untai khas pada kabel multipair.
Jadi kabel terbuka menggunakan tembaga sebanyak kira-kira 25 kali lipat seperti halnya kabel lainnya). Sebagai hasil dari biaya tembaga
dan munculnya biaya elektronik yang rendah, kawat terbuka di lingkungan pedesaan sebagian besar telah diganti dengan sistem kabel yang menggunakan amplifier (digital) untuk mengimbangi redaman pada loop panjang.
Paired Cable
Sebagai tanggapan terhadap crossarms yang terlalu padat dan biaya perawatan yang tinggi, sistem kabel multipair diperkenalkan sejak tahun 1883. Hari ini satu kabel mungkin berisi dari 6 sampai 2700 pasang kawat. Gambar 1.13 menunjukkan struktur khas kabel. Bila tiang telepon digunakan, kabel tunggal dapat menyediakan semua sirkuit yang dibutuhkan pada rute, sehingga menghilangkan kebutuhan akan silau.
Baru-baru ini cara distribusi kabel yang disukai adalah menguburnya langsung di tanah (kabel terkubur) atau menggunakan saluran bawah tanah (kabel bawah tanah).
1.2 Hirarki Jaringan Analog
Tabel 1.4 adalah daftar ukuran kabel yang paling umum ditemukan di dalam sistem kabel pasangan. Sistem alat pengukur (diameter tinggi) yang lebih rendah digunakan untuk jarak yang panjang dimana atenuasi sinyal dan resistansi arus searah menjadi faktor pembatas. Gambar 1.14 menunjukkan kurva atenuasi [5] untuk alat pengukur umum dari kabel pasangan sebagai fungsi frekuensi. Poin penting yang dilihat dalam Gambar 1.14 adalah bahwa kabel pasangan mampu membawa frekuensi jauh lebih tinggi daripada yang diperlukan oleh sinyal telepon kualitas suara. (Kira-kira 3,4 kHz). Dahulu, perubahan area jaringan telepon digunakan kabel pasangan hampir secara ekslusif untuk transmisi pendek internal kantor. Naikkan sampai pengenalan teknik multiplexing,
Gambar 1.13 Kabel multipair. (Hak cipta 1977 oleh Bell Telephone Laboratories, Dicetak ulang dengan izin)
Tabel 1.4 Wire Gauge and Resistence of Common Paired Cable
Catatan bahwa resistansi loop dari sepasang dua kali resistansi dari kawat tunggal yang diberikan dalam tabel.
Gauge Diameter (in) Direct-Current
Resistance (Ω/1000 ft)2
30 0.010 104
28 0.013 66
26 0.016 41
24 0.020 26
22 0.025 16
20 0.032 10
19 0.036 8
Gambar 1.14 Atenuasi versus frekuensi dari pengukuran biasa pasangan kabel. (Dari
W.D. Reeve, Subscriber Loop Signaling Transmission Handbook,IEEE Press,New York, Gambar 7-16a)
Gambar 1.15 Single-wire transmission with ground return
Gambar 1.16 Two-wire transmission
Dideskripsikan kemudian pada bab ini, masing-masing sirkuit suara (trunk) dibawa pada pasangan kabel yang berbeda. Dimulai pada awal tahun 60 an elektronik mengawali penggunakannya sistem transmisi pendek internal kantor menggunakan teknik multiplexing untuk membawa banyak kanal melalui kawat tunggal.
2 Kabel Vs 4 Kabel
Semua transmisi saluran kabel dalam jaringan telepon berdasar pada transmisi yang melalui pasangan kabel. Sebagaimana ditunjukkan pada gambar 1.15, transmisi yang melalui kawat tunggal (dengan ground) adalah mungkin dan sudah digunakan waktu dulu. Walaupun, hasil sirkuit terlalu mengandung noise untuk penerimaan pelanggan.Sebagai gantinya, keseimbangan pasangan kabel seperti ditunjukkan pada gambar 1.16 digunakan dengan merambatkan sinyal sebagai perbedaan tegangan antara 2 kawat. Arus listrik dihasilkan oleh perbedaan aliran sinyal yang melalui kawat pada arah berlawanan yang disebut arus metalik. Sebaliknya, propagasi arus pada arah yang sama di kedua kabel disebut sabagai mode umum atau arus longitudinal. Arus Longitudinal tidak digabungkan ke dalam rangkaian keluaran kecuali ada ketidakseimbangan pada kabel yang mengubah beberapa sinyal longitudinal (noise atau interference) menjadi sinyal yang berbeda. Dengan demikian penggunaan sepasang kabel setiap rangkaian memberikan kualitas rangkaian jauh lebih baik daripada transmisi kawat tunggal. Beberapa sistem switching yang lebih lama menggunakan transmisi kawat tunggal (tak seimbang) untuk mengurangi jumlah kontak. Ketidakseimbangan rangkaian hanya dimungkinkan pada switch kecil dimana noise dan crosstalk bisa dikendalikan.
Hampir semua layanan pelanggan di jaringan telepon diterapkan dengan kabel kawat tunggal. * Kawat tunggal menyediakan untuk transmisi ke dua arah. Jika pengguna di kedua ujung koneksi berbicara secara bersamaan, percakapan mereka ditumbangkan pada kawat dan bida didengar di ujung yang berlawanan. Sebaliknya, transmisi saluran kabel ( dan fiber) pada jarak yang jauh, seperti diantara kantor switch, adalah penerapan terbaik jika 2 arah transmisi dipisahkan menjadi pasang kawat terpisah. * Sekarang biasa menggunakan fiber untuk bagian pengumpan dari lingkaran pelanggan, namun jatuhnya ke rumah adalah pasangan tunggal per telepon.
Transmisi jarak jauh membutuhkan amplifikasi dan paling sering melibatkan multiplexing. Implementasi ini paling mudah di implementasikan jika dua arah transmisi terisolasi satu sama lain. Dengan demikian, trunk antar office biasanya menggunakan dua pasang kabel atau dua serat dan disebut dengan sistem empat kawat. Penggunaan dua pasang kabel bukan berarti juga penggunaan dua kali lebih banyak tembaga
sebagai dua rangakian kawat. Setelah tahun 1960, sistem empat kawat semakin banyak digunakan dalam beberapa bentuk multiplexing untuk menyediakan beberapa kanal dalam satu arah pada sepasang kawat.
Dengan demikian, penghematan tembaga dimungkinkan.
Terkadang bandwidth dari sepasang kabel tunggal dipisahkan menjadi sub band yang digunakan untuk dua arah perjalanan. Sistem ini disebut sebagai turunan sistem empat kabel. Oleh karena itu, istilah empat kawat dimaksudkan dengan saluran terpisah untuk setiap arah juga disebut sebagai sistem empat kawat.
Penggunaan transmisi empat kawat memiliki dampak langsung pada sistem switching jaringan toll. Karena rangkaian jaringan toll terdiri dari empat kawat, sakelar dirancang untuk menghubungkan kedua arah transmisi secara transmisi. Oleh karena itu, dua jalur melalui sakelar dibutuhkan untuk setiap koneksi, dua saklar kawat, seperti yang digunakan pada end offices analog yang tua, hanya memerlukan saklar untuk setiap koneksi.
Konversi dua kawat ke empat kawat
Pada beberapa poin dalam koneksi jarak jauh dibutuhkan mengubah transmisi dua kawat dari rangkaian lokal ke transmisi empat kawat pada trunk jarak jauh. Dimasa lalu, konversi biasanya terjadi pada trunk interface dari (dua kawat) switch end office. Tidak pernah swicth end office digital secara inheren empat kawat, yang berarti konversi titik dua kawat ke empat kawat ada di pelanggan (jalur) dari switch seperti berlawanan ke sisi trunk. Sebuah interkoneksi umum dari dua kawat dan fasilitas empat kawat untuk sebuah koneksi terlihat pada gambar 1.17.
Fungsi konversi dasar disediakan dari hinrida yang memasangkan dua arah transmisi seperti pada gambar. Sirkuit hibrida telah diimplementasikan secara tradisional dengan transformator yang saling berhubungan, baru baru ini, bagaimanapun, hibrida elektronik telah dikembangkan. Idealnya hibrida harus memasangkan semua energi pada cabang yang masuk dari rangkaian empat kawat ke dua kawat yang dipakai, dan tidak satupun dari sinyal empat kawat yang masuk harus dipindahkan ke keluaran empat cabang kawat.
Gambar 1.17 Interconnection of two-wire and foir-wire circuits.
Bila impedansi matching network Z sama persis dengan impedansi rangkaian dua kawat, isolasi sempurna dari dua cabang empat kawat dapat terealisasi. Dulu pencocokan impedansi merupakan proses manual yang memakan waktu, oleh karena itu tidak umum digunakan. Selanjutnya, rangkaian dua kawat biasanya diaktifkan koneksi sehingga impedansi dari jalur dua kabel yang tersambung ke hibrida jarang diimbangi. Efek ketidakcocokan impedansi menyebabkan gema, tingkat kekuatan yang terkait dengan tingkat ketidak cocokan. Pengaruh gema pada kualitas suara dan cara mengendalikannya dibahas nanti di bab ini
Loading Coils
Kurva atenuasi terlihat digambar 1.14. Menunjukkan bahwa frekuensi yang lebih tinggi dari spektrum suara (sampai 3,4kHz) mengalami redaman lebih banyak daripada frekuensi yang lebih rendah.
Atenuasi tergantung frekuensi ini mendistorsi sinyal suara dan disebut sebagai distorsi amplitudo. Distorsi ampitudo menjadi paling signifikan pada pasangan kabel panjang, dimana perbedaan atenuasi paling besar.
Metode biasa untuk melawan distorsi amplitudo pada pasangan kawat jarak menengah (3-15 mil) adalah memasukkan induktansi buatan ke dalam garis. Induktansi ekstra berasal dari gulungan pemuatan yang dimasukkan pada interval 3000, 4500, 6000 ft. Gambar 1.18 menunjukkan efek pemuatan kumparan pada rangkaian 24-gauge. Perhatikan bahwa respon voiceband hingga 3kHz sangat meningkat, namun efeknya pada frekuensi yang lebih tinggi sangat menghancurkan sebelum intriduksi jalur kawat dan sistem pembawa serat.
Kumparan pemuatan digunakan secara luas pada exchange area interoffice trunks. Kumparan pemuatan juga digunakan pada rangkaian pelanggan yang lebih panjang, biasanya di pedesaan. Disini juga, sistem pengangkut adalah telah memindahkan sebagaian besar pasang kabel tunggal yang digunakan pada rute yang panjang.
Gambar 1.18 Effect of loading on 24-gauge cable pair.
1.2.5 Sistem Sepasang Gain
Memberikan layanan kepada pelanggan pedesaan selalu merupakan proporsi mahal karena panjang rute yang terlibat dan jumlah rumah tangga yang keicl untuk mendukung biaya instalasi awal dan pemeliharaan. Di masa lalu, cara umum untuk mengurangi biaya adalah menggunakan party lines, yang melibatkan pembagian sepasang kawat diatara banyak rumah tangga. Party Line sangat berguna untuk memenuhi permintaan layanan baru di rute tanpa pasangan cadangan tapi jelas tidak pantas karena kurangnya aviability of the line.
Sistem sepasang gain adalah pendekatan alternatif untuk berbagi pasang kabel yang jauh lebih dapat diterima oleh pengguna. Bagian ini
menjelaskan dua tipe dasar sistem sepasang gain: konsentrator (switch jarak jauh) dan multiplexer (sistem pebawa)
Konsentrasi
Bentuk pertama dari sistem sepasang gain pada gambar 1.19 menggambarkan sistem konsentrasi basic line. Jika dilihat dari ujung terminal stasiun, sistem sepasang gain menyediakan konjungsi dengan mengganti sejumlah stasiun aktif ke pengecilan pada jalur ouput. Di ujung lain sistem, dekompresi (ekspansi) terjadi dengan beralih dari share lines ke input individu dari switching office corresponding ke stasiun yang aktif.
Memperluas lalu lintas kembali ke jumlah stasiun yang asli untuk memastikan bahwa sistem secara operasional transparan baik untuk perlaihan dan penegguna. Perhatikan bahwa definisi yang mana end memberikan konjungsi dan yang mana end memberikan ekspansi adalah bergantung pada sudut pandang.
Gambar 1.19. Pair-gain systems: concentration and multiplexing: (a) concentration (z > M);(b) multiplexing
Karena konsentrator tidak dapat secara bersamaan menghubungkan semua stasiun yang dilayaninya, sejumlah pemblokiran perlu diperkenalkan oleh konsentrasi. Ketika aktivitas masing-masing stasiun cukup rendah, sejumlah besar konsentrasi dapat dicapai dengan probabilitas pemblokiran yang dapat diterima. Misalnya, 40 stasiun yang
masing-masing hanya aktif T.SVo waktu itu dapat dikonsentrasikan pada 10 baris dengan probabilitas pemblokiran 0,001. * Ini adalah degradasi yang dapat diterima dalam layanan karena stasiun yang sama-sama aktif disebut sibuk 75 kali lebih sering . Perhatikan bahwa sistem konsentrasi memerlukan informasi kontrol fansfer antara terminal konsentrator / switch expander. Ketika salah satu ujung sistem membuat connectron baru ke salah satu jalur yang dipakai bersama, ujung lainnya harus diinformasikan untuk mengatur reverse comection yang sesuai.
Multlplexing
Seperti ditunjukkan pada Gambar 1.14, bandwidth inheren dari pasangan kawat tipikal jauh lebih besar dari yang dibutuhkan untuk sinyal suara tunggal. Dengan demikian, multiplexing dapat digunakan untuk membawa beberapa saluran suara pada satu pasangan kabel. Peningkatan atenuasi yang disiratkan oleh frekuensi yang lebih tinggi diimbangi oleh amplifier di peralatan multipleks dan pada titik-titik periodik di jalur pengiriman. Teknik multiplexing tertentu yang ditunjukkan pada Gambar 1. I9b adalah sistem multiplex pembagian frekuensi. Bentuk lain dari multiplexing, multiplexing pembagian waktu dari sinyal suara digital, adalah pendekatan multiplexing yang lebih disukai untuk sistem gain berpasangan digital yang dibahas nanti 'Seperti ditunjukkan pada Gambar I. Tahun l9b, ada hubungan satu-ke-satu antara saluran pelanggan dan saluran multiplexer. Jadi, tidak seperti sistem konsentrasi, tidak ada kemungkinan memblokir dalam tipe multiplexing dari sistem pair-gain.
Juga, tidak ada kebutuhan untuk mentransfer informasi switching karena hubungan satu-ke-satu yang sama menentukan hubungan antara jalur pelanggan di satu ujung dan mematikan, saluran jalur di ujung lainnya.
Kelemahan utama dari sistem pair-gain multiplexing adalah bahwa sub- kanal sangat kurang dimanfaatkan jika sumbernya relatif tidak aktif.
Dalam situasi ini kombinasi konsentrasi dan multipleks biasanya dibenarkan.
Time Asslgnment Speech lnterpolation
Interpolasi ucapan penugasan waktu (TASI) adalah sistem perolehan pasangan yang secara dinamis menetapkan saluran ke sirkuit hanya ketika ada aktivitas suara yang sebenarnya. Dengan demikian, sistem TASI merasakan aktivitas suara dari sejumlah sumber N;
menetapkan sumber aktif ke salah satu saluran M, di mana M biasanya sekitar setengah lebih besar dari N; dan memberi sinyal ujung tentang koneksi. Biasanya, setiap peserta dalam percakapan aktif hanya 407o dari waktu, yang menunjukkan bahwa jika M = jN, ada beberapa kapasitas cadangan untuk mengakomodasi aktivitas berlebih dalam satu arah. Jika sumber mulai berbicara ketika semua saluran digunakan, bagian awal segmen pidato itu akan terpotong hingga saluran tersedia. Bab 12 memberikan formulasi matematis untuk menentukan probabilitas pemangkasan sebagai fungsi N, M, dan faktor aktivitas suara. Aplikasi awal TASI melibatkan peningkatan pemanfaatan pasangan kabel bawah laut. Biaya yang jelas dari saluran ini menjamin penggunaan yang agak rumit teknik multiplexing untuk saat itu. Sejak itu, teknik dasar yang sama telah digunakan dalam berbagai aplikasi dengan ucapan digital untuk aplikasi satelit dan darat. Sistem ini umumnya disebut sistem pidato digital (DSI) [6].
1.2.6 FDM Multlplexing and Modutation
Pengenalan sistem kabel ke dalam pabrik transmisi untuk meningkatkan kepadatan pengemasan rangkaian kabel terbuka adalah salah satu contoh multiplexing dalam jaringan telepon. Bentuk multiplexing ini, yang disebut multiplexing pembagian ruang, tidak lebih dari menggabungkan satu pasang kabel menjadi satu kabel. Jaringan elephone menggunakan dua bentuk multiplexing, yang keduanya menggunakan elektronik untuk mengemas lebih dari satu sirkuit suara ke dalam bandwidth media transmisi tunggal. Analog frequency division multiplexing (FDM) telah digunakan secara luas dalam radio gelombang mikro point-to-point dan pada tingkat yang jauh lebih rendah pada kabel koaksial usang $ $ dan kawat-line $ ystems. FDM juga digunakan dalam sistem transmisi serat optik, di mana ia disebut sebagai wavelength division multiplexing (wDM) .- Digital time division multiplexing (TDM) adalah bentuk dominan dari multiplexing yang digunakan dalam telepon
nerworks di seluruh dunia. (Bahkan sistem serat optik yang memanfaatkan wDM biasanya menggunakan TDM digital dalam sinyal panjang gelombang tertentu.
Frequency Division Multlplexing
Seperti ditunjukkan pada Gambar I. l9b, sistem FDM membagi bandwidth yang tersedia dari media transmisi menjadi sejumlah pita narower atau sub-saluran. Sinyal suara individu dimasukkan ke dalam sub- saluran dengan modulasi amplitudo frekuensi pembawa yang dipilih dengan tepat. Sebagai kompromi antara mewujudkan jumlah terbesar saluran suara dalam sistem multipleks dan mempertahankan kesetiaan suara yang dapat diterima, perusahaan telepon menetapkan 4 kHz sebagai bandwidth standar dari rangkaian suara. atau sistem pembawa N2 pada kabel berpasangan), bandwidth subchannel adalah 8 kHz, dan frekuensi pembawa yang sesuai berada di tengah masing-masing subchannel. Karena modulasi band sisi ganda boros bandwidth, modulasi single-sideband (ssB) digunakan setiap kali biaya terminal tambahan dibenarkan. Frekuensi pembawa untuk sistem sideband tunggal terletak di tepi atas atau bawah dari sub-saluran yang sesuai, tergantung pada apakah sideband bawah atau atas dipilih. Multiplexer bank saluran A5 AT&T menggunakan modulasi sideband yang lebih rendah.
FDM Hlerarchy
Untuk menstandarkan peralatan dalam berbagai sistem transmisi broadband dari jaringan analog asli, sistem Bell membentuk hierarki FDM seperti yang diberikan pada Tabel 1.5. rekomendasi ccITT menentukan hierarki yang sama di level bagian bawah.
Tabel 1.5 FDM Hlerarchy of the Bell Network Multiplex Level Number of
Voice Circuits
Formation Frequency Band (kHz)
Voice channel 1 0-4
Group 12 12 voice circuits 60-106
Supergroup 60 5 groups 312-552
Mastergroup 600 10 supergroups 564-3,084
Mastergroup Mux
1,200-3,600 Various 312,564- 17,548 Jumbogroup
Mux
10,800 3 jumbo groups 3,000-60,000
Setiap level hirarki diimplementasikan menggunakan satu set modul FDM standar. Peralatan multipleks tidak tergantung pada media transmisi broadband tertentu. Semua peralatan multiplex dalam hirarki FDM menggunakan modulasi SSB 'Jadi, setiap sirkuit suara membutuhkan bandwidth sekitar 4 kHz. Blok penyusun tingkat terendah dalam hierarki adalah grup saluran yang terdiri dari 12 saluran suara. Multipleks grup saluran menggunakan bandwidth total 48 kHz. Gambar I.20 menunjukkan diagram blok dari multiplexer grup saluran A5, bank saluran tipe-A yang paling umum digunakan untuk multiplexing tingkat pertama. Dua belas modulator menggunakan 12 operator terpisah menghasilkan l2 sinyal sideband ganda seperti yang ditunjukkan. Setiap saluran kemudian disaring bandpass untuk memilih hanya pita sisi bawah dari setiap sinyal sideband ganda. Sinyal multipleks komposit dihasilkan dengan menempatkan keluaran filter dengan sangat baik. Demultiplex melengkapi dalam terminal penerima menggunakan pemrosesan dasar yang sama dalam urutan terbalik. Perhatikan bahwa filter separasi sideband tidak hanya menghilangkan sideband atas tetapi juga membatasi bandwidth dari sigrpl yang tertahan: sideband bawah. Oleh karena itu filter ini mewakili titik dasar dalam jaringan telepon analog yang menentukan bandwidth dari rangkaian suara. Karena FDM digunakan pada semua sirkuit analog jarak jauh.
Gambar 1.20 A5 Channel bank multiplexer
