modul Switching

SWITCHING 

A. Pengertian Switching

Switching berasal dari kata switch yang artinya saklar dan switching berarti pensaklaran atau mensaklarkan. Switching ini sendiri merupakan suatu sistem kontrol penggantian, pengalihan, pengubahan atau pemindahan secara elektronik.
alasan digunakannya switching dalam suatu rangkaian :
Bandwith suatu saluran komunikasi, baik voice maupun data, tidak akan termanfaatkan maksimal jika tidak disiasati dengan teknik switching ;

 Tanpa switching saluran akan terus terhubung meski sudah tidak terpakai, hal seperti ini akan sangat membahayakan
  Tanpa switching, biaya komunikasi menjadi sangat mahal akibat monopoli pemakaian saluran.

Pada proses switching, memiliki beberapa prinsip antara lain:

1.  Transmisi data atau informasi jarak jauh biasanya dilakukan melalui beberapa switching node yang saling berhubungan sehingga membentuk suatu jaringan switching atau dapat juga disebut jaringan komunikasi switched. 
2.  Setiap node yang terdapat dalam jaringan switching bekerja tanpa memperhatikan isi data atau informasi yang ditransmisikannya.
3.  Transmisi data dimulai dan dikhiri di perangkat yang dinamakan station. Station ini dapat berupa komputer, terminal, telepon dan lain sebagainya. 
4. Data ditransmisikan melalui suatu rute yang ditentukan oleh proses switching di setiap node yang dilalui. 
5.  Koneksi node ke node lainnya biasanya dilakukan secara multiplex.
6.  Jaringan kounikasi biasanya dibuat terhubung sebagian. Sebagian lainnya digunakan sebagai koneksi redundant atau back-up untuk meningkatkan reliabilitas jaringan. 

B. Sistem Switching
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 dari telepon, wiper selektor akan berpindah. Perpindahannya ditentukan oleh besarnya impuls tadi. Setiap output selector dihubungkan dengan telepon lain.
Selektor yang hanya memiliki outlet satu arah disebut Uniselector, sedangkan yang memiliki outlet pada sisi horizontal dan vertikal disebut TwoMotion Selector. Selektor yang digunakan untuk switching adalah Two-motion selector. Selektor ini memiliki 10 baris 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 dari 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.
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 digerakkan hanya dengan pulsa satu mdetik.
Pada perkembangan selanjutnya rele elektronik banyak dipakai pada generasi switching modern. Juga penggunaan rele elektronik dalam bentuk IC.


C. Teknik Switching
1. Circuit Switching
Jaringan circuit switching digunakan untuk menghubungkan pasangan terminal dengan cara menyediakan sirkuit atau kanal yang tersendiri dan terus menerus selama hubungan berlangsung :

• Sirkuit yang ‘holded’ tidak dapat dipakai oleh yang lain 
• Jumlah sirkuit / kanal lebih kecil dibandingkan kapasitas Jaringan circuit switching, kinerjanya tergantiung pada loss bukan pada delay (tetapi pada digital switching juga menimbulkan delay). Tiga fase yang terdapat dalam circuit switching, yaitu; 

1. Pembentukan hubungan 2. Transfer data 3. Pembubaran (terminasi) hubungan

Jaringan circuit switching digunakan untuk hubungan yang bersifat :

•  Real time-spech (contoh : telepon) 
•  Real time-data very high bit transmitted     Contoh : Jaringan Telepon 
•  ISDN (Integrated Services Digital Networks) 

Dalam sistem ini pengirim yaitu rangkaian masukan disambungkan ke penerima atau rangkaian keluaran selama pengalihan informasi. Untuk tiap hubungan diperlukan satu rangkaian. Bilamana pihak yang dituju sibuk ataupun tidak berada dalam keadaan siap menerima informasi hubungan tidak dapat dilaksanakan atau gagal. Informasi yang hendak dikirmkan dapat hilang. Jaringan telepon menggunakan cara ini. 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 simpulsimpul 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 satu  jalur disepanjang jaringan untuk tiap pasangan station untuk mempertahankan reliabilitas jaringan

2. Message Switching
Dalam message switching tidak diperlukan adanya penginisialisasian sambungan ke terminal tujuan atau keadaan dimana terminal tujuan dalam keadaan siap untuk menerima data. Pesan akan disimpan pada suatu pusat pembagi (switching center) sementara pusat pembagi akan menentukan jalur yang tepat kepusat pembagi berikutnya yang kosong
Pesan tersebut akan diambil dari pusat pembagi dan diteruskan ke pusat pembagi berikutnya.Pesan tetap tersimpan di pusat pembagi untuk mengetahui apakah ada kesalahan selama pengiriman pesan tersebut dan sampai pesan tersebut dapat diteruskan ke terminal yang dimaksud atau dituju.
 Keuntungan yang dapat diperoleh dengan penggunaan message switching yaitu:

•   Pesan dapat dikirimkan oleh pengirim kapan saja tanpa harus mengetahui apakah penerima sedang sibuk atau tidak operasional. 
•  Jaringan secara otomatis akan mengubah sandi, protokol, dan kecepatan sehingga memungkinkan terjadinya komunikasi diantara dua  terminal yang berbeda. 
•  Antrian pesan dan pemutaran otomatis (automatic dialling)memberikan tingkat penggunaan jaringan yang tinggi. 
• Pesan dapat disebarluaskan ke sejumlah terminal. 
•  Jika lalu lintas data padat, pemanggilan ke suatu terminal tidak akan diblok tetapi hanya akan ditunda. 

3.Packet Switching
Sebuah metode yang digunakan untuk memindahkan data dalam jaringan internet. Dalam packet switching, seluruh paket data yang dikirim dari sebuah node akan dipecah menjadi beberapa bagian. Setiap bagian memiliki keterangan mengenai asal dan tujuan dari paket data tersebut. Hal ini memungkinkan sejumlah besar potongan-potongan data dari berbagai sumber dikirimkan secara bersamaan melalui saluran yang sama, untuk kemudian diurutkan dan diarahkan ke rute yang berbeda melalui router.
Packet Switching tidak mempergunakan kapasitas transmisi yang melewati jaringan. Data dikirim keluar dengan menggunakan rangkaian potonganpotongan kecil secara berurutan yang disebutpaket. Masing-masing paket melewati jaringan dari satu titik ke titik lain dari sumber ke tujuan Pada setiap titik seluruh paket diterima, disimpan dengan cepat dan ditransmisikan ke titik berikutnya.
Fungsi utama dari jaringan packet-switched adalah menerima paket dari stasiun pengirim untuk diteruskan ke stasiun penerima.

Dalam Packet Switching, data yang ditransmisikan dibagi-bagi ke dalam paketpaket kecil. Jika source mempunyai message yang lebih panjang untuk dikirim, message itu akan dipecah ke dalam barisan-barisan paket. Tiap paket berisi data dari user dan info control. Info control berisi minimal adalah info agar bagaimana paket bisa melalui jaringan dan mencapai alamat tujuan. Umumnya header berisi :

• Source (sender’s) address 
•  Destination (recipient’s) address 
• Packet size
• Sequence number 
•  Error checking information 

Beberapa keuntungan yang diperoleh dari packet switching :
1. Efisiensi line sangat tinggi; hubungan single node-to-node dapat dishare secara dinamis oleh banyak paket. Paket-paket diqueue dan ditransmisikan secepat mungkin. Secara kontras, dalam circuit switching, waktu pada link node-to-node adalah dialokasikan terlebih dahulu menggunakan timedivision multiplexing. 2. Jaringan packet-switched dapat membuat konversi data-rate. Dua buah station yang berbeda data-ratenya dapat saling menukar paket. 3. Ketika traffic mulai padat, beberapa call diblok, yang menunjukkan jaringan menolak permintaan koneksi tambahan sampai beban di jaringan menurun. Dalam packet switchied network, paket masih dapat diterima akan tetapi delay delivery bertambah. 4. Prioritas dapat digunakan. Jadi kalau sebuah node mempunyai sejumlah queued packet untuk ditransmisikan, paket dapat ditransmisikan pertama kali berdasarkan prioritas yang lebih tinggi. Paket-paket ini mempunyai delay yang lebih kecil daripada lower-priority packets. Packet Switching juga meiliki kelemahan, yaitu :
Tidak memberikan garansi Quality of service: delay antrian, jitter, loss packet, dan  throughput

Contoh Teknologi Layanan Packet Switched:
 Public data network
 Frame relay
  Internet (connectionless)
 LAN (connectionless)

Ada dua pendekatan yang berhubungan dengan jaringan Packet Switching, yaitu:
1.      Datagram
Node-node jaringan memroses tiap paket secara independen. Jika host A megirim dua paket berurutan ke host B pada sebuah jaringan paket datagram, jaringan tidak dapat menjamin bahwa kedua paket tersebut akan dikirim bersamaan,  kenyataannya kedua paket tersebut dikirimkan dalam rute yang berbeda Paket-paket tersebut disebut datagram,
Implikasi dari switching paket datagram :
 Urutan paket dapat diterima dalam susunan yang berbeda ketika dikirimkan
 Tiap paket header harus berisi alamat tujuan  yang lengkap


Kelebihan Datagram Packet Switching:
  Tidak ada waktu call setup
 Adaptasi yang cepat jika terjadi congestion/network overload.
 Adaptasi yang cepat jika terjadi  node failure



Kelemahan Datagram Packet Switching:
 Kedatangan paket bisa tidak sesuai dengan urutannya.
  Adanya beban pemrosesan karena setiap paket di proses di setiap node
 Receiver tidak memiliki persiapan terhadap paket yang dating 2.   Virtual Switching Virtual circuit packet switching adalah campuran dari circuit switching dan paket switching. Seluruh data ditransmisikan sebagai paket-paket. Seluruh paket dari satu deretan paket dikirim setelah jalur ditetapkan terlebih dahulu (virtual circuit). Urutan paket yang dikirimkan dijamin diterima oleh penerima. Paket-paket dari virtual circuit yang berbeda masih dimungkinkan terjadi interleaving.
Pengirim data dengan virtual circuit melalui 3 fase :
1. Penetapan VC
2. Pentransferan data
3. Pemutusan VC


Kelebihan Virtual Circuit Packet Switching:
  Kedatangan paket sesuai urutannya.
  Terdapat mekanisme error control.
 Penetapan satu rute untuk satu koneksi.
 Penerima telah bersiap untuk menerima paket yang datang

Kelemahan Virtual Circuit Packet Switching:
 Adanya delay saat connection setup.  Adaptasi terhadap node failure kurang baik.   Adaptasi terhadap network overload kurang baik


Perbedaan Datagram dan Virtual Circuit pada packet switching :
 Datagram (Connectionless)
1. Tiap paket memiliki alamat tujuan yang lengkap
2. Penentuan routing dilakukan terhadap setiap paket di setiap node
3.  Paket-paket yang berbeda namun berasal dari pesan yang sama dapat menggunakan rute yang berbeda, tergantung kepadatan jalur.
4. Paket-paket akan mencari alternatif routing dimana akan mengabaikan node yang gagal

 Virtual Circuit (Connection Oriented)
1. Sebuah route antara station dikonfigurasi sebelum terjadi transfer data
2. Setiap paket memiliki VC identifier.
3.  Penetapan routing dilakukan sekali untuk semua paket.
4. Semua paket akan melalui rute yang sama
5. Apabila ada node yang gagal, semua virtual circuit yang mendefinisikan lewat node tersebut akan lenyap