Paket switching

SWITCHING DALAM SISTEM TELEPON
1. Proses Switching 2. Circuit Switching 3. Space-Division Switching 4. Time Division Switching	5. Control Signal Sequence 6. Lokasi dari Signaling 7. Signaling System Number 7 (SS7) 8. Paket Switching

Prinsip dari Paket Switching

Jaringan telekomunikasi circuit-switching long-haul awalnya dirancang untuk mengendalikan lalu lintas suara, dan mayoritas lalu lintas pada jaringan-jaringan ini untuk diteruskan menjadi suara. Karakteristik dasar dari jaringan circuit switching adalah sumber daya yang berada di dalam jaringan yang dimaksud untuk panggilan tertentu. Untuk koneksi suara circuit, dihasilkan sangat besar manfaatnya karena hampir disebagian waktu hanya salah satu pihak yang berbicara.

Meskipun begitu, saat jaringan circuit switching mulai semakin sering digunakan untuk koneksi data ada dua hal yang semakin jelas, yakni: untuk beberapa koneksi data pemakai/host (misalnya, computer pribadi yang dihubungkan ke server database) sebagian besar waktunya berada pada saluran di dalam status idle. Sehingga dengan koneksi data, pendekatan circuit switching menjadi tidak efisien.

Dalam jaringan circuit switching koneksi yang terjadi memungkinkan dilakukannya transmisi pada rate data yang konstan. Jadi, masing-masing dari dua perangkat yang dihubungkan harus saling mentransmisikan dan menerima pada rate data yang sama. Hal ini membatasi kegunaan jaringan dalam interkoneksi dari berbagai jenis computer host dan workstation.

Untuk memahami bagaimana Paket switching mengarahkan masalah ini, kita lihat secara singkat gambaran operasi Paket switching. Data ditransmisikan dalam bentuk Paket pendek. Batas pada Paket panjanngnya 1000 octet (byte). Bila sumber memiliki pesan yang lebih panjang untuk dikirim, pesan-pesan tersebut terpecah menjadi deretan Paket (gambar 12.9). masing-masing Paket berisikan sebagian (atau semua untuk pesan pendek). Data memakai plus beberapa informasi kendali. Informasi kendali pada jumlah minimum, mencakup informasi jaringan agar mampu mengarahkan Paket disepanjang jaringan dan menmgirimkannya ke tujuan yang dimaksud. Pada masing-masing simpul dalam rute Paket diterima, disimpan sementara, dan diarahkan menuju simpul berikutnya. Sekarang kita kembali ke gambar 9.1. namun sekarang kita mengasumsikan gambar tersebut merupakan sebuah jaringan Paket switching sederhana.

Amati Paket yang dikirim dari stasion A ke stasion E. Paket tersebut terdiri dari informasi kendali yang menunjukkan bahwa tujuan yang di maksud adalah E. Paket dikirim dari stasion A ke simpul 4. Simpul 4 menyimpan Paket dan menentukan rute berikutnya (katakanlah 5), serta mengantrikan Paket keluar pada jalur tersebut (jalur 4-5). Bila jalurnya sudah tersedia, Paket ditransmisikan kesimpul 5, yang mentransmisikan Paket ke simpul 6, akhirnya sampai ke stasion E.

Pendekatan ini memiliki beberapa kelebihan dibanding circuit-switching, yakni: Jalur efisiensi yang lebih besar, karena jalur simpul-ke-simpul tunggal dapat dibagi secara dinamik oleh paket sebanyak-banyaknya sepanjang waktu. Paket diantrikan dan dittransmisikan secepat mungkin sepanjang jaringan. Sebaliknya, dengan circuit-switching, waktu pada jalur simpul-ke-simpul dialokasikan menggunakan time-division Multiplexing synchronous. Hampir disebagian besar waktunya, jalur seperti itu berada dalam kondisi idle, karena sebagian waktunya dihabiskan untuk koneksi yang statusnya juga idle. Jaringan Paket switching mampu menampilkan konversi rate data. Dua station pada rate data yang berbeda mampu mengubah Paketnya karena masing-masing dikoneksikan kesimpulnya pada rate data yang sesuai. Saat lalu lintas pada jaringan circuit switching mulai penuh, beberapa panggilan yang dilakukan dibloking. Maksudnya, jaringan menolak menerima permintaan koneksi tambahan sampai muatan pada jaringan berkurang.

Pada jaringan Paket switching paket-paket masih bisa diterima, namun terjadi peningkatan penundaan pengiriman. Diberlakukannya skala prioritas. Jadi, bila sebuah simpul memiliki sejumlah Paket yang mengantri untuk ditransmisikan, paket yang memiliki prioritas yang lebih tinggi terlebih dahulu. Sehingga Paket-Paket ini hanya mengalami sedikit penundaan dibanding Paket yang prioritasnya lebih rendah.

Kelebihan paket switching dibanding circuit switching'

• Jalur efisiensi yang lebih besar, karena jalur simpul-ke-simpul tunggal dapat dibagi secara dinamik oleh Paket sebanyak-banyaknya sepanjang waktu. Paket diantrikan dan ditransmisikan secepat mungkin di sepanjang jaringan. Sebaliknya, dengan circuit-switching waktu pada jalur simpul-ke-simpul dialokasikan menggunakan time division Multiplexing synchronous (serempak). Hampir di sebagian besar waktunya jalur seperti itu berada dalam kondisi idle, karena sebagian waktunya dihabiskan untuk koneksi yang statusnya juga idle.
• Jaringan Paket switching mampu menampilkan konversi rate data. Dua station pada rate date yang berbeda mampu mengubah paketnya karena masing-masing dikoneksikan kesimpulnya pada rate data yang sesuai.
• Saat lalu lintas pada jaringan circuit switching mulai penuh, beberapa panggilan yang dilakukan dibloking. Maksudnya, jaringan menolak menerima permintaan koneksi tambahan sampai muatan pada jaringan berkurang. Pada jaringan Paket switching, Paket-Paket masih bisa di terima, namun terjadi peningkatan penundaan pengiriman.
• Diberlakukannya skala prioritas. Jadi, bila sebuah simpul memiliki sejumlah Paket yang mengantri untuk ditransmisikan, paket yang memiliki prioritas yang lebih tinggi terlebih dahulu. Sehingga Paket-Paket ini hanya mengalami sedikit penundaan di banding Paket yang prioritasnya lebih rendah.

Softswitch architecture

• Tujuan utama computer running software untuk menjadikannya sebuah smart phone switch.
• Biaya yang lebih rendah.
• Fungsi yang lebih besar.
  • Paket data suara yang terdigitasi
  • Dapat mengirimkan suara melalui IP (VoIP)
• Bagian yang paling kompleks dari telephone network switch adalah software controlling call process.
  • Call routing
  • Call processing logic
  • Prosesor utama yang biasa dijalankan
• Separate call processing from hardware function of switch.
• Physical switching done by media gateway.
• Call processing done by media gateway

Teknik switching

• Stasiun memecah pesan panjang menjadi paket-paket.
  Bila sebuah station memiliki sebuah pesan untuk dikirim melalui jaringan paket switching yang panjangnya lebih besar dibanding ukuran paket maksimum, ia akan memecah pesan tersebut menjadi bentuk paket dan mengirimkan paket-paket ini sekaligus pada jaringan. Pertanyaan yang muncul adalah bagaimana jaringan manangani rankaian paket ini dan berupaya menyalurkan mereka sepanjang jaringan, serta mengirimkannya ke tujuan yang dimaksud. Dalam hal ini terdapat dua pendekatan yang dipergunakan dalam jaringan, yakni: datagram dan circuit virtual.
• Paket dihandle dalam dua cara:
  
  a. Datagram
  Data pendekatan datagram masing-masing paket diperlakukan secara terpisah tanpa dikaitkan dengan paket yang sudah lewat sebelumnya. Kita amati aplikasi pendekatan ini.
  Anggap saja station A pada gambar 12.9. memiliki sebuah pesan tiga paket untuk dikirim ke station E. yang ditransmisikan adalah Paket 1-2-3 menuju simpul 4. setiap paket berisikan alamat tujuan, dalam hal ini adalah station E. Untuk masing-masing paket simpul 4 harus membuat sebuah keputusan untuk menentukan jalurnya. Paket 1 harus tiba di E.
  
  Simpul 4 dapat saja mengarahkan paket-paket ini baik melalui simpul 5 atau 7. Dalam hal ini, simpul 4 menunjukkan antrian paket untuk simpul 5 lebih pendek dibanding untuk simpul 7, sehingga yang dipilih adalah antrian untuk simpul 5. Hal yang sama terjadi utuk Paket 2. namun pada paket 3, simpul 4 menentukan bahwa antriannya untuk simpul 7 sekarang menjadi lebih pendek dan begitu juga pada antrian paket 3 untuk simpul tersebut.
  
  Begitu juga hal yang terjadi dengan paket, masing-masing paket dengan alamat tujuan yang sama tidak semua mengikuti rute yang sama. Sehingga akibatnya, paket 3 akan sampai sebelum paket 2 dan bahkan paket 1 menuju simpul 6. Jadi, sangatlah mungkin paket-paket tersebut akan dikirim ke station E dalam urutan yang berbeda dengan urutan saat mereka dikirim. Terserah pada station E untuk menetapkan bagaimana memberi perintah pada mereka kembali. Selain itu, kemungkinan pula paket terdapat rusak didalam jaringan.
  
  sebagai contoh, bila sebuah simpul paket switching kemudian bertabrakan, seluruh paket-paket yang melakukan antrian dapat hilang. Bila ini terjadi pada salah satu paket dalam contoh yang kita gambarkan, simpul 6 tidak dapat mengetahui bahwa pada salah satu paket dalam paket-paketnya telah hilang. Sekali lagi, station E adalah yang mendeteksi untuk hilangnya paket tersebut, kemudian menetapkan cara untuk mengatasinya. Dalam teknik ini setiap Paket diperlukan secara terpisah disebut sebagai datagram. Dalam pendekatan virtual circuit, rute yang telah direncanakan sebelumnya ditetapkan sebelum paket-paket dikirim.
  
  Sebagai contoh, anggap saja station A memiliki satu pesan atau lebih untuk dikirim ke stasion E. Yang pertama dikirim adalah suatu paket khusus, yang disebut paket permintaan panggilan. Paket tersebut dikirim kesimpul 4 dan meminta koneksi logic menuju koneksi E, simpul 4 memutuskan untuk mengirimkan permintaan tersebut dan seluruh paket yang berdekstan menuju simpul 5 yang kemudian disalurkan ke simpul 6, barulah simpul 6 mengirimkan ke station E.
  
  Bila station E sudah siap menerima koneksi, ia mengirim sebuah paket penerima pangilan kesimpul 6. Paket ini dilintaskan kembali pada melalui simpul 5 dan 4 menuju station A dan station E, dan A sudah mulai bisa melakukan pertukaran data sepanjang rute yang sudah ditetapkan.
  
  • Setiap paket diperlakukan secara independent
  • Paket dapat mengambil setiap rute praktis
  • Paket mungkin datang tidak sesuai urutan
  • Paket mungkin dapat menghilang
  • Tergantung pada receiver untuk mengurutkan paket dan mengembalikan paket yang hilang.
  
  b. Virtual
  • Membangun perencanaan rute sebelum mengirimkan paket
  • Panggilan permintaan dan panggilan penerimaan paket membangun koneksi (hand-shake)
  • Masing-masing paket terdiri dari sebuah pengenal virtual circuit bukan sebuah alamat tujuan
  • Tidak ada keputusan routing yang diperlukan untuk setiap paket
  • Mengosongkan permintaan untuk menggagalkan circuit
  • Bukan sebuah jalur yang bersifat dedicated
  
  
  
  
  
  
  
  Perbandingan Datagram vs Virtual circuits:
  • Jaringan dapat menyediakan sequencing dan kontrol error
  • Paket diteruskan lebih cepat sehingga tidak perlu membuat keputusan routing
  • Kurang reliable karena hilangnya sebuah node menyebabkan hilangnya seluruh circuit yang melaluinya
  Datagram:
  • Tidak memerlukan fase call setup sehingga lebih baik jika paketnya sedikit
  • Lebih flexible karena routing dapat digunakan untuk menghindari tabrakan dalam jaringan

X.25 Protocol

X.25 adalah protocol standar untuk interface di antara suatu ujung dengan jaringan switching. Disekitar tahun 1970 dimulai penelitian mengenai bentuk arsitektur baru untuk komuniksi data digital jarak jauh, yaitu: Paket switching. Meskipun teknologi Paket switching telah berkembang secara substansial yang sejak saat itu ditandai dengan adanya:

(1) teknologi data Paket switching secara fundamental yang saat ini sama dengan jaringan diawal tahun 70-an, dan
(2) Paket switching menyisakan salah satu dari sedikit teknologi-teknologi yang efektif untuk komunikasi jarak jauh.

a) X.25 - Physical
- Interface antara stasiun yang terhubung dan link ke node
- Data terminal equipment DTE (user equipment)
- Data circuit terminating equipment DCE (node)
- Menggunakan physical-layer specification X.21
- Reliable transfer across physical link
- Sequence of frames

b) X.25 – Link
- Link Access Protocol Balanced (LAPB)

• Subset dari HDLC

c) X.25 – Paket
- Virtual circuit Eksternal
- Logical connections (virtual circuits) antara subscribers

d) X.25 Levels
- Data user lewat sampai X.25 level 3
- X.25 menambahkan informasi kontrol

• Header
• Penjelasan virtual circuit
• menyediakan sequence numbers untuk aliran dan kontrol error

- Paket X.25 diturunkan ke LAPB entity
- LAPB menambahkan informasi kontrol yang lebih banyak.

Ukuran Paket

Untuk circuit switching terdapat sejumlah penundaan tertentu sebelum pesan dapat dikirim. pertama sinyal permintaan panggilan dikirim sepanjang jaringan untuk menyusun koneksi dengan station tujuan. Bila station tujuan tidak dalam keadaan sibuk, sinyal penerima panggilan kembali. Perlu dicatat, bahwa penundaan pengolahan terjadi pada setiap pengolahan simpul selama permintaan panggilan dilakukan. Saat kembali, proses ini tidak diperlukan karena koneksi sudah dibangun. Setelah pembangunan koneksi, pesan dikirim dalam bentuk blok tunggal tanpa penundaan yang nyata pada simpul-simpul switching.

Paket switching circuit virtual muncul dalam bentuk yang sama pada circuit switching. Sebuah circuit virtual bisa diminta dengan menggunakan paket permintaan panggilan yang mengakibatkan penundaan pada setiap simpul circuit virtual yang diterima dengan Paket penerima panggilan berbeda dengan yang terjadi pada Paket virtual switching penerima panggilan, juga mengalami penundan simpul meskipun rute circuit virtual saat ini sudah ditetapkan. Alasannya adalah kerena Paket ini mengantri pada setiap simpul dan harus menunggu gilirannya untuk transmisi. Sekali circuit virtual ditetapkan, pesan ditransmisikan.

Operasi eksternal dan internal

Salah satu karakteristik terpenting dari jaringan paket switching adalah apakah menggunakan datagram atau sircuit virtual. sebenarnya terdapat dua dimensi dari karakteristik ini pada interface di antara suatu station, dan sebuah simpul jaringan dapat menyediakan baik layanan yang berorientasi koneksi atau layanan yang tanpa koneksi. Dengan layanan yang berorientasi koneksi, suatu station mengeluarkan sebuah permintaan panggilan untuk menyusun koneksi logic dengan station yang lain. Semua paket yang ditampilkan untuk jaringan diidentifikasikan sebagai milik koneksi logic tertentu, serta diberi nomor yang berurutan. Jaringan berusaha untuk mengirimkan paket-paket sesuai dengan nomor urutannya. Koneksi logic biasanya ditunjukkan sebagai suatu sirkuit virtual, sedangkan layanan yang berorientsi koneksi disebut sebagai external virtual sircuit service. sayangnya layanan ini benar-benar berbeda dengan konsep internal virtual circuit operation, salah satu contoh penting mengenai layanan eksternal ini adalah X.25.