IMPLEMENTASI SISTEM STEP by STEP SWITCHING MENGGUNAKAN KOMPONEN TERINTEGRASI Suherman1) 1)
Staf Pengajar Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik USU
Abstrak Sentral yang menggunakan sistem step by step switching telah lama ditinggalkan. Teknologi telah beralih ke sistem switching digital common control, bahkan berbasis packet switching khususnya penggunaan IP based Network. Namun demikian, teknologi switching step by step yang dahulu berbasis sistem mekanis masih dapat diperbaharui dengan memanfaatkan komponen terintegrasi (integrates cicuit, IC). Sistem switching step by step dengan komponen terintegrasi ini dapat dimanfaatkan untuk membentuk sistem PABX kapasitas kecil. Karena dibentuk dengan memanfaatkan komponen terintegrasi, teknologi ini memungkinkan untuk diimplementasikan dalam bentuk IC tunggal (Application Specipic Integrated Circuit, ASIC). Sehingga akan diperoleh komponen PABX mini yang lebih sederhana dibandingkan PABX berbasis microcontroller. Kata kunci : Switching, step by step, PABX, telepon, extension, trunk Abstract munication exchange which used step by step switching system are obsolete. Technology had move to the digital common control switching system even based on switching package, especially using IP based network. Even though, the step by step switching system technology based on mechanical switching system are renewable by using integrated circuits IC’s. Step by step switching system using the integrated circuits technologies can be used to build a small capacity PABX system. Because of built by using IC’s, this technology can be implemented in the form of single chip IC (Application Spesific Integrated Circuits, ASIC). This will give small PABX components which is more simple compared to microcontroller base PABX. Keywords: Switching, step by step, PABX, telepon, extension, trunk
1. Pendahuluan Sistem switching merupakan bagian dari teknologi telekomunikasi. Sistem switching manual mengawali teknologi ini, kemudian ditemukan sistem switching otomatis oleh Almon B. Strowger dengan sistemnya yang dikenal sebagai sistem step by step atau direct control. Sistem inilah yang diadopsi dalam tulisan ini. Pada perkembangan selanjutnya, muncul sistem switching common control atau indirect control yang diawali oleh Gothief Betulander dengan switch crossbar. Sistem common control berkembang dari sistem crossbar, electro-
10
mekanis, elektronis, analog sampai sistem switching digital. Sistem switching step by step semakin ditinggalkan. 2. Sistem Switching Step by Step Sentral Step by step adalah sistem switching otomatis yang paling tua dan paling sederhana. Step by step switching menggunakan pengontrolan dial langsung (direct-dial control) dimana switch secara langsung merespon digit yang dikirimkan telepon ke masing-masing tingkatan switch. Sistem switching ini mendominasi dunia telekomunikasi sampai tahun 1970.
Jurnal Teknik Elektro ENSIKOM Vol. 3, No. 1 – JUNI 2005 (10 - 14)
Sentral step by step terdiri dari beberapa bagian, di antaranya SLIC, linefinder, alloter, group selector dan final selector. SLIC atau Subcriber Line Interface Circuit digunakan sebagai rangkaian interface ke pelanggan, linefinder merupakan selector yang merespons telepon yang meminta layanan, alloter merupakan selector yang mencari outlet sesuai impuls yang diberikan telepon sedangkan preselector, group selector dan final selector adalah penamaan kelompok-kelompok selektor. Gambar 2 (Suherman, 2004) menunjukkan bagian switching step by step. 3. Aplikasi Switching Step by Step Gambar 3 merupakan contoh switching step by step sederhana yang melayani 5 pelanggan dan 1 trunk untuk ke sentral lain (105). Karena kapasitasnya yang kecil, maka selektor yang dipakai hanyalah Line Finder, dan Final Selector (Suherman, 2004). Masing-masing pelanggan dihubungkan ke SLIC dan terhubung ke 3 Line Finder. 3 line finder berarti setiap saat ada 3 telepon yang bisa menggunakan sentral. Dibandingkan jumlah pelanggan, diperoleh perbandingan 3 : 5 atau 60%. Persentasi ini sering disebut sebagai konsentrasi. Jika disebut 20%, maka hanya 20% dari pelanggan yang bisa menggunakan sentral secara bersamaan. Sentral dengan 5 pelanggan di atas menggunakan 3 Line Finder yang menghasilkan 3 telepon yang bisa aktif secara bersamaan dengan pertimbangan, 1 telepon menelpon kesentral lain dan 2 telepon menelepon pelanggan di dalam sentral, sehingga 5 pesawat telepon dapat aktif secara bersamaan.
Komponen utama yang digunakan oleh sistem switching step by step adalah selektor. Selektor merupakan alat pemilih yang menghubungkan satu masukkan (inlet) dengan beberapa pilihan keluaran (outlet), (Sigit Haryadi, 1985). Selektor elektromekanik digerakkan secara elektromagnetik maupun dengan mempergunakan elektromotor. Gambar 1 menunjukkan konstruksi selektor (Suherman, 2004).
Gambar 1. Selektor Selektor dalam keadaan awal berada pada home position, saat menerima impuls dari pesawat telepon, wiper atau tungkai selektor akan berpindah. Perpindahannya ditentukan oleh besarnya impulse tadi. Setiap output selektor dihubungkan dengan saluran ke telepon lain.
Gambar 2. Sistem switching step by step
0 SLIC
1
SLIC
1
SLIC SLIC SLIC
5 5
2
Line Finder Controller
Selector Controller
0 3
4
1
5 Line Finder Controller
5 Selector Controller
5 0 1
5 5 Line Finder Controller
Selector Controller
Ke Sentral Lain
Gambar 3. Sistem Switching Step By Step Kapasitas 105
Implementasi Sistem Step by Step Switching Menggunakan Komponen Terintegrasi (Suherman)
11
4. Implementasi Line Finder Tunggal Implementasi switch terintegrasi dapat mempergunakan IC 4066 atau IC sejenisnya. IC ini menghubungkan input-output jika pin kendali berlogika 1. Gambar 4 menunjukkan implementasi selektor line finder dengan menggunakan IC 4066 dengan gerbang logika serta IC latch. Input gerbang logika berasal dari deteksi hook. Saat semua hook tertutup, gerbang logika (output gerbang OR) akan menghasilkan output logika 0. Output ini mengendalikan pin enable IC latch. Kondisi logika 0 menyebabkan IC latch dalam kondisi enable, input yang berasal dari deteksi hook akan dihubungkan ke output latch. Jika semua telepon dalam kondisi tertutup, maka output IC latch akan berlogika 0, sehingga tidak ada switch yang tertutup. Saat salah satu hook telepon diangkat, maka output gerbang akan menjadi tinggi, menyebabkan input sesaat IC latch disalurkan ke output kemudian kondisinya mengunci (latch). Output akan menghubungkan switch bersesuaian dengan hook yang diangkat. Telepon tersebut menduduki switch. Saat telepon lain diangkat, tidak akan mengganggu kondisi switch selama ia masih diduduki. SELECTOR - LINE FINDER (IC SWITCH 4066)
SLIC
TELEPHONE LINE
SLIC
VOICE CHANNEL
SLIC SLIC SLIC
SWITCH CONTROL
HOOK DETECT IC QUAD LATCH
SELECTOR - LINE FINDER (IC SWITCH 4066)
SLIC SLIC
TELEPHONE LINE
VOICE CHANNEL
SLIC SLIC SLIC
SWITCH CONTROL
HOOK DETECT
IC QUAD LATCH
SWITCH CONTROL DARI SELECTOR LAIN
LINE FINDER CONTROLLER
SWITCH CONTROL KE SELECTOR LAIN
Gambar 5. Line Finder Jamak Kondisi di atas dapat dihindari dengan menambahkan gerbang AND pada input gerbang pengendali. Input gerbang AND berasal dari line finder lain. Rangkaian lengkap ditunjukkan pada gambar 5. 6. Implementasi Final Selector Setelah menduduki line finder, pesawat telepon yang diangkat menekan nomor telepon yang dituju. Nomor dalam bentuk DTMF ini akan menggerakkan final selector. Nada DTMF akan dideteksi oleh DTMF detektor. DTMF detector atau DTMF receiver dapat menggunakan IC MT8870. Output DTMF receiver akan didekodekan menggerakan switch. Tetapi untuk menghindari pendudukan switch terus menerus saat panggilan berakhir yang disebabkan output DTMF receiver yang bersifat mengambang (latch), maka pengontrolan juga dikendalikan oleh sinyal call control yang berasal dari output gerbang di line finder, serta pin Std yang berasal dari DTMF receiver. FINAL SELECTOR (IC SWITCH 4066)
LINE FINDER CONTROLLER
Gambar 4. Line Finder Untuk Aplikasi Tunggal
5. Implementasi Line Finder Jamak Untuk aplikasi line finder lebih dari satu, diperlukan rangkaian kendali yang mengendalikan penggunaan switch satu persatu. Jika line finder bertingkat hanya menggunakan rangkaian pada gambar 4, maka saat salah satu telepon diangkat, semua line finder akan diduduki.
12
VOICE CHANNEL
VOICE CHANNEL
SWITCH CONTROL
CALL CONTROL SET
Clk
D LATCH
Q BCD - DECIMAL ENCODER
Std DTMF RECEIVER
FINAL SELECTOR CONTROLLER
Gambar 6. Rangkaian Final Selector
Jurnal Teknik Elektro ENSIKOM Vol. 3, No. 1 – JUNI 2005 (10 - 14)
Gambar 6 menunjukkan rangkaian lengkap final selector. Switch akan menghubungkan voice channel telepon pemanggil ke telepon yang dipanggil. 7. Implementasi SLIC SLIC atau Subcriber Line Interface Card adalah rangkaian antarmuka telepon pelanggan yang melakukan fungsi suplai tegangan 48V, perlindungan tegangan lebih, sinyal dering, ringback tone, deteksi hook dan fungsi-fungsi signaling pelanggan lainnya. Dalam sentral digital, fungsi SLIC mencakup BORSCHT, yakni battery feeding, overvoltage protection, ringing, supervision, coding, hibrid dan test. SLIC pada sentral umumnya dalam bentuk modul kapasitas 8, 16 atau 32 telepon. 470
Sinyal Dering
470
470
Kontrol Dering
+48V 5V MOV 10uF/ 100V
10K Sinyal Suara
Telepon
5V
OT600
10uF
1
10K
5
10K Deteksi Hook
Sinyal Ringback Tone
2
4
BD139 2x1N4148
100nF
4K7
10uF
4N25
100K
5V
10K 10K
dengan 2 buah zener diode bertolak belakang yang memberikan stabilisasi nilai tegangan. 8. Implementasi Trunking Trunking menghubungkan sentral ke sentral lain. Saat panggilan keluar (outgoing call), trunk dihubungkan ke final selector, sedangkan saat panggilan masuk (incoming call), trunk dihubungkan dengan line finder. Sehingga dibutuhkan rangkaian khusus sebagai antarmuka trunking. Gambar 8 menunjukkan blok antarmuka trunking. 9. Komparasi Teknologi Sistem step by step terintegrasi memiliki kelebihan dibandingkan sentral step by step konvensional. Hal ini disebabkan adanya reduksi volume selector. Namun jika dibandingkan teknologi common control, baik sentral analog maupun sentral digital, sentral ini memiliki banyak kekurangan. Kebutuhan komponen relatif besar jika implementasinya menggunakan teknologi SSI/MSI serta komponen pasif yang terdapat di pasaran. Untuk implementasi gambar 3, membutuhkan 5 buah SLIC dengan kepadatan 25 komponen per SLIC, 3 buah line finder dengan kepadatan 15 komponen per line finder, membutuhkan 3 buah final selector dengan kepadatan 10 komponen per unit.
Gambar 7. Rangkaian SLIC sederhana Salah satu contoh rangkaian SLIC ditunjukkan pada gambar 7. Suplai tegangan telepon sebesar 48V akan mengalirkan arus berkisar 20mA saat telepon diangkat. Arus akan mengalir melalui optocoupler 4N25 melalui rangkaian penarik arus BD139. Saat arus mengalir menyebabkan tegangan pada pin kolektor 4N25 akan turun dari 5V menjadi 0V. Pin 5 ini akan berfungsi sebagai pendeteksi hook saat telepon diangkat. Saat telepon akan diberi nada dering (kondisi tertutup, on hook), kontrol dering diberi tegangan yang menyebabkan rele berpindah dari catuan 48V ke catuan tegangan dering AC (sekitar 55Vac – 90Vac). Saat ingin memberikan sinyal ringback tone, sinyal akan dikopling melalui kopling capasitor, pembagi tegangan dan trafo. Fungsi trafo digunakan untuk mencegang tegangan 48V masuk ke line finder maupun final selector. Pencegahan tegangan lebih yang dapat merusak rangkaian menggunakan MOV (Metal Oxide Varistor), yakni komponen yang identik
Ke Final Selector
Trunk Interface Trunk
Ke Line Finder
SLIC
Gambar 8. Blok Antarmuka Trunk Pada gambar 3, trunking hanya berfungsi sebagai outgoing call, sehingga dibutuhkan 1 rangkaian interface trunk dengan komposisi 10 komponen. Sehingga perkiraan total komponen berkisar 210 komponen tidak termasuk catudaya. Selain komposisi komponen rangkaian, fitur telepon hanya terbatas pada incoming dan outgoing call, tanpa dilengkapi fitur sentral pada umumnya. Namun demikian, penggunaan komponen VLSI, komponen surface mount dan kombinasi step by step dengan common control (penggunaan mikrokontroler) dapat menjadi alternatif teknologi sentral berkapasitas kecil.
Implementasi Sistem Step by Step Switching Menggunakan Komponen Terintegrasi (Suherman)
13
10. Kesimpulan Dari uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa implementasi teknologi switching step by step dengan komponen terintegrasi adalah mungkin. Namun masih memiliki kekurangan pada kepadatan komponen dan fitur sentral. Daftar Pustaka Sigit Haryadi,Ir, 1986, “Diktat Kuliah Dasar Teknik Penyambungan Telepon”, Pendidikan Ahli Teknik Telekomunikasi. Suherman,ST., 2004, “Diktat Teknik Jaringan Telekomunikasi”, Politeknik Caltex Riau, Pekanbaru. Suherman,ST., (Desember 2004) “Modifikasi Sistem Pemrograman Pabx Mini Dilengkapi Rangkaian Penguji”, Jurnal Ensikom, Vol.2 No.2, Medan.
14
Jurnal Teknik Elektro ENSIKOM Vol. 3, No. 1 – JUNI 2005 (10 - 14)
