SISTEMAS DE RADIOTRANSMISION POR MICROONDAS

CONFIABILIDAD DE SISTEMAS DE RADIOTRANSMISION POR MICROONDAS

Las normas de seguridad de funcionamiento de los sistemas de microondas han alcanzado gran rigidez. Por ejemplo, se utiliza un 99.98% de confiabilidad general en un sistema patrón de 6000 Km. de longitud, lo que equivale a permitir solo un máximo de 25 segundos de interrupción del año por cada enlace.
Por enlace o radioenlace se entiende el tramo de transmisión directa entre dos estaciones adyacentes, ya sean terminales o repetidoras, de un sistema de microondas. El enlace comprende los equipos correspondientes de las dos estaciones, como así mismo las antenas y el trayecto de propagación entre ambas. De acuerdo con las recomendaciones del CCIR, los enlaces, deben tener una longitud media de 50 Km.
Las empresas industriales que emplean sistemas de telecomunicaciones también hablan de una confiabilidad media del orden de 99.9999%, o sea un máximo de 30 segundos de interrupciones por año, en los sistemas de microondas de largo alcance.
Los cálculos estimados y cómputos de interrupciones del servicio por fallas de propagación, emplean procedimientos parcial o totalmente empíricos. Los resultados de dichos cálculos generalmente se dan como tiempo fuera de servicio (TFS) anual por enlace o porcentaje de confiabilidad por enlace.
La confiabilidad de los enlaces de microondas puede darse según fallas de equipo, aplicándose cálculos de probabilidad.
Los resultados de los cálculos de confiabilidad de los equipos de microondas se expresan como disponibilidad (del equipo) por enlace (D).
D = TES / TTD
Donde TES es el tiempo en servicio dentro de un período determinado y TDD es el tiempo total disponible.
Una aplicación lógica de este método de calculo es sumar las interrupciones por enlace durante el ano, causadas por:
- averías del equipo
- malas condiciones de propagación
Con el resultado se obtiene el TFS total que se puede aplicar como cifra de mérito de confiabilidad del enlace.
Ninguno de los parámetros mencionados
- Tiempo fuera de servicio anualmente,
- Confiabilidad en porcentaje o
- disponibilidad del equipo
Proporciona una dirección adecuada de la seguridad de funcionamiento del equipo, en el caso de sistemas superconfiables.
Los cálculos de TES (o tiempo disponible, D) y de TFS de los equipos de microondas siempre descansan en dos factores básicos:
- El tiempo medio (de Funcionamiento) entre falla (TMEF)
- El tiempo medio (de interrupción) hasta el servicio (TMHR).
El TMHR incluye las siguientes demoras:
- Notificación de falla ,
- Viaje hasta el lugar de instalación del equipo averiado,
- Determinación del carácter de la falla y tiempo que realmente se ocupa para efectuar la reparación o el reemplazo necesario.
Por lo tanto el TMHR representa el promedio de tiempo real fuera de servicio debido a fallas.
La conexión entre el TMEF y el TMHR determina la relación de TFS de servicio debido a fallas.
La conexión entre el TMEF y el TMHR determina la relación de TFS(tiempo no disponible o ND)
TFS (ND) = TMHR / TMEF
TES (D) + 1 -ND
TFS anual = 8760 * (ND) horas
El concepto de confiabilidad esta dado por confiabilidad = TES * 100%
En un sistema redundante:
ND = 5 / 5000 =0.001 = 0.1%
Para el TMHR se ha tomado como ejemplo un valor de 5 horas que, como se ha mencionado, incluye todo el tiempo que transcurre desde el instante en que se produce una avería hasta que el equipo ha sido reparado y puesto nuevamente en servicio. También se supone un TMEF de 5000 horas para cada juego de equipo. Comprende aproximadamente a un procedimiento de dos fallas por año, fallas reales
por que no hay duplicación de equipo.
D = 1 - 0.001 = 0.999 = 99.9%
TFS anual = 0.001 * 8760 = 8.76 horas
En un sistema redundante, se supone que se utilizan dos juegos de equipos, interconectados por conmutadores y detectores automáticos para el traspaso instantánea del equipo en servicio al de reserva en caso de avería. también se supone
TMEF = 5000 horas cada juego de equipo y
TMHR = 5 horas para cualquier falla.
Cualquier falla en un solo juego de equipo no interrumpe el servicio. La interrupción solo puede ocurrir si se produce falla en ambos juegos simultáneamente.
Suponiendo que las falla de los dos juegos de equipos del enlace se producen en forma errática e independiente.
(TMEF) red = (TMEF)² / TMHR
Luego,
(TMEF) red = (5000)² / 5 = 5000000 horas = 570 anos
con los valores supuestos, el tiempo medio de funcionamiento entre fallas del enlace(averías reales del sistema) seria de 570 anos.
La relación TFS del enlace (D red) esta dada por
ND red= TMHR / (TMEF)red = (TMHR/ TMER)² = (5 / 5000)² = 0.001%
D red = 1 - 0.00001 = 0.9999 = 99.9999%
TFS anual = 0.000001 * 8760 = 0.0876 hr = 32 seg.
En base a los valores empleados, las características de confiabilidad del equipo de un enlace puede especificarse como 32 segundos de TFS anual, esta cifra es solo una abstracción matemática. Como la duración de cualquier averiada en indivisible, puede suceder que en un ano determinado no ocurra ninguna interrupción.
De producirse una falla, esta tendría que ser mucho mas prolongada (las 5 horas tomadas como ejemplo).
El tiempo de restablecimiento estipulado en horas tendrá que ser acompañando de un valor equivalente de TMEF calculando en millones de horas (o sea cientos de años) para obtener una confiabilidad de 99.9999% por enlace.
TMEF = 10^ TMHR
Por ejemplo el tiempo de reparación es de 5 horas, el TMEF debe ser de 5000000 de horas = 570 anos. Si el tiempo de reparación es de 1 hora, el TMEF debe ser 1000000 de horas = 14 anos.
El valor de 32 segundos de TFS en la practica carece de significado efectivo ya que no puede existir en realidad, excepto como una improbable serie de coincidencias. El enlace tendría que funcionar por lo menos durante 570 anos para poder verificar el valor de confiabilidad; en dicho período habrían 569 anos sin ninguna falla y un ano cualquiera con 5 horas de interrupción.
los parámetros de disponibilidad o confiabilidad solo tendrían significado como rendimiento medio en un período de unos 10000 anos, o sea en 10000 enlaces.
En la práctica, para el cálculo de confiabilidad se presentan limitaciones impuestas por el hecho de que los sistemas de microondas generalmente deben funcionar con estaciones repetidoras distribuidas en una amplia región geográfica, incluso algunos puntos de difícil acceso. Este problema se agudiza en el caso de sistemas de muy largo alcance en que se necesita con mayor razón una confiabilidad elevada. Por lo tanto, la suposición de que el TMHR será menor de 1 o 2 horas, no esta de acuerdo con la realidad, incluso, la suposición de un TMHR de 5 horas, puede ser demasiado optimista.

Morales R. Karelis

CI 18089995

CAF

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