Ingeniería, teoría y práctica de Confiabilidad de sistemas de telecomunicaciones

Confiabilidad de sistemas de telecomunicaciones

Sobre el Libro

Ingeniería, teoría y práctica de Confiabilidad de sistemas de telecomunicaciones es un libro de 256 páginas escrito en inglés por Mark L. Ayers y publicado por la editorial Wiley en el año 2012 en su primera edición.

Descripción del Libro

(Información extraída y traducida del sitio web del libro en Amazon)

Herramientas prácticas para analizar, calcular y reportar métricas de disponibilidad, confiabilidad y mantenibilidad.

Los ingenieros de la industria de las telecomunicaciones deben poder cuantificar la confiabilidad del sistema y las métricas de disponibilidad para su uso en acuerdos de nivel de servicio, decisiones de diseño de sistemas y operaciones diarias. La creciente complejidad del sistema y la dependencia del software requieren herramientas nuevas y más sofisticadas para el modelado de sistemas y el cálculo de métricas que las disponibles en la literatura actual.

Ingeniería, teoría y práctica de Confiabilidad de sistemas de telecomunicaciones proporciona antecedentes en la teoría de la ingeniería de la confiabilidad, así como secciones detalladas que discuten las aplicaciones a las redes de fibra óptica (estación terrena y segmento espacial), redes de microondas (larga distancia, backhaul celular e inalámbrica móvil), satélite. redes (telepuerto y VSAT), sistemas de energía (generadores, sistemas comerciales de energía y baterías), administración de instalaciones y software / firmware. Las técnicas de programación y los ejemplos para la simulación de los enfoques presentados se discuten a lo largo del libro.

Este poderoso recurso:

  • Actúa como una referencia completa y un libro de texto para el análisis y diseño de sistemas de telecomunicaciones disponibles y altamente confiables.
  • Conecta los campos de la teoría de confiabilidad del sistema, la ingeniería de sistemas de telecomunicaciones y la programación de computadoras.
  • Traduce conceptos abstractos de la teoría de la confiabilidad en herramientas y técnicas prácticas para gerentes técnicos, ingenieros y estudiantes.
  • Proporciona a los ingenieros de telecomunicaciones una comprensión holística de la teoría de la confiabilidad del sistema, la ingeniería del sistema de telecomunicaciones y el análisis de confiabilidad / riesgo La ingeniería, la teoría y la práctica de confiabilidad del sistema de telecomunicaciones es una guía imprescindible para los ingenieros de telecomunicaciones o los estudiantes de ingeniería que planean trabajar en el campo de las telecomunicaciones.

Ingeniería, teoría y práctica de Confiabilidad de sistemas de telecomunicaciones es una guía imprescindible para los ingenieros de telecomunicaciones o los estudiantes de ingeniería que planean trabajar en el campo de las telecomunicaciones.

Sobre el Autor

(Información extraída y traducida del sitio web del libro en Amazon)

Mark Ayers es gerente de ingeniería de RF en GCI Communications Corp con sede en Anchorage, Alaska. Tiene una amplia experiencia en telecomunicaciones en fibra óptica, radio microondas y diseño de redes satelitales. El Sr. Ayers tiene una licenciatura en matemáticas de la Universidad de Alaska Anchorage y una maestría en ingeniería eléctrica de la Universidad de Alaska Fairbanks. Es un ingeniero eléctrico profesional registrado en el estado de Alaska, un miembro senior del IEEE e imparte una variedad de cursos en el Departamento de Ingeniería de la Universidad de Alaska Anchorage.

Reseñas

(Información extraída y traducida del sitio web del libro en Amazon)

“Por esa razón, este libro será muy útil para estudiantes universitarios y profesionales que necesiten una buena introducción o un repaso de los aspectos de confiabilidad de las redes con las que trabajan”. (Computing Reviews, 14 de enero de 2013)

“Este libro bien organizado compara y contrasta la confiabilidad de los componentes correspondientes que conforman las principales redes de hoy, así como la confiabilidad de las instalaciones utilizadas para operarlas”. (Optics & Photonics News, 1 de noviembre de 2013)

Tabla de contenido

(Información extraída y traducida del sitio web del libro en Amazon)

  • 1. Teoría de la Confiabilidad.
  • 2. Redes de fibra óptica.
  • 3. Redes de microondas.
  • 4. Redes de satélite.
  • 5. Redes inalámbricas móviles.
  • 6. Instalaciones de telecomunicaciones.
  • 7. Software y firmware.

Este libro está organizado lógicamente para proporcionar dos conjuntos distintos de información, teoría y aplicaciones. El Capítulo 1 presenta y desarrolla los conceptos y las teorías aceptadas requeridas para el análisis de confiabilidad del sistema. Esto incluye discusiones sobre probabilidad y estadística, teoría de confiabilidad del sistema y modelado del sistema. Los capítulos restantes de este libro están organizados por temas de tecnología. El Capítulo 2 trata sobre las redes de fibra óptica. Tanto las redes terrestres como las submarinas se discuten con las sutilezas de cada una presentada en detalle. El Capítulo 3 presenta enfoques de análisis de confiabilidad para sistemas de microondas terrestres. La discusión incluye redes de punto a punto de corta distancia, punto a punto de larga distancia, inalámbricas celulares y redes WiFi. Las redes de comunicaciones por satélite se analizan en el Capítulo 4. Las topologías de red de telepuerto y VSAT se analizan junto con las técnicas de cálculo de la disponibilidad de propagación. El Capítulo 5 trata los problemas de confiabilidad de los sistemas móviles inalámbricos (celulares). En el Capítulo 6, se analizan los temas a menudo no analizados de los sistemas de energía y los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado, relacionados con las redes de comunicaciones. El capítulo final (Capítulo 7) presenta el software y el firmware en relación con la confiabilidad del sistema de telecomunicaciones. Cada sección presenta el análisis en términos de dos partes discretas. Estas partes son el equipo de comunicaciones y el canal de comunicaciones. El objetivo de este libro es proporcionar al lector el conocimiento suficiente para abstraer y aplicar los conceptos presentados al planteamiento de su propio problema.

1. Teoría de la Confiabilidad

(Información extraída y traducida del sitio web del libro en Amazon)

Una base sólida en el conocimiento teórico que rodea la confiabilidad del sistema es fundamental para el análisis de los sistemas de telecomunicaciones. Todos los análisis de confiabilidad de sistemas modernos se basan en gran medida en la aplicación de matemáticas de probabilidad y estadística. Este capítulo presenta una discusión de las teorías, matemáticas y conceptos necesarios para analizar los sistemas de telecomunicaciones. Comienza presentando las métricas del sistema que son más importantes para los ingenieros, gerentes y ejecutivos de telecomunicaciones. Estas métricas son el resultado típico deseado de un análisis, diseño o concepto. Forman la base del lenguaje del contrato, las especificaciones del sistema y el diseño de la red. Sin una métrica objetivo para el diseño o la evaluación, se puede construir un sistema que no cumpla con las expectativas del cliente final. Las métricas del sistema se calculan haciendo suposiciones o asignaciones de distribuciones estadísticas. Estas distribuciones estadísticas forman la base de un análisis y son cruciales para la precisión del modelo del sistema. Es importante una comprensión fundamental de los modelos estadísticos utilizados en confiabilidad. Las distribuciones estadísticas comúnmente utilizadas en el análisis de confiabilidad de las telecomunicaciones se presentan desde una perspectiva matemática cuantitativa. También se presenta una revisión de los conceptos básicos de probabilidad y estadística que son relevantes para el análisis de confiabilidad.

Las consideraciones sobre el ahorro de sistemas se presentan en la sección final de este capítulo. Los niveles de reserva de componentes para sistemas grandes es una consideración común en los sistemas de telecomunicaciones. En esta sección se presentan métodos para calcular los niveles de reserva basados ​​en el período de reparación de RMA, la tasa de falla y el nivel de redundancia.

El Capítulo 1 hace una referencia considerable al trabajo bien establecido y fundamental publicado en “Teoría de la confiabilidad del sistema: modelos, métodos estadísticos y aplicaciones” por M. Rausand y A. Hoyland. ¡Las referencias a este texto se hacen en el Capítulo 1 usando un superíndice! indicador.

1.1 Métricas del sistema

Las métricas del sistema son posiblemente el tema más importante presentado en este libro. Las definiciones y conceptos de confiabilidad, disponibilidad, mantenibilidad y tasa de fallas son fundamentales tanto para definir como para analizar los sistemas de telecomunicaciones. Durante la fase de análisis del diseño de un sistema, las métricas como la disponibilidad y la tasa de fallas pueden calcularse como valores predictivos. Estos valores calculados se pueden utilizar para desarrollar contratos y guiar las expectativas del cliente en las negociaciones de contratos.

Esta sección analiza las métricas de importancia en las telecomunicaciones desde una perspectiva técnica detallada y una perspectiva operativa práctica. El cálculo predictivo y empírico de cada métrica se presenta junto con las advertencias asociadas con cada enfoque.

1.1.1 Confiabilidad

MIL-STD-721C (MILSTD, 1981) define la confiabilidad con dos definiciones complementarias diferentes.

  • 1. La duración o probabilidad de un funcionamiento sin fallos en las condiciones establecidas.
  • 2. La probabilidad de que un artículo pueda realizar su función prevista durante un intervalo específico en las condiciones establecidas. (Para elementos no redundantes, esto es equivalente a la definición 1. Para elementos redundantes, esto es equivalente a la definición de confiabilidad de la misión).

Ambas definiciones de fiabilidad MIL-STD-721C se centran en la misma medida de rendimiento. La probabilidad de desempeño sin fallas o éxito de la misión se refiere a la probabilidad de que el sistema que se examina funcione durante un período de tiempo determinado. Para cuantificar y, por lo tanto, calcular la confiabilidad como una métrica del sistema, los términos “período establecido” y “condiciones establecidas” deben estar claramente definidos para cualquier sistema o misión.

El período indicado define la duración durante la cual el análisis del sistema es válido. Sin una definición del período establecido, el término confiabilidad no tiene significado. La confiabilidad es una función que depende del tiempo. Definir la confiabilidad como una probabilidad estadística se convierte en un problema de selección de distribución y cálculo métrico.

Las condiciones establecidas definen los parámetros operativos bajo los cuales la función de confiabilidad es válida. Estas condiciones son cruciales tanto para definir como para limitar el alcance bajo el cual un análisis o función de confiabilidad es válido. Tanto los diseñadores como los consumidores de sistemas de telecomunicaciones deben prestar especial atención a las “condiciones establecidas” para asegurar que las decisiones y juicios derivados sean correctos y apropiados.

La confiabilidad tomada desde una perspectiva cualitativa a menudo invoca experiencias y percepciones personales. El análisis cualitativo de confiabilidad debe realizarse como un análisis general o de alto nivel basado en una comprensión técnica cuantitativa del término. En muchos casos, la confiabilidad cualitativa se define como una sensación o “intuición” de qué tan bien puede o funcionará un sistema. La verdadera definición de confiabilidad tal como se define en MIL-STD-721C es estadística y técnica y, por lo tanto, cualquier discusión sobre confiabilidad debe basarse en esos términos.

El análisis de confiabilidad cuantitativa requiere una comprensión técnica de las matemáticas, la estadística y el análisis de ingeniería. La siguiente discusión presenta la derivación matemática de la confiabilidad y las condiciones bajo las cuales su aplicación es válida con discusiones específicas sobre aplicaciones de sistemas de telecomunicaciones.

El análisis de confiabilidad de los sistemas de telecomunicaciones tiene una aplicación limitada como una métrica de desempeño útil. Las aplicaciones de telecomunicaciones para las que la confiabilidad es una métrica útil incluyen sistemas no reparables (como satélites) o sistemas semirreparables (como cables submarinos). La métrica de confiabilidad forma la base sobre la cual se construyen la disponibilidad y la capacidad de mantenimiento y, por lo tanto, se debe comprender completamente.

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