geografiche Impianti tecnologici per le telecomunicazioni Università degli Studi di Udine 30 aprile David Licursi

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1 Pianificazione e progetto di reti geografiche 6 Impianti tecnologici per le telecomunicazioni 1

2 Indice Impianti di alimentazione e stazioni dienergia Impianti di condizionamento Le centrali Telecom Italia 2

3 Impianti di alimentazione e stazioni di energia Sistemi di alimentazione per TLC Sistemi di alimentazione per telecomunicazioni in regime di continuità assoluta: Il servizio deve essere sempre garantito Icostiincasodiinterruzionedelserviziosonoalti in caso interruzione del servizio sono alti I costi di esercizio e manutenzione dipendono fortemente dall architettura di sistema adottata. La rete di distribuzione pubblica dell energia non garantisce continuità assoluta sulla fornitura elettrica. I sistemi TLC richiedono: Alimentazione senza soluzione di continuità in c.c. e in c.a. (alimentazione di sicurezza): apparati TLC, apparati di controllo e supervisione; Alimentazione con soluzione di continuità in c.a. (alimentazione di riserva): apparati di condizionamento e di supporto. 3

4 Impianti di alimentazione e stazioni di energia Interfaccia elettrica in c.a. e in c.c. ETS Corrente alternata: tensione nominale 230/400Vac Tolleranza statica: ± 10% t<500ms: ±15% t<2ms: ±40% ETS Corrente continua: tensione nominale- 48Vcc Intervallo di tolleranza: V (dvcc/dt) max 5V/ms 4

5 Impianti di alimentazione e stazioni di energia Schema di un impianto di alimentazione 5

6 Impianti di alimentazione e stazioni di energia Architettura centralizzata in c.c. 6

7 Impianti di alimentazione e stazioni di energia Architettura centralizzata in c.c. Riducendo la distribuzione in c.c. si converge verso l'architettura decentrata o di sala in c.c. 7

8 Impianti di alimentazione e stazioni di energia Architettura decentrata o di sala in c.c. 8

9 Impianti di alimentazione e stazioni di energia Architettura distribuita o di fila in c.c. Eliminando la distribuzione in c.c. si converge verso l'architettura distribuita o di fila in c.c. 9

10 Impianti di alimentazione e stazioni di energia Architettura distribuita o di fila in c.c. 10

11 Impianti di alimentazione e stazioni di energia Architettura centralizzata in c.a. 11

12 Impianti di alimentazione e stazioni di energia Batterie di accumulatori 12

13 Impianti di alimentazione e stazioni di energia Stazioni di Energia in c.c. 13

14 Impianti di alimentazione e stazioni di energia Stazioni di Energia in c.a. -c.c./c.a. 14

15 Impianti di alimentazione e stazioni di energia Gruppo elettrogeno 15

16 Impianti di alimentazione e stazioni di energia Riferimenti normativi ETSI Condizioni ambientali ETS Alimentazione e grounding ETS Struttura meccanica ETS Compatibilità elettromagnetica(emi) ETS CEI Impianti CEI 64.8 Cavi CEI 20.22/35/37/38 Accumulatori CEI 21.6 Quadri CEI

17 Impianti di alimentazione e stazioni di energia Riferimenti legislativi e direttive LEGGE 46(5/3/ 90)- SICUREZZA DEGLI IMPIANTI ELETTRICI D.P.R. 447(6/12/ 91)- REGOLAMENTO DI ATTUAZIONE DELLA LG. 46 LEGGE 818/84- PREVENZIONE INCENDI D.P.R. 547(27/4/ 55)- PREVENZIONE INFORTUNI SUL LAVORO D. LGS. 277(15/8/ 91)- PROTEZIONE LAVORATORI DA AGENTI NOCIVI D.LGS.493(14/8/ 96)-SALUTESULLUOGODILAVORO D. LGS. 626(19/9/ 94)- SICUREZZA SUL LUOGO DI LAVORO MI.SA. 31(31/8/ 78)- LOCALI CON GRUPPI ELETTROGENI DIRETTIVA CEE 89/336- COMPATIBILITÀ ELETTROMAGNETICA DIRETTIVA CEE 73/23- BASSA TENSIONE DIRETTIVA CEE 89/393- MACCHINE 17

18 Impianti di alimentazione e stazioni di energia DimensionamentoS.E.inc.c. Valutazioni preliminari alla scelta di una Stazione di Energia in c.c.: Tensione di alimentazione: 400V trifase; 230 monofase con tolleranze -20% +10%; Frequenza:50/60Hz±5% 5% Valore della tensione di uscita per la ricarica delle batterie; Potenza da erogare verso carico a medio termine; Durata media delle mancanze rete; Autonomia in ore dell impianto; Tempo di ricarica delle batterie; Tempi previsti per interventi di manutenzione e riparazione; Presenza o meno di gruppo elettrogeno e relativa indisponibilità 18

19 Impianti di alimentazione e stazioni di energia DimensionamentoS.E.inc.c. Dove: I SE =correntenominaledellas.e.[a],compresalaridondanza; P C =potenzanominaledelcaricoalmediotermine[w]; A = autonomia richiesta di batteria[h]; Vn = tensione nominale del carico[v]; T=tempodiricaricabatteria[h], IvaloridiTdaassumerecomeriferimentosono: 19

20 Impianti di alimentazione e stazioni di energia DimensionamentoS.E.inc.c. Composizione della Stazione di Energia: 20

21 Impianti di alimentazione e stazioni di energia DimensionamentodelleBatterie Per il dimensionamento di una batteria al piombo (tensione del singolo elemento pari a 2V nominali) per uso destinato alle telecomunicazioni si fa riferimento alla sua capacità C 10 relativa al regime di scarica di 10 ore con tensione finale pari a 1,8V/elemento alla temperatura di 20 C. Per calcolare la capacità C 10 delle batterie da installare nell impianto come riserva di energia in c.c., si devono considerare i seguenti parametri: I. Potenza massima assorbita dall impianto nel periodo di 10 anni [P max in Watt]; II. Tensionenominaledell'impiantopariaV n =48V c.c. ; III. ARM da assicurare all impianto[arm in ore] 21

22 Impianti di alimentazione e stazioni di energia DimensionamentodelleBatterie Da questi valori si calcola la corrente massima assorbita pari a: I max [A] = P max /[(V n / 2) * V fs ] Dove: V fs =tensionefinalediscaricaperelemento, paria1,8v. Lacapacitàdellabatteriariferitaalregimedi10oreèparia: C10 = I max * K 22

23 Impianti di alimentazione e stazioni di energia DimensionamentoGruppiElettrogeni Valutazioni preliminari alla scelta di un gruppo elettrogeno: Analisi e natura dei carichi da alimentare(potenza d esercizio, tensione e relativa distorsione ammissibile, fattore di potenza, frequenza, forti assorbimenti di corrente in fase di avviamento, sovraccarico, carichi distorcenti e squilibrati, ecc.); Condizioni di manutenibilità (luoghi di installazione con difficoltà di accesso, non presidiati, ecc.); Condizioni ambientali di installazione (temperatura, umidità relativa, altezza s.l.m., atmosfera aggressiva, probabilità di fulminazione); Caratteristiche dei locali o degli spazi destinati al gruppo(dimensioni, ubicazione e disposizione interna agli edifici, ecc.). 23

24 Impianti di alimentazione e stazioni di energia DimensionamentoGruppiElettrogeni P CDZ =potenzaimpiantodicondizionamento(comprensivadeiservizivari) P SE P SE =potenzastazionedienergia G.E. singolo o in parallelo Protezioni Autonomia e tipologia di alimentazione(gasolio, metano) Insonorizzazione Quadri di comando e controllo G.E. 24

25 Impianti di alimentazione e stazioni di energia Dimensionamento Gruppi Elettrogeni TagliedeiG.E.(3x400V+N,50Hz,cosϕ=0,8) Taglie dei quadri di comando e controllo Taglie dei quadri di commutazione rete- G.E. 25

26 Impianti di alimentazione e stazioni di energia Dimensionamento collegamenti in c.c. I collegamenti in c.c. vengono realizzati in corda o in barra, adottando il criterio di dimensionamento della massima caduta di tensione ammessa. Calcolo della sezione del collegamento: Dove: ρ=resistività(0,0178ωmm2/mpercu;0.0285ωmm2/mperal); L = lunghezza del collegamento[m]; ΔV = c.d.t. ammessa[v]; I=correntemassimaassorbita[A]paria1,185I NOM I NOM =correntenominaledelcarico; 1,185 = coefficiente che tiene conto della tensione minima ammissibile agli apparati di TLC da alimentare. 26

27 Indice Impianti di alimentazione e stazioni di energia Impianti dicondizionamento Le centrali Telecom Italia 27

28 Impianti di condizionamento per TLC Requisiti ambientali Dati tecnici di progetto per sale apparati TLC 28

29 Impianti di condizionamento per TLC Climatogramma ETSI

30 Impianti di condizionamento per TLC Tipologie e caratteristiche Tipologie impianti di condizionamento: ad espansione diretta quando il fabbisogno frigorigeno è 80 kw termici ad acqua refrigerata quando il fabbisogno frigorigeno è > 80 kw termici Caratteristiche principali dei condizionatori d aria: Affidabilità(MTBF) > 2 anni Ridotti consumi energetici e predisposizione interna di sistema per raffreddamento gratuito(free-cooling) Ridotte dimensioni d ingombro 30

31 Impianti di condizionamento per TLC Condizionatori ad espansione diretta Tipo monoblocco con condensazione ad aria e con sistema free-cooling Tipo split system con condensazione ad aria e con sistema free-cooling 31

32 Impianti di condizionamento per TLC Condizionatori autonomi monoblocco Sezioni principali: Sezione motocondensante con compressore, batteria condensante e ventilatore Sezione di trattamento aria con batteria evaporante, ventilatore e filtro aria Sezione free-cooling con serranda deviatrice e relativo servomotore Sezione quadro elettrico e controllo a microprocessore 32

33 Impianti di condizionamento per TLC Schema aeraulicocdz monoblocco 33

34 Impianti di condizionamento per TLC Schema d installazione CDZ split 34

35 Impianti di condizionamento per TLC Condizionatori ad acqua refrigerata Principali sezioni: Sezione di trattamento aria con batteria raffreddante, ventilatore e filtro aria Sezione free-cooling con serranda deviatrice e relativo servocomando Sezione quadro elettrico di comando e controllo a microprocessore 35

36 Impianti di condizionamento per TLC Schema aeraulicocdz ad acqua refrigerata 36

37 Impianti di condizionamento per TLC Distribuzione dell aria in sala TLC Principali configurazioni impiantistiche: Tipo dislocamento Under system Over system 37

38 Impianti di condizionamento per TLC Configurazione tipo dislocamento 38

39 Impianti di condizionamento per TLC Configurazione under system 39

40 Impianti di condizionamento per TLC Configurazione oversystem 40

41 Impianti di condizionamento per TLC Distribuzione secondaria acqua refrigerata 41

42 Impianti di condizionamento per TLC Distribuzione primaria acqua refrigerata 42

43 Indice Impianti di alimentazione e stazioni di energia Impianti di condizionamento Le centrali Telecom Italia 43

44 Planimetria centrale telefonica 44

45 Cablaggi centrale telefonica 45

46 Stazione di energia (Corrente Continua) 46

47 Sala energia Quadro Elettrico in corrente alternata: Riceve l'alimentazione dalla rete elettrica esterna(enel) o dal gruppo elettrogeno e la distribuisce ai vari utilizzatori: Stazione di Energia in c.c., impianti tecnologici (CDZ), utenze in alternata. Raddrizzatore: Effettua la conversione da corrente alternata (230/400V) in corrente continua a 48V. L'insieme di più raddrizzatori in parallelo forma una Stazione di Energia in c.c.. Quadro Elettrico in corrente continua: Riceve alimentazione dalla Stazione di Energia in c.c. e la distribuisce ai carichi di TLC che richiedono alimentazione in c.c. con continuità assoluta. Batterie: Connesse in parallelo al carico, consentono la continuità assoluta dell alimentazione alle utenze, al mancare della erogazione ENEL. 47

48 Stazione di energia (Corrente Continua) 48

49 Sala permutatore e muffole 49

50 Permutatore Elemento di confine tra rete di distribuzione e autocommutatore Svolge le funzioni di terminazione, numerazione, permutazione, protezione e sezionamento delle coppie Punto di flessibilità tra porte dell autocommutatore (attacchi di utente) e coppie fisiche in rete di distribuzione. Più in generale punto di flessibilità tra gli apparati che forniscono i servizi e gli utilizzatori dei servizi stessi Punto di accesso alla rete fisica, dove, tramite la esecuzione di permutazioni, avviene la fornitura dei servizi (erogati dall autocommutatore o da altri apparati) alla Clientela(collegata tramite coppie in rame) 50

51 Dimensionamento permutatore Permutatore lineare: Struttura portante costituita da unità modulari composte da 12 montanti adatti a contenere strisce verticali e orizzontali. Ciascun montante ha 8 livelli verticali e 11 livelli orizzontali (dei quali utilizzati normalmente 10). Criteri di occupazione dei montanti: Sui livelli verticali è possibile installare 8 strisce IDC da 100 coppie e attestare quindi 800 coppie/montante(un cavo da 2400 coppie=3 montanti). L occupazione deve avvenire gradualmente a partire dal primo montante senza lasciare vuoti intermedi. Margine di ampliamento pari a 1,5 dei montanti, con un minimo di 3 montanti verticali liberi. Cablaggio centrale numerica: Sui livelli orizzontali è possibile installare strisce IDC da 64/96 coppie. Margine di ampliamento deve essere pari al 20-30% delle strisce previste a finale in fase di prima installazione. 51

52 Dimensionamento permutatore Collegamenti con la sala trasmissioni per servizi vari: Riservare almeno un montante orizzontale per collegare i vari apparati che gestiscono servizi in bassa frequenza e a 2 Mb/s. Collegamenti xdsl: Lo spazio occupato sul lato orizzontale, per queste tipologie di servizi, dipende dalle previsioni di vendita e dalla potenzialità dei telai apparati. ADSL e/o SHDSL n 512 utenti a telaio e n 16 strisce IDC da 64 coppie sul permutatore (ogni striscia ha il 50% delle coppie collegate alla centrale numerica e il restante 50 % al DSLAM-ADSL in modo da fornire il servizio POTS+ADSL; nel caso di SHDSL sono collegate solo le coppie per i servizi dati (quelle riservate alla fonia non sono cablate); sul ripartitore in sala trasmissioni è prevista una striscia coassiale HDSL n 48 utenti a telaio, n 3 strisce coax al ripartitore 2 Mb/s in sala trasmissioni, al permutatore cablaggio su strisce IDC da 64 coppie. 52

53 Muffole 53

54 Muffole La tecnica dello sfioccamento consente di attestare alle terminazioni in centrale i conduttori dei cavi provenienti dalla rete senza eseguire giunti intermedi Nel punto di sfioccamento la guaina esterna del cavo viene interrotta lasciando liberi i fasci di conduttori Le muffole hanno funzione di protezione dei conduttori nel punto di sfioccamento e consentono il collegamento equipotenziale delle guaine metalliche dei cavi La muffola che contiene il giunto pot-head realizza la continuità tra i cavi in F.O. esterni e quello interno di tipo afumex 54

55 Ingresso cavi e muffole 55

56 Muffole 56

57 Cablaggi sul permutatore 57

58 Ingombri permutatore lato verticale 58

59 Ingombri permutatore lato orizzontale 59

60 Striscia IDC 100 coppie (lato verticale) 60

61 Striscia IDC 64 coppie (lato orizzontale) 61

62 Permuta verticale -orizzontale 62

63 Centrale numerica 63

64 Ingombri in centrale numerica 64

65 Cablaggi in centrale numerica 65

66 Centrale numerica 66

67 Modulo Comandi in centrale numerica 67

68 Modulo Utenti in centrale numerica 68

69 Modulo Giunzione in centrale numerica 69

70 Sala trasmissiva Sala trasmissiva: Ha la funzione di allocare gli impianti di trasmissione. Ècostituitadaunaopiùstrutturedifila. Struttura di fila: Struttura metallica modulare atta a contenere sistemi di linea, sistemi di multiplazione e le infrastrutture metalliche necessarie al loro alloggiamento, interconnessione ed alimentazione elettrica. Le file possono ospitare telai ispezionabili da entrambe i fronti e sono denominate file doppio fronte o più comunemente monofile. Lastrutturadifilaècompostada: I. Complesso Quadro di fila II. III. IV. Complesso Telaio fine fila Complesso Piantana di fila Complesso Elemento di fila 70

71 Sala trasmissiva 71

72 Struttura di fila Complesso Quadro di fila: Il Quadro di fila, unitamente alla Piantana di fila ed al Fine fila, costituisce il supporto della struttura superiore costituita dagli Elementi di fila e dal soprastante planare. I cablaggi interni sono raccolti entro canalizzazioni autoestinguenti a bassa emissione di fumi e gas tossici. È realizzato con un sistema modulare, dimensioni 180Hx600Px2210H mm con coperture rimovibili su tre fronti. Tutti i dispositivi di manovra, protezione, controllo e le prese sono accessibili dal lato 180mm(frontale). Complesso Telaio fine fila: È una struttura modulare realizzata in lamiera di dimensioni 180Lx600Px2210H mm, ha funzione portante e viene posizionata all estremità opposta del Quadro di fila, ha due sportelli destinati ad accogliere i vari accessori, quali cordoni, manuali. 72

73 Struttura di fila Complesso Piantana di fila: È una struttura modulare realizzata in lamiera di dimensioni 100Lx600Px2210H mm; ha funzione portante e di collegamento nel punto di giunzione tra gli elementi di fila. Complesso Elemento di fila: Provvede al sostegno degli apparati e alla distribuzione delle alimentazioni tramite opportuni punti di prelievo e può alloggiare, in corrispondenza di ogni Posizione Telaio da 600 mm, interruttori di protezione (magnetotermici unipolari) di tipo modulare. Ogni posizione telaio da 600 mm può ospitare telai ditipon3conassorbimento massimodi800watt.ilmodulodellastrutturada2 posizioni ospita n 4 telai di tipo N3 con assorbimento massimo di 3200 watt, il modulo da 3 posizioni ospita n 6 telai N3 con assorbimento massimo di 4800 watt. Telaio N3: Struttura realizzata in lamiera di dimensioni 600Lx300Px2200H atta ad ospitare i rack che contengono gli apparati con i relativi cavi. 73

74 Struttura e quadro di fila 74

75 Struttura di fila 75

76 Planimetria sala trasmissioni 76

77 Sala trasmissioni 77

78 Planare supporto cavi Per permettere la corretta posa dei cavi e il loro scorrimento funzionale, sopra le file trasmissive viene realizzata una struttura tubolare costituita da tubi di alluminio. Il planare è costituito da due livelli. Ciò permette di disporre ordinatamente i cavi, diversificando quelli che garantiscono il collegamento tra apparati e ripartitori da quelli provenienti dalle varie sale della centrale. Per consentire all operatore l accesso alla parte superiore del planare sono previsti, a distanze regolari, dei passaggi uomo. 78

79 Planare supporto cavi 79

80 Ripartitore Struttura metallica portante di tipo modulare (n 3 montanti a 10 livelli) fissata sia a pavimento che all elemento di fila. Il ripartitore conferisce flessibilità alle connessioni della rete trasmissiva. La denominazione dei ripartitori deriva dalla frequenza di cifra del segnale terminato (Bassa frequenza; 2 Mb/s; 34 Mb/s; 140 Mb/s; 155 Mb/s). Le classi di denominazione possono essere raggruppate sullo stesso ripartitore fisico. Sul ripartitore di Bassa frequenza sono attestati gli apparati con frequenza di cifra inferiore a 2 Mb/s(es. allarmi). Ogni apparato viene cablato sul ripartitore tramite strisce con connettori coassiali di opportuno diametro: I. Strisceper16flussia2/34Mb/sn 32coassialiØ3,1mm II. Strisceper8flussia140/155Mb/sn 16coassialiØ5,9mm Mediante ripartizioni gli apparati vengono collegati all utilizzatore o tra di loro. I flussi a 2 Mb/s di giunzione della centrale numerica sono attestati sul ripartitore lato orizzontale. I cablaggi a velocità di cifra inferiori sono attestati sul lato verticale del ripartitore, mentre quelli a velocità superiore sul lato orizzontale. 80

81 Ripartitore 81

82 Ripartitore 82

83 Ripartitore 83

84 Telaio di terminazione fibre ottiche Svolge le funzioni di: terminazione dei cavi, connettorizzazione, sezionamento e identificazione delle fibre Generalmente il telaio è composto da un modulo di sfioccamento dei cavi e da subtelai per la gestione delle fibre Il modulo di sfioccamento consente di attestare fino a 5 cavi ed è posizionato nel punto di accesso superiore/inferiore del telaio in funzione dell ingresso dei cavi I subtelai consentono l esecuzione delle seguenti operazioni: I. giunzione delle fibre del cavo con semibretelle connettorizzate SC II. III. terminazione delle semibretelle connettorizzate mediante manicotti SC numerazione delle fibre attestate I manicotti SC permettono la connessione/disconnessione delle bretelle di collegamento degli apparati o delle permutazioni interne(transiti) 84

85 Telaio terminazione da 60 fibre ottiche 85

86 Telaio terminazione da 100 fibre ottiche 86

87 Telaio terminazione da 400 fibre ottiche 87

88 Canalizzazione Fibre Ottiche Ha la funzione di agevolare la posa, la distribuzione e la discesa delle fibre che collegano I telai terminazione f.o. con gli apparati. Viene realizzata tramite canalina di dimensioni 110x80mm posizionata immediatamente sopra gli elementi di fila e equipaggiata con opportuni raccordi verso I telai degli apparati. La canalizzazione con riempimento medio al 50% garantisce una capacità minimadi750fibreperfrontefila. La canalina è dotata di accessori per la protezione della discesa delle fibre verso i telai, garantendo il corretto posizionamento delle fibre ottiche. Per le canaline sono utilizzati materiali plastici autoestinguenti a bassa emissione di fumi e gas tossici. 88

89 Canalizzazione Fibre Ottiche 89

90 Schema percorso collegamenti xdsl 90