Pianificazione e progetto di reti geografiche

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Pianificazione e progetto di reti geografiche

6 Impianti tecnologici per le telecomunicazioni

Università degli Studi di Udine 1 30 aprile 2010 - David Licursi

Indice

Impianti Impianti di di alimentazione alimentazione e e stazioni stazioni di di energia energia

Impianti di condizionamento

Le centrali Telecom Italia

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

I costi in caso di 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.

Impianti di alimentazione e stazioni di energia Interfaccia elettrica in c.a. e in c.c.

ETS 300 132-1

Corrente alternata: tensione nominale 230/400Vac

Tolleranza statica: ± 10%

t < 500 ms: ± 15%

t < 2 ms: ± 40%

ETS 300 132-2

Corrente continua: tensione nominale - 48Vcc

Intervallo di tolleranza: -40.5 ÷ -57.6 V

(dVcc/dt)

_max

5 V/ms

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

Impianti di alimentazione e stazioni di energia

Architettura centralizzata in c.c.

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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.

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

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.

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

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

Università degli Studi di Udine

Impianti di alimentazione e stazioni di energia Batterie di accumulatori

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

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

Impianti di alimentazione e stazioni di energia Gruppo elettrogeno

Impianti di alimentazione e stazioni di energia Riferimenti normativi

ETSI

Condizioni ambientali ETS 300.019 - 300.753

Alimentazione e grounding ETS 300.132 - 300.253

Struttura meccanica ETS 300.119

Compatibilità elettromagnetica (EMI) ETS 300.127 - 300.386

CEI

Impianti CEI 64.8

Cavi CEI 20.22/35/37/38

Accumulatori CEI 21.6

Quadri CEI 17.13

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) - SALUTE SUL LUOGO DI LAVORO

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

Impianti di alimentazione e stazioni di energia Dimensionamento S.E. in c.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: 50/60 Hz ± 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

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Impianti di alimentazione e stazioni di energia Dimensionamento S.E. in c.c.

Dove:

I

_SE

= corrente nominale della S.E. [A], compresa la ridondanza;

P

_C

= potenza nominale del carico al medio termine [W];

A = autonomia richiesta di batteria [h];

Vn = tensione nominale del carico [V];

T = tempo di ricarica batteria [h],

I valori di T da assumere come riferimento sono:

Impianti di alimentazione e stazioni di energia Dimensionamento S.E. in c.c.

Composizione della Stazione di Energia:

Impianti di alimentazione e stazioni di energia Dimensionamento delle Batterie

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.

Tensione nominale dell'impianto pari a V

_n

= 48 V

_c.c.

;

III.

ARM da assicurare all’impianto [ARM in ore]

Impianti di alimentazione e stazioni di energia Dimensionamento delle Batterie

Da questi valori si calcola la corrente massima assorbita pari a:

I

_max

[A] = P

_max

/ [(V

_n

/ 2) * V

_fs

] Dove:

V

_fs

= tensione finale di scarica per elemento, pari a 1,8V.

La capacità della batteria riferita al regime di 10 ore è pari a:

C10 = I

_max

* K

Impianti di alimentazione e stazioni di energia Dimensionamento Gruppi Elettrogeni

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.).

Impianti di alimentazione e stazioni di energia Dimensionamento Gruppi Elettrogeni

P

_CDZ

= potenza impianto di condizionamento (comprensiva dei servizi vari) ≅ P

_SE

P

_SE

= potenza Stazione di Energia

G.E. singolo o in parallelo

Protezioni

Autonomia e tipologia di alimentazione (gasolio, metano)

Insonorizzazione

Quadri di comando e controllo G.E.

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Impianti di alimentazione e stazioni di energia Dimensionamento Gruppi Elettrogeni

Taglie dei G.E. (3x400V + N, 50Hz, cosϕ = 0,8)

Taglie dei quadri di comando e controllo

Taglie dei quadri di commutazione rete - G.E.

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 (0,0178 Ω mm2/m per Cu ; 0.0285 Ω mm2/m per Al);

L = lunghezza del collegamento [m];

ΔV = c.d.t. ammessa [V];

I = corrente massima assorbita [A] pari a 1,185 I

_NOM

I

_NOM

= corrente nominale del carico;

1,185 = coefficiente che tiene conto della tensione minima ammissibile agli apparati di TLC da alimentare.

Indice

Impianti di alimentazione e stazioni di energia

Impianti Impianti di di condizionamento condizionamento

Le centrali Telecom Italia

Impianti di condizionamento per TLC Requisiti ambientali

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Dati tecnici di progetto per sale apparati TLC

Università degli Studi di Udine 30 aprile 2010 - David Licursi

Impianti di condizionamento per TLC Climatogramma ETSI 300 019-1-3

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

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Impianti di condizionamento per TLC Condizionatori ad espansione diretta

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Tipo monoblocco con condensazione ad aria e con sistema free-cooling

Tipo split system con condensazione ad aria e con sistema free-cooling

Impianti di condizionamento per TLC Condizionatori autonomi monoblocco

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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

Impianti di condizionamento per TLC Schema aeraulico CDZ monoblocco

Impianti di condizionamento per TLC Schema d’installazione CDZ split

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

Impianti di condizionamento per TLC Schema aeraulico CDZ ad acqua refrigerata

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Impianti di condizionamento per TLC Distribuzione dell’aria in sala TLC

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Principali configurazioni impiantistiche:

Tipo dislocamento

Under system

Over system

Impianti di condizionamento per TLC Configurazione tipo dislocamento

Impianti di condizionamento per TLC Configurazione under system

Impianti di condizionamento per TLC Configurazione over system

Impianti di condizionamento per TLC Distribuzione secondaria acqua refrigerata

Impianti di condizionamento per TLC

Distribuzione primaria acqua refrigerata

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Indice

Impianti di alimentazione e stazioni di energia

Impianti di condizionamento

Le Le centrali centrali Telecom Telecom Italia Italia

Le centrali Telecom Italia Planimetria centrale telefonica

Le centrali Telecom Italia Cablaggi centrale telefonica

Le centrali Telecom Italia

Stazione di energia (Corrente Continua)

Le centrali Telecom Italia 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.

Le centrali Telecom Italia

Stazione di energia (Corrente Continua)

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Le centrali Telecom Italia Sala permutatore e muffole

Le centrali Telecom Italia 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)

Le centrali Telecom Italia 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.

Le centrali Telecom Italia 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.

Le centrali Telecom Italia 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

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Le centrali Telecom Italia Ingresso cavi e muffole

Le centrali Telecom Italia Muffole

Le centrali Telecom Italia Cablaggi sul permutatore

Le centrali Telecom Italia

Ingombri permutatore lato verticale

Le centrali Telecom Italia

Ingombri permutatore lato orizzontale

Le centrali Telecom Italia

Striscia IDC 100 coppie (lato verticale)

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Le centrali Telecom Italia

Striscia IDC 64 coppie (lato orizzontale)

Le centrali Telecom Italia Permuta verticale - orizzontale

Le centrali Telecom Italia Centrale numerica

Le centrali Telecom Italia Ingombri in centrale numerica

Le centrali Telecom Italia Cablaggi in centrale numerica

Le centrali Telecom Italia

Centrale numerica

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Le centrali Telecom Italia

Modulo Comandi in centrale numerica

Le centrali Telecom Italia

Modulo Utenti in centrale numerica

Le centrali Telecom Italia

Modulo Giunzione in centrale numerica

Le centrali Telecom Italia Sala trasmissiva

Sala trasmissiva:

Ha la funzione di allocare gli impianti di trasmissione.

È costituita da una o più strutture di fila.

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.

La struttura di fila è composta da:

I.

Complesso Quadro di fila

II.

Complesso Telaio fine fila

III.

Complesso Piantana di fila

IV.

Complesso Elemento di fila

Le centrali Telecom Italia Sala trasmissiva

Le centrali Telecom Italia 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.

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Le centrali Telecom Italia 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 di tipo N3 con assorbimento massimo di 800 watt. Il modulo della struttura da 2 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.

Le centrali Telecom Italia Struttura e quadro di fila

Le centrali Telecom Italia Struttura di fila

Le centrali Telecom Italia Planimetria sala trasmissioni

Le centrali Telecom Italia Sala trasmissioni

Le centrali Telecom Italia 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”.

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Le centrali Telecom Italia Planare supporto cavi

Le centrali Telecom Italia 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.

Strisce per 16 flussi a 2/34 Mb/s n° 32 coassiali Ø 3,1 mm

II.

Strisce per 8 flussi a 140/155 Mb/s n° 16 coassiali Ø 5,9 mm

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.

Le centrali Telecom Italia Ripartitore

Le centrali Telecom Italia

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.

terminazione delle semibretelle connettorizzate mediante manicotti SC

III.

numerazione delle fibre attestate

I manicotti SC permettono la connessione/disconnessione delle bretelle di collegamento degli apparati o delle permutazioni interne (transiti)

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Le centrali Telecom Italia

Telaio terminazione da 60 fibre ottiche

Le centrali Telecom Italia

Telaio terminazione da 100 fibre ottiche

Le centrali Telecom Italia

Telaio terminazione da 400 fibre ottiche

Le centrali Telecom Italia 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 minima di 750 fibre per fronte fila.

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.

Le centrali Telecom Italia Canalizzazione Fibre Ottiche

Le centrali Telecom Italia

Schema percorso collegamenti xDSL