Pianificazione e progetto di reti...

30/04/2010

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Pianificazione e progetto di reti

geografiche

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Impianti tecnologici per le telecomunicazioni

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

Indice

�� ImpiantiImpianti didi alimentazionealimentazione ee stazionistazioni didi energiaenergia

� Impianti di condizionamento

� Le centrali Telecom Italia


Impianti di alimentazione e stazioni di energiaSistemi 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 disistema adottata.

La rete di distribuzione pubblica dell’energia non garantisce continuità assoluta sullafornitura elettrica.

I sistemi TLC richiedono:

� Alimentazione senza soluzione di continuità in c.c. e in c.a. (alimentazione disicurezza): 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 salain 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.


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 energiaDimensionamento 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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Dove:

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

� PC = 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:



Composizione della Stazione di Energia:


Impianti di alimentazione e stazioni di energiaDimensionamento delle Batterie

� Per il dimensionamento di una batteria al piombo (tensione del singoloelemento pari a 2V nominali) per uso destinato alle telecomunicazioni si fariferimento alla sua capacità C10 relativa al regime di scarica di 10 ore contensione finale pari a 1,8V/elemento alla temperatura di 20°C.

� Per calcolare la capacità C10 delle batterie da installare nell’impianto comeriserva di energia in c.c., si devono considerare i seguenti parametri:

I. Potenza massima assorbita dall’impianto nel periodo di 10 anni [Pmax inWatt];

II. Tensione nominale dell'impianto pari a Vn = 48 Vc.c.;

III. ARM da assicurare all’impianto [ARM in ore]


Impianti di alimentazione e stazioni di energiaDimensionamento delle Batterie

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

Imax [A] = Pmax / [(Vn / 2) * Vfs]

Dove:

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

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

C10 = Imax * K


Impianti di alimentazione e stazioni di energiaDimensionamento Gruppi Elettrogeni

Valutazioni preliminari alla scelta di un gruppo elettrogeno:

� Analisi e natura dei carichi da alimentare (potenza d’esercizio, tensione e relativadistorsione ammissibile, fattore di potenza, frequenza, forti assorbimenti dicorrente in fase di avviamento, sovraccarico, carichi distorcenti e squilibrati, ecc.);

� Condizioni di manutenibilità (luoghi di installazione con difficoltà di accesso, nonpresidiati, ecc.);

� Condizioni ambientali di installazione (temperatura, umidità relativa, altezzas.l.m., atmosfera aggressiva, probabilità di fulminazione);

� Caratteristiche dei locali o degli spazi destinati al gruppo (dimensioni, ubicazionee disposizione interna agli edifici, ecc.).


Impianti di alimentazione e stazioni di energiaDimensionamento Gruppi Elettrogeni

� PCDZ = potenza impianto di condizionamento (comprensiva dei servizi vari) ≅ PSE

� PSE = 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 didimensionamento 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 INOM

� INOM = corrente nominale del carico;

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


Indice

� Impianti di alimentazione e stazioni di energia

�� ImpiantiImpianti didi condizionamentocondizionamento

� Le centrali Telecom Italia


Impianti di condizionamento per TLCRequisiti 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

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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 perraffreddamento 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

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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

�� LeLe centralicentrali TelecomTelecom ItaliaItalia


Le centrali Telecom ItaliaPlanimetria 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 elettrogenoe 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 a48V. L'insieme di più raddrizzatori in parallelo forma una Stazione di Energia inc.c..

� Quadro Elettrico in corrente continua:

Riceve alimentazione dalla Stazione di Energia in c.c. e la distribuisce ai carichi diTLC che richiedono alimentazione in c.c. con continuità assoluta.

� Batterie:

Connesse in parallelo al carico, consentono la continuità assolutadell’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 esezionamento delle coppie

� Punto di flessibilità tra porte dell’autocommutatore (attacchi di utente) e coppiefisiche in rete di distribuzione. Più in generale punto di flessibilità tra gli apparatiche 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 acontenere strisce verticali e orizzontali.

Ciascun montante ha 8 livelli verticali e 11 livelli orizzontali (dei quali utilizzatinormalmente 10).

� Criteri di occupazione dei montanti:

Sui livelli verticali è possibile installare 8 strisce IDC da 100 coppie e attestarequindi 800 coppie/montante (un cavo da 2400 coppie=3 montanti).

L’occupazione deve avvenire gradualmente a partire dal primo montante senzalasciare vuoti intermedi.

Margine di ampliamento pari a 1,5 dei montanti, con un minimo di 3 montantiverticali 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 finalein 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 chegestiscono servizi in bassa frequenza e a 2 Mb/s.

� Collegamenti xDSL:

Lo spazio occupato sul lato orizzontale, per queste tipologie di servizi, dipendedalle 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 sulpermutatore (ogni striscia ha il 50% delle coppie collegate alla centrale numericae il restante 50 % al DSLAM-ADSL in modo da fornire il servizio POTS+ADSL; nelcaso di SHDSL sono collegate solo le coppie per i servizi dati (quelle riservate allafonia non sono cablate); sul ripartitore in sala trasmissioni è prevista una strisciacoassiale

HDSL n° 48 utenti a telaio, n° 3 strisce coax al ripartitore 2 Mb/s in salatrasmissioni, 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 iconduttori dei cavi provenienti dalla rete senza eseguire giunti intermedi

� Nel punto di sfioccamento la guaina esterna del cavo viene interrotta lasciandoliberi i fasci di conduttori

� Le muffole hanno funzione di protezione dei conduttori nel punto disfioccamento e consentono il collegamento equipotenziale delle guainemetalliche 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 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 dimultiplazione e le infrastrutture metalliche necessarie al loro alloggiamento,interconnessione ed alimentazione elettrica.

� Le file possono ospitare telai ispezionabili da entrambe i fronti e sonodenominate 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 ilsupporto della struttura superiore costituita dagli Elementi di fila e dalsoprastante “planare”. I cablaggi interni sono raccolti entro canalizzazioniautoestinguenti a bassa emissione di fumi e gas tossici. È realizzato con unsistema modulare, dimensioni 180Hx600Px2210H mm con coperture rimovibilisu tre fronti. Tutti i dispositivi di manovra, protezione, controllo e le prese sonoaccessibili dal lato 180mm (frontale).

� Complesso Telaio fine fila:

È una struttura modulare realizzata in lamiera di dimensioni 180Lx600Px2210Hmm, ha funzione portante e viene posizionata all’estremità opposta del Quadrodi fila, ha due sportelli destinati ad accogliere i vari accessori, quali cordoni,manuali.


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� Complesso Piantana di fila:

È una struttura modulare realizzata in lamiera di dimensioni 100Lx600Px2210Hmm; ha funzione portante e di collegamento nel punto di giunzione tra glielementi di fila.

� Complesso Elemento di fila:

Provvede al sostegno degli apparati e alla distribuzione delle alimentazionitramite opportuni punti di prelievo e può alloggiare, in corrispondenza di ogni“Posizione Telaio” da 600 mm, interruttori di protezione (magnetotermiciunipolari) di tipo modulare. Ogni posizione telaio da 600 mm può ospitare telaidi tipo N3 con assorbimento massimo di 800 watt. Il modulo della struttura da 2posizioni ospita n° 4 telai di tipo N3 con assorbimento massimo di 3200 watt, ilmodulo da 3 posizioni ospita n° 6 telai N3 con assorbimento massimo di 4800watt.

� Telaio N3:

Struttura realizzata in lamiera di dimensioni 600Lx300Px2200H atta ad ospitare irack che contengono gli apparati con i relativi cavi.


Le centrali Telecom Italia Struttura e quadro 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, soprale file trasmissive viene realizzata una struttura tubolare costituita da tubi dialluminio.

� Il planare è costituito da due livelli. Ciò permette di disporre ordinatamente icavi, diversificando quelli che garantiscono il collegamento tra apparati eripartitori da quelli provenienti dalle varie sale della centrale.

� Per consentire all’operatore l’accesso alla parte superiore del planare sonoprevisti, 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) fissatasia a pavimento che all’elemento di fila. Il ripartitore conferisce flessibilità alleconnessioni della rete trasmissiva.

� La denominazione dei ripartitori deriva dalla frequenza di cifra del segnaleterminato (Bassa frequenza; 2 Mb/s; 34 Mb/s; 140 Mb/s; 155 Mb/s). Le classi didenominazione possono essere raggruppate sullo stesso ripartitore fisico.

� Sul ripartitore di Bassa frequenza sono attestati gli apparati con frequenza dicifra inferiore a 2 Mb/s (es. allarmi).

� Ogni apparato viene cablato sul ripartitore tramite strisce con connettoricoassiali 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 ripartitorelato orizzontale.

� I cablaggi a velocità di cifra inferiori sono attestati sul lato verticale delripartitore, mentre quelli a velocità superiore sul lato orizzontale.








Le centrali Telecom Italia Telaio di terminazione fibre ottiche

� Svolge le funzioni di: terminazione dei cavi, connettorizzazione, sezionamento eidentificazione delle fibre

� Generalmente il telaio è composto da un modulo di sfioccamento dei cavi e dasubtelai per la gestione delle fibre

� Il modulo di sfioccamento consente di attestare fino a 5 cavi ed è posizionatonel punto di accesso superiore/inferiore del telaio in funzione dell’ingresso deicavi

� 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 dicollegamento 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 Canalizzazione Fibre Ottiche

� Ha la funzione di agevolare la posa, la distribuzione e la discesa delle fibre checollegano I telai terminazione f.o. con gli apparati.

� Viene realizzata tramite canalina di dimensioni 110x80mm posizionataimmediatamente sopra gli elementi di fila e equipaggiata con opportuniraccordi verso I telai degli apparati.

� La canalizzazione con riempimento medio al 50% garantisce una capacitàminima di 750 fibre per fronte fila.

� La canalina è dotata di accessori per la protezione della discesa delle fibre versoi telai, garantendo il corretto posizionamento delle fibre ottiche.

� Per le canaline sono utilizzati materiali plastici autoestinguenti a bassaemissione di fumi e gas tossici.


Le centrali Telecom Italia Canalizzazione Fibre Ottiche


Le centrali Telecom Italia Schema percorso collegamenti xDSL


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