RFTV1000

Sistema di telealimentazione per dispositivi di telecomunicazioni

La necessità

Il continuo incremento del numero di dispositivi connessi alle reti mobili di quarta (4G) e quinta (5G) generazione richiede una sempre maggior capillarità e densità di copertura della rete stessa, per poter offrire servizi di connettività dati affidabili e con elevate prestazioni in termini di velocità e latenza. Nelle zone urbane ad alta densità di popolazione, per poter ovviare al rischio di saturazione dei nodi di rete mobile (macrocelle), gli operatori di telecomunicazioni possono utilizzare dispositivi d’accesso più piccoli ed a più basso consumo energetico (small cells), capaci di coprire aree più piccole ed installati in maniera molto capillare in quelle aree urbane che necessitano di una maggior disponibilità di servizi dati concorrenti.

L’utilizzo delle small cells consente agli operatori di rete mobile la messa in campo, in maniera flessibile e modulare, di un maggior numero di risorse di rete per poter offrire il livello di connettività dati richiesto in particolari aree.

Il ricorso all’uso delle small cells fa emergere la necessità di una altrettanto capillare presenza di alimentazione elettrica adeguata al funzionamento delle small cells stesse.

Gli operatori di rete mobile possono utilizzare varie metodologie per portare l’alimentazione elettrica alle small cells dislocate sul territorio, fra queste l’utilizzo della tecnologia RFT-V (Remote power Feeding Telecom – Voltage limited) che consente il riutilizzo delle vecchie linee telefoniche in rame, già capillarmente presenti nelle aree urbane, per il trasporto dell’alimentazione elettrica dal punto in cui è presente la fornitura elettrica principale (es. armadio TELCO stradale) fino ai punti remoti in cui sono installate le small cells da alimentare.

Un sistema di telealimentazione in tecnologia RFT-V utilizza un up-converter per ‘lanciare’ in maniera sicura e bilanciata un’alimentazione LVDC (+/-190Vdc) su una più coppie telefoniche in rame, ed un down-converter remoto (a distanze anche di oltre 1km)  che ricava l’alimentazione locale a 48Vdc per la small cell dalle coppie di rame connesse al sistema di lancio LVDC.

Queste necessità, orientate ad una più semplice ed economica messa in campo di small cells per l’accesso alle reti 4G e 5G, hanno portato il gruppo SEMAR alla definizione di un sistema di telealimentazione in tecnologia RFT-V espressamente studiato per questo tipo d’applicazione.

le sfide progettuali

  • Potenza di lancio LVDC (up-converter) fino a 100W
  • Distanza massima unità remota (down-converter) minimo 1000mt
  • Conformità alle normative vigenti per sistemi RFT-V come da IEC 60950-21 ed EN 302 099
  • Misure e verifiche elettriche sulle coppie di rame prima e durante il lancio delle telealimentazione LVDC
  • Alimentazione principale 48-60Vdc
  • Supporto per utilizzo coppie multiple per incremento distanza, potenza o ridondanza
  • Possibilità d’integrazione con sistemi locali di controllo cabinet TELCO (RS485 modbusRTU, BLE)
  • Possibilità di gestione e monitoraggio remoto (via cellular network) ed applicazione WEB dedicata
  • Dimensioni compatte e grado IP adatto ad utilizzi outdoor
  • Ampio range di temperatura d’esercizio (armadi/box stradali esposti al sole ed intemperie)
  • Resistenza a sollecitazioni meccaniche (vibrazioni su installazioni stradali)

La realizzazione

Il sistema RFTV1000 realizzato da iSEMAR è un sistema di telealimentazione in tecnologia RFT-V in grado di alimentare, mediante un singolo doppino, apparati di telecomunicazione remoti (small cells 4G/5G, sistemi di trasmissione FWA, DPU xDSL/G.Fast,…) posti fino a un kilometro di distanza dal punto di ‘lancio’ della telealimentazione LVDC.

Il sistema, composto da una unità di lancio (RFTV1001 a singola porta o RFTV1004 a quattro porte) e da una unità remota RPU100, si alimenta con la tensione 48-60Vdc tipicamente già presente negli armadi stradali delle varie TELCO.

Le unità di lancio RFTV1001 e RFTV1004 generano su ogni coppia in rame una tensione bilanciata di +/- 190Vdc e sono capaci di iniettare una potenza massima di 100 Watt per coppia, in conformità alla IEC 60950-21 su circuiti RFT-V.

L’unità remota RPU100, a partire dalla 380Vdc presente sulla coppia di ingresso, ricava una tensione di 53Vdc 1,8A per alimentare celle 5G o sistemi FWA.

Le unità di lancio RFTV1001 e RFTV1004 sono realizzate in contenitori plastici con grado di protezione IP68 e sono adatte per essere installati all’interno degli armadi stradali di permutazione, mentre l’unità remota RPU100 (anch’essa con grado di protezione IP68), grazie alla sua forma cilindrica a ‘barilotto’ può agevolmente essere installata anche su pali o cavi portanti nelle immediate vicinanze del dispositivo remoto da alimentare.

Le funzionalità delle unità di lancio sono conformi allo standard EN 302 099 V2.1.1 per la distribuzione dell’alimentazione sulla rete di accesso in tecnologia RFT-V.

Prima di erogare potenza al remoto fornendo alimentazione LVDC in linea (+/-190Vdc), le unità di lancio eseguono una fase di verifica delle coppie in rame ad esse collegate attraverso alcuni test (MELT) e verifiche elettriche a bassa tensione atte ad assicurare la corretta configurazione dell’impianto (es. presenza del dispositivo remoto RPU100) e la presenza di molteplici condizioni di sicurezza. Il sistema esegue continuamente misure e verifiche elettriche anche quando l’unità remota è correttamente alimentata, al fine di rilevare immediatamente possibili alterazioni nel circuito elettrico LVDC (es. sbilanciamento verso terra di una coppia) al fine di massimizzare la sicurezza del sistema e degli operatori addetti.

Entrambi i modelli di unità di lancio possono gestire l’aggregazione di un massimo di quattro coppie in un singolo ‘power-path’. Questa configurazione consente sia l’incremento della potenza massima al lancio (fino a 400W) sia l’estensione della massima lunghezza di linea fra il punto di lancio ed il sistema remoto. L’utilizzo di coppie multiple per lo stesso ‘power-path’ può inoltre essere utilizzato come ridondanza/backup ai fini di massimizzare la disponibilità del sistema remoto così alimentato.

L’aggregazione linee può essere configurata sia sulle quattro linee presenti sul sistema RFTV1004, sia interconnettendo localmente in modalità wireless sicura fino a quattro diverse unità di lancio singola linea RFTV1001.

Entrambe le unità di lancio RFTV1001/1004 dispongono di molteplici opzioni di comunicazione (RS485 ModBus, WiFi AP/STA, Bluetooth/BLE, NB-IoT, GPRS) locali e geografiche che consentono la gestione ed il monitoraggio locale o remoto dell’intero sistema mediante integrazione nei sistemi di management delle TELCO o tramite l’applicazione WEB iTHINGS dedicata al sistema RFTV.

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