TORRE FASE III

KM3-IT STATO DEL PROGETTO Responsabile: G.Cuttone Management Board: Anghinolfi, Capone, Coniglione, Cuttone, Piattelli Project Manager: Papaleo Steerring Committee: TC: Anghinolfi Ameli,Circella,Chiarusi,Musumeci,Simeone,Distefano,Rovelli, Riccobene,DeRosa + MB Integrazione: Musumeci Riunioni SC a scadenza mensili Minute su

The layout was designed to take into account: › the limits due to:  # fibres to manage the DUs  Power to manage the Dus  Max Power available with the current MVC (8.5 CTF outputs) › Deployment constrains  Min DUs distance  Max Length of the interlink cables › Maintenance of the MEOC

› Main Voltage Converter  V DC= 8.5 kW5 OUTPUTS (4 f.o. + 2 electric)  Number of available fibres: 20 › 8 Towers  Fibres: 4  Power: x 8 = 1.6 kW  SJB: 0.2 kW  Power :4x.2kW =0.8 kW › EMSO node:  Power: 0.8 kW  SJB: 0.2 kW Available for strings: › Power: 8.5-( ) –( )-3x0.2= 5.1 kW ≈ 25 strings › Fibres:16. They are sufficients IT’S OUR LIMIT!!!

New CTF with 5 outputs (4 fo, 2 e) Up to 5 Secondary JB 1 SJB x 8 tower 2 SJBs x strings 1 SJB for EMSO Length of cables defined

SupplierALCATELL3 MARIPROSEACON INFODiscussion started in JuneDiscussion started in September Discussion started in October Initiated by RP via mail Initial preferred solutionBack-up solutionAlternative Strength Weakness -Known supplier -INFN has to provide mechanical frame and final testing -Low interest -Long delivery times -Integrated system -Delivery time -Interest to enter project -Requires upfront study of MVC and other components - No proven supplier (INFN has to provide the learning curve) StatusPreliminary technical discussion. Awaiting financial offer and time frame MVC will be made ready for shipping to conduct study. INFN received budgetary figure and time frame Awaiting budgetary quote and time line Way forward

CTF RO V 100 km MEOC JBOX 1 RO V x 8 (towers) DUs RO V JBOX 2 RO V x 12 (strings) DUs RO V JBOX 3 RO V x 12 (strings) DUs RO V JBOX 4 RO V EMSO DUs RO V EMSO RO V

375 V S 8 S V INPUT from MVC V 375 V OUTPUT 14 PSS 375V / LV PSS 375V / LV S 9 S 10 PSS  C + ADC FCM 2X V T P 5 Optical Pod Electronics Pod 2 A A A A Power Pod Junction Box – Power System block diagram PCS 375 V OUTPUT 16 Oil filled 1 Optical system Optical system E-O MANIFOLD A 2x3 Serial link RS Rosanna Cocimano Serial link RS232 OCEAN ISTRUM V INTPUT 2 8 E-O 2 INPUT OUTPUTS

Connection TypeMax loss dB Quantit y Total loss per type dB Reflection dB Ref. Standard ROV mateable (Jbox external + 1 interlink) N/A Dry mateable (Jbox internal) N/A Dry mateable (inside pressure vessels, only for DU-Tower Junction Box) IEC (*) Total connector losses 3.15 (*) For dry mateable connectors inside pressure vessels it has been adopted the Premium Low Loss SM UPC and APC Connector type exceeding IEC standard for Random Mating Grade B, which shows the following performance: Mean Loss ≤ 0.07 dB Max Loss ≤ 0.15dB (97% of the connector population) This choice enables to achieve an easy assembly & test without incurring into high losses

.. From HyDralight to HyBralight…..

INPUT DATA: Tower per JB1: 8 DU per JB2 :12 DU per JB3:12 Cable length Submarine Node to Manifold input : OUT1-20m 9AWG (2.5 ohm/km) OUT2-20m 9AWG (2.5 ohm/km) OUT3-20m 9AWG (2.5 ohm/km) Cable length from Manifold output to Junction Box input : JB1-850m 9AWG (2.5 ohm/km) JB2-550m 9AWG (2.5 ohm/km) JB3-250m 9AWG (2.5 ohm/km) Cable length from Junction Box input to Junction Manifold input: IN1-20m 9AWG (2.5 ohm/km) IN2-20m 9AWG (2.5 ohm/km) IN3-20m 9AWG (2.5 ohm/km) Cable length from Junction Manifold output to JB output B : OUT1-20m 18AWG (18.02 ohm/km) OUT2-20m 18AWG (18.02 ohm/km) OUT3-20m 18AWG (18.02 ohm/km) Cable length from JB output to TOWER OR DU input : OUT1÷8-300m 9AWG (2.5 ohm/km) FOR EACH TOWER OUT1÷12-300m 9AWG (2.5 ohm/km) FOR EACH DU PS: cable lenght used for the calculations were not the final values. INPUT DATA: MVC output voltage: 375V Available power at MVC output: 8,5 kW Power per Tower: 200 W Power per DU: 220 W Power per 8Tower+ 24 DU: 7 kW RESULTS: JB input voltage : JB1: V JB2: V JB3: V DU/ Tower input Voltage: TOWER (JB 1): V DU(JB2): V DU(JB3): V Power MVC output : 7,4 kW Total dissipation in the network ≈5.53% Preliminary evaluations on the voltage drop & power consumption in the network

DOCUMENTAZIONE LA TORRE (Musumeci, Miraglia)

SEA INFRASTRUCTURE (Papaleo)

TDR of the infrastructure 1.The present facility in Capo Passero 1.1 The building 1.2 The power station 1.3 The cable 1.4 The cable termination frame 2. The site 2.1 Previous measurements and the choice of the site 2.2 Recent campaigns and planimetry of the site 3.The layout of the new infrastructure 3.1 The km3 telescope 3.2 The MC simulation 3.3 The topology 3.4 The new Cable Termination Frame 3.5 The Secondary Junction Box 3.6 The cable network 4 Optical &power systems 4.1The optical system 4.2 The Power system 5- The ON shore infrastructure

La strategia di integrazione è fondata sulle esperienze fatte con i primi tre prototipi di torre. Basandosi su ciò si può schematizzare il processo dividendolo in quattro fasi fondamentali:  “fase 1”, aggiustaggio;  “fase 2”, installazione cavi e strumentazione sui piani e sulla zavorra*;  “fase 3”, “impacchettamento” definitivo dei piani e della boa sulla zavorra;  “fase 4”, verifica funzionamento del sistema torre integrato. * si assume che tutti i singoli strumenti (OM, HY, OI, ecc..) vengano consegnati nel sito di integrazione già testati

Consiste nell’eseguire un “falso montaggio”, verificando che i punti di contatto dei vari elementi combacino e nell’eventuale esecuzione di qualche attività d’officina per riportare gli elementi alle dimensioni volute. E’ ovviamente importante che venga portata a termine in assenza di cavi e strumentazione. Durante questa fase i piani verranno “marcati” e la loro sequenza di montaggio verrà fissata in modo definitivo (tale sequenza sarà, ovviamente, legata alla strumentazione da installarvi, definitiva preventivamente). La fase 1 si concluderà con la messa a punto del sistema di ritenuta di sicurezza e di sgancio della boa (regolazione lunghezze, tensioni molle, ecc..)

 Durante questa fase ogni modulo di piano (individuato dalla lunghezza d’onda del transceiver installato al suo interno) dovrà essere accoppiato ad uno specifico piano della sequenza, pena il non funzionamento dei filtri ottici di base torre  Alla fine di questa fase sarà verificato il funzionamento di ogni singolo piano, se sarà reso disponibile un contenitore oscurato di dimensioni opportune, sarà possibile eseguire la caratterizzazione di ogni singolo piano su ogni piano andranno installati: 6 moduli ottici; 2 idrofoni (che includono i cavi di connessione con il modulo di piano); 1 strumento oceanografico (opt); 1 modulo di piano; 6 cavi di interconnessione tra i moduli ottici ed il modulo di piano; 1 cavo di interconnessione tra lo strumento oceanografico ed il modulo di piano (opt); 4 tubi tessili contenenti le cime di tensionamento.

 I moduli di base torre sono progettati con la stessa logica delle JB, si differenziano da queste ultime solo per dettagli secondari.  la loro integrazione seguirà lo stesso flusso di lavoro delle JB e verranno consegnati già testati e pronti per l’installazione sulla zavorra. su ogni zavorra andranno installati: 3 moduli di elettronica 1 manifold; ? strumento/i oceanografico (in attesa di definizione interfacce meccaniche/specifiche di montaggio); ? cavo/i di interconnessione tra lo strumento oceanografico ed il modulo di base torre (lunghezza da definire contestualmente alle specifiche di montaggio; 4 tubi tessili contenenti le cime di tensionamento; 1 catena di giunzione tra le cime e la zavorra; 1sistema di ritenuta di sicurezza della boa; 1 sistema di sgancio della boa.

 Una volta che ogni singolo piano e la zavorra saranno stati equipaggiati della relativa strumentazione, ed opportunamente testati, sarà possibile installarli sulla zavorra nella loro posizione definitiva. Quest’operazione, così come fatto sinora, sarà contestuale al fissaggio delle cime di interconnessione ed al cablaggio delle dorsale.  Stesso discorso varrà per la boa, a meno, ovviamente, della dorsale.  Finito di posizionare i piani e la boa al loro posto, verranno attivati e testati i sistemi di ritenuta di sicurezza e di sgancio della boa.

TEST E CARATTERIZZAZIONE DELLA TORRE DURANTE LA FASE DI INTEGRAZIONE Di seguito vengono illustrate le soluzioni tecniche suggerite dal gruppo di lavoro “sistema di calibrazione e test di funzionamento” durante i vari meeting. In particolare i test che si vogliono implementare sono suddivisi in due fasi: TEST DI FUNZIONAMENTO PIANO TEST DI FUNZIONAMENTO TORRE Le persone coinvolte per la definizione delle architetture dei sotto sistemi utili al vari test sono: STRUMENTI ESTERNI ED IDROFONI– Francesco Simeone MODULO OTTICO – Carlo Nicolau MODULO DI PIANO– Fabrizio Ameli SISTEMA DI CALIBRAZIONE TEMPORALE – Marco Circella CARATTERIZZAZIONE LED BEACON – Giulia De Bonis MISURE DI ASSORBIMENTO CORRENTE – Angelo Orlando SOFTWARE DI MONITORAGGIO TORRE– Alberto Rovelli – Tommaso Chiarusi PROGETTAZIONE DARK BOX E SUPPORTI MECC. – Cereseto Roberto DATABASE RISULTATI TEST E CARATTERIZZAZIONE– Cristiano Bozza COORDINAMENTO INTEGRAZIONE E TEST– Mario Musumeci -Angelo Orlando

TEST FUNZIONAMENTO PIANO Il test richiede l’oscuramento dell’intero piano in modo da accendere i PMT alla tensione nominale. ELENCO DEI TEST E CARATTTERIZZAZIONE SUL PIANO Misura tempi di propagazione PMT-FEM-CAVO-FCM Caratterizzazione LED Beacon Test di assorbimento Piano Test di comunicazione seriali degli strumenti esterni Test di acquisizione idrofoni Test di comunicazione AHRS Movimentazione Piano Il tempo stimato per l’esecuzione del test di piano è di 30 minuti.

TEST DI PIANO FCMServer SFPSFP PC TEST TDK LAMBDA 220VAC/375VDC 220 VA C ETH FAST TIME CALIBRATION STATION TRIGGER GPS ETH SLOW SWITCH 1Giga SWITCH 10Giga SPLITTER

STRATEGIA PER LA CARATTERIZZAZIONE DEI TEMPI DI PROPAGAZIONE L’idea è quello di utilizzare i LED BEACON per caratterizzare i tempi di propagazione dal PMT al connettore di Base Torre senza avere la necessità di “oscurare” la torre La procedura test è la seguente: QUANDO INTEGRIAMO IL PIANO EFFETTUIAMO: 1.Inserimento del piano all’interno del Dark Box 2.Misura del tempo di propagazione tra il PMT e il Modulo di Piano col laser 3.Misura del tempo di risposta dei LED BEACON QUANDO INTEGRIAMO LA TORRE: 1.Oscuriamo la torre in maniera blanda 2.Accendiamo un LED BEACON per piano 3.Misuriamo il tempo di risposta dei LED BEACON (stessa procedura di prima) Cosi facendo otteniamo la CALIBRAZIONE TEMPORALE DELL’INTERA TORRE

TEST DI TORRE P1 FCMServer FCMServer #1 SFPSFP PC TEST TDK LAMBDA 220VAC/375VDC 220 VA C ETH FAST ETH SLOW SWITCH 1Giga SWITCH 10Giga TIME CALIBRATION STATION TRIGGER GPS Mux/DeMux Base Torre FAN TIME Splitter P15 P1 P15

I tempi di integrazione di ogni torre, sulla base delle esperienze pregresse, possono essere cosi schematizzati: fasegiorni lavorativi “fase 1”, aggiustaggio15 (TBO) “fase 2”, installazione cavi e strumentazione sui piani e sulla zavorra* 5 “fase 3”, “impacchettamento” definitivo dei piani e della boa sulla zavorra 5 “fase 4”, verifica funzionamento del sistema torre integrato TBC Ogni sito di integrazione, in funzione degli spazi e delle risorse umane disponibili, potrà integrare, senza grossi problemi, poco meno di 2 torri/mese solare.

› ,00 dedicati ad attività Km3Net in particolare a:  Acquisizione componenti per la realizzazione dei DOM per 24 stringhe  Acquisizione dei connettori ROV operabili di base stringa per la connessione con le JB › Inoltre KM3Net IT  Acquisirà i cavi di interlink per la connessione stringhe – JB  Realizzerà le 2 JB per le 24 stringhe  Effettuerà le operazioni di deployment per la messa a mare delle stringhe, inclusa la PPM-DU

 Specifiche tecniche dei componenti del DOM (ad esclusione delle rete di fondo a totale carico di KM3Net Italia sia dal punto di vista tecnico che gestionale) a carico di KM3Net Europa › Definizione specifiche › Redazione capitolati tecnici in lingua italiana  Nota: ogni capitolato tecnico è stato e sarà accompagnato da una preliminare analisi dei costi per verificare che il budget definito da Km3net Europa sia coerente con il budget reale della gara  Gestione del Budget, Gare e forniture a carico di Km3Net IT (in particolare LNS)

ItemSub itemStatoNote AncoraIn fase di definizione la gara Firma direttore PianiGara avviata BoaGara avviataInclude struttura metallica e sfere di vetro Cime tensionamento Gara avviata CablaggioGara avviataInclude dorsale, cavi e connettori di base torre e di piano, connessione con OM, idrofoni e Strum. oc. Contenitori di piano Vedi Slide successive OMVedi Slide successive Strumentazione oceanografica Forniture da avviare Tutti fornitori unici a firma del direttore (tempistica circa 30 gg per ordine da inizio procedura) IdrofoniGara avviata Led BeaconGara da avviareFornitore unico

ItemSub itemStatoNote Contenitore di piano Gara aggiudicata Fornitura di 112 contenitori di piano completi di telai interni (firma direttore < ) ConnettoriGara avviataInserita nella fornitura del sistema di cablaggio PSS SchedeGara da avviare Firma direttore (massimo 2 mesi). In attesa qualifica prototipi (1/2 novembre) per avvio procedure di ordini e gare) VICORGara da avviare Fornitore unico o gara su MEPA. In attesa qualifica prototipi (1/2 novembre) per avvio procedure di ordini e gare) FCM FPGAGara da avviare MEPA < In attesa qualifica prototipi (1/2 novembre) per avvio procedure di ordini e gare) InterruttoriGara da avviare MEPA < In attesa qualifica prototipi (1/2 novembre) per avvio procedure di ordini e gare) Trasformatori Vanguard Gara da avviare MEPA < In attesa qualifica prototipi (1/2 novembre) per avvio procedure di ordini e gare) Schede (160)Gara da avviare Firma direttore (massimo 2 mesi). In attesa qualifica prototipi (1/2 novembre) per avvio procedure di ordini e gare) LASER?? AssemblaggioGara da avviare Importo a firma Direttore (non prima di gen 2014). Ipotesi di lavoro 2 persone per modulo x 4 hh modulo x 50€/h

ItemSub itemStatoNote SfereGara aggiudicata Sfere in produzione. In attesa spedizione connettori. Consegna prevista primo lotto di circa 400 sfere entro febbraio PMTGara aggiudicata Consegnati 4 lotti PMT. In attesa consegna altri due lotti. Termine consegna entro dicembre 2013 Schede ISEGGara aggiudicata Consegna 250 pz Feb 2014, 250 Pz Mar 2014, 250 Pz Apr 2014 Schermi mu metal Gara avviata Commissione congruità completato lavoro. Attesa firma ordine Presidente. Produzione schermi già avviata (su rapporto di fiducia!) FEMGara aggiudicata Ordine nn ancora firmato, in attesa presentazione documentazione da parte della ditta Tempi produzione 3 mesi da data ordine ufficiale GELGara aggiudicata Materiale consegnato presso LNS Connettori OM Gara aggiudicata Attesa firma ordine Presidente Consegne complete presso sede Benthos entro dicembre 2014 Assemblaggio OM Gara aggiudicata Assemblaggio in 6 mesi data inizio attività stimata in feb 2014 (consegna basette ISEG). Termine attività Agosto 2014

ItemSub itemStatoNote Cavi interlink JB - DUs Gara avviata Acquisiti i cavi di interlink per 8 torri e 24 stringhe inclusi jumper di base torre / stringa e jumper da installare sulle 3 JB Junction Box ContenitoriGara da avviare Disegni pronti Fornitura in attesa di informazioni sulla parte ottica Firma Direttore Tempi previsti (2 mesi ordine + 2 mesi fornitura) Schede PCSGara aggiudicata Consegna 3 mesi Schede PSSGara da avviare Vedi Modulo di piano (sarà acquisito nella stessa gara delle PSS del modulo di piano) Schede FCMGara da avviare Vedi Modulo di piano (sarà acquisito nella stessa gara delle FCM del modulo di piano) ConnettoriGara avviata Inserita nella gara per il cablaggio della torre TelaioGara da avviare Progetto legato alla fornitura dei connettori rov operabili (non prima di feb 2014) AssemblaggioInterno – LNS Cavi interlink CTF – JB Gara da avviare 1.) In attesa definizione CTF e poi fornitore unico 2.) Gara SEACON – ODI con connettore lato CTF da definire una volta definito CTF Operazioni marine Gara avviata

 Ipotesi di lavoro iniziale Unica gara per la fornitura di un modulo di piano completo (comprensiva della fornitura del sistema di cablaggio, elettronica, assemblaggio). Unica fornitura esterna – LASER Importo stimato: ,00 per la fornitura dei moduli di piano di 8 torri Problema: TEMPO! Strategia attuale Suddivisione delle forniture in sotto forniture ognuna delle quali in grado di stare alla firma del direttore Unica fornitura a firma presidente – LASER (fornitore unico) !!!!!! Importo stimato (su preventivi e gare aggiudicate) ,00 per la fornitura dei moduli di piano di 8 torri Risultato: Risparmio di tempo : ogni gara aggiudicata o aggiudicabile entro 60 gg Risparmio di soldi : budget complessivo ridotto alla metà di quello stimato per la gara con soluzione “chiavi in mano” grazie anche al contributo sezione di Pisa

ItemSub item StatoNote PMTGara avviataAttesa apertura buste entro dicembre 2014 SfereGara avviataLettere di invito da spedire entro nov/dic (in attesa di comunicazione ufficiale dell’AC) Cooling SystemGara avviata PMT – Sistema di supporto Gara da avviareIn attesa dei disegni definitivi e del capitolato definitivo di gara da parte di Km3net europa. Prossima finestra : gennaio 2014 ATTUALMENTE RISCHIO CHE NON SI ESTIBILE CON I FONDI KM3NET ITALIA MANCANDO LE INFORMAZIONI NECESSARIE!! Light collection devide Gara da avviareFirma direttore In attesa dei disegni finali e del capitolato tecnico da parte di km3net europa GELGara da avviareFornitore Unico Firma Presidente CLBGara da avviareIn attesa di capitolato tecnico da parte di km3net europa (stima dei costi attualmente disponibile sulla base di una analisi effettuata da P. Musico INFN GE) Prossima finestra: gennaio 2014 ATTUALMENTE RISCHIO CHE NON SI ESTIBILE CON I FONDI KM3NET ITALIA MANCANDO LE INFORMAZIONI NECESSARIE!! (dipende dai tempi di produzione) Power BoardGara da avviareIn attesa di capitolato tecnico da parte di Km3net europa. Probabilmente a firma direttore Signal collection Board Gara da avviareIn attesa di capitolato definitivo di gara da parte di Km3net europa e successiva stima dei costi. Prossima finestra : gennaio 2014 ATTUALMENTE RISCHIO CHE NON SI ESTIBILE CON I FONDI KM3NET ITALIA MANCANDO LE INFORMAZIONI NECESSARIE!! PiezoGara da avviare1In attesa di capitolato definitivo di gara da parte di Km3net europa e successiva stima dei costi. Prossima finestra : gennaio 2014 ATTUALMENTE RISCHIO CHE NON SI ESTIBILE CON I FONDI KM3NET ITALIA MANCANDO LE INFORMAZIONI NECESSARIE!!

 Disponibilità fondi su Km3Net Italia € ,00  Impegni di spesa (gare aggiudicate, in fase di aggiudicazione, avviate) € ,00  Disponibilità€ ,00

conclusioni Grosso sforzo per progettazione/realizzazione infrastruttura Rispetto dei tempi per ora confermato Già impegnati gran parte del finanziamento iniziale Possibili criticità nella parte km3_EU (CLB, ecc.) Possibili punti critici definizione nuovo CTF Tranceiver con maglia a 50 GHz