TIC HOY - bicsi.org · Noviembre/Diciembre 2014 t 7 En edificios más grandes, hay barras colectoras de conexión a tierra de telecomunicaciones en cada sala de equipos y sala de

Noviembre/Diciembre 2014 Volumen 35, Número 6

Estándares para unir y conectar a tierra los sistemas de TIC

CONECTAR A TIERRA

ADEMÁS Proteger el equipo de

telecomunicaciones en áreas sísmicas

Infraestructura ágil para migraciones de centros de datos

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CONTENIDOMENSAJE DEL DIRECTOR Y PRINCIPAL EJECUTIVO DE BICSI La nueva frontera del desarrollo profesional de BICSI Por John D. Clark Jr., CAE ARTÍCULO DE PORTADA Estándares para unir y conectar a tierra los sistemas de TICUn vistazo a fondo a los estándares que han evolucionado en TIA y en otras organizaciones norteamericanas, europeas e internacionales de estándares. Por Ray Emplit Infraestructura ágil para migraciones de centros de datos Los sistemas electrónicos de 10 Gigabit Ethernet (GbE) están migrando a 40 y 100 GbE. ¿Cómo pueden los operadores de centros de datos admitir estas velocidades de datos sin invertir en una enorme actualización? Por Kevin Ressler, Ph.D.

Proteger el equipo de telecomunicaciones en áreas sísmicasPara los gerentes de tecnología de la información, es más fácil prepararse para el próximo terremoto que predecir cuándo va a ocurrir uno. Por Sam Rodriguez, RCDD

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Noviembre/Diciembre 2014/Volumen 35, Número 6

POLÍTICA DE PRESENTACIÓNTIC HOY es publicada bimensualmente en enero/febrero, marzo/abril, mayo/junio, julio/agosto, septiembre/octubre y noviembre/diciembre por BICSI, Inc., y se envía por correo estándar A a los miembros de BICSI, RCDD, RITP, RTPM, DCDC, instaladores y técnicos de BICSI y portadores de credenciales de ESS, NTS, OTS y Wireless Design. TIC HOY se incluye como suscripción en las cuotas anuales de los miembros de BICSI y está a disposición de otras personas mediante la compra de una suscripción anual. TIC HOY recibe gustosamente y promueve las colaboraciones y sugerencias de sus lectores. Se aceptan artículos de tipo técnico, neutrales en cuanto a proveedores, para su publicación con la aprobación del Comité editorial. Sin embargo, BICSI, Inc. se reserva el derecho de corregir y alterar dicho material por motivos de espacio u otras consideraciones, y de publicar o utilizar de otro modo dicho material. Los artículos, opiniones e ideas expresados aquí son de exclusiva responsabilidad de los autores que los aportan y no reflejan necesariamente la opinión de BICSI, sus miembros o su personal. BICSI no se responsabiliza de ninguna manera, modo ni forma por los artículos, opiniones e ideas, y se aconseja a los lectores ejercer precaución profesional al emprender cualquiera de las recomendaciones o sugerencias efectuadas por los autores. No se puede reproducir ninguna parte de esta publicación de ninguna forma ni por ningún medio, ya sea electrónico o mecánico, sin el permiso de BICSI, Inc.

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Protección contra sobrecargas en un entorno de centro de datos con doble cable Entender la función de los dispositivos de TI de doble cable y cómo desplegarlos en centros de datos para lograr tolerancia a las fallas en una ruta de corriente. Por Neil Rasmussen La evolución de la convergenciaSepa cómo la asignación de recursos durante la fase de planificación y diseño de redes puede asegurar que una infraestructura convergida admita los requisitos de velocidad cada vez mayor de los datos y las exigencias crecientes de los usuarios. Por Paul Goodbrand, RCDD Tendencias en las comunicaciones de datos de fibra ópticaSe espera que las soluciones de fibra óptica de la próxima generación satisfagan la demanda de mayor ancho de banda de la red en los centros de datos. Por John Kamino, RCDD, y Roman Shubochkin, Ph.D. Asegurar la limpieza de superficies de extremo para eliminar la causa principal de fallas en la fibraLa inspección y limpieza de las superficies de extremo de la fibra óptica puede servir para asegurar el tiempo productivo de la red, el rendimiento y la confiabilidad del equipo. Por Carolyn Carter

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JUNTA DE DIRECTORES DE BICSI 2014Presidente Michael A. Collins, RCDD, RTPM, CCDA, NCE

Presidente-Electo Brian Ensign, RCDD, RTPM, NTS, OSP, CSI

Secretario Robert “Bob” S. Erickson, RCDD, RTPM, NTS, OSP, WD

Tesorero Mel Lesperance, RCDD

Director de la región canadiense Peter Levoy, RCDD

Directora de la región norte-central de EUA Christy A. Miller, RCDD, DCDC, RTPM

Directora de la región noreste de EUA Carol Everett Oliver, RCDD, ESS

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Director de la región sureste de EUA Charles “Chuck” Wilson, RCDD, NTS, OSP

Director de la región oeste de EUA Larry Gillen, RCDD, ESS, OSP, CTS

Director General y Principal Ejecutivo John D. Clark Jr., CAE

COMITÉ EDITORIALChris Scharrer, RCDD, NTS, OSP, WD

Jonathan L. Jew

F. Patrick Mahoney, RCDD, CDT

EDITORIAL

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REDACTOR Steve Cardone, [email protected]

PERSONAL DE LA PUBLICACIÓN Amy Morrison, Redactora de contenido, [email protected]

Clarke Hammersley, Redactor técnico, [email protected]

Jeff Giarrizzo, Redactor técnico, [email protected]

Karen Jacob, Redactora técnica, [email protected]

Wendy Hummel, Creativa, [email protected]

Catherine Nold, Asistente Creativa, [email protected]

LA REVISTA COMERCIAL OFICIAL DE BICSITIC HOY


El desarrollo profesional forma la base de la Razón de ser de BICSI. Nos complace y nos sentimos orgullosos de encontrarnos en los comienzos de una Nueva Frontera para el desarrollo profesional en BICSI.

Crear la Nueva Frontera ha implicado actualizar y modernizar a fondo cuatro áreas cruciales del desarrollo profesional: Entrega de contenido, tecnología, creación de contenido y socios voluntarios. Se podría imaginar esto como un rombo, actualizándose las cuatro esquinas simultáneamente y entrelazándose las actualizaciones al tiempo que afectan a las otras tres esquinas.

La entrega de contenido ha cambiado drásticamente, con el lanzamiento simultáneo del programa Proveedor autorizado de capacitación de diseño (Authorized Design Training Provider, ADTP) y el reforzamiento del personal de desarrollo profesional de BICSI mediante la creación de los nuevos cargos de Especialista en entrega de capacitación (Training Delivery Specialist, TDS). Esta combinación de los dos aspectos ampliará el alcance de la capacitación de BICSI, así como añadirá una etapa de control de calidad al proceso.

La tecnología también puede ser nuestra aliada al actualizar las ofertas de desarrollo profesional de BICSI. Nuestro sistema de administración del aprendizaje recién instalado mejorará tanto el proceso completo de desarrollo de contenido como ayudará a personalizar la experiencia para los estudiantes de BICSI.

La creación de contenido comienza el tren de aprendizaje, por eso es sumamente crucial. Nuevamente hemos aumentado

los recursos asignados al desarrollo de programas educativos y aprendizaje, agregando elementos de aprendizaje combinado,

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Ahora que hemos creado la Nueva Frontera, el paso final es darle identidad de marca. Todo desarrollo profesional de BICSI se identificará bajo la marca BICSI Learning Academy, con tres sub-marcas distintivas: BICSI Local, BICSI World Headquarters y BICSI CONNECT. Esta trilogía de oportunidades de aprendizaje puede adaptarse para ofrecer la combinación óptima a cada persona.

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LA NUEVA FRONTERA del desarrollo profesional de BICSI

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Estándares para unir y conectar a tierra los sistemas de TIC

CONECTAR A TIERRA

Por Ray EmplitARTÍCULO DE PORTADA


En edificios más grandes, hay barras colectoras de conexión a tierra de telecomunicaciones en cada sala de equipos y sala de telecomunicaciones.

El primer estándar de unión (aterrizaje equipotencial) y conexión a tierra (puesta a tierra) de la Telecommunications Industry Association (TIA) fue publicado en 1994. En los doce años subsiguientes, solo se emitió una modificación. A partir de 2006, hubo un gran aumento en la actividad de estandarización dentro de la TIA y de otras organizaciones norteamericanas, europeas e internacionales. Se prevé que se publiquen dos estándares nuevos aproximadamente en los doce meses siguientes. Un nuevo estándar internacional sobre redes de unión de telecomunicaciones expandirá el trabajo en Norteamérica y en Europa, además la TIA emitirá la última revisión a su estándar, que será armonizada en mayor grado con el estándar internacional.

ANSI/TIA/EIA-607La primera edición del estándar norteamericano para unión y conexión a tierra (puesta a tierra) de telecomunicaciones fue publicado en 1994 por la TIA, luego parte de la Electronic Industries Alliance (EIA), como ANSI/TIA/EIA-607, Requisitos de conexión a tierra y unión de telecomunicaciones para edificios comerciales. El desarrollo de este estándar empezó en 1989 en el Grupo de Trabajo TR-41.7.2.

Este estándar especificó un sistema de unión y conexión a tierra (puesta a tierra) dedicado a infraestructura de telecomunicaciones aparte del, pero unida al sistema de unión eléctrica y conexión a tierra (puesta a tierra) especificada en el National Electrical Code® (NEC®). En este sistema, una barra colectora de conexión a tierra principal de telecomunicaciones (TMGB), situada generalmente en el punto de entrada de telecomunicaciones, se une al sistema de electrodo de conexión a tierra eléctrica del edificio. En edificios pequeños, esta barra colectora se convierte en el punto de unión central para la infraestructura de telecomunicaciones.

En edificios más grandes, hay barras colectoras de conexión a tierra de telecomunicaciones en cada sala de equipos y sala de telecomunicaciones. Estas se conectan a las TMGB usando uno o varios backbones de unión de telecomunicaciones (TBB). Si existen múltiples TBB en el mismo piso, también pueden unirse entre sí usando ecualizadores de conexión a tierra (GE).

Además de especificar dimensiones y materiales para las barras colectoras y conductores de unión, el estándar describía métodos para conectar conductores entre sí y a barras colectoras, incluso soldadura exotérmica y conectores irreversibles de remate. El estándar también contenía recomendaciones para unir protectores primarios eléctricos e información sobre diversos tipos de sistemas de electrodos de tierra.

ANSI-J-STD-607-ALa primera revisión del estándar TIA fue emprendida por la TIA TR-41.7.2 en cooperación con el Comité T1E1 para telecomunicaciones de la Alliance for Telecommunications Industry Solutions (ATIS). ANSI-J-STD-607-A, Requisitos de conexión a tierra (puesta a tierra) y unión en edificios comerciales para telecomunicaciones, fue publicado en 2002. La nueva revisión ampliaba el contenido del estándar agregando:u Más detalles para las barras

colectoras de conexión a tierra.u Recomendaciones para unir y

conectar a tierra (poner a tierra) antenas y torres.

u Recomendaciones para unir y conectar a tierra (poner a tierra) en el área de trabajo, incluyendo el equipo tipo operador.

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ANSI/NECA/BICSI 607 En 2006, el Comité de estándares de BICSI, en cooperación con la National Electrical Contractors Association (NECA), comenzó a desarrollar un estándar complementario que especificaba prácticas detalladas de instalación para sistemas de unión y conexión a tierra (puesta a tierra) de telecomunicaciones. Por ejemplo, el estándar ofrecía instrucciones paso a paso para instalar una orejeta de remate de dos agujeros en un conductor de unión y para conectar la orejeta a una barra colectora.

El proyecto fue ampliado más adelante para llenar algunos vacíos en el estándar de la TIA, especialmente para unir dentro de bastidores y gabinetes y desde bastidores y gabinetes a las barras colectoras de conexión a tierra asociadas. El nuevo estándar, ANSI/NECA/BICSI 607, Estándar para planear e instalar la unión y conexión a tierra de telecomunicaciones en edificios comerciales, fue publicado en 2011 y continúa vigente en la actualidad.

ANSI/TIA-607-BEn febrero de 2001, el grupo de trabajo TR-41.7.2 de TIA fue transferido al Comité de ingeniería TR-42 de TIA para sistemas de cableado de telecomunicaciones. El grupo de trabajo continuó latente hasta 2007 cuando fue reiniciado como TR-42.3.1 para empezar a trabajar en la siguiente revisión del estándar de TIA. En 2008, el grupo se convirtió en el Subcomité TR-42.16 sobre unión y conexión a tierra de telecomunicaciones en sedes.ANSI/TIA-607-B, Unión y conexión a tierra (puesta a tierra) de telecomunicaciones para sedes de clientes, fue publicado en 2011 y continúa en vigor. La revisión no era específica de edificios comerciales y fue clasificada como genérica.

A partir de la publicación en 2009 de ANSI/TIA-568-C.0, Cableado genérico de telecomunicaciones para sedes de clientes, TR-42 empezó a producir estándares comunes aplicables a todos los edificios y sedes en particular que indicaban requisitos adicionales, excepciones y límites permisibles para edificios

Sala de telecomunicaciones (Telecommunications Room, TR)




TGB

TGB

TGB

TGB

Sala de equipo(Equipment Room, ER) Instalación de entrada de telecomunicaciones

(Telecommunications Entrance Facility, TEF)

Barra colectora de tierra para telecomunicaciones (Telecommunications Grounding Busbar, TGB)

Barra colectora de tierra principal para telecomunicaciones (Telecommunications Main Grounding Busbar, TMGB)

Conductor de unión para telecomunicaciones (Bonding conductor for telecommunications, BCT)

Conductor de electrodo a tierra

Sistema de electrodo a tierra

Ecualizador de conexión a tierra (grounding equalizer, GE)

Backbone de unión de telecomunicaciones (Telecommunications Bonding Backbone, TBB)

Instalación de entrada eléctrica

FIGURA 1: En edificios más grandes, hay barras colectoras de conexión a tierra de telecomunicaciones en cada sala de equipos y sala de telecomunicaciones.


comerciales, residencias, centros de atención médica, instituciones educacionales y otras sedes. ANSI/TIA-607-B se convirtió en uno de esos estándares comunes.

Además de hacer genérico el estándar, la nueva revisión agregó: u Requisitos de unión dentro de bastidores y gabinetes.u Requisitos de unión desde bastidores y gabinetes a

barras colectoras de conexión a tierra.u Requisitos para redes de unión suplementarias (es

decir, localizadas) , incluso redes de unión de malla (mesh-BN) y redes de unión aisladas de malla (mesh-IBN), además para conexiones desde estas a barras colectoras de conexión a tierra.

u Recomendaciones ampliadas en gran medida para unir y conectar a tierra (poner a tierra) antenas y torres.

u Un tamaño mayor máximo de conductor de backbone (eje central) de unión recomendado de 3/0 American wire gauge (AWG) [10,4 milímetros (0,41 pulgadas)] a 750 milésimas circulares (kcmil).

ANSI/TIA-607-B-1En enero de 2013, TR-42.16 publicó ANSI/TIA-607-B-1, Conexión a tierra externa, el primer anexo al estándar de TIA que especificó por primera vez los requisitos de resistencia del sistema de electrodos de conexión a tierra. Los requisitos mínimos son idénticos a aquellos en NEC a 25 ohmios máximo. Para sedes que son de índole crítica (por ej.: centros de datos, instalaciones de seguridad pública, instalaciones militares), se establecieron requisitos mejorados a un máximo de 10 ohmios con una recomendación de 5 ohmios o menos. El anexo también especifica cómo probar la resistencia del sistema de electrodos de conexión a tierra y cómo medir la resistividad del suelo como ayuda para desarrollar un sistema de electrodos de conexión a tierra suplementario si no es suficiente el sistema eléctrico.

ANSI/TIA-607-B-2En agosto de 2013, se publicó ANSI/TIA-607-B-2, Metal estructural, como segundo anexo del estándar de TIA. Este anexo permitió utilizar metal estructural (es decir, acero de construcción) en vez de un backbone (eje central) de unión de telecomunicaciones o ecualizador de conexión a tierra siempre y cuando una inspección de los planos y especificaciones del edificio determinara que el acero de construcción era eléctricamente continuo. También se recomienda una prueba de continuidad de dos puntos.

EN 50310Mientras tanto, en Europa, el desarrollo de estándares de unión y conexión a tierra (puesta a tierra) tomó otra ruta diferente. En 2000, el Comité Europeo para la Estandarización Electrotécnica (CENELEC) publicó EN 50310, Aplicación de unión y conexión a tierra equipotencial en edificios con equipo de tecnología de la información. Se ha modificado este estándar dos veces, publicándose la tercera edición en 2010.

La estrategia del estándar CENELEC fue bastante distinta de la correspondiente al estándar TIA. EN 50310 se basa en el sistema de unión eléctrica (es decir, cable verde) y no especifica un backbone de unión dedicado con barras colectoras como el estándar TIA. EL estándar describe cómo unir infraestructura y equipo a tierra eléctrica. Se describen cuatro tipos de redes de conexión a tierra (puesta a tierra), que ofrecen una unión equipotencial progresivamente mejor: u Estrella, donde se une el equipo con conductores

individuales a un punto común de tierra.u Anillo, donde un conductor de unión forma un

aro o anillo alrededor del perímetro de un piso y se une el equipo al anillo.

u Malla local, donde el equipo particularmente sensible o crítico cuenta con y se une a una mesh-BN (red de unión en malla) que a su vez se une a la red en estrella o anillo.

En 2006, el Comité de estándares de BICSI, en cooperación con la National Electrical Contractors Association (NECA), comenzó a desarrollar un estándar complementario que especificaba prácticas detalladas de instalación para sistemas de unión y conexión a tierra (puesta a tierra) de telecomunicaciones.

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u Malla, donde todo un piso tiene una mesh-BN (red de unión en malla). En edificios de varios pisos, múltiples conductores entre los pisos unen las redes mesh-BN, creando en efecto una malla tridimensional.

Aunque el estándar TIA puede considerarse prescriptivo en que especifica cómo se cumplen los requisitos (por ej.: especificando el tipo de orejetas a usar), el estándar europeo simplemente indica la meta como requisito (por ej.: que se proporcione una conexión segura).

Además, aunque el estándar TIA recomienda conductores de unión cada vez más grandes a medida que aumenta la longitud, el estándar europeo recomienda múltiples conductores más pequeños. Aunque aporta la misma resistencia de corriente continua (cc), la estrategia de múltiples conductores ofrece una impedancia de menor alta frecuencia.

ISO/IEC 30129Al nivel internacional, los estándares para cableado dentro de las sedes de los clientes los desarrolla el Grupo de trabajo 3 (cableado en sedes de clientes) del Subcomité 25 (interconexión de equipo de tecnología de la información) del Comité técnico conjunto 1 (tecnología de la información) de la International Organization for Standardization (ISO) y la International Electrotechnical Commission (IEC). En 2012, se propuso que ISO/IEC JTC 1/SC 25/WG 3 desarrollara un estándar de unión y conexión a tierra (puesta a tierra) basado en EN 50310. La delegación estadounidense, largamente partidaria de un estándar internacional así, propuso que el estándar incluya información del estándar TIA, particularmente para troncales de unión de telecomunicaciones y barras colectoras. Posteriormente, se formó un grupo ad hoc para fusionar los dos documentos. El desarrollo continuó dentro del grupo de trabajo. En 2015 se espera la publicación de ISO/IEC 30129, Redes de unión de telecomunicaciones para edificios y otras estructuras.

El grupo de trabajo decidió eliminar todo material relacionado con conexiones a tierra (puesta a tierra) del estándar y concentrarse solo en sistemas de unión. Se permite tanto el sistema de unión dedicado descrito en el estándar TIA como el sistema de unión eléctrica descrito en el estándar europeo. Los requisitos de unión para un edificio se evalúan dependiendo del tipo de cableado (cobre desbalanceado, par trenzado balanceado o fibra óptica) y señalización (balanceado o desbalanceado). Se toman mediciones de la resistencia de cc del sistema de unión eléctrica existente para determinar si es suficientemente baja. Si no lo es, se utiliza el sistema de unión dedicado del estándar TIA. Si se requiere baja impedancia de alta frecuencia (por ej.: para señales desbalanceadas), se evalúan dibujos para determinar la impedancia probable.

El estándar internacional incorporará material del estándar TIA para unir dentro de bastidores y gabinetes y desde bastidores y gabinetes al sistema de unión del edificio. También permitirá el uso de metal estructural como backbone (eje central) de unión.

FIGURA 2: Barra colectora de conexión a tierra principal de telecomunicaciones y barra colectora de conexión a tierra de telecomunicaciones.

Las ediciones anteriores del estándar TIA han perpetuado el uso incorrecto (pero predominante) del término conexión a tierra cuando es más correcto el término unión. Estrictamente, la conexión a tierra solo se produce donde los electrodos de puesta a tierra aportan continuidad a tierra.


Comparación de ANSI/TIA-607-B con ISO/IEC 30129Dado que no es fuera de lo común que los diseñadores especifiquen infraestructura de cableado en diversas partes del mundo, puede resultar útil hacer una comparación de los requisitos del estándar TIA con el estándar internacional. Las principales diferencias incluyen:u ANSI/TIA-607-B no permite el uso del sistema

eléctrico como sustituto de la estructura de unión descrita en el estándar TIA. Por lo tanto, el estándar TIA no incluye un método para evaluar su eficacia.

u ANSI/TIA-607-B no incluye información sobre control de impedancia (rendimiento de alta frecuencia).

u ANSI/TIA-607-B incluye información sobre conectar a tierra los sistemas de electrodos.

u ANSI/TIA-607-B incluye información sobre conectar a tierra (poner a tierra) antenas y torres.

u ANSI/TIA-607-B utiliza terminología diferente. Parte de esto se requiere para una armonización con NEC.

u ANSI/TIA-607-B es un estándar más prescriptivo en cuanto al proceso de diseño, pues tiene requisitos más definitivos (por ej.: materiales de construcción, tipos de conectores permitidos).

ANSI/TIA-607-CEn 2013, TIA TR-42.16 comenzó a desarrollar una nueva revisión de su estándar. El subcomité aprobó el proyecto en junio de 2014, y la publicación debe ocurrir en 2015 o 2016. Debido a que el desarrollo se encuentra en sus primeras etapas, debe quedar claro que toda información dada aquí es susceptible a modificaciones. Aumentar la armonización con el estándar internacional venidero es una de las metas principales del proyecto. A pesar de eso, no se prevé que se vaya a eliminar el requisito de un sistema de unión dedicado para telecomunicaciones. Sin embargo, se tiene la intención de que los sistemas de unión y conexión a tierra (puesta a tierra) diseñados para cumplir con los requisitos de ANSI/TIA-607-C también reunirían los

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requisitos del estándar internacional. Esto permitiría utilizar una sola estrategia de diseño donde sea que se encuentre un edificio. Los cambios importantes en la nueva edición deben incluir: u Incorporación de dos anexos a ANSI/TIA-607-B.u Un ejemplo ilustrativo para un edificio grande de

un solo piso.u Recomendaciones para unir sistemas derivados

separadamente (es decir, dos o más instalaciones de entrada eléctrica) a un anillo de tierra.

u Recomendaciones para usar múltiples conductores para backbones (ejes centrales) de unión a fin de mejorar el rendimiento de alta frecuencia.

u Armonización de términos con ISO/IEC 30129. Las ediciones anteriores del estándar TIA han perpetuado el uso incorrecto (pero predominante) del término conexión a tierra cuando es más correcto el término unión. Estrictamente, la conexión a tierra solo se produce donde los electrodos de puesta a tierra aportan continuidad a tierra. Desde este punto en adelante, se usa unión para la continuidad eléctrica a tierra. En la nueva revisión, TR-42.16 ha decidido utilizar los

términos correctos donde sea posible. Existen algunas excepciones donde el cambio de términos causaría conflictos con NEC. Por ejemplo, la TMGB y la barra colectora de conexión a tierra de telecomunicaciones (telecommunications grounding busbar, TGB) que aparecen en la Figura 2 se llaman barra colectora de unión primaria (Primary Bonding Busbar, PBB) y barra de unión secundaria (Secondary Bonding Busbar, SBB), respectivamente, en ANSI/TIA-607-C.

La Tabla 1 ofrece una referencia cruzada entre los nuevos términos (armonizada con ISO/IEC 30129) y los términos utilizados en ediciones previas.

ConclusiónMuchas personas de todo el mundo trabajan en conjunto para producir un nuevo estándar internacional sobre redes de unión de telecomunicaciones y una nueva revisión del estándar “607” conocido de TIA para unión y conexión a tierra (puesta a tierra). Estos nuevos estándares serán armonizados todo lo posible, simplificando así el proceso de diseño para las compañías que tienen negocios internacionales. El estándar internacional se encuentra en las fases finales de su desarrollo, pero recién ha comenzado el trabajo en cuanto a la nueva revisión de TIA. t

BIOGRAFÍA DEL AUTOR: Ray Emplit es Gerente de estándares de DataCom en Harger Lightning and Grounding y tiene 22 años de experiencia en diseño y fabricación de infraestructura para TIC. Es presidente del Comité de ingeniería TR-42 de TIA sobre sistemas de cableado de telecomunicaciones y ha sido participante activo en el desarrollo de estándares de TIA desde 1995. También es integrante del Subcomité TR-42.16 sobre unión y conexión a tierra de telecomunicaciones en sedes y es redactor de la revisión preliminar actual de ANSI/TIA-607-B. Es miembro del Comité de estándares de BICSI y la delegación estadounidense de ISO/IEC JTC 1/SC 25/WG 3 (Cableado en sedes de clientes) y fue integrante del comité ad hoc internacional que desarrolló los primeros borradores del estándar internacional de unión de telecomunicaciones. Se le puede contactar en [email protected].

TABLA 1: Referencia cruzada de términos usados en ANSI/TIA-607-C y en ediciones previas del estándar.

Términos usados en ANSI/TIA-607-C

Términos usados en ediciones previas

conductor de unión de backbone (backbone bonding conductor, BBC)

ecualizador de conexión a tierra (grounding equalizer, GE)

barra colectora de unión primaria (primary bonding busbar, PBB)

barra colectora de conexión a tierra principal de telecomunicaciones (telecommunications

main grounding busbar, TMGB)

barra colectora de unión de bastidor (rack bonding busbar, RBB)

barra colectora de conexión a tierra de bastidor (rack grounding busbar, RGB)

barra colectora de unión secundaria (secondary bonding busbar, SBB)

barra colectora de conexión a tierra de telecomunicaciones (telecommunications

grounding busbar, TGB)

conductor de unión de telecomunicaciones (telecommunications bonding conductor

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14 u TIC HOY

Por Kevin Ressler, Ph.D.

Infraestructura ágil PARA MIGRACIONES DE CENTROS DE DATOS


A medida que los centros de datos tienden hacia requisitos más altos de ancho de banda dentro de estructuras de costos cambiantes, los operadores enfrentan una variedad de dificultades al prepararse para migrar a sistemas electrónicos de la próxima generación. Con el aumento sideral del uso de smartphones y otros dispositivos móviles que generan enormes cantidades de tráfico de datos, los operadores de centros de datos necesitan mantenerse a la vanguardia de la curva de demanda. Las velocidades electrónicas predominantes en la actualidad de 10 Gigabit Ethernet (GbE) están migrando a 40 y 100 GbE. De hecho, IEEE ya ha lanzado el desarrollo de una velocidad de datos de 400 GbE. ¿Cómo pueden los operadores de centros de datos admitir estas velocidades de datos sin invertir en una enorme actualización? La electrónica de la próxima generación impulsará velocidades más rápidas de datos interconectados y más altas densidades de puertos dentro de presupuestos de pérdida más limitados y demandas mayores de eficiencia energética. ¿Puede un centro de datos responder a estos requisitos futuros con la arquitectura existente? Se justifica adoptar una arquitectura menos compleja y más flexible actualmente para simplificar la migración electrónica futura. Para poder hallar la mejor solución que necesita cada centro de datos hay que entender las dificultades y las compensaciones que esto implica. Rara vez la ruta va a ser la misma para todo

servidor, conmutador, enrutador y dispositivo de almacenamiento. Tomar decisiones informadas y saber las compensaciones arquitectónicas involucradas permitirá una migración más rápida, menos perturbadora y menos costosa a la electrónica futura de los centros de datos.

Malabarismos La planificación del centro de datos es un malabarismo continuo en cuanto a velocidad, distancia, espacio y flexibilidad, siendo clave la flexibilidad. La mayor flexibilidad facilita los ajustes a medida que los centros de datos avanzan hacia velocidades de 40, 100 e incluso 400 gigabits por segundo (Gb/s). Se espera que la migración de servidores avance de ser predominantemente de 10 GbE hoy a primordialmente 40 GbE (y algunos 100 GbE) en los próximos cuatro a cinco años, siendo posibles los 400 GbE en unos 10 años. Las migraciones de 10 a 40 a 100 GbE pueden lograrse mediante la instalación de troncales multifibra de 24 fibras de baja pérdida (MPO). Es crucial elegir estructuras, paneles y canaletas de distribución óptica que también permitan la migración directa para la electrónica con velocidades de la próxima generación. La fibra óptica multimodo predomina en estos días porque ofrece el equilibrio correcto de rendimiento, densidad y costo. Sin embargo, los centros de datos actualmente pueden ya requerir fibra monomodo para velocidades más altas o mayores distancias. La fibra óptica monomodo cada vez tiene

más sentido desde la instalación de entrada hasta el área de distribución principal, y de un piso a otro en los diseños de megacentros de datos. Por lo tanto, los diseñadores de centros de datos preguntan en qué punto debe efectuarse una transición de multimodo a monomodo para lograr el equilibrio perfecto entre costo y distancia. A medida que aumentan las velocidades y/o las distancias, los medios de transmisión pueden tener que cambiar. Por ejemplo, hay estándares para transmisión a 100 metros (m), 150 m y 10 kilómetros (km). Pero en muchos centros de datos de mayor tamaño, la mayoría de los enlaces son de menos de 500 m, orientando el deseo en el mercado e impulsando los estándares hacia la óptica monomodo de baja energía para encargarse de alcances de hasta 2 km mediante fibra monomodo. No existe ningún estándar así para 500 m o 2 km, y con una brecha de este tipo entre 150 m y 10 km, debe ser mayor el presupuesto de energía. Un estándar monomodo para 500 m o 2 km ayudaría a disminuir gastos de capital, energía y calefacción en comparación con la opción de enlace de 10 km actualmente. Hay muchas consideraciones al diseñar la red de centro de datos más ágil que sea posible. Por ejemplo, después de determinar el porcentaje de tramos que superan 150 m, ¿tiene sentido diseñar y aprovisionar tramos largos por separado? Si hay muchos tramos largos, ¿debe aplicarse la infraestructura monomodo desde el principio? Si su futuro incluye monomodo, ¿cuánto tiempo debe utilizarse multimodo para

En algún punto, la mayoría de los centros de datos requiere densidades más altas y velocidades más rápidas, posiblemente hasta 400 Gb/s – particularmente operadores de nubes y megacentros de datos.

aprovechar la baja amortización y disminuir costos de equipos? Gran parte de esto depende de la perspectiva del usuario en cuanto a cambios de tecnología, estándares y costo. Dado que el diseño implica inquietudes en cuanto a presupuesto y cierto grado de adivinar, es una buena idea incorporar la mayor agilidad en la capa física de la red en la medida que lo permita el costo, el espacio y las necesidades actuales.

Es cosa de planificar Una vez que se emprenda la planificación para actualizar un centro de datos, los operadores deben considerar las siguientes preguntas:u ¿Qué rapidez debe tener la

transmisión?u ¿Qué distancia debe alcanzar la

señal?u ¿Cuánto espacio hay

disponible?u ¿Cuánto vale la agilidad? Una clave es diseñar una red para admitir velocidades más altas de backbone (eje central) unos dos años antes de que los servidores requieran en realidad la capacidad. Con la debida agilidad incorporada

en el diseño del backbone, los centros de datos pueden construir infraestructuras que pueden migrar hacia el futuro previsible. La Figura 1 muestra una ruta de típica de migración 10/40/100 Gb/s utilizando una infraestructura ágil que pueda admitir los escenarios de cambio pronosticados. Agregar agilidad tempranamente puede aportar grandes dividendos más adelante, dado que nadie puede predecir exactamente lo que depara el futuro. Pero tenemos la certeza de que, en algún punto, la mayoría de los centros de datos (en especial los operadores de nubes y megacentros de datos) van a requerir densidades más altas y velocidades más rápidas, posiblemente hasta 400 Gb/s. Eso nos devuelve al problema de distancia frente a tecnología. La Figura 2 ilustra una comparación de conectividad multimodo y monomodo en términos de distancia y velocidad. La distancia va a jugar un rol principal para determinar si un centro de datos continúa con medios multimodo o realiza el cambio a monomodo. Multimodo es una tecnología más fácil, menos costosa y demostrada.

No obstante, si la mayoría de los puertos requiere distancias que superan 150 m, se requerirá monomodo para actualizaciones futuras de la velocidad de los datos. Por tanto, mientras más tiempo pueda un centro de datos continuar con su conectividad multimodo existente, más beneficios puede aportar en términos de amortización, además de la probabilidad de equipo monomodo a menor precio en el futuro. Aunque 400 GbE definitivamente va a usar fibra monomodo, hay muchos aspectos de 400 GbE que no se saben con certeza. Una estrategia utiliza 16 vías a 25 Gb/s cada una, aunque 16 vías pueden ser difíciles de diseñar, tender y administrar. Otra estrategia utiliza ocho vías a 50 Gb/s cada una, la cual puede ser menos compleja para alcanzar 400 GbE. El ruido es problemático con un número más alto de conectores, por eso se han desarrollado productos de interconexión de plano posterior con bajo nivel de ruido. La mayoría de los operadores segmenta los centros de datos, poniendo todos los datos de la red de área de almacenamiento en un

16 u TIC HOY

FIGURA 1: Una vía de migración típica 10/40/100 Gb/s utilizando una infraestructura ágil.

Conexión 12 x 2 fibras Cable dúplex LC

Troncal de 24 fibrasConexión 12 x 2 fibras Cable dúplex LC

Troncal de 24 fibras

Troncal de 24 fibras

Cable de conexión 3 x 12 fibras Cable de conexión 3 x 12 fibras

Cable de conexión 1 x 24 fibras

Cable de conexión 1 x 24 fibras

10G

40GO BIEN100G*

100G**

* 100G implementado como 4x25G** 100G implementado como 10x10G

área y agrupando la conmutación central o los servidores en otra área. A lo largo de la vida útil de un centro de datos, es probable que ocurran cambios de medios en ambas áreas en distintos momentos. ¿Se va a reconstruir la red cambiando una tarjeta de línea cada vez, un dispositivo cada vez, una fila cada vez o un pod cada vez? Independientemente de la dirección a seguir, es importante planificar, y el mejor plan incorpora la mayor cantidad de flexibilidad de la capa física que permita el costo. La densidad del ancho de banda es otra pieza del rompecabezas de la migración. El ancho de banda en sí puede ser un factor habilitador de la densidad. Por ejemplo, los puertos de 40 GbE pueden configurarse como cuatro puertos paralelos de 10

GbE, los cuales proporcionarán cuatro puertos a partir de uno. Un solo puerto de 100 GbE puede configurarse como 10 puertos paralelos de 10 GbE para aumentar más la densidad de puertos. Esta es una opción, pero puede cambiar el costo por puerto tanto para el gasto de capital como para el gasto operativo de largo plazo. Muchos centros de datos están migrando a una topología de matriz, la cual aumenta en gran medida la necesidad de agilidad en la conectividad. Esta migración tendrá un efecto significativo en la manera en que se configura el centro de datos. Por ejemplo, en cualquier momento que ocurra un cambio de equipo en una zona, las otras zonas deben adaptarse a aquellos cambios. Es importante incorporar la agilidad en las sedes de centros

de datos donde ocurran traslados, adiciones y cambios, y donde sea mayor el impacto de la migración. Por ejemplo, si parece probable que se produzca la migración futura a monomodo, las estructuras de distribución y los paneles de fibra deben ser capaces de admitir monomodo y multimodo de manera modular.

Consumo de energía La demanda de velocidades más rápidas se ve superada solo por la necesidad de mayor eficiencia energética. Muchos centros de datos ya consumen suficiente energía para iluminar una comunidad pequeña. Todas las veces que se hace necesario actualizar a velocidades más altas, se requiere más energía. Un subproducto de la mayor energía es la disipación térmica. Se han creado motores ópticos de menor energía para poder reducir el consumo de energía. Es atractivo el ahorro de varios vatios de energía con cada uno, al utilizar gran número de motores de baja energía. Conforme a lo estimado por IEEE802.org, las redes centrales se están duplicando cada 18 meses, y la densidad de E/S de servidores se duplica cada 24 meses. Por lo tanto, sería costoso postergar la transición a capacidades de transmisión de datos de mayor velocidad de la fibra óptica. Se han creado motores ópticos de menor energía para poder reducir el consumo de energía. Es sustancial el ahorro de varios vatios de energía con cada uno, al utilizar gran número de motores


Conforme a lo estimado por IEEE802.org, las redes centrales se están duplicando cada 18 meses, y la densidad de E/S de servidores se duplica cada 24 meses.

FIGURA 2: Comparación de conectividad multimodo y monomodo en términos de distancia y velocidad.

10.000 m

1.000 m

100 m

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Por determinar

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el ca

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Velocidad máxima

1G 10G 40G 100G 400G

18 u TIC HOY

de baja energía. Los motores ópticos más recientes de 25 gigabits pueden ayudar a que los sistemas de comunicaciones logren hasta 60 por ciento de ahorro de energía que las soluciones existentes. En el nivel de componentes solo, este bajo consumo de energía puede traducirse en ahorro considerable del sistema. Además, por cada vatio de energía ahorrado en este nivel, los operadores de equipo generan ahorros adicionales en gastos operativos de infraestructura. Los fabricantes de electrónicos están acelerando la adopción óptica tanto en E/S como internamente. La consideración principal para E/S consiste en lograr la densidad requerida para adecuarse a las velocidades de datos de la próxima generación. Otro malabarismo es que debe hacerse esto con el menor

consumo de energía que sea posible y al menor costo posible. Dado que hay muchas E/S en el equipo, la importancia del precio es mayor aquí que en el plano posterior interno. La fibra óptica está entregando, cada vez más, la mejor combinación de rendimiento y costo para las conexiones electrónicas y para la conectividad electrónica. La densidad es el otro aspecto clave para reducir el costo de las operaciones del centro de datos a medida que aumenta la tendencia a mayor ancho de banda y velocidad. Cada baldosa del piso del centro de datos tiene un costo asociado; por lo tanto, es crucial contar con el máximo ingreso en cada unidad de bastidor de espacio vertical del centro de datos. Las soluciones de estructura de alta densidad aportan

enormes beneficios al aumentar las terminaciones por pie cuadrado. Es crucial terminar todas las conexiones que sea posible entre el equipo de la red en los mínimos metros cuadrados de espacio, particularmente en centros de datos que tienen múltiples inquilinos. Los ensamblajes de cables de 64 fibras en desarrollo pueden aportar un 33 por ciento más de densidad y hasta diez veces más durabilidad que las interconexiones multifibra tradicionales. Estas innovaciones posibilitan tiempos más rápidos de instalación y ofrecen una capacidad simplificada de administración y mantenimiento. La administración de cables es sumamente importante dado que las densidades aumentan dentro de cada bastidor y cada pod y por

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todo el centro de datos. Este es un mundo nuevo Cada año, ha ido drásticamente en aumento el número de personas que dependen de dispositivos como smartphones, personales y otros conectados a redes que no existían hace unos años. Estos dispositivos inalámbricos de computación y comunicación están impulsando mayor conexión social, eficiencia económica y calidad de vida. Esto crea cantidades enormes de tráfico en el centro de datos, forzándolos a adaptarse. El resultado es un crecimiento exponencial en los centros de datos y la necesidad de migrar continuamente a la próxima generación de tecnología. Los centros de datos deben adecuarse

a requisitos más complejos eficientemente a través de soluciones que aportan la agilidad de cambiar y adaptarse. La única manera de mantener sostenible el crecimiento del centro es lograr velocidades más altas de datos de modo económico, controlar el crecimiento y el consumo de energía; difícil de lograr en cualquier caso. Es crucial que la red tenga suficiente agilidad para satisfacer los requisitos de arquitectura y negocios de la organización, hoy y mañana, asumiendo a la vez los riesgos técnicos correctos que mejor se adecuen a los objetivos financieros. Los centros de datos dependen de fabricantes de equipos y componentes para poder lograr estas metas innovando con tecnologías, repensando arquitecturas y continuando

el desarrollo de vías directas de migración a cada nueva generación. Las soluciones ágiles de infraestructura son fundamentales para efectuar migraciones directas del centro de datos. t

BIOGRAFÍA DEL AUTOR: Kevin Ressler, Ph.D., se desempeña como Director de ingeniería de aplicaciones globales en TE Connectivity, donde dirige al equipo mundial de ingenieros técnicos de campo que asesora a los clientes en cuanto a aplicaciones en el espectro completo de soluciones que ofrece TE para FTTH, cableado estructurado, DAS, oficina central y plantas externas. Forma parte de la Junta de directores de la Communications Cable & Connectivity Association, una asociación comercial industrial sin fines de lucro, y es Vicepresidente del Simposio Internacional de alambres y cables, el principal evento tecnológico en la industria de conectividad de alambres y cables. Kevin posee un doctorado en materiales electrónicos del MIT con énfasis en administración de tecnología de Sloan School of Management en el MIT. Se le puede contactar en [email protected].

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20 u TIC HOY


Los terremotos no son algo fuera de lo común, ni se limitan al estado de California. De hecho, ocurren todos los días en distintas partes del mundo. Conforme a lo que indican las Instituciones Incorporadas para Investigación de Sismología, un consorcio de universidades dedicadas a investigar datos sismológicos, pueden ocurrir temblores menores (de magnitud 2 o menos) cientos de veces al día en el mundo, en tanto que ocurren terremotos grandes con magnitudes mayores de 7 más de una vez al mes. Los terremotos fuertes, con una magnitud de 8 o mayores, ocurren aproximadamente una vez al año. El U.S. Geological Survey monitorea y reporta la actividad sísmica y publica mapas de riesgo para poder entender los riesgos. Se puede ver un historial de sismos y descargar mapas de riesgo en www.earthquake.usgs.gov. En el caso de los gerentes de tecnología de la información, es más fácil prepararse para el próximo terremoto que predecir cuándo va a ocurrir uno. Para reducir el riesgo de lesiones y reducir al mínimo el daño al equipo de telecomunicaciones durante un sismo, es esencial contar con protección sísmica. Esto es especialmente importante en salas de telecomunicaciones y equipo, así como centros de datos que no pueden darse el lujo de quedar fuera de línea o que no cuentan con redundancia en una sede secundaria. Seleccionar los productos correctos de infraestructura para un centro de datos es clave para obtener máxima protección para servidores, conmutadores y cables. Los equipos y accesorios como bastidores, gabinetes y soportes ayudan a restringir el movimiento excesivo que puede

causar tensiones indebidas al cable y a las conexiones de redes. Hay dos preguntas cruciales que hacerse al preparar un centro de datos, hospital u otra sede para un sismo: u¿Cuál es la importancia de la red o del

bastidor del servidor para la estrategia sísmica de la sede?

u¿Va a soportar altos niveles de aceleración de la tierra y mantener la red operativa durante y después de un sismo?

Definición de las amenazas sísmicas Terremoto es un término que se utiliza para describir un deslizamiento repentino en una falla geológica, causante de que tiemble la tierra; además la energía sísmica irradiada provocada por el deslizamiento o cualquier otro cambio súbito de tensiones en la tierra. Las amenazas sísmicas se pueden medir según riesgos y peligros. Los peligros de terremoto son los relacionados con un terremoto que puede afectar la actividad normal de la gente. Esto incluye fallas geológicas superficiales, temblores de tierra, aluviones, deformaciones tectónicas y tsunamis. Los riesgos de terremoto son los daños o pérdidas resultantes de exponerse a los peligros sísmicos. Se miden en términos de muertes previstas, pérdidas materiales y planificación en caso de desastres. Las zonas sísmicas en los Estados Unidos se basan en una compilación estadística del número y magnitud de los terremotos pasados. Existen seis zonas: Zona 0, 1, 2a, 2b, 3 y 4. La Zona 0 tiene la menor actividad sísmica e incluye muchas áreas

Una capacidad de carga sísmica del alojamiento indica cuánto peso puede contener y proteger un gabinete o bastidor durante un sismo. Cuanto mayor sea la calificación de carga sísmica, tanto más es el equipo y el peso que puede soportar.

Por Sam Rodriguez, RCDD

22 u TIC HOY

del Medio Oeste, así como Florida. La Zona 1 incluye la mayor parte de la Costa Este, así como partes del Medio Oeste, incluso Oklahoma y Missouri. La Zona 2a es esporádica en el país e incluye Nueva Inglaterra, Carolina del Sur y partes de Carolina del Norte y Tennessee. La Zona 3 incluye algunos de los estados del Oeste y Alaska, así como una pequeña área en el Medio Oeste. La Zona 4 se sitúa solo en el Oeste, principalmente en California, Nevada y Hawai (Figura 1). Cómo afectan los códigos de construcción a las clasificaciones sísmicas de los productos

Los códigos de construcción definen los requisitos de construcción e instalación para los edificios públicos con el fin de garantizar la seguridad de las personas y del equipo. Las áreas sísmicas requieren códigos específicos. Por ejemplo, se prevé que las estructuras diseñadas conforme al Código internacional de construcción (International Building Code, IBC) tengan una probabilidad muy baja o nula de derrumbarse durante un sismo. El IBC incorpora también la norma ASCE 7, Cargas mínimas de diseño para edificios y otras

estructuras, desarrollada por la American Society of Civil Engineers (ASCE), la cual emite pautas y cálculos específicos con el fin de prevenir que los componentes no estructurales se deslicen o vuelquen durante un terremoto. (California tiene sus propios códigos, el California Building Code [CBC], que incorpora los criterios y requisitos de IBC pero con ciertos ajustes para adecuarse a las leyes del estado.) Algunas sedes se consideran esenciales y se les exige continuar funcionando incluso tras haber sufrido un terremoto. Según el IBC, los edificios pueden clasificarse en cuatro categorías de riesgo, como se muestra en la Tabla 1. Los componentes y elementos no estructurales que van a instalarse en la sede también reciben una calificación, el factor de importancia del componente (Ip), el cual le indica al ingeniero si hay necesidad de un diseño especial del piso o alguna técnica de instalación en particular. Dependiendo del Ip (ya sea 1 o 1,5), los sistemas de sujeción del diseño del edificio, los requisitos de apuntalamiento y robustez del diseño son más estrictos o pueden ser más flexibles para adecuarse a los códigos. Por ejemplo, un componente esencial que

FIGURA 1: Las zonas sísmicas en los Estados Unidos se basan en una compilación estadística del número y magnitud de los terremotos pasados. La Zona 0 generalmente no tiene daños, en tanto la Zona 4 puede tener daños extremos.


se requiere para funcionar incluso después de un terremoto (por ej.: aspersores para protección contra incendios, redes de hospitales) recibirían un Ip de 1,5 (Figura 2). Del mismo modo, los componentes que contienen sustancias peligrosas o que van a instalarse en un edificio con Categoría de riesgo IV y deben seguir funcionando en dicho edificio también obtendrían un 1,5 de Ip y deben tener una calificación sísmica especial de una institución acreditada. Se espera que ciertos componentes queden en su sitio, tengan daños limitados y, cuando sea necesario, funcionen después de un terremoto. Estos reciben un Ip de 1,25 y se les exige incluir puntales sísmicos para cumplir con IBC. En todas las otras situaciones, el Ip sería 1.

Categoría de riesgo

Tipo de ocupación Lo que significa

I Instalaciones agrícolas, centros de almacenamientoNo hay amenaza real si el equipo y

los sistemas dejan de funcionar

II Edificios que no quedan en la Categoría I, III o IV No hay amenaza real pero es posible

IIICentros educativos, instalaciones de servicios

públicos, telecomunicaciones, cárcelesRepresenta un peligro sustancial y

riesgo para la vida humana

IVHospitales, estaciones de bomberos y policía, refugios de emergencia, torres de control aeronáutico, edificios de defensa nacional, sedes que

contienen materiales altamente tóxicos

Centros diseñados para ser esenciales y que deben seguir funcionando en caso de haber un terremoto

TABLA 1: Categorías de riesgo sísmico para los edificios, según los clasifica el IBC. Tabla 1604.5. Extracto del Código Internacional de Construcción (International Building Code) 2012; Copyright 2011. Washington DC; International Code Council.

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FIGURA 2: Los centros de datos de hospitales tienen un Ip de 1,5 porque no pueden quedar fuera de línea después de un sismo.

Por qué importa la calificación sísmica Hay tres maneras diferentes en que los fabricantes pueden demostrar que sus productos son calificados para soportar áreas sísmicas: uAnálisis y cálculos de diseño que

toman en consideración el Ip del componente, entre otras variables.

uPrueba de mesa vibratoria, la cual somete a prueba los productos a nivel físico con condiciones estrictas, simulando un terremoto fuerte y asegurando que el producto lo soporte antes, durante y después del terremoto.

uDatos experimentales, lo cual exige que los fabricantes presenten evidencia de que el producto ha soportado ser sometido a un terremoto fuerte.

Los instaladores y contratistas deben evaluar el tipo de calificación sísmica que entrega un fabricante, dado que existen distintos métodos para lograr una calificación sísmica para un producto.

24 u TIC HOY

La certificación de cumplimiento de IBC considera los productos y su interacción con la totalidad del edificio. Se logra la aprobación ya sea mediante una ecuación matemática que compara y extrapola los efectos sísmicos potenciales a los componentes instalados en un edificio o entregando suficientes datos experimentales que demuestran la resistencia del componente durante un terremoto fuerte. La utilización de datos experimentales exige que los fabricantes diseñen el nuevo componente con las mismas especificaciones. De cualquier manera, hay muchas variables que entran en juego para lograr el cumplimiento de IBC. Otra certificación común y ampliamente solicitada es la de Telcordia Technologies GR-63-CORE Network Equipment-Building System (NEBS), la cual ofrece una serie de lineamientos para asegurar la protección del equipo de telecomunicaciones. GR-63-CORE exige un alojamiento para proteger equipo de tal modo que mantenga el funcionamiento durante y después de un sismo. A diferencia del proceso de certificación de

IBC, el cual se basa en análisis, la GR-63-CORE prueba los productos a nivel físico sometidos a condiciones estrictas para prevenir el tiempo improductivo del sistema. Someter a un terremoto simulado un producto es la manera más realista de verificar su resistencia sísmica. Gracias a la GR-63-CORE, siguen funcionando las líneas telefónicas después de los terremotos fuertes. Para obtener una certificación GR-63-CORE en un alojamiento, por ejemplo, el producto se carga hasta su máxima capacidad y se monta en una mesa vibratoria (Figura 3). En la prueba también se contemplan sujeciones, soportes y accesorios durante la instalación misma del producto. La mesa vibratoria simula un terremoto (hasta 8,3 en la escala de Richter) y agita el alojamiento de adelante hacia atrás, para un lado y otro y de arriba abajo a diferentes niveles de intensidad. Para pasar la prueba, el alojamiento no debe moverse más de 75 milímetros (mm [3 pulgadas (pulg)]) en la parte de arriba del alojamiento en relación con la base en cada dirección y debe mantener el funcionamiento durante y después de la prueba de vibración. El alojamiento debe regresar también a quedar dentro de 61 mm (2,4 pulg) en el punto más alto de su posición original. En California, la Oficina de Planificación y Desarrollo Estatal de Salud (Office of Statewide Health Planning and Development, OSHPD) también ofrece certificación sísmica especial de productos que se van a instalar en hospitales y centros de atención médica. Además de IBC y NEBS, la certificación de la OSHPD se basa en los requisitos de CBC y ASCE 7-10. Dependiendo del tipo de producto, puede requerirse una preaprobación de la certificación del fabricante (Preapproval of Manufacturer’s Certification, OPM) que emite la OSHPD o una Preaprobación de certificación sísmica especial (Special Seismic Certification Preapproval, OSP) de la OSHPD (Figura 4). La OPM es una aprobación previa de la certificación del fabricante, un proceso que permite a los fabricantes presentar datos de análisis o pruebas preparados por un profesional de diseño certificado para respaldar los requisitos de diseño del código. Si se aprueba, esta OPM puede hacerse referencia a ella en los documentos de construcción. Está destinada a acelerar el proceso de aprobación para instalaciones estándar pero no se requiere. La presentación puede ser específica del proyecto, requiriendo en ese caso una evaluación separada. Deben presentarse todas las alteraciones para evaluación y preaprobación. (OPM se correlaciona con permisos bajo el código

FIGURA 3: Una prueba con mesa vibratoria confirma que un alojamiento funcione debidamente durante los sismos. La mesa vibratoria simula un terremoto (hasta 8,3 en la escala de Richter) y agita el

alojamiento de adelante hacia atrás, para un lado y otro y de arriba abajo a diferentes niveles de intensidad.

2012. Es retrocompatible con códigos previos. OPA, el programa que precedió OPM, es aplicable a versiones más antiguas de códigos y no puede usarse con presentaciones del código 2012.) OSP es la preaprobación de OSHPD de sistemas sísmicos designados para componentes cruciales (Ip de 1,5) con piezas móviles que deben funcionar después de un sismo, como la calefacción, la ventilación y el aire acondicionado, el suministro ininterrumpible de corriente o una estructura de gabinetes con componentes de sistemas y conexión eléctrica incluida. El fabricante efectúa una evaluación del producto usando una prueba de vibración para confirmar el funcionamiento después de simular el sismo, y se rotula esto con información de aplicación sísmica. OSP revisa la evaluación y rotulación y preaprueba la aplicación del componente.

Consideraciones de montaje Los instaladores y contratistas deben considerar también la manera en que se sujeten y soporten los componentes no estructurales en una zona sísmica o edificio con Categoría de riesgo IV. Sujeciones y soportes deben tener suficiente resistencia para enfrentar la actividad sísmica. Para asegurar los componentes deben usarse fijaciones y anclajes con calificaciones altas de resistencia al efecto de cizalla y de fuerzas tensoras. Al montar sobre un piso de concreto, es importante elegir anclajes de piso con calificación sísmica que puedan soportar la carga del bastidor y del equipo. Comúnmente se requiere un mínimo de cuatro anclajes de piso (uno en cada esquina) para instalar un bastidor o gabinete de equipo de dos o cuatro postes. Además para cumplir con los estándares de construcción y telecomunicaciones y adquirir productos que tengan calificación sísmica, también se debe considerar detalladamente el diseño del producto. En las salas de telecomunicaciones y centros de datos en zonas sísmicas, es importante buscar ciertas características al seleccionar los alojamientos correctos. ¿Tiene calificación sísmica el alojamiento? El alojamiento debe estar diseñado, certificado y probado para usarse en zonas sísmicas (Figura 5). Si se sometió el alojamiento a una prueba física, como la que exige NEBS o los criterios de aceptación de servicios de evaluación de International Code Council (ICC-ES AC156, otro procedimiento estándar de prueba reconocido), el fabricante debe poder entregar el informe de prueba del laboratorio, cálculos y un video de la prueba de la mesa vibratoria. Dado que la prueba

de la mesa vibratoria proporciona un resultado definido de pasar o no sin afectar rendimiento y facilidad de operación, es fácil comparar productos que pasan por el mismo tipo de certificación para buscar lo que mejor se adapte a los requisitos. ¿En qué consiste la calificación de carga sísmica? Una capacidad de carga sísmica del alojamiento indica cuánto peso puede contener y proteger un gabinete o bastidor durante un sismo. Cuanto mayor sea la calificación de carga sísmica, tanto más es el equipo y el peso que puede soportar. Nótese que carga sísmica y carga estática son diferentes. La carga sísmica indica que se ha probado una carga en cuanto a movimiento dinámico en un sismo simulado; la carga estática es calificada por una prueba de carga estándar (no una prueba de mesa vibratoria) sin movimiento. ¿Es el alojamiento suficientemente grande para el equipo? Muchos gabinetes sísmicos tienen poca profundidad, lo cual limita la profundidad del equipo que puede instalarse. El equipo ahora comúnmente tiene más de 762 mm (30 pulg) de profundidad. Los


FIGURA 4: Ejemplo de una preaprobación de la certificación de un fabricante OSHPD.

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26 u TIC HOY

estándares TIA-569-C actuales proporcionan requisitos de tamaño y espacio para los gabinetes de equipo y cableado para considerar tamaños de equipo, administración de cables e instalación de unidades de distribución de energía (power distribution units, PDU). Para asegurar que se cumpla con estos estándares, se recomienda usar gabinetes de al menos 1067 mm (42 pulg) de profundidad. ¿Cómo se van a instalar los productos de administración de cables y energía? Los alojamientos con calificación sísmica a menudo tienen estructuras con espacio limitado de administración de cables. Busque productos que dejen espacio adecuado para administrar los cables y las PDU. ¿Qué ocurre con el flujo de aire? No sacrifique el flujo de aire adecuado en favor de la estabilidad sísmica. Los servidores igualmente necesitan mantenerse frescos para funcionar debidamente, incluso dentro de zonas sísmicas. Las estrategias de administración térmica y la legislación promulgada para reducir el consumo de energía no ofrecen exenciones a estos productos si se instalan en zonas sísmicas. Como mínimo, los soportes sísmicos del alojamiento no debieran bloquear el flujo de aire fresco hacia los servidores.

FIGURA 5: El alojamiento debe estar diseñado, certificado y probado para usarse en zonas sísmicas. Si el alojamiento cumple con NEBS, el fabricante debe poder entregar el informe de

prueba del laboratorio.

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¿Es difícil la instalación? Los alojamientos son pesados por lo general, además de ser difíciles de mover en un lugar de trabajo. Los gabinetes sísmicos pueden pesar casi el doble de lo que pesan los gabinetes que no son sísmicos. Algunos alojamientos cuentan con ruedas de transporte y patas niveladoras empotradas para facilitar la instalación. El gabinete debe fijarse directamente al piso utilizando los anclajes aprobados. Los diseños que permiten utilizar ubicaciones aprobadas alternativas de montaje reducen el impacto de las restricciones específicas del sitio. ¿Queda seguro el equipo dentro del gabinete? El gabinete debe asegurar el equipo, y esto es igualmente importante que el apuntalamiento. Los cajones deslizantes deben tener pestillos mecánicos para mantener los cajones cerrados cuando no estén en uso. Fíjese en asegurar el equipo montado en estantes a la estantería. El fabricante de bastidores puede ofrecer accesorios específicos que aseguren el equipo a la repisa o que cuenten con soportes adicionales a los carriles de montaje del equipo. Conclusión Los sismos continúan llamando la atención a escala mundial, actuando a modo de catalizador para los códigos y certificaciones de construcción cada vez mayores. Fíjese en revisar todos los códigos, las reglas y los reglamentos del área. Consulte con un ingeniero estructural cuando sea necesario. Además de cumplir con los códigos de construcción, también es importante entender lo que implica considerar un producto como sísmicamente apto porque se utilizan distintas estrategias para efectuar esta determinación. Las pruebas físicas de mesa vibratoria,

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como las requeridas por GR-63-CORE NEBS o por ICC-ES AC156, califican el rendimiento y la resistencia de un producto durante un terremoto. Los análisis de rendimiento, como el que se exige en el IBC y el CBC, no someten a prueba el producto físicamente. Su ventaja es que toman en cuenta todas las variables que se encuentran implicadas en una instalación y un edificio que podrían afectar potencialmente la capacidad de un producto para proteger el equipo en caso de terremoto. La única manera de prevenir el tiempo improductivo y los daños al equipo durante un sismo es planificar debidamente. t BIOGRAFÍA DEL AUTOR: Sam Rodriguez, RCDD, posee más de 22 años de experiencia en la industria de las telecomunicaciones. Ha trabajado en Chatsworth Products (CPI) durante 16 años y ha desempeñado cargos técnicos como Soporte Técnico, Supervisor de Servicios Técnicos y ahora Gerente de Productos de Soluciones Térmicas y Gabinetes. Sam es miembro de BICSI y es un RCDD. También es integrante de la organización de desarrollo de productos de CPI y contribuye en el diseño y desarrollo de nuevas soluciones de productos.

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Proteccion

contra sobrecargas

Entorno de centro de datos de doble cable

Por Neil Rasmussen

En un entorno de doble cable, la pérdida de corriente en una vía hará que la carga se transfiera a la otra. Esto puede crear una condición de sobrecarga y causar fallas en ambas vías. Este artículo explica el problema y cómo resolverlo, además indica reglas para asegurar que un entorno de doble vía ofrezca la tolerancia a fallas debida.Un

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La mayor parte de los dispositivos de TI con doble cable funcionan al contar con dos cables que alimentan fuentes de energía separadas o grupos separados de fuentes de energía.

Proteccion

contra sobrecargas

Entorno de centro de datos de doble cable

El propósito clave de una arquitectura eléctrica de doble cable o doble vía es asegurar la continuidad de las operaciones de tecnología de la información (TI) durante una falla parcial del sistema de distribución de energía ofreciendo una vía alternativa de energía. Los dispositivos TI de doble cable tienen dos entradas separadas de energía y están diseñados para continuar funcionando cuando un cable pierde energía. Un sistema de distribución de energía de doble vía suministra dos vías de energía separadas de tal modo que cada dispositivo TI reciba corriente de las dos vías. Las dos vías pueden unirse en algún punto antes, el cual podría estar en el panel de distribución, la salida del suministro de energía ininterrumpible (UPS), el sistema de switchgear o la conexión del alimentador de la red de servicio público. Algunos centros de datos han sido construidos donde las dos vías se extienden en el sistema de distribución del alimentador y son provistas por subestaciones separadas o incluso líneas separadas de alta tensión. La mayoría de los centros de datos que tienen un sistema de doble vía lo extienden hasta el sistema de switchgear de la instalación. Se usa un generador de reserva para lograr redundancia cuando hay una sola alimentación de la red de servicio público al edificio. Cuando hay una falla en el sistema de distribución o una fuente de energía de dispositivo de TI, un sistema con TI de doble cable y un sistema de distribución de energía de doble vía está diseñado para mantener la operación de la carga de TI. Aunque esto es simple como concepto, deben establecerse ciertas reglas y monitoreo para asegurar que el sistema funcione correctamente. Este artículo explica cómo se comportan los dispositivos de TI en este entorno, menciona las condiciones que deben cumplirse para asegurar que se logre la disponibilidad esperada, y ofrece estrategias sobre cómo administrar un entorno de doble cable. Un sistema de energía de doble vía correctamente implementado y verificado proporciona tolerancia a las fallas y permite mantener simultáneamente cualquier punto en el sistema de energía. Esto se cumple aunque no haya conexiones cruzadas entre las vías de corriente o una de las vías no cuente con UPS.

Muchos usuarios implementan la arquitectura de doble vía pero no confían que funcione cuando sea necesario, como lo demuestra el uso de conmutadores de transferencia estática y enlaces transversales para mantenimiento. Es una práctica común del diseño para asegurar la energía hacia ambas vías durante muchos tipos de fallas y durante el mantenimiento. Esta seguridad adicional no debe ser necesaria si funciona correctamente el sistema de doble vía. Si se implementa y verifica un sistema de doble vía correctamente, el sistema tolerará entonces la pérdida de una vía sin incidentes. Esto permite diseños más simples y menos costosos de los centros de datos.

Comportamiento del dispositivo TI de doble cable Se supone que un dispositivo TI de doble cable puede operar correctamente con la alimentación de cualquiera de los dos cables. Sin embargo, no siempre es correcto este supuesto acerca del comportamiento de los dispositivos. En un entorno TI redundante de doble cable, es necesario establecer si los dispositivos verdaderamente cumplen este supuesto de la redundancia. Más del 95 por ciento de todos los dispositivos TI de doble cable encontrados comúnmente operan correctamente con un solo cable, pero este no es el 100 por ciento. Algunos dispositivos no operan correctamente conforme al supuesto de doble cable redundante por los siguientes motivos:uEl dispositivo implementó específicamente cables

dobles, no por motivos de redundancia sino más bien para obtener más energía hacia el dispositivo TI utilizando varias fuentes de energía. Un dispositivo de TI podría usar varias fuentes en vez de una más grande porque:

– El dispositivo fue diseñado para ser ampliable con el paso del tiempo, incluso con la capacidad de agregar más energía.

– Los diseñadores del dispositivo preferían no requerir un enchufe grande especial y evitaron este problema utilizando dos fuentes de energía con enchufes convencionales.

30 u TIC HOY

uEl dispositivo tiene tres cables eléctricos y requiere que funcionen correctamente dos de ellos. No hay manera de enchufar tres cables en dos vías de corriente para que el dispositivo sobreviva la falla de alguna de las vías (Podría sobrevivir la falla de la vía con un cable conectado, pero no sobreviviría la falla de la vía con los dos cables enchufados).

uEl dispositivo tiene cables dobles implementados para fines de redundancia con configuraciones normales, pero con la configuración para dispositivo TI interna completa, la carga de energía es mayor que lo que puede aportar una sola fuente por eso el supuesto del doble cable solo sirve para dispositivos de configuración liviana. Aunque esto parece ser un defecto del diseño, ha ocurrido en algunos equipos de redes donde no existían ciertas tarjetas más nuevas «plug-in» en el momento de diseñar el chasis. La mayoría de los vendedores elaboraron más adelante fuentes de energía actualizadas con mayor capacidad nominal, pero el usuario es responsable de asegurarse de que la configuración cumpla el supuesto de doble cable.

uEl dispositivo fue diseñado con doble cable, pero no se ha notado ni corregido una fuente de energía que falló en servicio. El dispositivo se comporta ahora como dispositivo de doble cable y quedará inoperante cuando se pierda la energía a esa vía restante.

uEl dispositivo es de doble cable, pero ambos cables se han enchufado inadvertidamente en la misma vía de corriente. El dispositivo actuará normalmente pero decaerá cuando decaiga la vía que alimenta los dos cables. Esto ocurre comúnmente, en particular en centros de datos donde hay muchas personas diferentes que tienen acceso y cambian equipo.

uEl dispositivo no tiene doble cable sino que es de un solo cable y se ha desplegado en un entorno

de doble vía. Si se necesita el comportamiento de doble cable para este dispositivo, puede lograrse instalando un pequeño conmutador de transferencia de montaje en bastidor para uno o varios dispositivos. Si es grande la carga de un solo cable, puede obtenerse el comportamiento de doble cable instalando un conmutador grande estático que alimente una tercera vía especial a los bastidores o a la zona de un solo cable.

Dos tipos de dispositivos La mayor parte de los dispositivos de TI con doble cable funcionan al contar con dos cables que alimentan fuentes de energía separadas o grupos separados de fuentes de energía. Dentro del dispositivo TI, se combinan las salidas de las fuentes de energía. Con una operación normal, el requisito de energía de la carga de TI es compartido entre las dos fuentes de energía (o dos bancos de fuentes de energía). Aunque no se equilibra exactamente al compartir, cada fuente de energía (o banco de fuentes) porta normalmente 50 por ciento +/- 10 por ciento de la carga. Cuando falla la corriente en una vía debido a averías en la vía de corriente o en la fuente de energía de TI, la fuente restante asume inmediatamente toda la carga del dispositivo de TI. Dado que no cambia el requisito de energía de computación del dispositivo TI durante un corte de energía, la vía de corriente que no ha fallado verá aumentar repentinamente su parte normal del 50 por ciento de la carga de TI al 100 por ciento. Además, cierto equipo de TI puede acelerar ventiladores cuando falta una fuente de energía, de tal modo que el requisito total de energía de un dispositivo de TI puede en realidad aumentar en un 15 por ciento durante este evento.1 Por lo tanto, es razonable planificar para un aumento del 10 por ciento en la carga cuando se apaga una vía. Naturalmente, la vía de corriente (y la fuente misma de energía) deben estar listas para aceptar este cambio de paso en la carga sin funcionar mal.

Cómo identificar el tipo de dispositivo

La manera más fácil de determinar si un dispositivo TI es del tipo de corriente compartida o corriente conmutada es medir la corriente en cada uno de los cables eléctricos usando un medidor con pinzas y un separador de cables de corriente alterna. Si se miden corrientes aproximadamente iguales en ambos cables, el dispositivo es del tipo de corriente compartida.


No obstante, hay otra forma menos común de carga de TI que no comparte su energía de carga entre cables de entrada. En este tipo de carga (que representa menos del 5 por ciento de todos los dispositivos de TI de doble cable), el dispositivo de TI consume energía de un cable bajo condiciones normales de operación y conmuta al otro cable cuando falla la corriente de entrada primaria. Este tipo de dispositivo de conmutación de energía ofrece toda la redundancia prevista en un entorno de doble cable pero tiene dos propiedades inusuales que deben considerarse durante el despliegue y la operación:uCuando se instalan dispositivos TI de doble cable

del tipo que comparte energía, la corriente de ambas vías se mantiene equilibrada uniformemente al instalar los dispositivos. Cuando se instalan dispositivos TI del tipo conmutador, la corriente fluye dependiendo de cuál enchufe esté enchufado en cada vía. Si se enchufan los enchufes al azar, la corriente estará aproximadamente equilibrada entre las dos vías, pero si se enchufa el cable izquierdo del dispositivo TI en la vía de corriente izquierda, puede producirse un estado de desequilibrio donde la mayor parte o incluso la totalidad de la carga queda en una vía de corriente. Aunque la discusión previa explica que la vía utilizada insuficientemente deberá repentinamente portar toda la carga de TI si falla la vía primaria, los operadores que ven la vía mal aprovechada pueden suponer incorrectamente que pueden colocarse más cargas aquí, cuando de hecho debe reservarse para asegurar que funcione correctamente la redundancia del sistema. Por lo tanto, debe reconocerse y planificarse correctamente el tipo de conmutador de las cargas TI de doble cable en el diseño y la operación del centro de datos.

uLos dispositivos TI de doble cable del tipo con corriente compartida conmutan rápidamente cuando falla una vía. La corriente en el lado activo restante aumenta rápidamente (en unos pocos milisegundos) a su nuevo valor al asumir la totalidad de la carga del dispositivo TI. Sin embargo, los dispositivos TI del tipo conmutador de energía se comportan de manera diferente. En estos dispositivos, hay un breve retardo de hasta 25 milisegundos antes de que ocurra la conmutación a la vía activa. Durante este corto tiempo, las fuentes de energía quedan sin corriente y deben sobrevivir con energía almacenada en condensadores dentro de las fuentes de energía. Cuando termine la conmutación, el flujo de corriente no solo debe operar la carga de TI sino también recargar los condensadores de almacenamiento en la fuente de energía. Esto puede causar una breve

condición donde la carga en el suministro activo pasa al 150 por ciento o más del requisito de carga TI hasta por 50 milisegundos. Si se instala del mismo modo un gran número de dispositivos TI similares del tipo conmutador de corriente, esto puede causar una sobrecarga en los sistemas de suministro posteriores y un disparo indeseable del disyuntor, creando una baja de la carga. La sobrecarga transitoria se ve reducida en gran medida si se instalan los dispositivos de tipo conmutador de corriente de tal modo que no todos sus cables de suministro primarios se concentren en una sola vía de corriente.

Para reducir estos problemas al mínimo, es importante saber si los dispositivos de doble cable son del tipo conmutador de corriente y, de ser así, asegurarse de que se instalen deliberadamente en forma alternada para que la carga se mantenga equilibrada entre ambas vías de corriente (vea el apartado del costado en la página 30). Si un dispositivo TI no cumple con el supuesto de doble cable porque tiene tres entradas de corriente, como es el caso del dispositivo mostrado en la Figura 1 en la página 32, se puede operar en un entorno de doble cable, aprovechando las vías de corriente redundantes mediante una de las siguientes técnicas:1. Trate el dispositivo como dispositivo de un solo

cable y enchufe los tres cables en un conmutador de transferencia montado en bastidor diseñado para ese fin.2

2. Enchufe una fuente en la vía A, una en la vía B y la tercera en el conmutador de transferencia montado en bastidor. Si hay varios dispositivos de este tipo, pueden compartir un conmutador de transferencia del tamaño adecuado.

Aparece un ejemplo de un conmutador de transferencia montado en bastidor de 2 kilovatios diseñado para este fin en la Figura 2 de la página 32 (también hay disponibles unidades de mayor capacidad).

Eficiencia A veces surge la pregunta acerca de si la concentración de cargas en una vía en un entorno de doble vía aumenta o disminuye la eficiencia de energía del sistema cuando se compara con equilibrar la carga. El análisis demuestra que, para un sistema donde ambas vías son del mismo diseño, el equilibrio aumenta la eficiencia de distribución, pero la ganancia es una diminuta fracción de porcentaje.3 Por lo tanto, no hay desventaja para equilibrar en este caso. Sin embargo, hay sistemas donde una vía tiene

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mayor eficiencia; por ejemplo, donde una vía tiene protección de UPS y la otra vía es directa de la red de servicio público. En estos casos, es más eficiente concentrar la carga en la vía directa de la red de servicio público si es posible.

Códigos de colores En un sistema donde los dispositivos TI tienen cables que se supone deben enchufarse en la vía 1, vía 2 o un conmutador de transferencia, puede resultar difícil monitorear los diversos cables y confirmar que se conecten correctamente. Este problema se puede ver complicado cuando los cables de inventario provistos con los dispositivos TI son más largos de lo necesario, creando una cantidad significativa de exceso de cableado dentro del bastidor. Esto puede hacer difícil guiar los cables para verificar que estén conectados correctamente. Para resolver este problema, pueden cambiarse los cables del dispositivo TI por otros codificados con colores que sean de la longitud correcta, como se muestra en la Figura 3. Para codificar correctamente con colores los cables eléctricos del equipo TI, se requieren tres colores. En el sistema preferido de la Figura 3, los cables se codifican de color azul para la vía A, rojo para la vía B y negro para un dispositivo de un solo cable. Donde solo hay una vía protegida por UPS y la otra vía es directa de la red de servicio público (a veces llamada sistema de corriente Nivel 3), la vía azul es la vía del UPS. En el ejemplo de la figura, el dispositivo de un solo cable se alimenta desde la vía de UPS.4 Tal como se describe previamente, también puede alimentarse desde un conmutador de transferencia de montaje en bastidor (o conmutador de transferencia estática central), en cuyo caso el cable TI negro conecta al conmutador de transferencia. El uso de cables con la longitud apropiada facilita inspeccionarlos y reduce los enredos del exceso de cableado que pueden bloquear el flujo de aire. Los cables mostrados en la Figura 3 están

equipados con dispositivos de seguro para que no puedan extraerse y tienen indicación visual amarilla que permite al personal identificar cualquier cable mal aprovechado. Al final de este artículo se resumen algunas reglas y procedimientos que deben seguirse sobre el despliegue de dispositivos TI. La siguiente sección trata sobre las condiciones que deben cumplirse en el sistema de distribución de energía para asegurar la redundancia en el entorno de doble vía.

Requisitos para el sistema de distribución La meta clave en el sistema de distribución es asegurar que una falla en una vía no cause una falla en la segunda vía. Un centro de datos que opere correctamente bajo condiciones normales no constituye ninguna seguridad de que una vía de corriente vaya a funcionar correctamente cuando falle la otra vía. La falla de una vía provocará el aumento escalonado de la carga en la vía alternativa. La magnitud de esto, y dónde ocurra, dependerá de la naturaleza de la falla en la vía de corriente averiada. Aquí tenemos dos ejemplos importantes que influyen en el alcance de la carga escalonada:uLa falla de una vía en el circuito ramal a un

gabinete de bastidor causará comúnmente que se duplique la carga de energía en el circuito de la vía alternativa a ese gabinete. Sin embargo, los disyuntores anteriores que abastecen múltiples unidades de distribución de energía (power distribution units, PDU) en la vía restante pueden ver solo un aumento de unos pocos porcentajes en la corriente.

uLa falla de una vía en el UPS central que abastece esa vía comúnmente causará que se duplique la carga de energía en cada circuito de vía alternativa a cada gabinete. Todos los disyuntores anteriores que abastecen las PDU en la vía restante también

FIGURA 3: Mejor disposición de cables de energía usando cables codificados con colores de la longitud correcta.

FIGURA 1: Un servidor que tiene tres entradas de corriente y no cumple con el supuesto de doble cable.

FIGURA 2: Ejemplo de un conmutador de transferencia de bastidor que permite que los sistemas de un solo cable reciban

redundancia de corriente en un entorno de doble cable.


tendrán una duplicación de la energía. En todos los casos, tanto las prácticas de diseño como las de operación deben asegurar que una falla en una vía no cause una condición de sobrecarga en algún punto en la vía alternativa. Esto puede asegurarse entendiendo algunos principios simples:uSi cada vía se diseña de tal modo que en cada

punto sea capaz de suministrar toda la energía requerida del equipo posterior, entonces no puede sobrecargarse.

uSi se implementan procedimientos o sistemas para asegurar que nunca se instalen dispositivos TI que excedan los valores del diseño del sistema de distribución, no se producirá ninguna sobrecarga.

Estos principios simples son fáciles de definir en un diseño pero difíciles de garantizar en un entorno de centro de datos dinámico. Hay generalmente dos maneras de implementar estos principios:uRealice un análisis del peor de los casos en cada

traslado, adición y cambio para asegurar que ninguna condición supere ningún valor de diseño. Esto requiere mucha información que puede ser difícil de obtener acerca de los dispositivos de TI, requiere tiempo y pericia en ingeniería además puede causar que se efectúe un diseño conservador quedando la capacidad del centro de datos considerablemente desaprovechada. Esta estrategia se utiliza mejor donde hay una instalación grande de equipo TI homogéneo.

uImplemente el monitoreo del sistema de distribución, proporcione datos referentes a los márgenes de seguridad operativa y ofrezca advertencias cuando los traslados, adiciones o cambios se acerquen a los límites operativos de los diferentes puntos del sistema de distribución. Esta es la estrategia más práctica en un entorno de centro de datos dinámico.

Para implementar una estrategia de monitoreo, se monitorea cada fase de cada circuito para asegurar que no se sobrecargue en el caso de haber una falla en alguna parte de la vía de corriente alternativa. En un entorno de vía doble ideal, la carga en cualquier vía puede duplicarse como máximo por una falla en la vía alternativa, lo cual significaría monitorear para asegurarse de que no se cargue ningún circuito más allá del 50 por ciento de la calificación del diseño. Sin embargo, en un centro de datos práctico que incluye

algunas cargas que son del tipo conmutador y algunas que presentan mayor consumo de corriente cuando se apaga una fuente de energía, se necesita un margen adicional de seguridad para asegurarse de que no se sobrecargue ningún circuito. La experiencia demuestra que monitorear los circuitos hasta un límite práctico del 40 por ciento de la carga de diseño es suficiente para asegurar el funcionamiento confiable durante cualquier falla de vía. El sistema de monitoreo reportaría sobrecargas para que pudieran identificarse durante la instalación u operación del equipo, permitiendo a los operadores tomar medidas para reducir la carga. En un entorno TI homogéneo, donde la carga se compone de muchos de los mismos dispositivos TI, debe establecerse el umbral de monitoreo midiendo el comportamiento de un dispositivo TI representativo. Si el dispositivo no presenta un aumento de energía cuando se pierde una vía, se puede fijar el umbral de monitoreo en 50 por ciento. Por cada aumento de un porcentaje notado en el consumo de energía, debe reducirse el umbral de monitoreo en 0,5 por ciento. Por ejemplo, si la carga del dispositivo TI llega al 110 por ciento cuando falla un cable, debe fijarse el umbral de monitoreo en 45 por ciento. Aunque parece complicado implementar el monitoreo de márgenes en cientos de circuitos ramales en un centro de datos, esta es una característica estándar en muchas PDU de bastidor y entregar informes es una función automática en algunas soluciones de administración de infraestructura del centro de datos (data center infrastructure management, DCIM). Cuando se implementa un sistema así, los usuarios pueden ganar suficiente confianza para depender del sistema en cuanto al mantenimiento simultáneo permitiendo apagar una vía para un bastidor, pod, sala o incluso todo el centro. Si los usuarios no tienen confianza en la operación del sistema y se niegan a depender de él para fines de mantenimiento y cambios, es menos probable que sea mantenido o probado y, por tanto, aun más probable que falle cuando ocurra un corte de energía de verdad.

Reglas para lograr la redundancia deseada Las reglas siguientes se refieren a la implementación de la redundancia de doble vía:Regla 1: Verificar que los dispositivos instalados operan correctamente como dispositivos de doble cable con capacidad de redundancia.5 Si no puede asegurar esto el vendedor, considere probar los dispositivos internamente antes de desplegarlos.

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Regla 2: Verificar que se han implantado algunos sistemas y procedimientos para monitorear y corregir fallas de fuentes de energía en dispositivos de doble cable. La mayoría de los dispositivos TI tienen disposiciones para reportar esto, pero a menudo las advertencias no se monitorean o enrutan debidamente para causar una acción de respuesta.

Regla 3: Instituir procedimientos de control de instalaciones y cambios para confirmar que los dos cables de cada dispositivo de doble cable estén enchufados en las distintas vías de corriente. Confirmar que los cables dobles estén conectados a la misma fase (o par de fases) en cada una de las dos PDU de bastidor e idealmente al mismo grupo de tomacorrientes en cada una de las dos PDU de bastidor. Implementar códigos de colores de los cables y verificar que los cables sean de la longitud adecuada para la aplicación.

Regla 4: Tener presentes las cargas de un cable en el centro de datos, entender si son críticas y donde sea adecuado, reforzarlas con doble cable mediante el uso de conmutadores de transferencia automática en bastidores (para los dispositivos deseados) o conmutadores estáticos grandes (para grupos o zonas de dispositivos de un solo cable).

Regla 5: Saber cuáles dispositivos, si los hay, son del tipo conmutador de corriente y crear un proceso para asegurar que las entradas de corriente primarias de distintos dispositivos no se concentren en una sola vía sino que se distribuyan entre las vías de corriente de manera equilibrada.

Regla 6: Implementar el monitoreo en cada fase de cada circuito en el centro de datos y en todos los niveles en el sistema de distribución6 para dar datos sobre la cercanía de las corrientes operativas al 40 por ciento del nivel de diseño y dar advertencias cuando alguna corriente operativa excede el 40 por ciento del nivel de diseño.7 Confirme los márgenes antes de adiciones, traslados y cambios para evitar que alguna corriente operativa supere el 50 por ciento de la capacidad nominal del diseño.

Regla 7: Considerar implementar un protocolo de verificación donde los bastidores o grupos de bastidores sean inspeccionados periódicamente y luego sometidos a prueba apagando cada alimentación de corriente individualmente. Al probar solo una pequeña sección del centro de datos y seleccionar debidamente el momento de hacer pruebas, se limitan las consecuencias de las fallas. Esta práctica aumenta en gran medida la confianza en el sistema de doble vía.

Conclusión Este artículo explica cómo funcionan los dispositivos TI de doble cable y cómo desplegarlos en centros de datos para lograr la tolerancia frente a las fallas en una vía de corriente. Aunque muchos dispositivos tienen múltiples cables, no todos se comportan del mismo modo, y no todos funcionan correctamente al operarse desde un solo cable eléctrico. Un diseño redundante eficaz para lograr la tolerancia a fallas requiere que cada dispositivo cumpla con el requisito supuesto de que puede operar con un solo cable. Inevitablemente, los dispositivos que no tienen dos cables deberán desplegarse en centros de datos de doble vía. Estos pueden obtener algunos de los beneficios de la operación de doble cable alimentándolos desde un conmutador de transferencia en bastidor para ese fin o mediante un conmutador estático estacionario si debe abastecerse un gran número.8

La presencia de vías de doble cable no asegura la redundancia, y la pérdida de una vía puede causar una sobrecarga y falla en la vía alternativa a menos que las adiciones, traslados y cambios con el tiempo no hayan contravenido los criterios de diseño del sistema. La clave para lograr esa tolerancia a las fallas es monitorear cada fase de cada circuito en el centro de datos para asegurar que ninguna tenga cargas que superen 40 a 50 por ciento. Este monitoreo suena complejo debido al número de circuitos pero es una función estándar en algunas PDU de bastidor y software de DCIM. Al seguir las reglas sencillas descritas en este artículo, los usuarios pueden asegurarse de que un sistema de doble vía logre el grado planificado de redundancia y disponibilidad. t


BIOGRAFÍA DEL AUTOR: Neil Rasmussen es Vicepresidente sénior de innovación en Schneider Electric. Se dedica a establecer la dirección de la tecnología con el presupuesto más grande del mundo para investigación y desarrollo dedicado a la infraestructura de energía, climatización y bastidores en redes críticas. Posee 25 patentes relacionadas con infraestructura de energía y climatización de alta eficiencia y alta densidad para centros de datos, ha publicado más de 50 informes relacionados con sistemas de energía y climatización y es conferencista invitado frecuentemente y reconocido internacionalmente sobre el tema de los centros de datos de alta eficiencia. Actualmente trabaja para promover soluciones de infraestructura de centros de datos escalables de alta eficiencia y alta densidad, y es el principal arquitecto del sistema InfraStruXure de APC. Antes de fundar APC en 1981, recibió sus títulos de grado y maestría del Massachusetts Institute of Technology en ingeniería eléctrica.

NOTAS FINALES 1. Cuando se apaga una fuente de energía, la corriente

utilizada para suplir las pérdidas de esa fuente se elimina; el aumento en las pérdidas de la fuente de energía restante que asume la carga es por lo general más pequeño que esto, así que en realidad hay un aumento neto de la eficiencia en la fuente de energía. Por lo tanto, es posible observar una reducción total de energía cuando se apaga una fuente de energía. No obstante, en muchos dispositivos TI, los ventiladores se aceleran ante la pérdida de una fuente, lo cual agrega corriente mayor que la reducción de la fuente de energía, por eso a fin de cuentas la corriente total aumenta un poco cuando se pierde una fuente.

2. En sistemas donde hay un gran número de dispositivos de un solo cable, se instala a veces un conmutador estático grande. En este caso, puede proporcionarse una tercera vía C a una zona o ciertos bastidores además de las vías A y B.

3. No se incluye el análisis detallado en este artículo. 4. Las cargas no críticas de un solo cable deben enchufarse

en una alimentación de UPS. Si falla esta alimentación, puede conectarse manualmente a la alimentación restante si es necesario. Las cargas de ejemplo incluyen teclado/video/mouse y monitores.

5. Remítase a la sección anterior acerca del “Comportamiento del dispositivo de doble cable” para ver las seis maneras en que pueden no funcionar los dispositivos de doble cable.

6. Aunque es necesario para implementar el monitoreo en circuitos ramales finales, esto no es suficiente para asegurar el funcionamiento confiable; es igualmente importante monitorear alimentadores y subalimentadores para confirmar que no se sobrecarguen cuando se apague un alimentador correspondiente en una vía alternativa.

7. Si se sabe que la carga cambia significativamente durante una falla de alimentación o si la variación dinámica del consumo de energía de las cargas TI con carga de trabajo TI es considerable, debe contemplarse una cifra menor que el 40 por ciento o software limitador de energía.

8. Muchos conmutadores de transferencia automática (automatic transfer switches, ATS) de bastidor están diseñados para sostener la carga TI durante una transición de conmutación. Esto no ocurre en ATS centralizados más grandes, por eso se requiere un tipo de conmutador estático más rápido cuando un conmutador soporta múltiples bastidores o una zona.

36 u TIC HOY

conectar personas y dispositivos

LA EVOLUCIÓN DE LA CONVERGENCIA


Demandas de las organizaciones y los usuarios—¿Cómo han ido cambiando? Las organizaciones ya no buscan redes tradicionales de comunicaciones para transmitir voz y datos únicamente sino que se enfocan en desarrollar su infraestructura para convertirla en entornos multiservicio, multisitio que brindan beneficios comerciales y un rendimiento tangible de la inversión. Sin importar el tamaño y la naturaleza de la organización, lo más clave que hay que entregar en una red convergida es conectar a la gente y los dispositivos. Sin embargo, ha aumentado el alcance de los dispositivos conectables, tal como el nivel de convergencia, beneficios y funciones. En respuesta a las exigencias de los usuarios, la convergencia ha ido evolucionando continuamente para satisfacer los niveles crecientes de datos que consumen y transmiten las organizaciones. También existen implicancias de almacenamiento obvias y la manera en que la red facilita esto, así como el uso creciente de múltiples dispositivos, herramientas en línea y streaming de video. Sin importar el tipo de usuario ni el tamaño de la organización, las exigencias fundamentales pueden categorizarse por lo general del siguiente modo:u Alta calidad de servicio (QoS). u Mejor calidad de la experiencia.u Robustez.u Modificación y actualización simplificadas.u Capacidades de integración.

Demanda creciente por edificios inteligentes Con la mayor atracción que existe hacia las ciudades y los edificios inteligentes además de un cambio acelerado hacia la adopción de esta tendencia, a veces es fácil olvidar que el parámetro clave en esta ecuación es la infraestructura de red. Ahora es importante la exigencia de contar con una infraestructura a prueba de evolución futura, por eso no es de sorprenderse que se ve impulsada por la adopción de tecnologías de edificios inteligentes junto con la demanda incansable por ancho de banda, mayores velocidades y almacenamiento más eficiente de datos.

Por Paul Goodbrand, RCDD

EL DISEÑO FÍSICO DE UNA RED CONVERGIDA SIEMPRE DEBE DISTRIBUIR PUNTOS DE CONSOLIDACIÓN PARA FACILITAR LA ADICIÓN DE DISPOSITIVOS FUTUROS Y SU CONEXIÓN A LA RED.

La convergencia de múltiples funciones y tecnologías en una sola red de cableado estructurado no es un concepto nuevo. Para esto fue diseñado el cableado estructurado. Sin embargo, en la década pasada, lo que ahora puede convergirse ha aumentado profusamente en comparación con las solicitudes tradicionales de voz y datos. La convergencia crea mayor agilidad, disponibilidad y eficiencia, permitiendo a los usuarios maximizar su inversión en infraestructura de cableado para admitir sistemas de energía, datos, edificios y seguridad. Además, como opción de una sola fuente, una red convergida optimiza y administra múltiples tecnologías para simplificar el despliegue y mantenimiento optimizando a la vez el rendimiento. Este artículo tratará sobre los múltiples avances tecnológicos y beneficios que están impulsando la atracción hacia la convergencia, las tecnologías más populares que pueden convergir y las implicaciones que plantea la convergencia en la planificación y el diseño de redes.

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Con la progresión del cable categoría 5 a categoría 6a/7 y power over Ethernet (PoE) a PoE+ y más allá, el alcance de la capacidad se ha ampliado con respecto a la flexibilidad de la arquitectura, el rendimiento y las credenciales ecológicas.

Además, la tecnología ha avanzado de datos y voz para abarcar: uVideovigilancia—Entre diversos sectores, el cambio de

la vigilancia analógica a video de protocolo Internet (IP) continúa acelerándose con múltiples beneficios viéndose impulsado por los avances en tecnología y la demanda por imágenes de alta calidad. Con la videovigilancia IP, no hay una inversión enorme en bienes que se deprecian. Las tecnologías más recientes de vigilancia presentan mayores ahorros de costos, filmación de mejor calidad, mejores capacidades de almacenamiento y evaluación, además de soluciones verdaderamente escalables. Además, en un sistema de vigilancia plenamente habilitado por IP, las imágenes de una cámara de la red se digitalizan una vez y se mantienen digitales sin necesidad de conversiones y sin degradarse la imagen.

uControl de acceso—La funcionalidad inalámbrica y de IP puede mejorar la seguridad y brindar un ambiente controlado. Las áreas pueden ser altamente seguras y, si se desea, totalmente inaccesibles (Figura 1). Una solución IP puede proporcionar acceso directo a instalaciones centrales de manera altamente controlada y administrada. Pueden controlarse múltiples edificios enteros desde un lugar centralizado, aportando así niveles sin igual de flexibilidad de control del acceso y simplificando los procesos de gestión de la seguridad. Una solución de IP puede ofrecer la función de acceder y

cambiar perfiles rápidamente, agregando valor real. Entre otros beneficios también se incluye la conectividad PoE.

uLAN inalámbrico (WLAN)—El valor de una WLAN solo se maximiza de verdad al integrarse directamente en la infraestructura de comunica-ción más amplia de la organización. Además de sus beneficios inmediatos de costo, alta capacidad y ancho de banda confiable, las organizaciones maximizan las WLAN para mejorar la productividad a través de la verdadera movilidad de usuarios, incluyendo traer su propio dispositivo.

Una solución de red WLAN plenamente integrada y unificada brindará al departamento de tecnología de la información (TI) una visibilidad cohesiva de los usuarios con conexiones inalámbricas o alámbricas y les permitirá definir permisos constantes a la red basándose en identidad, tipo de dispositivo, ubicación y hora del día independientemente del tipo de conexión.

FIGURA 1: La funcionalidad inalámbrica y de IP puede mejorar la seguridad y brindar un ambiente controlado.

SIN IMPORTAR EL TAMAÑO

Y LA NATURALEZA DE

LA ORGANIZACIÓN, LO

MÁS CLAVE QUE HAY QUE

ENTREGAR EN UNA RED

CONVERGIDA ES CONECTAR

A LA GENTE Y LOS

DISPOSITIVOS.


Lo importante es la planificación Las exigencias de la empresa consisten en entregar redes más inteligentes para permitir una organización más flexible y remota sin sacrificar rendimiento ni seguridad. Los entornos de infraestructura de alto rendimiento deben mantener todo el tiempo el ancho de banda necesario para aplicaciones clave, así como espacio adicional cuando el despliegue de una infraestructura convergida se va multiplicando con cada tecnología. La infraestructura sigue siendo crítica para los niveles de innovación,confiabilidad y rendimiento alcanzables dentro de una organización y se ha ido poniendo cada vez más compleja en términos de escala, velocidad y tecnología.

Al pronosticar y planificar la próxima inversión, es importante

explorar las necesidades y exigencias comerciales inmediatas. Para maximizar efectivamente la inversión y desplegar una solución escalable, es crucial contar con una estrategia de crecimiento a largo plazo. Los volúmenes exponenciales de datos y la creciente demanda para acceder a ellos destacan aun más la necesidad de una infraestructura de cableado de redes diseñada de manera experta a fin de brindar una base estable para las redes más amplias de sistemas de edificios y de TI. La demanda extrema de ancho de banda es tal vez el parámetro más significativo a considerar durante la fase de planificación. A medida que se hacen más sofisticadas las aplicaciones y los usuarios intercambian datos de contenido cada vez más rico, los recursos de la red pueden verse sobrepasados. La clave para la convergencia efectiva de la red radica por lo tanto en la

planificación y el diseño meticulosos.

Categoría 6a frente a la Categoría 5e La Categoría 6a ha sustituido a sus predecesoras con un aumento de rendimiento con un aumento relativamente pequeño del costo. TIA TSB-162-A recomienda la Categoría 6a porque los puntos de acceso inalámbrico IEEE 802.11ac pueden admitir velocidades agregadas de hasta 7 gigabits por segundo (Gb/s). 10GBase-T es compatible con la categoría 6a para canales hasta de 37 metros (121 pies). A medida que se van adoptando ampliamente las aplicaciones de streaming como WLAN de alta capacidad, vigilancia mediante IP, multimedia y video, la demanda por velocidades más rápidas de datos va creciendo, lo cual se verá favorecido inevitablemente por el ancho de banda

FIGURA 2: A medida que las aplicaciones de streaming como WLAN de alta capacidad, vigilancia IP, multimedia y video van siendo adoptadas más ampliamente, aumenta la demanda por velocidades de datos más rápidas.

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más alto que ofrecen las soluciones de cableado de categoría 6a y categoría 7 (Figura 2 en la página anterior). Las diferencias clave entre la categoría 5e y la categoría 6a son: mayor rendimiento de transmisión, menor paradiafonía y la capacidad de aportar tecnologías de ancho de banda más alto. Al entregar una red convergida, la mayor confiabilidad y las mayores velocidades de datos que aportan los sistemas categoría 6a, en particular para el mercado empresarial, son factores importantes al considerar la longevidad y la escalabilidad de la infraestructura.

PoE frente a PoE+ Combinar la energía y la transmisión de datos en PoE de un solo cable es un factor facilitador clave en la adopción y el surgimiento de las redes convergidas. En términos de convergencia, PoE ofrece dos beneficios constantes en toda aplicación: ahorro de costos y flexibilidad de la ubicación del dispositivo. Eliminar la consideración de la proximidad de la fuente de energía facilita la convergencia referente a la flexibilidad del despliegue y redespliegue de dispositivos, facilitando a la vez el proceso inicial de diseño y despliegue de la red. La utilización de PoE otorga capacidades sofisticadas de administración de energía reduciendo los picos de voltaje y sobrevoltajes para brindar un mejor rendimiento de la red. Además, la administración remota se ve mejorada gracias a la capacidad de desactivar o ajustar remotamente dispositivos en la red, ya sea una cámara IP, lector de acceso o punto de acceso inalámbrico.

Entrada de PoE+ Al igual que con todo avance tecnológico, fue solo cuestión de tiempo que surgiera un sucesor de PoE. A medida que maduraron los dispositivos que impulsaban la demanda por PoE, aumentó a su vez la demanda de energía.

Hay dos diferencias clave entre PoE y PoE+:uPoE+ proporciona casi el doble de la energía de PoE. El

surgimiento de PoE+ ha aportado a los dispositivos más poderosos y con más funciones una vía a la red (por ejemplo, cámaras IP que antes eran demasiado exigentes desde la perspectiva de PoE estándar).

uPoE+ puede negociar ininterrumpidamente los niveles de energía. Los dispositivos PoE+ más recientes son más sofisticados en términos de negociar la energía en la red. Los dispositivos PoE+ solicitan energía en incrementos más escasos y más frecuentes, además pueden renegociar las necesidades de energía en cualquier momento, dependiendo del estado en que se

encuentre el dispositivo (por ej.: activo, inactivo, vivo, dormido). Dicha capacidad de cambiar permite a los dispositivos PoE+ habilitar modos de ahorro de energía, liberar recursos de la red y mejorar las credenciales ecológicas.

Diseño de la red Ya sea que se despliegue una red convergida en un punto de construcción o se emprenda una vía de actualización, los principios fundamentales de la red permanecen constantes. No obstante, las implicaciones de las múltiples demandas de tecnología pueden intensificar y alterar los parámetros en gran medida. La fase de diseño a menudo es la más crítica en términos de asegurar que participen todos los encargados de tomar decisiones clave y se detallen los alcances de las demandas tecnológicas y lo que se ha de entregar. Para asegurar la convergencia óptima y la entrega de una infraestructura de alto rendimiento y tolerante a las fallas, está aumentando el número de elementos críticos a considerar como también los niveles de interoperabilidad y dependencia mutua. La densidad de convergencia y la escala de la red exigirá que se consideren los siguientes puntos: uAncho de banda—Al igual que con cualquier diseño de red, lo que se desea hacer es brindar alto ancho de banda y vías de baja latencia. Al diseñar una red para múltiples sistemas simultáneamente, se intensifica el proceso de diseño.

uMúltiples dispositivos—El

número creciente de dispositivos que

se despliega y que se encuentra en

funciones en cualquier momento dado

tiene obvias implicaciones con respecto


a aumentar las temperaturas dentro de los atados de cables. El uso de cable blindado y el diseño eficaz de redes debe considerarse y demostrarse para garantizar el rendimiento de la red, la administración de energía y el cumplimiento de PoE. uPronóstico de la red—El proceso de pronosticar puede hacerse

más difícil al agregar múltiples dispositivos, tales como los lectores de acceso y las cámaras IP. Sin embargo, si se estiman de manera precisa y rápida los requisitos necesarios, la carga de tráfico y la intensidad de los datos se pueden calcular sin duda en forma exacta.

uAdministración automatizada de la infraestructura (AIM)/administración inteligente de la infraestructura —La AIM permite que toda la infraestructura esté representada en una sola base de datos viva de origen. La disposición de tiempo real de la infraestructura permite la optimización completa de los procesos comerciales desde la perspectiva de TI. La adopción de AIM puede mejorar enormemente la agilidad, la eficiencia y la administración de la red, produciendo informes dinámicos y precisos además de reducir el tiempo improductivo.

El diseño físico de una red convergida siempre debe distribuir puntos de consolidación para facilitar la adición de dispositivos futuros y su conexión a la red. La debida diligencia demostrada durante la fase de planificación para entregar la combinación eficiente de tecnología, software y protocolos mejorará el potencial de convergencia, aumentará apreciablemente las eficiencias y entregará infraestructuras avanzadas que aportan plataformas de comunicación en tiempo real y entornos virtuales y físicos altamente seguros. Beneficios de la convergencia Una infraestructura de red convergida tiene la capacidad de entregar una mayor visibilidad y facilitar el acceso remoto a múltiples recursos brindando a la vez una verdadera flexibilidad entre las organizaciones. Para justificar la fase de trabajo intenso que implica planificar, diseñar y desplegar, los beneficios deben ser tangibles y justificables y significar rendimiento de la inversión. Lo bueno es que las ventajas de una red IP plenamente convergida pueden apreciarse en todos los niveles de la empresa y esto facilitará el camino para cerrar la brecha entre los departamentos de seguridad e instalaciones de TI que antes eran dispares.

Ahorro de costos: Las redes convergidas aportan enorme ahorro de costos con respecto a hardware y consumo de energía.

Al consolidar y centralizar varias tecnologías y servicios en una sola plataforma IP, los beneficios de costo se ven no solo durante la fase de demostración de la red sino, lo que es más importante, por todo el ciclo de vida de la infraestructura. Con un solo sistema que administrar, se reducen drásticamente los costos constantes de mantenimiento. Los niveles de automatización y el uso de AIM también pueden reducir las horas de trabajo requeridas para realizar labores de monitoreo e informes, disminuyendo así los costos aun más. Agilidad y escalabilidad: Cuando se planifica y despliega de manera eficaz, una red convergida es flexible, interoperable y altamente adaptable. La capacidad notable de una red convergida para la escalabilidad garantiza eso ya que a medida que haya disponibles nuevas funciones y avances tecnológicos se pueden desplegar e incorporar fácilmente sin necesidad de actualizaciones costosas ni nueva infraestructura.

Mejor asignación de recursos: Una red convergente IP tiene la capacidad de utilizar plenamente lo más reciente en cuanto a diferenciación de clase de servicio y enrutamiento basado en QoS para aprovechar mejor los recursos, facilitando así un aumento en el número de usuarios de la red con capacidad de redundancia constante y apta.

Mantenimiento simplificado: Un entorno IP uniforme requiere considerablemente menos componentes de red, elimina pasarelas entre redes y tiene menos plataformas que requieren actualizaciones y pruebas por separado. Todo lo anterior favorece procedimientos más sencillos y simplificados de mantenimiento y

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administración, aportando mejores procesos y asequibilidad.

Factores que influyen e impulsan La abundancia de nuevas tecnologías y aplicaciones impulsadas por tendencias como la computación en la nube, medios sociales y el trabajo móvil están cambiando el equilibrio de la estrategia y el diseño de redes corporativas, así como mejoran las credenciales ecológicas. No obstante, en este entorno tecnológico que evoluciona rápidamente, nunca ha sido mayor la calidad crítica del factor escalabilidad que ha de tener la infraestructura. La confiabilidad de la red es primordial, pero va seguida de cerca por factores como la seguridad, el rendimiento y las tecnologías y capacidades nuevas.

Virtualización La virtualización del servidor continúa siendo una influencia clave al planificar la estrategia de red más amplia, pero la disponibilidad de la red sigue siendo motivo de preocupación. Con un análisis de riesgo bien ejecutado, una vía de virtualización planificada y probada da como resultado una infraestructura a demanda 24/7 y una serie de beneficios que son inalcanzables en un entorno físico, incluyendo: uMenos hardware. uPruebas seguras. uRespaldo y redespliegue simplificados. uMenor consumo de corriente. uRecuperación más inteligente ante desastres. uMayor rendimiento de la inversión. uCostos reducidos y administración simplificada.

Una ventaja definitoria para la adopción de la tecnología virtual es la capacidad de proceder cautelosamente antes de emprender una migración completa. Por ejemplo, el proceso puede empezar con la introducción de un servidor virtual de archivos para reportar sobre la funcionalidad y experimentar los beneficios de la convergencia.

Conclusión El hecho de contar con suficiente asignación de recursos durante la fase de planificación y diseño de la red asegurará que una infraestructura convergida sea capaz de admitir los requisitos crecientes de datos y las exigencias de los usuarios y todos los traslados, adiciones y cambios que se relacionan con tecnologías nuevas y emergentes que han sobrepasado con creces los sistemas tradicionales de datos y voz. Una red convergida de alto rendimiento agrupará y compartirá recursos y aplicaciones inteligentemente, aportando múltiples beneficios tecnológicos y comerciales gracias a la centralización y consolidación, además reducirá costos de despliegue, operación y mantenimiento. Aunque los ahorros de costos siguen prevaleciendo, la evolución de la convergencia y las tecnologías convergidas han demostrado claros beneficios en cuanto a la manera en que pueden operar las empresas de modo más eficiente, móvil y seguro, manteniéndose ágiles y competitivas a la vez. t

BIOGRAFÍA DEL AUTOR: Paul Goodbrand, RCDD,

es Director de edificios inteligentes en Boston Networks.

Es RCDD certificado por BICSI y tiene conocimiento de

las infraestructuras de redes así como de soluciones de

comunicación inalámbrica y de seguridad integrada. Paul

ha desarrollado un conocimiento incluyente de tecnologías

emergentes e IP y ha trabajado en el diseño y desarrollo de

una amplia variedad de infraestructuras complejas de redes

y soluciones de seguridad convergidas para sectores como

autoridades locales, empresas, transportes, petróleo y gas,

consultores y contratistas eléctricos y de edificios. Se le puede

contactar en [email protected].

Por John Kamino, RCDD, y Roman Shubochkin, Ph.D.

44 u TIC HOY

Tendencias en comunicaciones

DE DATOS DE FIBRA

ÓPTICA Los centros de datos continúan migrando a velocidades más altas de redes. Las velocidades de transmisión de un gigabit por segundo (Gb/s), que eran sofisticadas hace solo 10 años, han sido sustituidas por enlaces de 10 Gb/s, 40 Gb/s e incluso 100 Gb/s. IEEE aprobó recientemente un grupo de trabajo para desarrollar un estándar Ethernet de 400 Gb/s, continuando el progreso hacia velocidades más altas.


El enorme crecimiento en el tráfico de Internet explica parcialmente la necesidad de mayor ancho de banda en la red dentro de los centros de datos actuales (Figura 1). Cisco estima que el tráfico aumenta a una tasa de crecimiento anual compuesta (compound annual growth rate, CAGR) del 22 por ciento, incrementándose los datos móviles a una tasa CAGR incluso mayor que llega al 66 por ciento. Con el mayor nivel de virtualización de servidores que impulsa mejores equipos y utilización de redes, el crecimiento en el tráfico fuerza a los diseñadores de centros de datos a adoptar tecnologías de más alta velocidad con el fin de ofrecer los servicios que exigen los clientes. Para respaldar esta demanda, se espera que el tráfico dentro del centro de datos aumente incluso más rápidamente (Figura 2). En su Índice de la nube global 2013,

Cisco señala que aproximadamente el 75 por ciento del tráfico del centro de datos reside dentro del centro de datos, mientras solo el 25 por ciento del tráfico realmente sale del centro de datos. En el estudio, se destaca que el tráfico dentro del centro de datos puede atribuirse a la separación funcional de servidores, almacenamiento y bases de datos, así como al procesamiento paralelo, que divide tareas y las envía a múltiples servidores para procesamiento.

Estándares de aplicación Las aplicaciones ópticas, incluyendo los estándares conocidos IEEE802.3 Ethernet y ANSI INCITS T.11 de canal de fibra, han evolucionado en respuesta a la demanda por más altas velocidades. La Figura 3 muestra la evolución de Ethernet desde 10 megabits por segundo a

principios de la década de 1990 hasta los estándares 40 Gb/s y 100 Gb/s adoptados actualmente en 2012. Hay más trabajo en camino sobre una solución de próxima generación 100 Gb/s Ethernet utilizando ocho fibras ópticas multimodo y una solución 400 Gb/s que debe estar casi terminada en 2017. Las aplicaciones de canal de fibra también continúan evolucionando, de las velocidades de 1 Gb/s a fines de la década de 1990 hasta la solución más reciente 32 Gb/s adoptada en 2014. Se está trabajando actualmente para desarrollar canal de fibra de 128 Gb/s, el cual se espera sea el primer estándar de canal de fibra no dúplex (dos fibras). También se espera que un nuevo grupo de trabajo empiece a trabajar en un estándar de canal de fibra de 64 Gb/s en diciembre 2014.

FIGURA 1: Crecimiento pronosticado del tráfico de Internet globalmente hasta 2018.

Se está trabajando actualmente para desarrollar transductores de velocidad incluso más alta, con anuncios de transmisión de

60 Gb/s e incluso 64 Gb/s mediante fibra óptica multimodo.

FIGURA 2: Crecimiento pronosticado del tráfico dentro de los centros de datos.

Tráfico IP globalÍndice de redes virtuales CiscoPronóstico y metodología, 2012-2018

Peta

byte

s/M

es (M

iles)

Exab

ytes

/Año

Tráfico del centro de datosÍndice de la nube global CiscoPronóstico y metodología, 2012-2017

140

120

100

80

60

40

20

0

9

8

7

6

5

3

2

1

0

2013 2014 2015 2016 2017 2018 2012 2013 2014 2015 2016 2017

n Medio Oriente y África n América Latina n Europa Central y Oriental n Europa Occidental n América del Norte n Asia Pacífico

n Dentro de los centros de datos n Centro de datos a centro de datos n Centro de datos a servidor

Junio 2014 Octubre 2013

46 u TIC HOY

Con el fin de admitir estas velocidades más altas, la industria de la fibra óptica está investigando nuevas estrategias para respaldar enlaces de corto alcance y bajo costo.

Láseres/detectores de alta velocidad Aunque la generación actual de estándares Ethernet de corto alcance de 40 y 100 Gb/s utiliza vías paralelas de 10 Gb/s (agrupando cuatro vías de 10 Gb/s para totalizar 40 Gb/s y diez vías de 10 Gb/s para totalizar 100 Gb/s), los estándares de la próxima generación usarán vías de 25 Gb/s. Al desarrollar láseres de emisión superficial con cavidad vertical (vertical cavity surface emitting lasers, VCSEL) y detectores de mayores velocidades, los proveedores de transceptores están aprovechando el conocimiento adquirido tras años de fabricar dispositivos VCSEL de 10 Gb/s y continuando el paradigma multimodo de bajo costo para aplicaciones de bajo costo. Este aumento de velocidad ayuda a mejorar los costos de infraestructura de cableado, reduciendo el número de fibras ópticas requeridas para un enlace de 100 Gb/s de 20 fibras ópticas multimodo a ocho. También ofrece una vía de actualización de cable directa de 40 Gb/s, usando las mismas ocho fibras

ópticas requeridas actualmente por 40GBASE-SR4. El alcance propuesto para el nuevo estándar 4x25 puede verse algo reducido de los estándares actuales 4x10 y 10x10 Ethernet porque la propuesta actual tiene fibra óptica multimodo OM3 para longitudes de 70 metros (m) y fibra óptica OM4 para distancias de 100 m. Aunque las distancias de 100 m son compatibles con casi el 90 por ciento de los enlaces de centros de datos hoy en día, se espera que las soluciones de primera calidad extiendan este alcance incluso más, siguiendo la tendencia de soluciones multimodo de 40 Gb/s de mayor alcance que ofrecen múltiples fuentes. Se está trabajando actualmente para desarrollar transductores de velocidad incluso más alta, con anuncios de transmisión de 60 Gb/s e incluso 64 Gb/s mediante fibra óptica multimodo (Kuchta y colegas, 2014). Ha habido discusiones sobre pasar a longitudes de onda más altas, como 1060 nanometros (nm) (Kise y colegas, 2014) para aprovechar la menor dispersión cromática de la fibra óptica multimodo en esa región. Aunque hay cierta preocupación de que puede llegarse a un tope práctico en la modulación directa de un VCSEL, hay otros medios para aumentar más la capacidad de un enlace multimodo basado en VCSEL.

FIGURA 3: Evolución de estándares de aplicación de corto alcance para Ethernet y canal de fibra.

Evolución de las aplicaciones de corto alcance10000000

100000

10000

1000

100

10

1

400GBase-SRX

2013 2013 2013 2013 2013 2020

10Base-FL

100Base-FX

100Base-SX

100GBase-SR1040GBase-SR4

10GBase-SX

100GBase-SR4

Ethernet

Canal de fibra

4GFC2GFC

1GFC

8GFC16GFC

32GFC

128GFC

2013

Mb/

s


Multiplexación de división de longitud de onda gruesa La tecnología de Multiplexación de división de longitud de onda gruesa (coarse wavelength division multiplexing, CWDM) aumenta la capacidad de un enlace multimodo al transmitir en múltiples longitudes de onda mediante la misma hebra de fibra óptica (Figura 4). Esta tecnología se utiliza comúnmente con fibras ópticas monomodo pero hasta hace poco se consideraba demasiado costosa para una solución multimodo. Sin embargo, el transceptor BiDi de Cisco usa una forma de longitud de dos ondas de CWDM para duplicar la velocidad de transmisión de 20 Gb/s VCSEL a 40 Gb/s mediante fibra óptica multimodo. Mejorando la eficiencia espectral utilizando VCSEL de 850 nm y de 900 nm, Cisco puede transmitir y recibir 40 Gb/s mediante un par de fibras ópticas multimodo en vez de las ocho fibras utilizadas actualmente en transceptores 40GBASE-SR4. Esto puede causar menos congestión de cables y menos costos de cableado permitiendo a la vez a los operadores de centros de datos volver a la interfaz conocida de conector LC dúplex. Aunque esta solución no cumple con el estándar 40GBASE-SR4 Ethernet, la implementación también puede ser atractiva para los usuarios con una base incorporada de enlaces dúplex. Las soluciones CWDM de la próxima generación CWDM pueden incorporar más de dos longitudes de onda para aumentar más la capacidad por fibra óptica. Una presentación efectuada en el grupo de trabajo IEEE Ethernet 400 Gb/s (IEEE802.3bs) trata sobre el uso de hasta cuatro longitudes de onda para aumentar la capacidad de una fibra óptica multimodo individual (King, 2014). Usando cuatro longitudes de onda y VCSEL de 25 Gb/s, es factible una solución multimodo dúplex de 100 Gb/s. Una preocupación acerca del despliegue difundido de tecnología CWDM es la capacidad de la base de fibra óptica multimodo incorporada OM3 y OM4 para admitir longitudes de onda aparte de la de 850 nm utilizada en sistemas basados en VCSEL. Aunque las

FIGURA 4: CWDM aumenta la capacidad de un enlace multimodo transmitiendo luz a múltiples longitudes de onda mediante la misma hebra de fibra óptica.

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fibras ópticas OM3 y OM4 tienen un ancho de banda modal pico a 850 nm, la caída en ancho de banda en longitudes de onda más altas se ve compensada en cierto grado por la menor dispersión cromática. Esto permite a las fibras ópticas admitir distancias más largas de enlace que lo esperado si se limita únicamente por ancho de banda y atenuación.

Modulación de más alto orden Los transceptores ópticos multimodo de corto alcance actuales usan el formato de modulación simple de encendido-apagado (on-off keying, OOK). En este formato, hay dos niveles de señales: encendido y apagado. La industria de comunicaciones de datos utiliza señalización de no retorno a cero (non-return-to-zero, NRZ) como implementación predeterminada de OOK en esta aplicación. A medida que se llega a los límites prácticos en velocidades de VCSEL, se está considerando la modulación avanzada como medio de extender el paradigma multimodo/VCSEL de bajo costo, permitiendo velocidades de transmisión de datos más altas utilizando la tecnología VCSEL existente. Aunque la modulación de más alto orden es común en transmisión tanto inalámbrica como de cobre, no ha sido implementada en comunicaciones de datos ópticos de corto alcance simplemente porque es más práctico y simple enfocarse en aumentar velocidades de VCSEL. Transmitiendo múltiples bits/símbolos, los esquemas de modulación pueden duplicar la velocidad de bits y más, dependiendo del esquema utilizado. La modulación de amplitud de pulso (pulse amplitude modulation, PAM-n) es un esquema común

de modulación que usa n niveles de amplitud. Por ejemplo, la codificación PAM-4 duplica la cantidad de información que puede transmitirse en un periodo de un bit. Se ha discutido la combinación de PAM-4 con CWDM como rumbo potencial de 400 Gb/s, usando VCSEL de mayor potencia de 25 Gb/s con ruido de intensidad relativa más bajo (King, 2014), y dúplex de 100 Gb/s (Fields, 2014). Una desventaja de la modulación avanzada es la mayor sensibilidad de receptor requerida. Esto puede adaptarse con corrección o ecualización prospectiva de errores. Otros esquemas de codificación que se han discutido dentro de la comunidad de Ethernet incluyen la modulación multitonal discreta (Bhoja, 2014), utilizada actualmente en implementaciones tanto inalámbricas como alámbricas, y la modulación de amplitud en cuadratura, una combinación de modulación de amplitud y fase, donde se modulan dos flujos de bits independientes usando el formato PAM.

Multiplexación de división espacial— Fibra óptica multinúcleo Las fibras ópticas multinúcleo tienen el potencial de reducir la cuenta de fibras considerablemente. Se han producido fibras ópticas prototipo monomodo y multimodo. Las fibras ópticas multimodo multinúcleo mantienen las ventajas de un sistema de transmisión multimodo de bajo costo—la capacidad de usar tecnología VCSEL de bajo costo y el menor costo de alineación comparado con fibra óptica multinúcleo monomodo. El espacio núcleo a núcleo de la fibra óptica multinúcleo se reduce significativamente con respecto a una fibra óptica tradicional mononúcleo,

FIGURA 5: Cara del extremo de la fibra óptica multinúcleo multimodo.

FIGURA 6: Fibra óptica multinúcleo monomodo con ocho núcleos (cortesía de Luxtera).


ofreciendo una capacidad portadora de información mucho mayor en un tramo más pequeño. La fibra óptica multimodo mostrada en la Figura 5 tiene siete núcleos de fibra con un diámetro de núcleo de 26 micras (µm) y un diámetro de fibra general estándar de 125 µm. Se han publicado los resultados utilizando los seis núcleos externos de esta fibra óptica (Lee y colegas, 2012), con la transmisión exitosa de 120 Gb/s usando una sola hebra de fibra óptica multinúcleo en una distancia de enlace de 100 m (328 pies). También se han hecho prototipos de fibras ópticas monomodo multinúcleo. Luxtera (De Dobbelaere, 2012) ha mostrado un diseño de fibra óptica con ocho núcleos monomodo en dos filas paralelas de cuatro núcleos (Figura 6). Una dificultad significativa de una fibra óptica multinúcleo es el desarrollo de una solución de conectividad con precio competitivo. Han evolucionado soluciones de conectividad de fibra óptica mononúcleo a lo largo de varias décadas y por lo general se comprenden bien. El emparejamiento

de una fibra óptica con múltiples núcleos que no son concéntricos con el revestimiento de la fibra es un problema más difícil. Esto es especialmente cierto en el caso de las fibras ópticas monomodo con su diámetro de núcleo extremadamente pequeño. Junto con el presupuesto de pérdida reducido en nuevos estándares de aplicación, esto presentará una dificultad considerable para la industria de interconexión. No obstante, los beneficios de la tecnología multinúcleo son significativos y, junto con otros métodos de velocidad de datos creciente, podrían aportar una densidad de ancho de banda sumamente alta.

Fotónica del silicio La tecnología de fotónica de silicio (silicon photonics, SiP) integra óptica y electrónica en un chip de silicio usando técnicas existentes de fabricación de semiconductores. Aprovechando la inversión ya efectuada en infraestructura de fabricación de semiconductor de óxido de metal complementario (complementary metal oxide semiconductor,

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OCC’s next-generation fiber termination enclosures Good-looking and hardworking fiber termination enclosures allow for easier terminations, greater capacity and uncomplicated cable management.

Designed for convenient access and versatile work life, OCC's new fiber termination enclosures offer both fixed (RTC) and sliding (RTS) versions, along with these notable features:

• 1RU, 2RU, and 4RU configurations are available to accommodate project size

• Sliding (RTS) version incorporates a unique, completely removable shelf that allows easy access from the front or back of the enclosure

• RTC and RTS enclosures are built on the same chassis for rack uniformity

• RTC and RTS enclosures accept OCC standard 600 series adapter plates

• RTC-HD and RTS-HD enclosures accept new HD adapter plates for high density applications

Your fiber enclosure problemsare terminated.

50 u TIC HOY

CMOS), se propone que los transceptores SiP podrían ser mucho menos costosos que los transceptores tradicionales monomodo y podrían ser competitivos en cuanto a costo con soluciones multimodo basadas en VCSEL, especialmente tratándose de distancias más largas de enlace. Las soluciones SiP generalmente usan fibra óptica monomodo y pueden admitir distancias de enlace más largas a velocidades de transmisión de 40/100 Gb/s que las soluciones tradicionales multimodo. Para los megacentros de datos que tienen enlaces de 500 m (1640 pies) o más, las soluciones de SiP pueden ser particularmente promisorias. Se ha desarrollado una solución SiP multimodo que funciona a 1300 nm. Emplea las ventajas de la alineación multimodo de bajo costo y tecnología SiP pero requiere una fibra óptica no estándar para rendir óptimamente. Conclusiones Se espera que continúe la demanda por mayor ancho de banda en comunicaciones de datos en general y centros de datos en particular. Los estándares están evolucionando para responder a estas necesidades. Se está trabajando actualmente en soluciones 400 Gb/s Ethernet y canal de fibra Gb/s de la próxima generación. Estas soluciones son el siguiente paso para velocidades incluso mayores de terabits y más allá. Existen muchas opciones para continuar las ventajas de bajo costo de la fibra óptica multimodo en aplicaciones de corto alcance, mientras tanto hay soluciones monomodo en desarrollo para admitir aplicaciones de alcance ligeramente más largo. Se espera que las soluciones multimodo de la próxima generación aprovechen las posibilidades de multiplexación y codificación, así como láseres y detectores más rápidos. Se prevé que las soluciones monomodo futuras incorporen fotónica del silicio de bajo costo para ofrecer una solución económica. t

BIOGRAFÍAS DE LOS AUTORES: John Kamino, RCDD, es Gerente de productos de fibra óptica multimodo en OFS. Ha sido miembro de BICSI desde 1993 y obtuvo su RCDD en 1994. Su experiencia incluye gestión de productos, gestión de oferta, ventas e ingeniería. Posee un título de bachiller en ciencias de ingeniería mecánica de la University of Nebraska-Lincoln, y una maestría en administración de empresas de Mercer University. Ha publicado numerosos artículos en publicaciones técnicas y ha presentado ponencias en diversas conferencias de BICSI. Roman Shubochkin, Ph.D., es Ingeniero sénior de investigación y desarrollo en OFS y posee un doctorado en ingeniería eléctrica de Brown University. Sus antecedentes incluyen diseño, fabricación y pruebas de fibras multimodo nuevas así como especializadas. También participó en comunicación de datos y actividades de estandarización de fibra óptica. Ha publicado numerosos artículos en diversas publicaciones técnicas evaluadas por colegas y ha presentado ponencias en conferencias de la industria.

REFERENCIASBhoja, S. (2014). PAM Modulation for Singlemode Fiber Data Centers. Ethernet Technology Summit. Santa, Clara, CA.

Cisco. (2013). Global Cloud Index: Forecast and Methodology, 2012-2017.

Cisco. (2013, November). Migrate to a 40-Gbps Data Center with Cisco QSFP BiDi Technology. Retrieved June 30, 2014, from Cisco web site: http://www.cisco.com/c/en/us/products/ collateral/switches/nexus-9000-series-switches/white-paper-c11-729493.html

Cisco. (2014). Cisco Visual Networking Index: Forecast and Methodology, 2013-2018.

De Dobbelaere, P. (2012). Photonics Technology Platform for High-Speed Optical Interconnect. European Conference on Optical Communication. Amsterdam.

Fields, M. (2014, April). Driving Cost Out of 40/100/400GbE Optical Interconnects. Ethernet Technology Summit. Santa Clara.

King, J. (2014, June 20). king_02_0614, A Study of 400Gb/s MMF PMD options. IEEE 802.3bs MMF ad hoc.

Kise, T., Suzuki, T., Funabashi, M., Nagashima, K., Lingle, R., Vaidya, D. S., et al. (2014). Development of 1060nm 25-Gb/s VCSEL and Demonstration of 300m and 50m System Reach Using MMFs and Link Optimized for 1060nm. OFCNFOEC Technical Digest, (p. TH4g.3). San Francisco, CA.

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Lee, B. G., Kuchta, D. M., Doany, F. E., Schow, C. L., Pepeljugoski, P., Baks, C., et al. (2012). End-to End Multicore Multimode Fiber Optic Link Operation up to 120 Gb/s. Journal of Lightwave Technology, Vol. 30, No. 6.

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Asegurar la limpieza de la cara del extremo para eliminar la causa principal de fallas de la fibra Por Carolyn Carter

A pesar de la práctica óptima de la industria de inspeccionar y limpiar las caras de

extremos de la fibra óptica, las conexiones contaminadas siguen siendo la principal causa

de los problemas relacionados con la fibra y fallas de las pruebas en los centros de datos, sedes y otros entornos de redes empresariales y de telecomunicaciones.

A medida que la industria avanza hacia velocidades de datos más altas, presupuestos

de pérdida más estrictos y nuevos conectores multifibra, la inspección y limpieza proactivas de

las caras de extremos de la fibra óptica pueden ayudar a asegurar el tiempo productivo de la red, el rendimiento y la confiabilidad del equipo. Debe inspeccionarse toda cara de extremo del conector siempre antes de conectar a un componente o pieza de equipo—aun cuando los usuarios piensen que han limpiado bien la fibra. Sin embargo, confiar en la inspección humana subjetiva de las caras de extremos de la fibra a menudo produce resultados discrepantes. Los estándares de la industria de la International Electrotechnical

Commission (IEC) y las nuevas innovaciones permiten la certificación automática, constante y repetible de la limpieza de la fibra basándose en criterios de aceptación específicos.

Limpieza para promover el rendimiento El rendimiento de la red solo puede lograrse en la medida que funcione su aspecto más débil, y este se halla donde sea que quede expuesta una cara de extremo de la fibra óptica—ya sea un panel de conexiones, puerto de equipo o en el extremo de un cable o puente de conexión. Independientemente del tipo de fibra, aplicación o velocidad de datos, la transmisión de luz


Asegurar la limpieza de la cara del extremo para eliminar la causa principal de fallas de la fibra Por Carolyn Carter

requiere una vía despejada a lo largo de un enlace, incluyendo todas las conexiones pasivas o empalmes a lo largo de ella. Una sola partícula en el núcleo de una fibra puede causar pérdida y reflejos, provocando altas tasas de errores y degradando el rendimiento de la red. La contaminación en la cara del extremo de una fibra también puede perjudicar el equipo óptico costoso y, en algunos casos, puede dejar inoperante el equipo (vea la Figura 1). Dado que las redes de fibra constituyen el corazón del bien más importante que posee una empresa—el centro de datos—y considerando la necesidad de mantenerse al día con la demanda de los consumidores en cuanto al acceso de alta velocidad a la información, es inaceptable que haya tiempo improductivo y mal rendimiento. A medida que las aplicaciones de la red requieren más ancho de banda y las velocidades de transmisión suben a 40 gigabits por segundo (Gb/s) y 100 Gb/s, los presupuestos de pérdida se han puesto cada vez más estrictos. La suciedad, el polvo y otros contaminantes son enemigos de estas velocidades más altas de transmisión de datos mediante las redes de fibra. Es crucial que todas las conexiones ópticas se mantengan libres de contaminación para evitar problemas de rendimiento de la aplicación. Aunque se sabe que tocar la cara del extremo de una fibra y trabajar en entornos de obras de construcción con polvo y suciedad causan contaminación, hay muchas otras maneras de manipular incorrectamente la fibra que pueden no ser obvias fuentes de contaminación. Una cara de extremo se somete a contaminación en todo momento que se exponga al entorno circundante, aun cuando se haya limpiado hace poco. Por ejemplo, si la cara del extremo toca la ropa que puede contener aceites corporales, pelusas u otras sustancias, puede haber contaminación. Puede acumularse polvo del aire sobre la cara del extremo de una fibra, especialmente en la presencia de electricidad estática. La contaminación también migra fácilmente de un puerto a otro cada vez que se enchufa una cara de extremo de un conector. Incluso una cubierta contra

el polvo diseñada para proteger la cara del extremo de la fibra puede ser una fuente significativa de contaminación. Lamentablemente, muchos usuarios tienen la impresión de que debe estar limpia una cara del extremo que estaba previamente protegida por una cubierta contra el polvo. Sin embargo, nadie puede saber realmente lo que había en esa cubierta contra el polvo. Esto ocurre incluso con caras de extremos de conectores nuevos, terminados de fábrica. Aunque los protectores contra el polvo pueden prevenir daños a la cara del extremo, el plástico usado para crearlos puede emitir un residuo al deteriorarse con el tiempo y la superficie del protector puede contener sustancias que liberan moho utilizadas en los procesos de producción de alta velocidad. Por lo tanto, no debe sorprendernos hallar una cara de extremo contaminada al retirar un protector de un conector recién sacado de la bolsa. Mucha gente también cree que una cara de extremo enchufada en un equipo debe estar limpia y por tanto puede desenchufarse y volver a conectarse sin problemas. No obstante, esto también puede causar que pasen contaminantes de una cara de extremo a otra. Incluso si la contaminación inicial estaba fuera del núcleo de la fibra, la conexión puede desintegrar un contaminante y hacer que viajen las partículas por la cara del extremo y

FIGURA 1: Las caras de extremo de fibras sucias como se muestra aquí pueden degradar el rendimiento de la red o dañar el equipo.

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se redepositen sobre el núcleo. Lo mismo ocurre en los puertos de equipos, los cuales frecuentemente se pasan por alto como fuente de contaminación.

Inspeccionar para asegurarse No es suficiente limpiar simplemente todas las caras de extremos de la fibra. Los usuarios no tienen ninguna manera de saber si la cara del extremo está limpia a menos que la inspeccionen utilizando una herramienta de inspección de fibra, como un videomicroscopio profesional o un microscopio de fibra de mano, diseñado para ese fin. Por este motivo es que la regla es siempre inspeccionar, limpiar e inspeccionar de nuevo antes de conectar. En realidad, el solo hecho de limpiar la cara del extremo puede causar contaminación. Debe inspeccionarse toda cara de extremo después de todo intento de limpiar. Esta es especialmente una inquietud con los conectores multifibra como los conectores estilo multifibra insertable (MPO) que se están transformando rápidamente en la norma en los canales de backbone (eje central) de fibra de los centros de datos actualmente como interfaz requerida para aplicaciones de 40 y 100 Gigabit Ethernet (GbE) (vea la Figura 2). Considere una interfaz MPO de 12 fibras con una matriz que cuente con un área de superficie mucho mayor que un solo conector de fibra. Al limpiar estas caras de mayor superficie, es mucho más fácil trasladar contaminantes de una fibra a otra dentro de la misma matriz. Mientras más grande sea la matriz, más alto es el riesgo. Con los MPO de 24, 48 y 72 fibras utilizados en interconectores de fibra de alta densidad, las fibras son mas difíciles de controlar y no todas las fibras sobresalen siempre a la misma altura. Las variaciones de altura entre las fibras en un solo conector multifibra pueden aumentar el riesgo de que no se haya limpiado cada fibra debidamente y por igual.

Calificaciones y certificaciones mediante los estándares Una de las preocupaciones más perdurables de la industria es que inspeccionar manualmente las caras de extremo de fibra en cuanto a limpieza es en gran parte un proceso subjetivo y discrepante. Hay variables adicionales, como nivel de habilidad, años de experiencia, vista, iluminación ambiente y la herramienta utilizada para inspeccionar la fibra que pueden causar discrepancias al determinar la limpieza de la cara del extremo de la fibra. En un esfuerzo por establecer la uniformidad en la inspección de las fibras y lograr resultados más repetibles

FIGURA 3: IEC 61300-3-35 califica la limpieza de la fibra dependiendo de la cantidad y el tamaño de los rasguños y defectos que tenga cada región de la cara del extremo.

FIGURA 2: Los conectores MPO requeridos para aplicaciones de 40 y 100 GbE deben inspeccionarse siempre, asegurándose de que todas las fibras de la matriz se limpien debidamente.

TABLA 1: Criterios aceptables recomendados de IEC 61300-3-35 para conectores pulidos multimodo.

Zona Rasguños Defectos

Núcleo Sin límite ≤ 3 µmNinguno > 3 µm

4 < 5 µmNinguno > 5 µm

Revestimiento Sin límite < 5 µmNinguno > 5 µm

Sin límite < 2 µm5 de 2 µm a 5 µm

Adhesivo Sin límite Sin límite

Contacto Sin límite Ninguno > 10 µm


para el rendimiento entre múltiples caras de extremos, a IEC desarrolló 61300-3-35, Estándar de procedimientos básicos de prueba y medición para dispositivos interconectores de fibra óptica y componentes pasivos. Este estándar contiene criterios específicos de calificaciones de limpieza para evaluar la certificación y aprobar o no la inspección de una cara del extremo de una fibra, eliminando el factor de la subjetividad humana. Los criterios de certificación contenidos en IEC 61300-3-35 varían dependiendo del tipo de conector y el tamaño de fibra, así como los tipos de defectos. Los defectos incluyen horadaciones, picaduras, rasguños, grietas, partículas y residuos incrustados y sueltos, y el estándar IEC los categoriza en dos grupos: rasguños y defectos. Los rasguños se identifican como características superficiales lineales permanentes en tanto que los defectos incluyen todas las características no lineales detectables que pueden limpiarse comúnmente. La certificación para determinar si aprobar o no se basa en el número de rasguños y defectos encontrados en cada región medida de la cara del extremo de la fibra, incluyendo núcleo, revestimiento, capa de adhesivo y zonas de contacto, así como la cantidad y el tamaño de los rasguños y defectos (vea la Figura 3). Por ejemplo, como se muestra en la Tabla 1, la fibra óptica multimodo con conectores pulidos no puede tener rasguños mayores de 3 micras (µm) de ancho ni defectos mayores de 5 µm de ancho. Dentro de la zona de revestimiento, no puede haber rasguños ni defectos mayores de 5 µm de ancho, cinco defectos que fluctúan entre 2 y 5 µm de ancho y sin límite en el número de defectos menores de 2 µm de ancho. El número y el tamaño de rasguños y defectos permitidos en cada zona varía dependiendo de tipo y diámetro del conector. Aunque se puede usar IEC 61300-3-35 como pauta para calificar la limpieza manualmente, un procedimiento manual requeriría que los técnicos establecieran el tamaño y la ubicación de los rasguños y defectos, lo cual podría igualmente introducir errores humanos y discrepancias. Las soluciones automatizadas de certificación usan procesos algorítmicos para inspeccionar, calificar y certificar automática y rápidamente las caras de extremos de fibra basándose en los criterios del estándar IEC. Estos tipos de dispositivos eliminan la subjetividad humana y producen resultados más rápidos, más precisos y repetibles para poder asegurar el rendimiento óptimo de la red de fibra. Saber qué inspeccionar y limpiar La mejor respuesta a la pregunta de qué inspeccionar y limpiar es todo—debe inspeccionarse

FIGURA 4: ¿Está limpia o sucia la cara del extremo mostrada? La certificación automatizada demuestra que está sucia según IEC 61300-3-35 debido a defectos en el núcleo.

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toda cara de extremo, y debe limpiarse toda cara de extremo que no logre la certificación IEC 61300-3-35 (vea la Figura 4). Durante la inspección, si la cara del extremo recibe la certificación IEC, no es necesario limpiarla. La limpieza puede atraer polvo debido a la electricidad estática. Debe inspeccionarse la limpieza de todas las caras de extremo, incluso las nuevas y los enchufes y latiguillos terminados de fábrica, antes de conectarlos. Esto incluye ambos extremos de cables de prueba de fibra óptica, puentes de fibra y cables troncales preterminados. Si se usa un adaptador para conectar dos enchufes, deben inspeccionarse y limpiarse las caras de extremo en ambos lados y el manguito del adaptador antes de insertarlos en el adaptador. Los adaptadores intercambiables utilizados con medidores de potencia óptica también deben inspeccionarse y limpiarse regularmente. El adaptador a menudo tiene un protector de luz con un agujero diminuto que puede acumular residuos. Siempre consulte la documentación que venía con el equipo de prueba porque algunos vendedores requieren devolver ciertos adaptadores para limpiarlos en la fábrica. Al probar o resolver problemas con cualquier equipo, incluso el probador mismo, deben inspeccionarse y limpiarse todos los enchufes y puertos antes de conectarlos. Esto incluye puertos del equipo de prueba, adaptadores, caras del extremo del cable de prueba y todo puerto en el cual vaya a conectar el cable de prueba. Tal como se mencionó previamente, los protectores contra polvo y las conexiones pueden causar contaminación. Por lo tanto, cada vez que se desenchufe o retire una cara del extremo de una fibra de un protector contra el polvo o puerto, aun cuando sea nueva, debe inspeccionarse y limpiarse según sea necesario antes de insertarla. Los puertos se deben inspeccionar también siempre y limpiarse antes de insertar un conector, aun cuando se haya quitado uno hace poco.

Entender herramientas y consumibles Cuando se trata de limpiar caras del extremo de la fibra, hay básicamente dos materiales requeridos: paños y solvente. Los productos desempolvadores y de aire envasados son ineficaces para limpiar caras del extremo de las fibras ya que solo logran agitar las partículas y simplemente trasladar los contaminantes a otro lugar. Los productos desempolvadores y de aire envasados no pueden limpiar bien aceites, residuos ni partículas de polvo cargadas, además los envases a menudo expelen un propulsor que puede convertirse en un nuevo con-taminante para eliminar.

FIGURA 5: Los solventes especializados (arriba) son mucho más eficaces para limpiar caras de extremos que el alcohol isopropílico que puede dejar un residuo (abajo).

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Los paños de tela y compuestos hechos de material sin pelusas ofrecen la absorbencia necesaria para eliminar contaminantes de la cara del extremo. En general, se recomienda evitar limpiar contra una superficie dura. Al usar un paño o limpiador tipo casete, típicamente una o dos pasadas cortas (1 milímetro [0,04 pulgadas]) por el material de limpieza son suficientes. Debe aplicarse bastante presión para que el paño pueda adecuarse a la geometría de la cara del extremo y confirmar que se haya limpiado en su totalidad. Usar los paños solos se denomina limpieza en seco. Esto ha demostrado ser solo parcialmente eficaz para eliminar contaminantes. La limpieza en seco también puede dejar una carga estática sobre la cara del extremo que puede atraer partículas de polvo cargadas con electricidad estática. Un mejor método de limpieza es usar solventes en conjunto con los paños. Los solventes agregan una acción química que aumenta la capacidad del paño para eliminar partículas y residuos de la cara del extremo eliminando a la vez el problema de carga estática que tiene la limpieza en seco. Es importante evitar usar cantidades excesivas de solvente, lo cual puede dejar una película de contaminantes disueltos. Para eliminar el exceso de solvente, la limpieza mojada debe ir seguida de limpieza en seco trasladándose al área seca del paño o usando un nuevo paño seco. Asegúrese de no exagerar al limpiar para evitar crear descarga estática. El solvente mismo debiera también estar formulado especialmente para limpiar la cara del extremo de la fibra. Aunque se usó alcohol isopropílico durante muchos años para limpiar las caras de extremos de fibra, los solventes especializados tienen una tensión de superficie menor que los hace mucho más efectivos al envolver los residuos para quitarlos y disolver los contaminantes (vea la Figura 5). El alcohol isopropílico también puede dejar un halo al secarse que causa atenuación y puede ser difícil de sacar. No debe quedar nada de solvente sobre la cara del extremo después de limpiar. Para limpiar caras de extremos de la fibra dentro de puertos o equipo, use hisopos sin pelusas diseñados especialmente o dispositivos mecánicos para limpiar puertos. Al utilizar hisopos para limpiar puertos, es importante aplicar solo la presión justa para limpiar la cara del extremo mientras gira el hisopo varias veces en una dirección. Al usar solventes para limpiar puertos, es todavía más importante no usar exceso de solvente que pueden saturar la interfaz del enchufe. La velocidad de evaporación de un solvente cobra

importancia al limpiar puertos porque es más difícil garantizar que se elimine todo el solvente. El solvente restante puede quedar atrapado durante la conexión y cultivar un residuo nocivo con el paso del tiempo. Este es otro motivo por el cual conviene usar solventes que sean especialmente formulados para limpiar fibra—estos solventes permanecen suficiente tiempo para funcionar pero se evaporan mucho más rápido que el alcohol isopropílico. También es importante recordar que estos son productos consumibles—una vez que se use un paño o hisopo para limpiar una cara de extremo, debe desecharse inmediatamente. Volver a usar un paño o hisopo sucio es una de las maneras más fáciles de propagar la contaminación. Aunque es importante limpiar puentes y caras de extremo de cables de referencia para las pruebas, estos componentes también son consumibles que fallan con el paso del tiempo—a veces limpiar no es suficiente si estos componentes han llegado al final de su vida útil siguiendo el número de inserciones especificado por el vendedor.

Resumen Si son importantes para su empresa los factores de tiempo productivo de la red, rendimiento de transmisión de la señal y confiabilidad del equipo, ahorrar en inspecciones y limpiezas de las caras de extremos de la fibra puede tener graves consecuencias. Además la inspección es vital, no importa lo limpia que usted crea que está la cara del extremo. No solo son esenciales las prácticas óptimas para la limpieza de la fibra, sino que deben inspeccionarse todas las caras de extremos y certificarse conforme al estándar IEC 61300-3-35 antes de efectuar una conexión insertada, incluyendo caras de extremo y puertos. Al incorporar la inspección y certificación de la fibra en su proceso, puede eliminar la subjetividad humana e inspeccionar, calificar y certificar rápidamente las caras de extremos según el estándar. Al hacerlo, no debe haber excusas para las fallas de la red debido a las caras de extremos contaminadas. t

BIOGRAFÍA DE LA AUTORA: Carolyn Carter es Gerente de productos de fibra en Fluke Networks. Posee más de 20 años de experiencia en electrónica y telecomunicaciones. Se le puede contactar en [email protected].

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